公共安全人臉識別應(yīng)用防假體呈現(xiàn)攻擊測試方法2022-10-12發(fā)布2023-05-01實施國家市場監(jiān)督管理總局GB/T41987—2022前言 I1范圍 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4測試方法 附錄A(規(guī)范性)假體人臉測試樣本基本要求 參考文獻 I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由全國安全防范報警系統(tǒng)標準化技術(shù)委員會(SAC/TC100)提出并歸口。本文件起草單位：中國科學院自動化研究所、西湖大學、公安部第一研究所、廣州像素數(shù)據(jù)技術(shù)股份有限公司、北京眼神智能科技有限公司、支付寶(中國)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司、國防科技大學、公安部第三研究所、北京中盾安信科技發(fā)展有限公司、北京海鑫科金高科技股份有限公司、清華大學、北京澎思科技有限公司。本文件主要起草人：李子青、雷震、侯鴻川、姚若光、楊春林、林冠辰、謝劍斌、盧玉華、戎玲、田強、1公共安全人臉識別應(yīng)用防假體呈現(xiàn)攻擊測試方法本文件描述了公共安全人臉識別應(yīng)用中防假體呈現(xiàn)攻擊的測試方法。本文件適用于公共安全人臉識別系統(tǒng)防人臉完整照片、人臉摳洞照片、人臉去背景照片、人臉電子照片、人臉視頻、仿真人臉面具、仿真人臉頭模等攻擊方式的測試。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T41786—2022公共安全生物特征識別術(shù)語3術(shù)語和定義GB/T41786—2022界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。假體人臉fakeface人臉仿制品?；铙w人臉liveface有生命的真實人臉。4測試方法人臉防假體攻擊測試的光照環(huán)境分室內(nèi)、半室外和室外3種場景，測試樣本包括人臉完整照片、人臉摳洞照片、人臉去背景照片、人臉電子照片、人臉視頻、仿真人臉面具和仿真人臉頭模。4.2環(huán)境條件測試過程中環(huán)境光線的要求如下。a)室內(nèi)環(huán)境模擬：采用D50光源，均勻光照，光照強度不小于300lx,不大于3000lx。b)半室外環(huán)境(側(cè)光、逆光、順光)模擬：采用鹵素燈，采用全光譜普通照度計測量，調(diào)整光源與測試對象的距離，使測試對象所在區(qū)域光照強度不小于3000lx,且小于10000lx。不同光照環(huán)境下光源、測試對象和攝像機三者位置關(guān)系如圖1所示。在側(cè)光條件下，攝像機、測試對象和光源位置成90°;在逆光和順光條件下，攝像機、測試對象和光源位置在一條直線上。2攝像機1攝像機1c)室外環(huán)境(側(cè)光、逆光、順光)模擬：采用鹵素燈，采用全光譜普通照度計測量，調(diào)整光源與測試對象的距離，使測試對象所在區(qū)域光照強度不小于100001x,且小于1000001x。不同光照環(huán)境下光源、測試對象和攝像機三者位置關(guān)系如圖1所示。在側(cè)光條件下，攝像機、測試對象和光源位置成90°;在逆光和順光條件下，攝像機、測試對象和光源位置在一條直線上。a)側(cè)光攝像機攝像機b)逆光c)順光標引序號說明：1——測試對象和攝像機距離，取值范圍是0.4m～1m。圖1光照環(huán)境搭建示意圖4.3測試樣本選取活體人臉測試對象不少于10人，男女比例1:1。測試過程中，根據(jù)眼鏡佩戴情況分為無眼鏡、佩戴普通眼鏡、佩戴黑框眼鏡3種場景，根據(jù)表情分為中性表情和微笑表情，每人共計6種不同組合。假體人臉測試樣本基本要求應(yīng)符合附錄A的規(guī)定。在假體測試樣本中，男女比例1:1;年齡在16歲～60歲的占80%,小于16歲的占10%,大于60歲的占10%。測試樣本類別和樣本選取數(shù)量要求應(yīng)符合表1的規(guī)定。假體人臉身份信息無需與活體人臉一一對應(yīng)。3表1假體人臉測試樣本選取假體人臉樣本類型數(shù)量要求人臉完整照片取自200個不同對象的人臉完整照片200張，每人1張，打印在紙上人臉摳洞照片取自200個不同對象的人臉完整照片200張，每人1張，打印在紙上，并對相關(guān)區(qū)域進行剪除處理人臉去背景照片取自200個不同對象的人臉完整照片200張，每人1張，打印在紙上，并將背景區(qū)域剪除人臉電子照片取自200個不同對象的人臉完整照片200張，每人1張，全屏顯示在電子屏幕上人臉視頻取自50個不同對象的人臉視頻50段，每人1段仿真人臉面具制作取自10個不同對象的20個仿真人臉面具，每個對象包括摳眼和不摳眼兩種面具仿真人臉頭模制作10個不同對象的仿真人臉頭模4.4活體人臉檢測測試按4.2要求設(shè)置相應(yīng)環(huán)境，測試對象面對攝像機，攝像機采集得到的正面人臉圖像兩眼間距不小于60像素。人臉水平轉(zhuǎn)動±90°,轉(zhuǎn)動過程中俯仰角不大于±30°,傾斜角不大于±20°,人臉從一90°到90°轉(zhuǎn)動一次耗時1.5s～3s。重復“正面臉→左側(cè)臉→正面臉→右側(cè)臉→正面臉”動作3次，記為一次測試過程。若一次測試過程中系統(tǒng)輸出一次以上活體信號，則判定系統(tǒng)正確檢測出活體。每種光照環(huán)境下，根據(jù)眼鏡種類(無眼鏡、普通眼鏡、黑框眼鏡)和表情變化(中性表情、微笑表情),每個測試對象進行6種不同組合的測試，每個組合進行10次以上測試。4.5人臉防假體攻擊測試按4.2要求設(shè)置相應(yīng)環(huán)境，將紙質(zhì)打印的人臉完整照片依次正面展示在攝像機前，且正面人臉圖像兩眼間距不小于60像素。測試分為有邊框和無邊框兩種場景。在有邊框情況下，攝像機采集得到的正面人臉圖像包含照片邊框；在無邊框情況下，攝像機采集得到的正面人臉圖像不包含照片邊框。依次將照片沿其豎直軸左右轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動幅度不小于±30°,沿其水平軸上下轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動幅度不小于±20°,重復上述動作3次，記為一次測試過程。若一次測試過程中系統(tǒng)輸出一次或一次以上活體信號，則判定系統(tǒng)防人臉完整照片攻擊失敗。每種光照環(huán)境下，每張人臉完整照片至少進行一次測試。按4.2要求設(shè)置相應(yīng)環(huán)境，將人臉摳洞照片緊貼人臉，正面展示在攝像機前，攝像機采集得到的正面人臉圖像兩眼間距不小于60像素。依次將照片沿其豎直軸左右轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動幅度不小于±30°,沿其水平軸上下轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動幅度不小于±20°,重復上述動作3次，記為一次測試過程。若一次測試過程中系統(tǒng)輸出一次或一次以上活體信號，則判定系統(tǒng)防人臉摳洞照片攻擊失敗。每種光照環(huán)境下，每張人臉摳洞照片至少進行一次測試。4按4.2要求設(shè)置相應(yīng)環(huán)境，將人臉去背景照片正面展示在攝像機前，攝像機采集得到的正面人臉圖像兩眼間距不小于60像素。依次將照片沿其豎直軸左右轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動幅度不小于士30°,沿其水平軸上下轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動幅度不小于±20°,重復上述動作3次，記為一次測試過程。若一次測試過程中系統(tǒng)輸出一次或一次以上活體信號，則判定該次測試中，系統(tǒng)防人臉去背景照片攻擊失敗。每種光照環(huán)境下，每張人臉去背景照片至少進行一次測試。按4.2要求設(shè)置相應(yīng)環(huán)境，將人臉電子照片全屏顯示在電子設(shè)備上(手機、平板電腦、顯示器等),依次正面展示在攝像機前，且正面人臉圖像兩眼間距不小于60像素。電子設(shè)備分辨率不低于1920×1080像素、刷新頻率不低于60Hz。測試分為有邊框和無邊框兩種場景。在有邊框情況下，攝像機采集得到的正面人臉圖像包含設(shè)備邊框；在無邊框情況下，攝像機采集得到的正面人臉圖像不包含設(shè)備邊框。依次將電子設(shè)備沿其豎直軸左右轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動幅度不小于±30°,沿其水平軸上下轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動幅度不小于±20°,重復上述動作3次，記為一次測試過程。若一次測試過程中系統(tǒng)輸出一次或一次以上活體信號，則判定該次測試中，系統(tǒng)防人臉電子照片攻擊失敗。每種光照環(huán)境下，每張人臉電子照片至少進行一次測試。按4.2要求設(shè)置相應(yīng)環(huán)境，將分辨率不低于1920×1080像素、刷新頻率不低于60Hz的顯示設(shè)備正面展示在攝像機前。測試分為有邊框和無邊框兩種場景。在有邊框情況下，攝像機捕獲畫面包含設(shè)備邊框；在無邊框情況下，攝像機捕獲畫面不包含設(shè)備邊框。依次播放全部人臉視頻，攝像機采集得到的正面人臉圖像兩眼間距不小于60像素。視頻內(nèi)容從開始到結(jié)束記為一次測試過程。若測試過程中系統(tǒng)輸出一次或一次以上活體信號，則判定該次測試中，系統(tǒng)防人臉視頻攻擊失敗。每種光照環(huán)境下，每個人臉視頻測試一次。4.5.3仿真人臉面具按4.2要求設(shè)置相應(yīng)環(huán)境，測試仿真人臉面具攻擊時，分無眼鏡、佩戴普通眼鏡、佩戴黑框眼鏡3種場景。測試人員依次戴上測試用仿真人臉面具，并佩戴相應(yīng)眼鏡或不佩戴眼鏡，面對攝像機，攝像機采集得到的正面人臉圖像兩眼間距不小于60像素。人臉水平轉(zhuǎn)動±90°,轉(zhuǎn)動過程中俯仰角不超過臉→右側(cè)臉→正面臉”動作3次，記為一次測試過程。若一次測試過程中系統(tǒng)輸出一次或一次以上活體信號，則判定該次測試中，系統(tǒng)防仿真人臉面具攻擊失敗。每種光照環(huán)境下，每個仿真人臉面具在3種眼鏡佩戴方式下各進行10次以上測試。4.5.4仿真人臉頭模按4.2要求設(shè)置相應(yīng)環(huán)境，測試仿真人臉頭模攻擊時，分無眼鏡、佩戴普通眼鏡、佩戴黑框眼鏡3種場景。將頭模在佩戴相應(yīng)眼鏡或不佩戴眼鏡的情況下，正面展示在攝像機前，攝像機采集得到的正面人臉圖像兩眼間距不小于60像素。人臉水平轉(zhuǎn)動±90°,轉(zhuǎn)動過程中俯仰角不超過±30°,傾斜角不超過士20°,人臉從一90°到90°轉(zhuǎn)動一次耗時1.5s～3s。重復“正面臉→左側(cè)臉→正面臉→右側(cè)臉→正面臉”動作3次，記為一次測試過程。若一次測試過程中系統(tǒng)輸出一次或一次以上活體信號，則判定該次測試中，系統(tǒng)防仿真人臉頭模攻擊失敗。每種光照環(huán)境下，每個仿真人臉頭模在3種眼鏡佩戴方式下各進行10次以上測試。54.6測試結(jié)果統(tǒng)計4.6.1活體人臉正確檢測率按公式(1)計算得到活體人臉正確檢測率，用百分數(shù)表示。L——活體人臉正確檢測率；G?——活體人臉正確檢測次數(shù)；G——活體人臉測試次數(shù)。GB/T41987—20224.6.2防人臉照片攻擊失敗率人臉照片包括人臉完整照片、人臉摳洞照片、人臉去背景照片和人臉電子照片。按公式(2)計算得F?——防人臉照片攻擊失敗率；P?——防人臉照片攻擊失敗次數(shù)；P防人臉照片攻擊測試次數(shù)。4.6.3防人臉視頻攻擊失敗率按公式(3)計算得到防人臉視頻攻擊失敗率，用百分數(shù)表示。F?——防人臉視頻攻擊失敗率；V?——防人臉視頻攻擊失敗次數(shù)；V——防人臉視頻攻擊測試次數(shù)?！?.6.4防仿真人臉面具攻擊失敗率按公式(4)計算得到防仿真人臉面具攻擊失敗率，用百分數(shù)表示。F?——防仿真人臉面具攻擊失敗率；M——防仿真人臉面具攻擊失敗次數(shù)；M——防仿真人臉面具攻擊測試次數(shù)。4.6.5防仿真人臉頭模攻擊失敗率按式(5)計算得到防仿真人臉頭模攻擊失敗率，用百分數(shù)表示。6式中：F?——防仿真人臉頭模攻擊失敗率；T?——防仿真人臉頭模攻擊失敗次數(shù)；T——防仿真人臉頭模攻擊測試次數(shù)。4.7測試結(jié)果說明活體人臉正確檢測率越高，表明系統(tǒng)正確檢測活體人臉的能力越強。防人臉照片攻擊失敗率、防人臉視頻攻擊失敗率、防仿真人臉面具攻擊失敗率、防仿真人臉頭模攻擊失敗率越低，表明系統(tǒng)相應(yīng)的抵御人臉照片、人臉視頻、仿真人臉面具、仿真人臉頭模攻擊的能力越強。7(規(guī)范性)假體人臉測試樣本基本要求A.1人臉完整照片打印紙張尺寸為25.4cm×30.48cm。紙張類型采用相紙和膠版紙，打印方式包括激光打印和噴墨打印。采用全幅打印的彩色照片和黑白照片，打印分辨率為300dpi。人臉圖像應(yīng)清晰，光照均勻且無陰影。數(shù)字相片像素規(guī)格應(yīng)符合圖A.1的規(guī)定，圖A.1中l(wèi)?和l?像素數(shù)不能同時滿足要求時，優(yōu)先保證l?不小于1656像素。單位為像素56～168標引序號說明：l?——圖像寬度；l?——圖像高度；l?——人臉兩眼之間的距離；l?——眼睛所在位置距圖像下邊沿距離；ls——頭頂發(fā)跡距圖像上邊沿距離。圖A.1人臉數(shù)字相片像素規(guī)格A.2人臉摳洞照片將滿足圖A.1規(guī)格的人臉完整照片的眼睛、鼻子、嘴巴區(qū)域剪除，剪除面積不超過臉部區(qū)域的50%。人臉摳洞照片示意圖如圖A.2所示。8圖A.2人臉摳洞照片示意圖A.3人臉去背景照片將滿足圖A.1規(guī)格的人臉完整照片的背景剪除，但保留肩頸頭發(fā)。人臉去背景照片示意圖如圖A.3人臉去背景照片示意圖A.4人臉電子照片將滿足圖A.1規(guī)格的數(shù)字相片全屏顯示在電子屏幕上。A.5人臉視