GB T 26237.5-2014 信息技术 生物特征识别数据交换格式 第5部分 人脸图像数据.pdf
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1、,. 电ICS 35.040 L 70 画画中华人民主t/、和国国家标准GB/T 26237.5-2014 信息技术生物特征识别数据交换格式第5部分:人脸图像数据Information technology-Biometric data interchange formats一Part 5: Face image data (lSO/IEC 19794-5: 2005 , NEQ) 2014-12-05发布2015-05-01实施a咖码至13,._.f OO .r飞协叩/ 网黯WNWwfw315com咆话4006982315刮在层查真伪/中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理
2、委员会发布GB/T 26237.5-2014 目次前言.1 引言. n 1 范围.2 规范性引用文件-3 术语和定义.4 缩略语.4 5 符合性.4 6 人脸图像的数据交换记录格式.4 7 人脸图像基本类型.33 8 正面人脸图像类型.33 9 完全正面人脸图像类型.37 10 标记正面人脸图像类型.3911 后处理正面人脸图像类型.41 12 3D人脸图像基本类型.41 13 完全正面人脸3D图像类型.4214 标记正面人脸3D图像类型.44 附录A(资料性附录)人脸图像的最佳实践.45 附录B(资料性附录)拍摄相片的条件.63 附录c(资料性附录)实验研究.88 附录D(资料性附录)人脸图
3、像类型.96 参考文献.98 前言GB/T 26237(信息技术生物特征识别数据交换格式分为下列14个部分:一一第1部分:框架;一一第2部分:指纹细节点数据;一一一第3部分:指纹型谱数据;一一第4部分:指纹图像数据;一一一第5部分:人脸图像数据;一一第6部分:虹膜图像数据;一一第7部分:签名/签字时间序列数据;一一第8部分:指纹型骨架数据;一一第9部分:血管的生物特征识别图像数据;一一第10部分:手形轮廓数据;一-第11部分:处理过的签名/签字动态数据;一一第12部分:脸形特性数据;一第13部分:声音数据;二第14部分:DNA数据。本部分为GB/T26237的第5部分。本部分按照GB/T1.1
4、-2009给出的规则起草。GB/T 26237.5一2014本部分使用重新起草法参考ISO/IEC19794-5: 2006(信息技术生物特征识别数据交换格式第5部分:人脸图像数据编制,与ISO/IEC19794-5: 2006的一致性关系为非等效。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这些专利的责任。本部分由全国信息技术标准化技术委员会(SAC/TC28)提出并归口。本部分起草单位:中国电子技术标准化研究院、中国科学院自动化研究所。本部分主要起草人:袁理、霍红文、李子青、冯敬、金倩、易东。GB/T 26237.5一2014引人脸图像已经在身份识别方面使用了数十年。最近
5、几年,数字人脸图像被用于包括身份检查和计算机自动人脸识别在内的多种应用中。尽管罔片格式已经标准化为几种情况,比如护照和驾驶证,但仍然要规定一种数字人脸图像的标准数据格式以便满足各供应商之间的互用性。GB/T 26237的本部分的目的在于为要求交换人脸图像数据的人脸识别应用提供一种人脸图像格式。典型的应用有:一一用人脸图像进行身份检查,人脸图像经过充分处理以便执行身份检查人员能够确认,例如店和伤疤这样能用于识别身份的小特征;一一一通过将人和人脸图像进行比对完成身份识别;一一计算机自动人脸生物特征识别(一对多搜索); 一一计算机自动人脸生物特征验证(一对一比较)。为了能让这些应用在各种设备上使用,
6、包括那些需要在有限资源内进行数据存储的设备,也为了提高人脸识别的精确性,本部分不仅规定了数据格式,还规定了场景约束(光源、姿态、表情等人图片属性(定位、拍摄设备焦距等人数字图像属性(图像分辨率、图像尺寸等)。本部分引入了一些罔像类型以定义满足某些应用要求的分类,每一种要求都针对某一种图片类型做f具体规定。H 1 范围信息技术生物特征识别数据交换格式第5部分:人脸图像数据GBjT 26237的本部分:GBjT 26237.5-2014 一一规定了一张/多张相片和人脸图像短视频流的存储、记录和传输的数据格式。规定了人脸罔像拍摄时的场景约束;一一规定了人脸图像的拍摄方法;一一规定了数字人脸图像的存储
7、格式;-一提供了人脸图像拍摄的最佳范例。本部分适用于人脸图像数据的记录、存储和传输。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GBjT 17235.1-1998 信息技术连续色调静态图像的数字压缩及编码第1部分:要求和指南CISOjIEC 10918-1: 1994 , IDT) GBjT 26237.1一2010生物特征识别数据交换格式第1部分:框架CISOjIEC19794-1:2006 , MOD) GBjT 30267.1-2013 信息技术生物特征识别应
8、用程序接口第1部分:BioAPI规范CISOjIEC 19784-1: 2006 , IDT) ISOjIEC 14496-2: 2004信息技术音频及视觉对象编码第2部分:视觉(Informationtechnol ogy-Coding of audiovisual objects-Part 2: Visua) ISOjIEC 15444(所有部分)信息技术JPEG 2000图像编码系统(Information technology JPEG 2000 image coding system (All parts) ISOjIEC 15948 信息技术计算机图形和图像处理的便携式网络图形(P
9、NG):功能规范Information technology-Computer graphics and image processing-Portable Network Graphics (PNG): Functional specification ISOjIEC 29794-1: 2009信息技术生物特征识别样本质量第1部分:框架Onformationtech nology-Biometric sample quality-Part 1 : Framework) 3 术语和定义GBjT 26237.1-2010界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 2D图像2D image 在一
10、个给定光源环境环境中,记录对被捕捉对象光源和颜色纹理的二维编码表示。咱国GB/T 26237.5-2014 3.2 3D图像3D image 编码记录3D空间的表面的图像。3.3 3D点图3D point map 对被捕捉对象的3D点云表示,其中每一个表面点都编码为一个三元组,分别记录3D空间中x,y,z的值。3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3D顶点表示3D vertex representation 使用3D顶点和点之间的三角形来编码表示3D表面。人体扫描标记点anthropometric landmark 用于身份验证与分类的人脸标记点。人体扫描标记点编码anth
11、ropometric landmark code 定义人体扫描标记点的两部分编码。笛卡尔坐标系cartesian coordinate system 3D正交直角坐标系。下额chin 顿部中央偏下部分。彩色图像colour image 多通道连续光谱图像,每个通道均由一位或多位进行编码。色域colour space 在图像中描述像素的颜色的一种方法。注:本文件典型地采用了RGB,YUV和灰度阁像。3.11 3.12 3.13 3.14 2 连续色调图像continuous tone image 通道每个像素用多于1位表示的图像。头顶crown 头顶部,或者(如果去除头发和头饰)脑颅顶部可见位置
12、。圄柱坐标系cylindrical coordinate system 通过半径、方位角和高度描述一个点的3D极坐标系。每英寸点数dots per inch 扫描仪和打印机分辨率的测度。GB/T 26237.5-2014 3.15 3.16 3.17 人脸图像facial image 基于电子图像的个人肖像表示。人脸图像类型facial image type 满足特定规定的一类人脸图像。标记点feature point 一个人脸图像中被用于人脸识别算法,通常称作标记点的参考点。示例:眼镜的位置。3.18 鱼眼fish eye 一种失真类型,图像的中心部分比边缘点更接近边界点。3.19 灰度图像
13、greyscale image 只有一个通道的连续光谱图像,如以8位编码;也被称作单色图像或者黑白图像。3.20 人工检查human examination 通过脸部特征和结构,将人脸图像与一个人类个体或另一张人脸图像仔细比对确定参考者身份的人工过程。3.21 人工验证human verification 通过与-个人或另一人脸图像的比对确认一个人脸图像的身份。该比对为1: 1对比。3.22 像素pixel 图片的基本元素;2D矩阵图像表示的基本元素。3.23 肖像portrait 记录一个人的图片,包含整个头部、大多数情况下所有的头发、颈部以及肩膀的上半部分。3.24 区域图像range i
14、mage 记录3D空间上表面点的数值矩阵,前两个坐标记录位置第三个坐标记录该位置的值。3.25 红眼red-eye 由向主体的眼睛闪红光而引发的从视网膜后血管反射的光。3.26 纹E里texture在给定的照明环境下亮度和/或采集的主题颜色的2D描述。3.27 纹理透视矩阵texture projection matrix 3X4的3D表面坐标系转换矩阵,将度量笛卡尔坐标系该变换2D纹理图像坐标系,其中该变换既利用了3D点的3D对应坐标也用了2D点的2D对应坐标。3 GB/T 26237.5-2014 3.28 身份验证verification 生物特征识别系统的功能,它执行一个I对1对比。4
15、 缩略i吾下列缩略i吾适用于本文件。CBEFF:公用生物特征识别交换格式框架(CommonBiometrics Exchange Formats Frame) BDIR:生物特征识到j数据交换格式(BiometricData Interchange Formats) DPI:每英寸像素数(Dotsper inch) FIR:指纹图像记录(Fi吨erImage Record) PEG:GB/T 17235.1-1998规定的图像压缩标准OointPhotographic Experts Group) PEG 2000: ISO/IEC 15444 (所有部分)中的罔像的增强压缩标准(JointP
16、hotographic Experts Group 2000) PNG:ISO/IEC 15948中的图像的无损压缩标准(PortableNetwork Graphic) ppcm:像素/厘米(pixelsper centimetre) PPl:像素/英寸(pixelsper inch) ppmm:像素/毫米(pixelsper millimetre) 5 符合性满足下述相关规范性要求的生物特征记录数据符合本部分:a) 数据元素的数据结构、数据类型与关系,完全正面人脸图像第6章第9章,标记正面人脸罔像第6章第8章,第10章,后处理正面人脸图像第6章第8章,第11章;b) 数据值和输入生物特征识
17、别数据记录之间的关系,完全正面人脸罔像第6章第9章,标记正面人脸罔像第6章第8章,第10章,后处理正面人脸罔像第6章第8章,第11章。如果生物特征识别数据产生系统输出的数据满足本部分规定并在系统中附带实现一致性协议,则产生生物特征识别数据的系统可视为符合本部分。一个生物特征识别数据产生系统,其输出生物特征识别数据不需要在所有方面均满足本部分规定,但只有符合本部分的才能够包含在实现符合性协议中。如果一个系统能够读取并使用符合本部分的数据格式并在系统中附加实现一致性协议,则该系统可视为符合本部分。系统使用的数据不需要在所有方面均满足本部分规定,但只有符合本部分的才能够包含在实现符合性协议中。6 人
18、脸图像的数据交换记录格式6.1 概述生物特征识别数据交换格式(BDIR)在本部分中具体规定了生物特征识别数据中人脸图像数据存储的格式。每个BDIR都应属于单个个体,且应包含至少一个2D罔像,可选几何表示(区域图像、3D点网格,3D顶点表示)来表示一张人脸。记录结构在罔l和罔2中所示。本部分中的BDIR(特别是2D人脸罔像),需要通过PEG,PEG2000或PNG格式进行编码。对元素的数据记录格式进行讨论时,字段表示最小元素如人脸数据类型与图像数据类型,块代表一组场(域)如人脸信息块或罔像信息块,记录表示包含通用文件头与一个或多个表示的数据。通用文件头GB/T 26237.5生物特征识别数据交换
19、格式数据表示文件#2可选)GB/T 26237.5-2014 数据表示文件#2可选GlB/26237.5-2014 巳53|区23字|区域图i 时| 纹理部| |3LT l官13D叫时|叫l|阳个数I1: I节|阳数据|者|明|回回国曰曰巳E|Z|22Y|Z| 2 2 2 2 2 国23D 信息块与3D数据块标准具体要求,每字段需要的位数巴标记本部分中除了柏式表不与版本号用无终止符ASCII编码,其余数相均用-由编码。每字段之间没有分隔符或者标识符。各个字民可以通过字节统计分离。6 记录格式由如下组织方iZza) 固定长度(17字节)的通用文件头包含了整体记录信巴,其中包括人脸表示数据的数量(
20、表示的面部图像的数量)和以字节为单位的,总Kl是:。b) 对于每个人脸表示文件,由单独的表示块。该部分包含了表示头和表示数据。c) 表示头包括:1) 固定倍数字节(5x字节)的质量评估模块描述了该表示文件的数据质量。2) 固定长度(21字节)的人脸信息块,描述了被测者的可辨别特征,如性别等。3) 固定倍数字节的(8x字节)的标记点块,记录了人脸图像上的标记点。4) 固定长度(25字节)图像信息块,描述了图像的数字个数如人脸图像类型和维度,如图像宽和高。d) 数据表示包括:1) 图像数据包括数据编码块JPEG、JPEG2000或PNG。2) 对于包含3D信息的人脸图像类型的3D信息块(92字节)
21、描述该数据的性质。3) 对于包含3D信息的人脸图像类型的3D数据块描述了人脸的3D形状。GB/T 26237.5-2014 同一个生物特征识别被测者的多个2D/3D表示可以记录在单个记录中。这通过在通用文件头之后包含多个表示块实现。表示块既可以包含2D数据也可以包含3D数据。整合结构如图3所示。通用文件头表示数据#1表示数据#2表示数据#3完全正面人脸)(标记正面人脸(标记正面人脸图3多个2D/3D数据表示在同一记录中的整合6.2 数据规定6.2.1 字节顺序在数据记录与所有定义明确的数据块中,所有多字节数据均用高位优先格式存储。即权重高的字节存储在存储器的位置较非重要字节位置更低。例如,10
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