摘要

本文介绍了一种基于增强型远程光电容积脉搏波（rPPG）信号形态的生物识别认证方法。该方法利用面部视频中的rPPG信号进行非接触式心脏信号测量，通过去除面部外观同时保留rPPG信息来保护面部隐私。文章提出了一种两阶段训练策略，结合外部cPPG数据集进行rPPG-cPPG混合训练，以实现rPPG生物识别认证并增强rPPG信号形态。实验结果表明，rPPG信号形态隐藏在面部视频中可用于生物识别认证。

原理

本文提出的生物识别认证系统通过以下步骤实现：首先，对面部视频进行去识别处理，去除面部外观信息同时保留rPPG信息。然后，使用rPPG模型从去识别的面部视频中提取rPPG信号形态。在第一训练阶段，进行无监督rPPG训练以获取粗略的rPPG信号。在第二训练阶段，通过结合外部cPPG数据集进行rPPG-cPPG混合训练，以增强rPPG信号形态并实现生物识别认证。该方法的创新之处在于利用面部视频中的rPPG信号进行生物识别，同时保护了用户的面部隐私。

流程

1. 面部视频去识别：使用空间下采样和像素排列方法去除面部外观信息，同时保留rPPG信息。
2. rPPG信号提取：将去识别的视频输入rPPG模型，提取rPPG信号。
3. 两阶段训练：
   • 第一阶段：无监督rPPG训练，获取基本的rPPG信号测量。
   • 第二阶段：rPPG-cPPG混合训练，结合外部cPPG数据集，增强rPPG信号形态并进行生物识别认证。
4. 生物识别认证：使用rPPG信号形态进行个体识别，输出认证结果。

应用

该方法的应用前景广泛，特别是在需要非接触式生物识别认证的场景中，如安全监控、远程医疗和智能家居等。由于其非接触性和隐私保护特性，rPPG生物识别系统在安全性要求高的环境中具有显著优势。此外，结合面部识别技术，可以进一步提高系统的准确性和安全性。