活體檢測，是指計算機判別檢測的人臉是真實的人臉，還是偽造的人臉攻擊，比如合法用戶圖片、提前拍攝的視頻等。
人臉活體檢測關(guān)鍵技術(shù)
資料來源：智研咨詢整理
傳統(tǒng)方法將其視為一個“活體”VS“假體”的二分類問題，當(dāng)然也可看成多分類問題，如真人、圖片攻擊、視頻回放攻擊、面具攻擊等）的手段和技術(shù)，為人臉識別應(yīng)用增加安全性和可靠性，是生物特征識別在安全領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一，已成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界開始加強人臉防攻擊技術(shù)的研究重點。
攻擊與反攻擊方法簡要分類
欺騙 | 反欺騙 | 隱患 | 升級 | 備注 |
圖片：具體包括使用合法用戶的紙質(zhì)打印照片、彩色打印照片、手機里保存的照片等 | 交互動作活體檢測：指定動作 | 將圖片摳掉眼睛嘴巴，做指定動作 | 摳眼摳嘴巴的偽造一般很劣質(zhì)，不足以對算法造成攻擊 | 深度攝像頭 |
視頻：提前錄制的視頻回放，包含眨眼、轉(zhuǎn)頭、張嘴等動作指令欺騙 | 使用屏幕播放視頻，畫面質(zhì)量會下降，出現(xiàn)摩爾紋 | 換用高清屏幕 | 仍會有反光、倒影問題，且畫面總有模糊、失真，可從這些角度反欺騙 | 深度攝像頭 |
立體面具：簡單的塑料面具 | 與人皮膚材質(zhì)相差較大，使用紋理特征識別 | 進(jìn)一步升級，如乳膠、硅膠、3D打印面具等 | 外觀和皮膚較為接近，但材料表面反射率與皮膚還是不同 | - |
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除上述反欺騙方法，還有靜默活體檢測、紅外活體檢測、獲取生物信號（心率等）、光流法、深度攝像頭、語音指令配合等。
其他反欺騙方法及概述
反欺騙方法 | 具體概述 |
靜默活體檢測 | 相對于動態(tài)活體檢測方法，靜默活體檢測是指，不需要用戶做任何動作，自然面對攝像頭3、4秒鐘即可。由于真實人臉并不是絕對靜止的，存在微表情，如眼皮眼球的律動、眨眼、嘴唇及周邊面頰的伸縮等，可通過此類特征反欺騙。 |
紅外活體檢測 | 利用額外設(shè)備紅外攝像頭不管是可見光還是紅外光，其本質(zhì)都是電磁波。我們最終看到的圖像長什么樣，與材質(zhì)表面的反射特性有關(guān)。真實的人臉和紙片、屏幕、立體面具等攻擊媒介的反射特性都是不同的，所以成像也不同，而這種差異在紅外波反射方面會更加明顯，比如說，一塊屏幕在紅外成像的畫面里，就只有白花花的一片，連人臉都沒了，攻擊完全不可能得逞。 |
光流法 | 利用圖像序列中的像素強度數(shù)據(jù)的時域變化和相關(guān)性來確定各自像素位置的“運動”，從圖像序列中得到各個像素點的運行信息，采用高斯差分濾波器、LBP特征和支持向量機進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。同時，光流場對物體運動比較敏感，利用光流場可以統(tǒng)一檢測眼球移動和眨眼。這種活體檢測方式可以在用戶無配合的情況下實現(xiàn)盲測。 |
3D攝像頭 | 拍攝人臉,得到相應(yīng)的人臉區(qū)域的3D數(shù)據(jù),并基于這些數(shù)據(jù)做進(jìn)一步的分析, 最終判斷出這個人臉是來自活體還是非活體。這里非活體的來源是比較廣泛的,包括手機和Pad等介質(zhì)的照片和視頻、各種打印的不同材質(zhì)的照片（包含各種情形的彎曲、折疊、剪裁、挖洞等情形）等。關(guān)鍵是，基于活體和非活體的3D人臉數(shù)據(jù)，如何選擇最具有區(qū)分度的特征來訓(xùn)練分類器，利用訓(xùn)練好的分類器來區(qū)分活體和非活體。 |
深度攝像頭 | 深度攝像頭除了能夠獲取平面圖像以外，還可以獲得拍攝對象的深度信息，也就是三維的位置和尺寸信息，使得整個計算系統(tǒng)獲得環(huán)境和對象的三維立體數(shù)據(jù)。 |
語音指令 | 語音指令就是通過語音來完成一些常規(guī)操作，如啟動某個應(yīng)用，打開或關(guān)閉飛行模式等，隨著智能助理Cortana的推出，語音操作的重要地位也逐漸顯現(xiàn)。若能在應(yīng)用程序中提供適當(dāng)?shù)恼Z音操作支持，不僅能夠提升應(yīng)用的用戶體驗，也給用戶的使用帶來不少便捷。 |
獲取生物信號（心率等） | 生物信號可反映生物體的生命活動狀態(tài)，因此，生物信號的采集與處理是生物科學(xué)研究的重要手段之一。 生物信號的表現(xiàn)形式具有多樣性，如：既有物理的聲、光、電、力等類的變化；又有化學(xué)的濃度、氣體分壓、PH等的變化，其特 |
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智研咨詢發(fā)布的《2021-2027年中國活體檢測行業(yè)市場深度分析及投資前景趨勢報告》顯示：從申請趨勢來看，2013年后人臉活體檢測專利申請量整體進(jìn)入穩(wěn)步上升階段，2017-2019年隨著3D結(jié)構(gòu)光、IR雙目紅外等非配合式檢測技術(shù)的發(fā)展,人臉活體檢測領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新更加活躍，2018年全球人臉活體檢測專利申請量941項，達(dá)到2010年以來的峰值；2019年全球人臉活體檢測專利申請量891項；2020年全球人臉活體檢測專利申請量439項。
2010-2020年全球人臉活體檢測專利申請量
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從人臉活體檢測專利授權(quán)量來看，2011-2018年全球人臉活體檢測專利授權(quán)量逐年增長，2019年稍有下降，人臉活體檢測專利授權(quán)量164項，同比下降30.51%；2020年全球人臉活體檢測專利授權(quán)量67項，同比下降59.15%。
2010-2020年全球人臉活體檢測專利授權(quán)量
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由于設(shè)備與成本等原因，目前市場上采用配合式活體檢測與非配合式活體檢測，但以配合式活體檢測為主，但非配合式活體檢測具有巨大優(yōu)勢，是未來發(fā)展的方向。
配合式活體檢測與非配合式活體檢測的定義及特點
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從專利技術(shù)分布來看，非配合式臉活體檢測專利技術(shù)占48%；配合式臉活體檢測專利技術(shù)占52%，可以預(yù)見雖然點頭、眨眼等配合式人臉活體檢測技術(shù)發(fā)展早。應(yīng)用更多，但未來的創(chuàng)新發(fā)展大方向依然是更方便、快捷的非配合式無感檢測技術(shù)。
人臉活體檢測專利技術(shù)分布
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從活體檢測的數(shù)據(jù)采集方式來看，目前出于成本考慮，大部分仍采用普通攝像方式，占比高達(dá)74%；3D攝像占17%；紅外攝像只占9%。
人臉活體檢測數(shù)據(jù)采集方式分布
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目前主要研究機構(gòu)有OULU大學(xué)（有多篇論文）、MSU（多篇論文Department of Computer Science and Engineering，Michigan State University）、HKBU（和OULU合作）、IDIAP（提供了很多數(shù)據(jù)集）、國內(nèi)（曠視、百度、商湯、虹軟等都有提供）。
全球人臉活體檢測專利中，中國以55%的占比排在首位，其次美、日、韓也是該項關(guān)鍵技術(shù)的主要創(chuàng)新國家。中國人臉識別活體檢測專利數(shù)量2590項，占55%；其次是美國，人臉識別活體檢測專利數(shù)量1021項，占22%，第三是日本，人臉識別活體檢測專利數(shù)量594項，占13%；第三是韓國，人臉識別活體檢測專利數(shù)量184項，占4%。
全球人臉識別活體檢測專利地區(qū)分布
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中國人臉活體檢測相關(guān)專利數(shù)量TOP10專利申請人分別是OPPO、商湯、曠視、阿里巴巴、騰訊、邁格威、創(chuàng)新先進(jìn)技術(shù)、平安科技、百度、奧比中光，人臉活體檢測相關(guān)專利數(shù)量分別為172項、102項、100項、96項、81項、72項、65項、55項、30項、27項。
中國人臉活體檢測相關(guān)專利數(shù)量TOP10專利申請人
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美國人臉活體檢測相關(guān)專利數(shù)量TOP10專利申請人分別是英特爾、黑金幣、眼驗、眼鎖、VERIDIUM IP LIMITED、高通、皇家飛利浦、先進(jìn)元素科技、MAY專利、三星電子，人臉活體檢測相關(guān)專利數(shù)量分別為158項、89項、46項、31項、25項、25項、19項、13項、13項、13項。
美國人臉活體檢測相關(guān)專利數(shù)量TOP10專利申請人
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日本人臉活體檢測相關(guān)專利數(shù)量TOP10專利申請人分別是索尼東芝、卡西歐、日本電氣、松下、夏普、精工愛普生、富士通、智慧碟、柯尼卡，相關(guān)專利數(shù)量分別為38項、36項、34項、30項、21項、20項、19項、19項、16項、14項。
日本人臉活體檢測相關(guān)專利數(shù)量TOP10專利申請人
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韓國人臉活體檢測相關(guān)專利數(shù)量TOP10專利申請人分別是三星、頂點科技、CRUCIAL TRAK INC、LEE CHUNG JONE、現(xiàn)代、韓國電子、LG電子、比茲摩德萊恩、KIM HYUN MIN、延世大學(xué)，臉活體檢測相關(guān)專利數(shù)量分別為66項、11項、11項、9項、5項、5項、5項、4項、4項、3項。
韓國人臉活體檢測相關(guān)專利數(shù)量TOP10專利申請人
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智研咨詢 - 精品報告
2021-2027年中國活體檢測行業(yè)市場深度分析及投資前景趨勢報告
《2021-2027年中國活體檢測行業(yè)市場深度分析及投資前景趨勢報告》共十四章，包含2021-2027年活體檢測行業(yè)投資機會與風(fēng)險，活體檢測行業(yè)投資戰(zhàn)略研究，研究結(jié)論及投資建議等內(nèi)容。
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