GB∕T 41987-2022 公共安全 人脸识别应用 防假体呈现攻击测试方法.pdf

ICS 13.310CCS A 91中华人民共和国国家标准GB/T 419872022公共安全人脸识别应用防假体呈现攻击测试方法Public security-Face recognition applications-Test methods for presentation attack detection with fake face2022-10-12 发布2023-05-01 实施国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会GB/T 419872022目 次RIJ 百.T1 范围.12规范性引用文件.13 术语和定义.14测试方法.1附录A（规范性）假体人脸测试样本基本要求.7参考文献.10GB/T 419872022 1/1 X刖 百本文件按照GB/T L12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定 起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国安全防范报警系统标准化技术委员会(SAC/TC 100)提出并归口。本文件起草单位：中国科学院自动化研究所、西湖大学、公安部第一研究所、广州像素数据技术股 份有限公司、北京眼神智能科技有限公司、支付宝(中国)网络技术有限公司、国防科技大学、公安部第三 研究所、北京中盾安信科技发展有限公司、北京海鑫科金高科技股份有限公司、清华大学、北京澎思科技 有限公司。本文件主要起草人：李子青、雷震、侯鸿川、姚若光、杨春林、林冠辰、谢剑斌、卢玉华、戎玲、IB强、王贤良、苏楠、马原。IGB/T 419872022公共安全人脸识别应用 防假体呈现攻击测试方法1范围本文件描述了公共安全人脸识别应用中防假体呈现攻击的测试方法。本文件适用于公共安全人脸识别系统防人脸完整照片、人脸抠洞照片、人脸去背景照片、人脸电子 照片、人脸视频、仿真人脸面具、仿真人脸头模等攻击方式的测试。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版木（包括所有的修改单）适用于 本文件。GB/T 41786-2022公共安全生物特征识别术语3术语和定义GB/T 417862022界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1假体人脸 fake face人脸仿制品。注：包括人脸照片、人脸视频、仿真人脸面具、仿真人脸头模等。3.2活体人脸live face有生命的真实人脸。4 测试方法it人脸防假体攻击测试的光照环境分室内、半室外和室外3种场景，测试样本包括人脸完整照片、人 脸抠洞照片、人脸去背景照片、人脸电子照片、人脸视频、仿真人脸面具和仿真人脸头模。4.2 环境条件测试过程中环境光线的要求如下。a）室内环境模拟：采用D50光源，均匀光照，光照强度不小于300 lx,不大于3 000 lx0b）半室外环境（侧光、逆光、顺光）模拟：采用卤素灯，采用仝光谱普通照度计测量，调整光源与测 试对象的距离使测试对象所在区域光照强度不小于3 000 lx,且小于10 000 lxo不同光照环 境下光源、测试对象和摄像机三者位置关系如图1所示。在侧光条件下，摄像机、测试对象和 光源位置成90；在逆光和顺光条件下，摄像机、测试对象和光源位置在一条直线上。1GB/T 419872022c）室外环境（侧光、逆光、顺光）模拟：采用卤素灯，采用全光谱普通照度计测量，调整光源与测试 对象的距离，使测试对象所在区域光照强度不小于小000 lx,且小于100 000 lx。不同光照环 境下光源、测试对象和摄像机三者位置关系如图1所示。在侧光条件下，摄像机、测试对象和 光源位置成90；在逆光和顺光条件下，摄像机、测试对象和光源位置在一条直线上。b）逆光标引序号说明：1测试对象和摄像机距离，取值范围是0.4 m1图1光照环境搭建示意图4.3 测试样本选取活体人脸测试对象不少于10人，男女比例1：1。测试过程中，根据眼镜佩戴情况分为无眼镜、佩 戴普通眼镜、佩戴黑框眼镜3种场景，根据表情分为中性表情和微笑表情，每人共计6种不同组合。假体人脸测试样本基本要求应符合附录A的规定。在假体测试样本中，男女比例1：1；年龄在 16岁6（）岁的占80%,小于16岁的占10%,大于60岁的占10%。测试样本类别和样本选取数量要求 应符合表1的规定。假体人脸身份信息无需与活体人脸一一对应。2GB/T 419872022表1假体人脸测试样本选取假体人脸样本类型数量要求人脸完整照片取自200个不同对象的人脸完整照片200张，每人1张，打印在纸上人脸抠洞照片取自200个不同对象的人脸完整照片200张,每人1张，打印在纸上，并对相关区 域进行剪除处理人脸去背景照片取自200个不同对象的人脸完整照片200张，每人】张，打印在纸上，并将背景区 域剪除人脸电子照片取自200个不同对象的人脸完整照片200张，每人1张，全屏显示在电子屏幕上人脸视频取自50个不同对象的人脸视频50段,每人1段仿真人脸面具制作取自10个不同对象的20个仿真人脸面具，每个对象包括抠眼和不抠眼两种 面具仿真人脸头模制作10个不同对象的仿真人脸头模4.4 活体人脸检测测试按4.2要求设置相应环境，测试对象面对摄像机，摄像机采集得到的正面人脸图像两眼间距不小于 60像素。人脸水平转动90,转动过程中俯仰角不大于30,倾斜角不大于20,人脸从一90到90 转动一次耗时1.5 s3 so重复“正面脸左侧脸-正面脸-右侧脸-正面脸”动作3次，记为一次测试 过程。若一次测试过程中系统输出一次以上活体信号，则判定系统正确检测出活体。每种光照环境下,根据眼镜种类（无眼镜、普通眼镜、黑框眼镜）和表情变化（中性表情、微笑表情），每个测试对象进行6种 不同组合的测试，每个组合进行10次以上测试。4.5 人脸防假体攻击测试4.5.1 人脸照片4.5.1.1 人脸完整照片按4.2要求设置相应环境，将纸质打印的人脸完整照片依次正面展示在摄像机前，且正面人脸图像 两眼间距不小于60像素。测试分为有边框和无边框两种场景。在有边框情况下，摄像机采集得到的正 面人脸图像包含照片边框；在无边框情况下，摄像机采集得到的正面人脸图像不包含照片边框。依次将 照片沿其竖直轴左右转动，转动幅度不小于士 30,沿其水平轴上下转动，转动幅度不小于士 20,重复上 述动作3次，记为一次测试过程。若一次测试过程中系统输出一次或一次以上活体信号，则判定系统防 人脸完整照片攻击失败。每种光照环境下，每张人脸完整照片至少进行一次测试。4.5.1.2 人脸抠洞照片按4.2要求设置相应环境，将人脸抠洞照片紧贴人脸，正面展示在摄像机前，摄像机采集得到的正 面人脸图像两眼间距不小于60像素。依次将照片沿其竖宜轴左右转动，转动幅度不小于30,沿其水 平轴上下转动，转动幅度不小于20,重复上述动作3次，记为一次测试过程。若一次测试过程中系统 输出一次或一次以上活体信号，则判定系统防人脸抠洞照片攻击失败。每种光照环境下，每张人脸抠洞 照片至少进行一次测试。3GB/T 4198720224.5.1.3 人脸去背景照片按4.2要求设置相应环境，将人脸去背景照片正面展示在摄像机前，摄像机采集得到的正面人脸图 像两眼间距不小于60像素。依次将照片沿其竖直轴左右转动.转动幅度不小于30.沿其水平轴上下 转动，转动幅度不小于士20,重复上述动作3次，记为一次测试过程。若一次测试过程中系统输出一次 或一次以上活体信号，则判定该次测试中，系统防人脸去背景照片攻击失败。每种光照环境下，每张人 脸去背景照片至少进行一次测试。4.5.1.4 人脸电子照片按4.2要求设置相应环境.将人脸电子照片全屏显示在电子设备上（手机、平板电脑、显示器等），依 次正面展示在摄像机前，且正面人脸图像两眼间距不小于60像素。电子设备分辨率不低于1 920 X 1 080像素、刷新频率不低于60 Hz。测试分为有边框和无边框两种场景。在有边框情况下，摄像机采 集得到的正面人脸图像包含设备边框；在无边框情况下，摄像机采集得到的正面人脸图像不包含设备边 框。依次将电子设备沿其竖直轴左右转动，转动幅度不小于30。,沿其水平轴上下转动，转动幅度不小 于土20,重复上述动作3次，记为一次测试过程。若一次测试过程中系统输出一次或一次以上活体信 号，则判定该次测试中，系统防人脸电子照片攻击失败。每种光照环境下，每张人脸电子照片至少进行 一次测试。4.5.2 人脸视频按4.2要求设置相应环境,将分辨率不低于1 920X1 080像素、刷新频率不低于60 Hz的显示设备 正面展示在摄像机前。测试分为有边框和无边框两种场景。在有边框情况下，摄像机捕获画面包含设 备边框；在无边框情况下，摄像机捕获画面不包含设备边框。依次播放全部人脸视频，摄像机采集得到 的正面人脸图像两眼间距不小于60像素。视频内容从开始到结束记为一次测试过程。若测试过程中 系统输出一次或一次以上活体信号，则判定该次测试中，系统防人脸视频攻击失败。每种光照环境下,每个人脸视频测试一次。4.5.3 仿真人脸面具按4.2要求设置相应环境，测试仿真人脸面具攻击时，分无眼镜、佩戴普通眼镜、佩戴黑框眼镜3种 场景。测试人员依次戴上测试用仿真人脸面具，并佩戴相应眼镜或不佩戴眼镜，面对摄像机.摄像机采 集得到的正面人脸图像两眼间距不小于60像素。人脸水平转动90,转动过程中俯仰角不超过 士30,倾斜角不超过士20,人脸从一90到90转动一次耗时1.5 s3 s。重复“正面脸左侧脸一正面 脸一右侧脸一正面脸”动作3次,记为一次测试过程。若一次测试过程中系统输出一次或一次以上活体 信号，则判定该次测试中，系统防仿真人脸面具攻击失败。每种光照环境下，每个仿真人脸面具在3种 眼镜佩戴方式下各进行10次以上测试。4.5.4 仿真人脸头模按4.2要求设置相应环境.测试仿真人脸头模攻击时，分无眼镜、佩戴普通眼镜、佩戴黑框眼镜3种 场景。将头模在佩戴相应眼镜或不佩戴眼镜的情况下，正面展示在摄像机前，摄像机采集得到的正面人 脸图像两眼间距不小于60像素。人脸水平转动90。，转动过程中俯仰角不超过30,倾斜角不超过 士20,人脸从一90到90转动一次耗时1.5 s3 s。重复“正面脸左侧脸正面脸右侧脸正面 脸”动作3次，记为一次测试过程。若一次测试过程中系统输出一次或一次以上活体信号，则判定该次 测试中，系统防仿真人脸头模攻击失败。每种光照环境下，每个仿真人脸头模在3种眼镜佩戴方式下各 进行10次以上测试。4GB/T 4198720224.6 测试结果统计4.6.1 活体人脸正确检测率按公式(1)计算得到活体人脸正确检测率，用百分数表示。GL=X 100%.(1)G式中：L-活体人脸正确检测率；活体人脸正确检测次数：G活体人脸测试次数。4.6.2 防人脸照片攻击失败率人脸照片包括人脸完整照片、人脸抠洞照片、人脸去背景照片和人脸电子照片。按公式(2)计算得 到防人脸照片攻击失败率，用百分数表示。Fi=?X 100%.(2)式中：防人脸照片攻击失败率；B防人脸照片攻击失败次数；P防人脸照片攻击测试次数。4.6.3 防人脸视频攻击失败率按公式(3)计算得到防人脸视频攻击失败率，用百分数表示。V,F2 X 100%.(3)式中：F,防人脸视频攻击失败率；V.防人脸视频攻击失败次数；V防人脸视频攻击测试次数。4.6.4 防仿真人脸面具攻击失败率按公式(4)计算得到防仿真人脸面具攻击失败率，用百分数表示。F3=-1x100%.(4)M式中：凡一一防仿真人脸面具攻击失败率；M,防仿真人脸面具攻击失败次数；M防仿真人脸面具攻击测试次数。4.6.5 防仿真人脸头模攻击失败率按式(5)计算得到防仿真人脸头模攻击失败率，用百分数表示。T匕=x 100%.(5)5GB/T 419872022式中：Ft防仿真人脸头模攻击失败率；T,防仿真人脸头模攻击失败次数；T防仿真人脸头模攻击测试次数。4.7测试结果说明活体人脸正确检测率越高，表明系统正确检测活体人脸的能力越强。防人脸照片攻击失败率、防人 脸视频攻击失败率、防仿真人脸面具攻击失败率、防仿真人脸头模攻击失败率越低，表明系统相应的抵 御人脸照片、人脸视频、仿真人脸面具、仿真人脸头模攻击的能力越强。6GB/T 419872022附录A（规范性）假体人脸测试样本基本要求A.1人脸完整照片打印纸张尺寸为25.4 cmX30.48 cm0纸张类型采用相纸和胶版纸，打印方式包括激光打印和喷墨打印。采用全幅打印的彩色照片和黑白照片，打印分辨率为300 dpi。人脸图像应清晰，光照均匀且无阴 影。数字相片像素规格应符合图A.1的规定，图A.1中I.和/4像素数不能同时满足要求时，优先保证 I,不小于1 656像素。单位为像素64*43 0003 600828 56三65656-468标引序号说明：11-图像宽度；It图像高度；I人脸两眼之间的距离；乙一-眼睛所在位置距图像下边沿距离;八头顶发迹距图像上边沿距离。图A.1人脸数字相片像素规格A.2人脸抠洞照片将满足图A.1规格的人脸完整照片的眼睛、鼻子、嘴巴区域剪除，剪除面积不超过脸部区域的 50%。人脸抠洞照片示意图如图A.2所示。7GB/T 419872022图A.2人脸抠洞照片示意图A.3人脸去背景照片将满足图A.1规格的人脸完整照片的背景剪除，但保留肩颈头发。人脸去背景照片示意图如 图A.3所示。图A.3人脸去背景照片示意图A.4人脸电子照片将满足图A.1规格的数字相片全屏显示在电子屏幕上。A.5人脸视频人脸视频制作方式如下：a）视频制作环境和测试环境一致，视频背景与测试场景一致；b）视频制作过程中，摄像机参数固定不变；c）视频录制帧率不低于25 fps,每段视频时长不少于10 s；d）视频分辨率为1 920X 1 080像素，视频图像中的正面人脸像素规格应符合图A.4的规定,图A.4中心和乙像素数不能同时满足耍求时.优先保证不小于515像素；e）视频中的人脸图像应清晰；f）视频中的人脸图像应为中性表情，不应戴墨镜或口罩，戴帽者帽沿或发髻不应遮挡眉毛及前额8GB/T 419872022部分，面部无遮挡；g）视频中人脸按照“正面脸-左侧脸一正面脸一右侧脸一正面脸”顺序转动，包含水平转动用从 一90到90（或从90到一90）连续变化的人脸图像序列，人脸水平转动时，人脸转动轴距摄像 机距离固定不变.从一90到90（或从90到一90）转动一次耗时1.5 s3 s；h）视频中人脸图像俯仰角不超过30。,倾斜角不超过20、单位为像素hh3k1 0801920250 15三515/150标引序号说明：K图像宽度；h 图像高度；I人脸两眼之间的距离；/厂-眼睛所在位置距图像下边沿距离;久头顶发迹距图像上边沿距离。图A.4视频图像中的正面人脸像素规格A.6仿真人脸面具采用硅胶、树脂、布质、乳胶、石膏、3D打印等材料或方式制作的可穿戴式仿真人脸三维面具，面具 尺寸与活体人脸一致，五官特征与面部纹理与活体人脸相似，眉毛、睫毛、胡子等清晰可见。佩戴面具 后，面具与头部其他区域过渡自然，无明显面具佩戴痕迹。A.7仿真人脸头模采用硅胶、树脂、石英砂、陶瓷等材质制作的无法穿戴的人脸头模，头模尺寸与活体人脸一致，头模面 部五官及纹理清晰.肤色与活体人脸相似,眼睛睁开，头发、眉毛、睫毛、胡子、嘴唇等清晰可见，表情中性。9GB/T 419872022参考文献1 ISO/IEC 30107-1 Information technology-Biometric presentation attack detection-Part 1：Framework10