[发明专利]一种保护隐私安全的人脸识别方法

权利要求书

1.一种保护隐私安全的人脸识别方法，其特征在于，包括：

人脸注册阶段：采集人脸图像并提取人脸特征，并采用CKKS全同态加密算法加密人脸特征后得到源人脸模板；将源人脸模板存储在数据库中；

人脸匹配阶段：采集待识别人脸图像并提取待识别人脸特征，并采用CKKS全同态加密算法加密待识别人脸特征后得到目标人脸模板；将目标人脸模板与数据库中的源人脸模板进行匹配。

2.根据权利要求1所述的保护隐私安全的人脸识别方法，其特征在于，所述人脸注册阶段包括如下步骤：

S11，采集人脸图像；

S12，对采集的人脸图像进行预处理；

S13，对预处理后的人脸图像进行人脸特征提取；

S14，对提取的人脸特征进行归一化；

S15，采用CKKS全同态加密算法生成用户的公钥和私钥；

S16，采用CKKS全同态加密算法中的密文批处理方法，使用用户的公钥将归一化后的人脸特征加密成密文，并生成密文向量Cs作为源人脸模板存储到数据库中。

3.根据权利要求2所述的保护隐私安全的人脸识别方法，其特征在于，步骤S12中对采集的人脸图像进行预处理的方法包括：

(1)对采集的人脸图像进行人脸检测以判断是否为人脸，对判断为人脸的人脸图像存储为固定尺寸的人脸图像；

(2)对存储为固定尺寸的人脸图像进行数据增强。

4.根据权利要求3所述的保护隐私安全的人脸识别方法，其特征在于，步骤S14中对提取的人脸特征进行归一化的方法为：对每个人脸特征执行：

其中，x_j表示某个人脸特征的第j维，x_j^*表示归一化后的某个人脸特征的第j维。

5.根据权利要求2-4任一项所述的保护隐私安全的人脸识别方法，其特征在于，所述人脸匹配阶段包括如下步骤：

S21，采集待识别人脸图像；

S22，对采集的待识别人脸图像进行预处理；

S23，对预处理后的待识别人脸图像进行人脸特征提取；

S24，对提取的待识别人脸特征进行归一化；

S25，采用CKKS全同态加密算法中的密文批处理方法，使用用户的公钥将归一化后的待识别人脸特征加密成密文c₁^*，将密文c₁^*作为目标人脸模板；

S26，将目标人脸模板c₁^*与数据库中的源人脸模板Cs通过计算余弦相似度进行匹配：

(1)将目标人脸模板复制若干份，得到向量Ct，使得向量Ct中的元素数量与源人脸模板Cs中的元素数量相同；再计算向量Ct与源人脸模板Cs的乘积Cs·Ct；

(2)对乘积Cs·Ct中的元素c_i^**执行求和运算，该求和运算包括执行若干次密文旋转和同态加法操作，从而得到匹配结果密文s^*；

S27，使用用户的私钥对匹配结果密文s^*进行解密，得到明文s，将明文s中的元素s_i中的第一个元素取出赋给t_i，从而得到余弦相似度向量t；然后判断余弦相似度向量t中元素满足t_i≥T的数量d，若d≥x，则通过人脸匹配，否则人脸匹配失败；其中，T为预设的余弦相似度门限值，x为预设的满足t_i≥T的数量门限值。

6.根据权利要求5所述的保护隐私安全的人脸识别方法，其特征在于，S22中对采集的待识别人脸图像进行预处理的方法为：对采集的待识别人脸图像进行人脸检测以判断是否为人脸，对判断为人脸的待识别人脸图像存储为固定尺寸的待识别人脸图像。

7.根据权利要求5所述的保护隐私安全的人脸识别方法，其特征在于，步骤S26中求和运算的算法为：

S261，先对元素c_i^**向右旋转2^j个位置得到ct；

S262，再对c_i^**和ct执行同态加法；

S263，对同态加法的结果再返回步骤S261，如此循环a次；a＝log₂L，L为人脸特征的维度。