论文总字数：17354字

摘 要

在日常生活中经常会遇到需要验证一个人身份的场景，得益于我国的身份证体系，身份证作为一种由国家签发的身份证明证件广泛用于校验一个人的身份。但是这种校验方式需要有人的参与，效率低。而且由于证件照以表现一个人最真实的相貌而人们在日常生活中会打扮自己导致证件照与真人不符。并且单纯依靠人眼无法分辨身份证的真假，无法利用二代身份证的防伪技术。同时没有日志供日后查阅。本文针对日常生活中对于身份验证的需求，基于OpenCV MFC设计并实现了一套可以运行在64位windows操作系统下的人证合一验证系统。该系统利用二代身份证的电子防伪技术和人脸识别技术实现对身份证真伪的校验以及身份证与使用者是否对应的校验。具有使用方便，不受证件照与日常装扮不同的影响，易于留存日志的特点。

关键词：人脸识别 身份证 身份验证

Design and implementation of face and ID card based authenticate system

Abstract

In daily life, there are often scenes that need to verify a person's identity. Thanks to China's identity card system, ID cards are widely used as a kind of identity certificate issued by the state to verify a person's identity. However, this type of verification requires the participation of others and is inefficient. And because the documents are used to express one's true appearance, people will dress themselves in their daily lives, causing the documents to be inconsistent with the real person. simply relying on the human eye can not distinguish the true and false identity card, And can not make full use of the anti-counterfeiting technology of the second generation ID card. There are no logs for later review. In this paper, based on the requirements of identity verification in daily life, in this paper a verification system based on OpenCV MFC, is designed and implemented. The system utilizes the electronic anti-counterfeiting technology of the second-generation ID card and the face recognition technology to realize the verification of the authenticity of the ID card and the verification of whether the ID card and the user correspond. It is easy to use, and it is not affected by the difference between the photo and the daily dress. It is easy to keep the log.

Key Words: face recognition;ID card;authentication

目录

第一章 绪论 1

1.1选题背景 1

1.3 本章小结 3

第二章 人证合一验证的理论基础 4

2.1人脸识别的原理 4

2.1.1 Eigenface算法原理 4

2.1.2 Fisherface算法原理 5

2.1.3 LBP算法 7

2.2身份证识别的原理 8

2.2本章小结 9

第三章 人证合一验证系统的需求分析 10

3.1需求分析 10

3.2 本章小结 12

第四章 人证合一验证系统的实现 13

4.1模块设计 13

4.2环境搭建及依赖的处理 14

4.3人脸识别相关模块 15

4.4数据库连接管理模块 18

4.5图形化界面模块 20

4.5本章小结 24

第五章 总结 25

参考文献 26

致谢 29

第一章 绪论

1.1选题背景

在日常生活中校验一个人的身份主要通过人工比对人与证件，有效率慢和人力成本高的缺点。而且随着信息技术的发展，以往需要校验身份的场景逐渐向无人化，线上化发展，由办事人员或安保人员兼职进行身份校验的办法逐渐失效，而传统线上身份校验采用的静态密码，动态密码因为安全或操作简便程度上无法达标。相比较而言，使用一个人的生物特征作为“密码”具有不易复制，对用户友好而且永远不会“遗忘”的特点。在生物特征识别中较为常见的有人脸，指纹，虹膜。其中，人脸识别对设备要求最低，只要有一个摄像头来采集数据即可，但是在不加装其他设备的情况下难以识别照片，视频和真正人脸的区别。虹膜识别要求使用者的眼睛要尽量靠近摄像头，而且由于虹膜识别的识别过程中需要用到眼球上血管的特征信息容易受到使用者熬夜或者眼部炎症的影响。指纹识别需要专门的硬件配合否则无法获取指纹图像。

人证合一验证系统主要分为两部分，人脸识别，身份证读取。由于人脸识别本身需要大量计算能力和数据的支撑，所以国内外主要研究机构均以大型互联网公司，大型硬件制造商为主。现阶段较为出色的有Facebook公司的DeepFace，谷歌的FaceNet，百度人脸识别平台，阿里云人脸识别API等。而身份证读取由于涉及敏感信息所以公开信息较少，但其核心是非接触IC卡阅读技术，相关技术以提出已有很长时间而且商业化产品十分成熟完善。但是当前人脸识别并未被用于核验身份的领域，其原因主要是在一对多的情况下人脸识别的准确率在实际使用环境下仍然不是很高，但是在一对一的情况下，当前人脸识别算法已经可以满足核验身份的需求。通过结合已经非常成熟的身份证读取设备可以将人脸识别的范围从整个书记库降为确定的某一个人，也就是说将一个一对多的问题转化成了一个一对一的问题。这时候是要确认持有身份证的人和身份证所有者为同一人即可。

使用人脸识别技术主要有以下几个方面的难点。1眼镜，围巾，口罩等遮挡物因为会遮挡人脸的部分特征，影响识别的准确率，将本应是同一人的图像判断为不同人。2环境光照的影响，光照主要从两个方面影响图像质量：环境光线的总体强度，环境光线的照射方向。与拍照类似当在黑夜等弱光条件下受摄像头感光度影响，拍摄到的图片会包含大量噪点，相反当环境光线过强的时候图像会偏向光源颜色掩盖人脸，导致无法获取人脸细节。当环境光源为单个强光源（如夕阳）的时候可能会在人脸上产生阴影，在阴影中的这部分人脸细节会丢失。进而影响识别率。3人的外貌会随着年龄的增长发生变化，当变化累计到一定程度后会使特征值偏差过大导致完全无法识别。4双胞胎或长相接近的人，虽然大部分人的长相或多或少有一些差异，但是对于同卵双胞胎或者少数长相十分接近的人来说，其相貌常常令人难以分辨。而对于人脸识别来说中前者可以冒用另一个人的身份，后者存在将一个人误判为另一个人的情况。都会对人脸识别的准确度造成影响。

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