本發(fā)明屬于圖像處理，具體涉及一種基于同態(tài)加密的人臉識(shí)別方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在當(dāng)今數(shù)字化時(shí)代，人臉識(shí)別技術(shù)因其高效的身份驗(yàn)證能力而受到廣泛關(guān)注，并在安防監(jiān)控、金融服務(wù)、智能交通、教育管理、醫(yī)療診斷等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，隨著“刷臉”技術(shù)的普及，個(gè)人隱私保護(hù)和數(shù)據(jù)安全性問(wèn)題日益凸顯，成為制約該技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵因素。

2、人臉識(shí)別技術(shù)的發(fā)展歷程表明，盡管該技術(shù)在20世紀(jì)60年代就已開(kāi)始研究，但其真正的應(yīng)用發(fā)展是在21世紀(jì)初，特別是隨著深度學(xué)習(xí)技術(shù)的突破，人臉識(shí)別技術(shù)的準(zhǔn)確度和應(yīng)用范圍得到了顯著提升。然而，技術(shù)的快速發(fā)展也帶來(lái)了隱私泄露的風(fēng)險(xiǎn)，尤其是在云端計(jì)算和大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，如何在保證數(shù)據(jù)安全的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高效的人臉識(shí)別功能，成為了一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于同態(tài)加密的人臉識(shí)別方法及系統(tǒng)。本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

2、第一方面，本發(fā)明提供一種基于同態(tài)加密的人臉識(shí)別方法，應(yīng)用于客戶端，包括：

3、獲取待識(shí)別圖像；其中，待識(shí)別圖像包括人臉圖像；

4、對(duì)待識(shí)別圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的待識(shí)別圖像；

5、使用訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)預(yù)處理后的待識(shí)別圖像進(jìn)行處理，得到待識(shí)別圖像特征向量；

6、使用預(yù)設(shè)的加密算法對(duì)待識(shí)別圖像特征向量進(jìn)行加密，得到密文特征和解密密鑰；

7、將密文特征發(fā)送至服務(wù)器端，以使服務(wù)器端根據(jù)密文特征生成計(jì)算結(jié)果，并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送至客戶端；

8、使用解密密鑰對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行解密，以得到待識(shí)別圖像的識(shí)別結(jié)果。

9、第二方面，本發(fā)明還提供一種基于同態(tài)加密的人臉識(shí)別方法，應(yīng)用于服務(wù)器端，包括：

10、接收密文特征；

11、使用預(yù)設(shè)的加密算法，計(jì)算密文特征和預(yù)設(shè)的加密人臉模板之間的歐式距離，得到計(jì)算結(jié)果；

12、將計(jì)算結(jié)果發(fā)送至客戶端，以使客戶端對(duì)計(jì)算結(jié)果解密。

13、第三方面，本發(fā)明還提供一種基于同態(tài)加密的人臉識(shí)別系統(tǒng)，包括：

14、客戶端，用于獲取待識(shí)別圖像；其中，待識(shí)別圖像包括人臉圖像，對(duì)待識(shí)別圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到待識(shí)別圖像特征，使用訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)待識(shí)別圖像特征進(jìn)行處理，得到待識(shí)別圖像特征向量，使用預(yù)設(shè)的加密算法對(duì)待識(shí)別圖像特征向量進(jìn)行加密，得到密文特征和解密密鑰，將密文特征發(fā)送至服務(wù)器端，以使服務(wù)器端根據(jù)密文特征生成計(jì)算結(jié)果，并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送至客戶端，使用解密密鑰對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行解密，以得到待識(shí)別圖像的識(shí)別結(jié)果；

15、服務(wù)器端，用于接收密文特征，使用預(yù)設(shè)的加密算法，計(jì)算密文信息和預(yù)設(shè)的加密人臉模板之間的歐式距離，得到計(jì)算結(jié)果，將計(jì)算結(jié)果發(fā)送至客戶端，以使客戶端對(duì)計(jì)算結(jié)果解密。

16、本發(fā)明的有益效果：

17、本發(fā)明提供的一種基于同態(tài)加密的人臉識(shí)別方法及系統(tǒng)，旨在提升人臉識(shí)別的安全性與準(zhǔn)確性。在客戶端，首先利用局部三值模式(ltp)對(duì)輸入的人臉待識(shí)別圖像進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)對(duì)比像素點(diǎn)的灰度值與其鄰域的像素點(diǎn)的灰度值的均值，將圖像編碼為三值，有效區(qū)分了人臉的局部特征，從而顯著提升了識(shí)別系統(tǒng)的性能與準(zhǔn)確性；其次，采用facenet神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)經(jīng)過(guò)ltp處理的待識(shí)別圖像進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，該網(wǎng)絡(luò)通過(guò)其深度卷積結(jié)構(gòu)自動(dòng)挖掘并提取待識(shí)別圖像中的關(guān)鍵人臉特征，最終輸出一個(gè)實(shí)數(shù)特征向量，該向量包含了帶識(shí)別圖像中人臉的豐富信息，為了確保人臉特征的隱私安全，系統(tǒng)采用了seal庫(kù)中的ckks算法對(duì)提取的實(shí)值特征向量進(jìn)行規(guī)范化和加密，ckks算法是一種支持復(fù)數(shù)運(yùn)算的同態(tài)加密算法，允許對(duì)加密數(shù)據(jù)進(jìn)行安全的數(shù)學(xué)運(yùn)算而無(wú)需解密。在服務(wù)器端，利用ckks算法的同態(tài)特性，直接對(duì)加密后的人臉特征向量進(jìn)行操作，通過(guò)計(jì)算與預(yù)設(shè)的加密人臉模板之間的歐式距離來(lái)評(píng)估人臉的相似度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)人臉的分類和識(shí)別；最終，服務(wù)器端將計(jì)算結(jié)果發(fā)送回客戶端，客戶端根據(jù)預(yù)設(shè)的閾值，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較和決策，得出最終的人臉識(shí)別結(jié)果。整個(gè)處理過(guò)程，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)人臉識(shí)別任務(wù)的高度準(zhǔn)確性，同時(shí)也保證了用戶人臉數(shù)據(jù)在整個(gè)處理過(guò)程中的安全性和隱私性，即使在云端計(jì)算環(huán)節(jié)也不會(huì)暴露任何敏感信息。

18、以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

技術(shù)特征：

1.一種基于同態(tài)加密的人臉識(shí)別方法，其特征在于，應(yīng)用于客戶端，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于同態(tài)加密的人臉識(shí)別方法，其特征在于，所述對(duì)所述待識(shí)別圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的待識(shí)別圖像，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于同態(tài)加密的人臉識(shí)別方法，其特征在于，所述訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的獲取過(guò)程包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于同態(tài)加密的人臉識(shí)別方法，其特征在于，所述facenet神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括批處理模塊、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊、歸一化模塊、嵌入層模塊和損失函數(shù)模塊；其中，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于同態(tài)加密的人臉識(shí)別方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的加密算法包括ckks算法。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于同態(tài)加密的人臉識(shí)別方法，其特征在于，所述使用預(yù)設(shè)的加密算法對(duì)所述待識(shí)別圖像特征向量進(jìn)行加密，得到密文特征和解密密鑰，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于同態(tài)加密的人臉識(shí)別方法，其特征在于，所述使用所述解密密鑰對(duì)所述計(jì)算結(jié)果進(jìn)行解密，以得到所述待識(shí)別圖像的識(shí)別結(jié)果，包括：

8.一種基于同態(tài)加密的人臉識(shí)別方法，其特征在于，應(yīng)用于服務(wù)器端，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于同態(tài)加密的人臉識(shí)別方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的加密人臉模板通過(guò)對(duì)人臉圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取獲取。

10.一種基于同態(tài)加密的人臉識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于同態(tài)加密的人臉識(shí)別方法及系統(tǒng)，涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，包括：獲取待識(shí)別圖像；其中，待識(shí)別圖像包括人臉圖像；對(duì)待識(shí)別圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的待識(shí)別圖像；使用訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)預(yù)處理后的待識(shí)別圖像進(jìn)行處理，得到待識(shí)別圖像特征向量；使用預(yù)設(shè)的加密算法對(duì)所述待識(shí)別圖像特征向量進(jìn)行加密，得到密文特征和解密密鑰；將密文特征發(fā)送至服務(wù)器端，以使服務(wù)器端根據(jù)密文特征生成計(jì)算結(jié)果，并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送至客戶端；使用解密密鑰對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行解密，以得到待識(shí)別圖像的識(shí)別結(jié)果。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)高效的人臉識(shí)別功能。

技術(shù)研發(fā)人員：方鵬飛,徐亦飛,嚴(yán)實(shí)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：陜西物流集團(tuán)產(chǎn)業(yè)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21