CN109993863A - 一种基于人脸识别的门禁系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于人脸识别的门禁系统，包括密码输入键盘和刷卡机，其特征在于，所述门禁系统还包括：信息管理单元，用于获取、管理用户个人信息，所述用户信息包括用户人脸图像信息；门禁主机单元，用于识别和获取当前用户人脸图像信息，并根据人脸比对结果输出相应的门锁控制信号；后台处理单元，用于将接收到的当前用户人脸图像信息与已存储的用户个人信息中的人脸图像信息进行比对，并输出比对结果。本发明在原有门禁系统上改装，不需要重新布线；通过人脸识别与身份验证，进一步提高了门禁系统使用单位的安全性；除了人脸识别以外还增加了信息下发模块，可以用来发布通知、公告、广告等信息，丰富了门禁系统的功能。

Description

一种基于人脸识别的门禁系统及其控制方法

技术领域

本发明属于智能安防领域，具体涉及一种基于人脸识别的门禁系统及其控制方法。

背景技术

随着近年来，房地产开发呈现一种高速的发展态势，据不完全统计，目前10年左右的老旧小区达到了3万个以上；可视对讲安防系统已面临瘫痪，业主生活不便。社区家庭安全防范环节薄弱，盗抢事件频发。流动人口管理困难，治安状况堪忧。

目前已知的门禁系统有以下几种方式：

申请号为201611114757.9，名称为“一种人脸识别门禁系统”的专利，该系统包括前端机、后端机、电锁、门体和电源,其特征在于,前端机和后端机分别安装在门体的外侧和内侧并通过传输控制信号、视频信号的双绞线和电源线相连接,后端机与电源和安装在门体上的电锁相连接；

申请号201810238362.2，名称为“一种视频人脸识别门禁一体机及其工作方法”的专利，该专利所述的人脸识别一体机将功能集成在摄像头上，通过系统自动识别比对进行开门；

申请号为201810171552.7，名称为“一种基于人脸识别的门禁系统”的专利，该系统描述了人脸识别子系统，其中包括摄像头和处理器，用来采集人脸信息和比对，辅助传感器用来检测是否有人，该系统通过摄像头采集人脸传输给处理器，处理器对图片进行比对。

上述已知的门禁系统存在以下缺陷：

申请号为201611114757.9，名称为“一种人脸识别门禁系统”的专利，该系统仅具有开门功能，不具备后台管理等功能，没有真正达到智能化，不便于管理。

申请号201810238362.2，名称为“一种视频人脸识别门禁一体机及其工作方法”的专利，该专利中直接将数据采集模块集成到摄像头中，前端没有显示屏，用户在开门时不能观看自己的人脸识别状态，和用户的交互性不好，由于没法看识别状态，对于姿势和角度不能把控，影响识别的准确度和速度。

申请号为201810171552.7，名称为“一种基于人脸识别的门禁系统”的专利，该系统中只有简单的开门作用，缺少信息发布等其他功能，功能比较单一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于人脸识别的门禁系统，其特征在于，包括：

信息管理单元，用于获取、管理用户个人信息，所述用户信息包括用户人脸图像信息；

门禁主机单元，用于识别和获取当前用户人脸图像信息，并接收相应的门锁控制信号；以及后台处理单元，用于将接收到的当前用户人脸图像信息与已存储的用户个人信息中的人脸图像信息进行比对，并根据比对结果输出相应的门锁控制信号。

进一步地，所述信息管理单元包括：

用户信息获取模块，用于获取用户信息，并提取用户个人信息中的人脸图像信息；

用户信息管理模块，用于对获取的用户信息进行增加、删除、修改和查询；

用户通行记录管理模块，用于记录通行信息，并进行分类管理；

智能监控报警模块，用于管控特殊用户，并输出报警信号；以及

信息下发模块，用于发布信息。

进一步地，所述门禁主机单元包括：

摄像头，用于拍摄当前用户人脸图像；

显示屏，用于显示信息；

人脸活体检测模块，用于识别当前用户人脸图像；

人脸信息提取模块，用于检测当前用户人脸图像，并提取当前用户人脸图像信息；以及

电磁锁控制模块，用于接收门锁控制信号以控制门锁。

进一步地，所述门禁主机单元包括：

智能补光模块，用于为摄像头拍摄补光；以及

语音提示模块，用于输出相应的语音提示信息。

进一步地，所述门禁主机单元还包括：

密码模块，用于输出临时的开锁密码；以及

密码输入模块，用于接收开锁密码；

所述后台处理单元包括：

密码比对模块，用于将输入的开锁密码与已存储的开锁密码进行比对，并根据比对结果输出相应的门锁控制信号；以及

密码存储模块，用于存储开锁密码。

进一步地，所述门禁主机单元还包括：

门禁卡识别模块，用于获取门禁卡信息；

所述后台处理单元包括：

门禁卡比对模块，用于将获取的门禁卡信息与已存储的门禁卡信息进行比对，并根据比对结果输出相应的门锁控制信号；以及

门禁卡信息存储模块，用于存储门禁卡信息。

进一步地，所述后台处理单元包括：

人脸信息比对模块，用于将接收到的人脸图像信息与已存储的用户个人信息中的人脸图像信息进行比对，并根据比对结果输出相应的门锁控制信号；

个人信息存储模块，用于存储用户个人信息。

进一步地，包括以下过程：

获取、管理用户个人信息，所述用户个人信息包括用户人脸图像信息；

识别和获取当前用户人脸图像信息；

将接收到的当前用户人脸图像信息与已存储的用户个人信息中的人脸图像信息进行比对，并根据比对结果输出相应的门锁控制信号。

进一步地，其特征在于，

所述将接收到的当前用户人脸图像信息与已存储的用户个人信息中的人脸图像信息进行比对，并根据比对结果输出相应的门锁控制信号的过程为：通过图片进行人脸识别、特征提取，并将提取的特征值与已存储的用户个人信息中的人脸图像信息进行比对，找到相似度最高的人脸，并与设定的相似度阈值进行比较，如果相似度高于阈值，则判定为比对通过，否则不通过。

本发明具有的有益效果：

1.本发明在原有门禁系统上改装，不需要重新布线；

2.本发明通过人脸识别与身份验证，进一步提高了门禁系统使用单位的安全性；

3.本发明除了人脸识别以外还增加了信息下发模块，可以用来发布通知、公告、广告等信息，丰富了门禁系统的功能。

附图说明

图 1 门禁系统架构图；

图 2 门禁系统网络拓扑图；

图 3 门禁系统主机单元实物图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1-3所示，本发明的一种基于人脸识别的门禁系统，主包括：

信息管理单元，用于获取、管理用户个人信息，所述用户信息包括用户人脸图像信息；

门禁主机单元，用于识别和获取当前用户人脸图像信息，并根据人脸比对结果输出相应的门锁控制信号；

后台处理单元，用于将接收到的当前用户人脸图像信息与已存储的用户个人信息中的人脸图像信息进行比对，并输出比对结果。

信息管理单元单元包括：

用户信息获取模块，用于获取用户信息，并提取用户个人信息中的人脸图像信息。模块获取用户信息的过程为：门禁系统通过手机app或者pc端接收用户输入的相关信息，同时采集用户在采集现场的照片和有效证件上照片信息进行人证核验，通过两张照片的人脸特征值比对获得两张照片的相似度值，再与设定的相似度阈值（threshold）进行比较，一般设定threshold=0.7，当比对的相似度大于0.7，则验证人证比对通过，将用户信息导入用户信息获取模块，用户信息获取模块用户信息，并提取用户个人信息中的人脸图像信息，形成人脸数据库。

用户信息管理模块，对采集的用户信息进行增删改查等操作，模块采用四色化、网格化管理模式，用户信息清晰明了。

用户通行记录管理模块：对用户刷脸或者刷卡进入作记录，同时进行相应的分类管理，确保人过留痕，信息可溯。

智能监控报警模块：对部分特殊用户实施管控，设定报警阈值，当触发报警条件后，系统自动产生报警信息，提示异常情况，管理单位及时查看情况。

信息下发模块：主要功能是管理员在后台下发信息，通过门禁显示屏显示，比如：通知、公告、友情提示等，丰富管理单位的服务，同时还可以投放广告，给门禁管理单位创造收益。

门禁主机单元包括：

摄像头，用于拍摄当前用户人脸图像。

显示屏，用显示拍摄人脸图像以及信息下发模块发布的信息。

人脸活体检测模块：目的是防止不法分子进行人脸伪造，企图通过人脸识别进入门禁，常用的伪造手段有图片和视频。用于区分伪造人脸和真实人脸，采用基于双目相机进行人脸活体检测。通过双目视觉测距原理，对人脸特征点进行测距，如鼻尖点和鼻根点，然后通过设定距离阈值，比较鼻尖点和鼻根点的距离和设定阈值，小于阈值则判断为伪造人脸，反之则是真实人脸。

人脸信息提取模块，用于检测当前用户人脸图像，并提取当前用户人脸图像信息。模块采用改进的yolo检测模型进行人脸检测，进一步提高检测的速度，检测完毕提取当前用户人脸图像信息，并将当前用户人脸图像信息传输至后台处理单元。

智能补光模块：通过人体感应传感器，当感应到有人靠近时，自动打开设于模块的补光灯，优选的，补光灯设于摄像头周围，有助于提高人脸检测抓拍图像的质量。可应用在各种场景，有效解决光线较暗、背光等导致图像质量不佳的问题。

语音提示模块：在用户刷脸或刷卡开门时进行相应的提示，增强用户的操作性和交互性。

密码模块，用于有临时访客来访时，用户通过手机app向模块索取一个临时的开锁密码，用户将临时开锁密码发给访客，访客输入临时开锁密码进行验证。

密码输入模块，用于接收开锁密码，可采用数字机械键盘或者触屏键盘来实现。

门禁卡识别模块，用于获取门禁卡信息。

电磁锁控制模块，用于接收门锁控制信号，通过内置于模块内的网络继电器控制门锁，当接收到开锁信号时打开门锁，未接收到开锁信号则门锁保持关闭。

后台处理单元包括：

门禁卡信息存储模块，用于存储门禁卡信息。以及门禁卡比对模块，用于将获取的门禁卡信息与已存储的门禁卡信息进行比对，比对通过则输出开锁控制信号，并传输至电磁锁控制模块。

密码存储模块，用于存储开锁密码。以及密码比对模块，用于将输入的开锁密码与已存储的开锁密码进行比对，比对通过则输出开锁控制信号，并传输至电磁锁控制模块。

个人信息存储模块，用于存储用户个人信息。

人脸信息比对模块，接收人脸信息提取模块所传输的当前用户人脸图像信息，并与人脸数据库存储的人脸图像信息进行比对，若比对成功，输出开锁信号，并将开锁信号传输至电磁锁控制模块。

本门禁系统具体的控制方法，包括以下过程：

通过用户信息获取模块获取用户信息，并提取用户信息中的人脸图像信息进行存储形成人脸数据库，

通过用户信息管理模块对获取的用户信息进行增加、删除、修改和查询，

通过用户通行记录管理模块记录用户刷脸或者刷卡通行信息，同时进行相应的分类管理，

通过智能监控报警模块对部分特殊用户实施管控，设定报警阈值，当触发报警条件后，系统自动产生报警信号，

通过信息下发模块发布信息，并在显示屏上显示，

通过智能补光模块感应到有人靠近时，自动打开补光灯，

通过摄像头拍摄当前用户人脸图像，

通过人脸活体检测模块识别当前用户人脸图像，识别为真实人脸图像后将图像传输至人脸信息提取模块，

通过人脸信息提取模块检测当前用户人脸图像，并提取当前用户人脸图像信息，提取后传输至人脸信息比对模块，

通过语音提示模块在用户刷脸或刷卡开门时进行相应的提示，

通过密码模块在有临时访客来访时，模块给出临时开锁密码，

通过门禁卡信息存储模块存储门禁卡信息，

通过门禁卡比对模块将获取的门禁卡信息与已存储的门禁卡信息进行比对，比对通过则输出开锁控制信号，并传输至电磁锁控制模块，

通过密码存储模块存储开锁密码，通过密码比对模块将输入的开锁密码与已存储的开锁密码进行比对，比对通过则输出开锁控制信号，并传输至电磁锁控制模块，

通过个人信息存储模块存储用户个人信息，

通过人脸信息比对模块接收人脸信息提取模块所传输的当前用户人脸图像信息，并与人脸数据库存储的人脸图像信息进行比对，若比对成功，输出开锁信号，并将开锁信号传输至电磁锁控制模块，

通过电磁锁控制模块接收开锁信号，并通过内置于模块内的网络继电器打开门锁。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术用户来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于人脸识别的门禁系统，其特征在于，包括：

信息管理单元，用于获取、管理用户个人信息，所述用户信息包括用户人脸图像信息；

门禁主机单元，用于识别和获取当前用户人脸图像信息，并接收相应的门锁控制信号；以及后台处理单元，用于将接收到的当前用户人脸图像信息与已存储的用户个人信息中的人脸图像信息进行比对，并根据比对结果输出相应的门锁控制信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的门禁系统，其特征在于，所述信息管理单元包括：

用户信息获取模块，用于获取用户信息，并提取用户个人信息中的人脸图像信息；

用户信息管理模块，用于对获取的用户信息进行增加、删除、修改和查询；

用户通行记录管理模块，用于记录通行信息，并进行分类管理；

智能监控报警模块，用于管控特殊用户，并输出报警信号；以及

信息下发模块，用于发布信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的门禁系统，其特征在于，所述门禁主机单元包括：

摄像头，用于拍摄当前用户人脸图像；

显示屏，用于显示信息；

人脸活体检测模块，用于识别当前用户人脸图像；

人脸信息提取模块，用于检测当前用户人脸图像，并提取当前用户人脸图像信息；以及

电磁锁控制模块，用于接收门锁控制信号以控制门锁。

4.根据权利要求3所述的一种基于人脸识别的门禁系统，其特征在于，所述门禁主机单元包括：

智能补光模块，用于为摄像头拍摄补光；以及

语音提示模块，用于输出相应的语音提示信息。

5.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的门禁系统，其特征在于，所述门禁主机单元还包括：

密码模块，用于输出临时的开锁密码；以及

密码输入模块，用于接收开锁密码；

所述后台处理单元包括：

密码比对模块，用于将输入的开锁密码与已存储的开锁密码进行比对，并根据比对结果输出相应的门锁控制信号；以及

密码存储模块，用于存储开锁密码。

6.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的门禁系统，其特征在于，

所述门禁主机单元还包括：

门禁卡识别模块，用于获取门禁卡信息；

所述后台处理单元包括：

门禁卡比对模块，用于将获取的门禁卡信息与已存储的门禁卡信息进行比对，并根据比对结果输出相应的门锁控制信号；以及

门禁卡信息存储模块，用于存储门禁卡信息。

7.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的门禁系统，其特征在于，所述后台处理单元包括：

人脸信息比对模块，用于将接收到的人脸图像信息与已存储的用户个人信息中的人脸图像信息进行比对，并根据比对结果输出相应的门锁控制信号；

个人信息存储模块，用于存储用户个人信息。

8.一种基于人脸识别的门禁系统的控制方法，其特征在于，包括以下过程：

获取、管理用户个人信息，所述用户个人信息包括用户人脸图像信息；

识别和获取当前用户人脸图像信息；

将接收到的当前用户人脸图像信息与已存储的用户个人信息中的人脸图像信息进行比对，并根据比对结果输出相应的门锁控制信号。

9.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的门禁系统的控制方法，其特征在于，

所述将接收到的当前用户人脸图像信息与已存储的用户个人信息中的人脸图像信息进行比对，并根据比对结果输出相应的门锁控制信号的过程为：通过图片进行人脸识别、特征提取，并将提取的特征值与已存储的用户个人信息中的人脸图像信息进行比对，找到相似度最高的人脸，并与设定的相似度阈值进行比较，如果相似度高于阈值，则判定为比对通过，否则不通过。