人脸识别 -- 活体检测(张嘴摇头识别)

一：简介

最近项目在做了身份证银行卡识别之后，开始实现人脸识别和活体识别，其中人脸识别包括人脸入库、人脸查找、人脸1：N对比、人脸N:N对比，另外活体识别运用在安全登录功能。

大家都熟知的支付宝使用face++ 的服务来实现人脸识别，在实际项目中使用了讯飞的人脸识别SDK进行二次封装来实现活体识别。主要实现了张嘴和摇头两个活体动作的识别。据我所知，讯飞的服务是基于face++,识别率还是很高，并且iOS和Android都对应有封装好的SDK。 

在实际运用中，有很多app为了高度保证用户使用的安全问题，除了常规的账号密码登录之外，相继实现了指纹登录，手势登录，第三方登陆（QQ、微信、支付宝）、刷脸登录，接下里我就和大家分享一下如何实现人脸识别的活体检测，这是实现刷脸登录最基础的实现。

另外，这些博文都是来源于我日常开发中的技术总结，在时间允许的情况下，我会针对技术点分别分享iOS、Android两个版本，尽量附上demo以供大家参考，如果有其他技术点需要，可在文章后留言，我会尽全力帮助大家。

二：实现思路分析

1. 点击识别按钮，调用相机

2. CameraRules类，检测相机权限

3. 初始化页面，创建摄像页面，创建张嘴数据和摇头数据

4. 开启识别，脸部框识别

5. 脸部部位识别，脸部识别判断是否检测到人脸

6. 检测到人脸之后，判断位置

7. 位置判断合适，判断是否张嘴

8. 张嘴判断完毕，验证是否摇头

9. 摇头判断完毕，3秒倒计时拍照

10. 拍照完毕，选择重拍或者上传图片

11. 选择重拍重复5-9步骤，选择上传将图片数据回调

12. 数据clean

三：实现源码分析

根据实现思路分析，一步步进行编码实现：

1. 点击识别按钮，调用相机

if([CameraRules isCapturePermissionGranted]){
        [self setDeviceAuthorized:YES];
    }
    else{
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSString* info=@"没有相机权限";
            [self showAlert:info];
            [self setDeviceAuthorized:NO];
        });
    }

2. CameraRules类，检测相机权限

//检测相机权限
+(BOOL)isCapturePermissionGranted{
    if([AVCaptureDevice respondsToSelector:@selector(authorizationStatusForMediaType:)]){
        AVAuthorizationStatus authStatus = [AVCaptureDevice authorizationStatusForMediaType:AVMediaTypeVideo];
        if(authStatus ==AVAuthorizationStatusRestricted || authStatus ==AVAuthorizationStatusDenied){
            return NO;
        }
        else if(authStatus==AVAuthorizationStatusNotDetermined){
            dispatch_semaphore_t sema = dispatch_semaphore_create(0);
            __block BOOL isGranted=YES;
            [AVCaptureDevice requestAccessForMediaType:AVMediaTypeVideo completionHandler:^(BOOL granted) {
                isGranted=granted;
                dispatch_semaphore_signal(sema);
            }];
            dispatch_semaphore_wait(sema, DISPATCH_TIME_FOREVER);
            return isGranted;
        }
        else{
            return YES;
        }
    }
    else{
        return YES;
    }
}

3. 初始化页面，创建摄像页面，创建张嘴数据和摇头数据

    //创建摄像页面，创建张嘴数据和摇头数据
    [self faceUI];
    [self faceCamera];
    [self faceNumber];

4. 开启识别，脸部框识别

    float cx = (left+right)/2;
    float cy = (top + bottom)/2;
    float w = right - left;
    float h = bottom - top;
    float ncx = cy ;
    float ncy = cx ;

    CGRect rectFace = CGRectMake(ncx-w/2 ,ncy-w/2 , w, h);

    if(!isFrontCamera){
        rectFace=rSwap(rectFace);
        rectFace=rRotate90(rectFace, faceImg.height, faceImg.width);
    }

    BOOL isNotLocation = [self identifyYourFaceLeft:left right:right top:top bottom:bottom];

    if (isNotLocation==YES) {
        return nil;
    }

5. 脸部部位识别，脸部识别判断是否检测到人脸

    for(id key in keys){
        id attr=[landmarkDic objectForKey:key];
        if(attr && [attr isKindOfClass:[NSDictionary class]]){

            if(!isFrontCamera){
                p=pSwap(p);
                p=pRotate90(p, faceImg.height, faceImg.width);
            }
            if (isCrossBorder == YES) {
                [self delateNumber];
                return nil;
            }
            p=pScale(p, widthScaleBy, heightScaleBy);

            [arrStrPoints addObject:NSStringFromCGPoint(p)];

        }
    }

6. 检测到人脸之后，判断位置动作提醒

    if (right - left < 230 || bottom - top < 250) {
        self.textLabel.text = @"太远了";
        [self delateNumber];
        isCrossBorder = YES;
        return YES;
    }else if (right - left > 320 || bottom - top > 320) {
        self.textLabel.text = @"太近了";
        [self delateNumber];
        isCrossBorder = YES;
        return YES;
    }else{
        if (isJudgeMouth != YES) {
            self.textLabel.text = @"请重复张嘴动作";
            [self tomAnimationWithName:@"openMouth" count:2];

            if (left < 100 || top < 100 || right > 460 || bottom > 400) {
                isCrossBorder = YES;
                isJudgeMouth = NO;
                self.textLabel.text = @"调整下位置先";
                [self delateNumber];
                return YES;
            }
        }else if (isJudgeMouth == YES && isShakeHead != YES) {
            self.textLabel.text = @"请重复摇头动作";
            [self tomAnimationWithName:@"shakeHead" count:4];
            number = 0;
        }else{
            takePhotoNumber += 1;
            if (takePhotoNumber == 2) {
                [self timeBegin];
            }
        }
        isCrossBorder = NO;
    }

7. 位置判断合适，判断是否张嘴

    if (rightX && leftX && upperY && lowerY && isJudgeMouth != YES) {

        number ++;
        if (number == 1 || number == 300 || number == 600 || number ==900) {
            mouthWidthF = rightX - leftX < 0 ? abs(rightX - leftX) : rightX - leftX;
            mouthHeightF = lowerY - upperY < 0 ? abs(lowerY - upperY) : lowerY - upperY;
            NSLog(@"%d,%d",mouthWidthF,mouthHeightF);
        }else if (number > 1200) {
            [self delateNumber];
            [self tomAnimationWithName:@"openMouth" count:2];
        }

        mouthWidth = rightX - leftX < 0 ? abs(rightX - leftX) : rightX - leftX;
        mouthHeight = lowerY - upperY < 0 ? abs(lowerY - upperY) : lowerY - upperY;
        NSLog(@"%d,%d",mouthWidth,mouthHeight);
        NSLog(@"张嘴前：width=%d，height=%d",mouthWidthF - mouthWidth,mouthHeight - mouthHeightF);
        if (mouthWidth && mouthWidthF) {
           6
            if (mouthHeight - mouthHeightF >= 20 && mouthWidthF - mouthWidth >= 15) {
                isJudgeMouth = YES;
                imgView.animationImages = nil;
            }
        }
    }

8. 张嘴判断完毕，验证是否摇头

if ([key isEqualToString:@"mouth_middle"] && isJudgeMouth == YES) {

        if (bigNumber == 0 ) {
            firstNumber = p.x;
            bigNumber = p.x;
            smallNumber = p.x;
        }else if (p.x > bigNumber) {
            bigNumber = p.x;
        }else if (p.x < smallNumber) {
            smallNumber = p.x;
        }

        if (bigNumber - smallNumber > 60) {
            isShakeHead = YES;
            [self delateNumber];
        }
    }

9. 摇头判断完毕，3秒倒计时拍照

if(timeCount >= 1)
    {
        self.textLabel.text = [NSString  stringWithFormat:@"%ld s后拍照",(long)timeCount];
    }
    else
    {
        [theTimer invalidate];
        theTimer=nil;

        [self didClickTakePhoto];
    }

10. 拍照完毕，选择重拍或者上传图片

-(void)didClickPhotoAgain
{
    [self delateNumber];

    [self.previewLayer.session startRunning];
    self.textLabel.text = @"请调整位置";

    [backView removeFromSuperview];

    isJudgeMouth = NO;
    isShakeHead = NO;

}

11. 选择重拍重复5-9步骤，选择上传将图片数据回调

-(void)didClickUpPhoto
{
    //上传照片成功
    [self.faceDelegate sendFaceImage:imageView.image];
    [self.navigationController popViewControllerAnimated:YES];
}

12. 数据clean

-(void)delateNumber
{
    number = 0;
    takePhotoNumber = 0;

    mouthWidthF = 0;
    mouthHeightF = 0;
    mouthWidth = 0;
    mouthHeight = 0;

    smallNumber = 0;
    bigNumber = 0;
    firstNumber = 0;

    imgView.animationImages = nil;
    imgView.image = [UIImage imageNamed:@"shakeHead0"];
}

四：讯飞SDK下载及配置

1. SDK下载

因为项目中使用到讯飞人脸识别SDK，需要去讯飞开放平台创建应用，下载SDK。

2. 添加系统库

将开发工具包中lib目录下的iflyMSC.framework添加到工程中。同时请将Demo中依赖的其他库也添加到工程中。 按下图示例添加 SDK 所需要的 iOS系统库：

3. 设置Bitcode

在Targets - Build Settings 中搜索Bitcode 即可，找到相应选项，设置为NO，如下图：

4. 用户隐私权限配置

在Info.plist 中增加下图设置：

五：项目实际使用

1. 下载demo

下载demo，将demo中FBYFaceData文件夹引入项目中。

2. 在项目中引入FBYFaceRecognitionViewController

#import "FBYFaceRecognitionViewController.h"

3. 在项目识别按钮的点击事件中添加代码

-(void)pushToFaceStreamDetectorVC
{
    FBYFaceRecognitionViewController *faceVC = [[FBYFaceRecognitionViewController alloc]init];
    faceVC.faceDelegate = self;
    [self.navigationController pushViewController:faceVC animated:YES];
}

4. 图片回调函数

-(void)sendFaceImage:(UIImage *)faceImage
{
    NSLog(@"图片上传成功");
}
- (void)sendFaceImageError {
    NSLog(@"图片上传失败");
}

本篇文章demo源码：

demo源码

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