CN102930257B - 人脸识别装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种人脸识别装置（100），包括图像获取单元（2），其用于获取人脸图像；识别单元，其用于接收所述人脸图像，并对所接收的人脸图像进行识别；定位单元（3），其具有反射面，使用者根据自身在该反射面中的镜像来调整面部位置以使面部处于人脸图像的最佳获取区域；光源（6），其呈线性排布。本发明提供的人脸识别装置，由于设置有定位单元，使用者根据自身在该反射面中的镜像来调整面部位置以使面部处于人脸图像的最佳获取区域，降低了人脸识别装置拍摄识别人脸的时间，提高工作效率和用户体验。本发明提供的人脸识别装置的光源呈线性排布可防止因光照过于集中而产生眩光，进而提高人脸识别装置的人脸图像质量以及识别率。

Description

人脸识别装置

技术领域

本发明涉及人脸识别技术。

背景技术

现有的人脸识别装置，使用两个摄像头拍摄人脸图像，需要使用者左右上下移动头部，在达到合适的位置，摄像头才能拍摄到人脸图像，进而完成后续的人脸识别。这种获取人脸图像的方式，要求使用者必须配合移动头部或调整头部距摄像头的距离，而且无法判断究竟头部移动多大幅度，头部与摄像头之间的角度及距离可以达到拍摄人脸图像的最佳位置。只有在人脸识别装置拍摄并提供了识别结果后，使用者才能获知人脸图像拍摄动作已完成。

因此，现有的人脸识别装置无法准确定位人脸的拍摄位置，为获得符合识别要求的人脸图像，需要不断调整头部与摄像头之间的位置，延长了人脸识别装置拍摄识别人脸的时间，降低了用户的工作效率，极大地影响了用户的良好体验。

此外，现有的人脸识别装置，摄像头和红外主动光源安装在同一平面上，并且光源与摄像头距离较近，摄像头所占用的物理区域包含于光源整体所占用的物理区域，对于戴眼镜的使用者来说，由于凸面镜成像的普遍光学规律，红外线光源会通过镜片成像为一光斑，使得摄像头采集的图像上存在光斑。光斑的位置及面积大小，都会影响人脸图像的质量，从而降低识别率。对于不戴眼镜的用户没有这个问题。但戴眼镜的人员比例在不断攀升，戴眼镜者的人脸识别，成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明鉴于以上问题，提供了一种便于用户确定面部最佳位置的人脸识别装置。

本发明提供一种人脸识别装置（100），包括图像获取单元（2），其用于获取人脸图像；识别单元，其用于接收所述人脸图像，并对所接收的人脸图像进行识别；定位单元（3），其具有反射面，使用者根据自身在该反射面中的镜像来调整面部位置以使面部处于人脸图像的最佳获取区域；光源（6），其呈线性排布。

本发明提供的人脸识别装置设置有定位单元，该定位单元具有反射面，使用者根据自身在该反射面中的镜像来调整面部位置以使面部处于人脸图像的最佳获取区域，降低了人脸识别装置拍摄识别人脸的时间，提高工作效率和用户体验。

进一步地，本发明提供的人脸识别装置，由于光源呈线性排布，因而可最大限度的减小光源的物理面积，并使得所发出光辐射区为横向分布区域，从而形成一个既具有一定照明强度，又不会因为光照过于集中而产生眩光的光源，进而提高人脸识别装置的人脸图像质量以及识别率。

此外，由于设置有定位单元，使用者可快速方便地使自己处于最佳人脸图像获取位置上，因而使用单个摄像头即可获得质量较高的人脸图像，因此在本发明优选实施方式中，图像获取单元采用单摄像头设置方案，降低了人脸识别装置的成本，也减少了人脸识别装置的整体体积。

附图说明

图1为本发明第一实施例的人脸识别装置的结构示意图；

图2为本发明第一实施例的人脸识别装置的另一结构示意图；

图3为本发明第二实施例的人脸识别装置的结构示意图；

图4为图3所示人脸识别装置的左视图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明提供的人脸识别装置进行详细描述。在这些附图中，对于相同或者相当的构成要素，标注相同标号。

实施例一

图1为本发明第一实施例的人脸识别装置100的结构示意图。如图1所示，本实施例的人脸识别装置100包括本体1、图像获取单元2、定位单元3、倾斜面板4、显示屏5、光源6以及设置在本体1内部的识别单元。

在本实施例中，本体1表面大致呈矩形，其在实际应用中可固定于墙体等位置上。图像获取单元2、定位单元3、倾斜面板4、显示屏5及光源6设置在本体1上。比如，显示屏5和光源6位于本体1的上方，倾斜面板4位于本体1的下方，图像获取单元2和定位单元3位于倾斜面板4上。

图像获取单元2比如为摄像头组件，用于获取人脸图像，并将所获取的人脸图像发送至识别单元。在本实施例中，图像获取单元2为单个摄像头，这样可降低人脸识别装置的成本。

定位单元3呈长条状，其上设置有反射面。由于定位单元3具有宽度与高度的尺寸限制，因而能够显示镜像的有效面积就是有局限的，也就是说，只有站立在正确的位置才可以看到用户自己的脸部或眼部的图像，这时候就是最佳的图像获取和识别的位置，如果用户看不到自己的图像，就说明位置需要调整，再通过用户自己的调整就可以快速获得正确的位置，当然也就可以获得最准确的人脸识别结构。

在这里，定位单元3的反射面的大小与定位区域的大小相对应，例如当定位区域为人眼时（即当使用者在反射面中看到人眼时表示使用者处于人脸图像最佳获取位置），反射面的大小以能够呈现人眼镜像为准；当定位区域为脸部时，反射面的大小以能够呈现脸部镜像为准。

在本实施例中，优选定位单元3的反射面的大小与人眼之间的距离相对应，即反射面刚好能够呈现人眼的镜像，当使用者在反射面中看到人眼时表示使用者处于人脸图像最佳获取位置，这样可方便快速地实现定位。至于反射面大小的具体数值可根据人眼距离的统计值进行设定。

为了方便用户使用，可在定位单元3上设置区域标志或位置标识，如印刷上与限制区别图案相同的标志，以提示用户调整到规定的区域。也就是说，可以将定位单元3的表面分成可以区分的区域，以限定用户观察的位置，只有在预定的正确位置，才能够以最快的速度和最高的准确率显示结果。这些区域标志或位置标识以喷涂、粘贴、刻制、发光、反射、透射、凸出、凹陷等之一方式来制造和生产。可以以颜色标注、线条、示意点，结构特征等来设置。

需要指出的，虽然在本实施例中，定位单元3为矩形形状，但是在实际应用中，不局限于此，而是可为任意合适形状，例如，可为具有中心对称规则几何形状结构、以及具有非中心对称规则几何形状、以及具有非规则形状之一。如果是有中心对称规则几何形状，此结构可为球面结构，或者类球面结构，球面结构具有体积小、易加工的优点，但具有不准确、图像变形的不足。如果是非中心对称结构，此结构可以为弧面结构。

在本实施例中，倾斜面板4相对本体1倾斜设置，其相对于水平面的倾角优选为46-59度，其可以是这之间的任一数值，例如，可以为46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59度。当角度不同时，可以适应不同身高的人群组，例如，以59度为例，就能够较好的适应平均身高较高的人群组，而以56度为例，则能够较好的适应身高较低的人群组，在实测中，尤以53～58度为最佳。

在本实施例中，在倾斜面板4上设置有凹槽41，图像获取单元2设置在该凹槽41底部，定位单元3位于图像获取单元2的前方，二者可相距一定距离设置，也可直接接触设置。定位单元3的反射面为半反半透反射面，例如，能够反射自然光并透射红外光，透光率为80%。

具体地，所述半反半透反射面用以透射预设波段的光线并反射预设波段之外的光线。例如，所述预设波段为850nm或940nm等窄带单一红外光线的波段，或者多个波段的组合。所述多个波段的组合，指设定一个波段区间，或设定不同波段的组合。比如设定波长为850nm、940nm的两种红外光都可通过，或者850nm-940nm之间的所有红外光都能通过，再或者940nm红外光、460nm蓝光均可通过。

定位单元3位于图像获取单元2的前方，可尽量确保图像获取单元2的取像和定位单元3的成像一致，减少定位图像和成像图像之间的位置偏差，提高定位准确性，进一步提高识别率；另外还可实现隐藏摄像头，不仅美观且可有效保护摄像头。

本实施例通过设置倾斜面板4使得图像获取单元2倾斜照射使用者（即，被识别对象），与垂直照射使用者相比，倾斜照射时图像获取单元2可以获取人脸图像的区域增大，从而使的人脸识别装置可以适应更宽身高范围内的人群，提高了人脸识别装置的适用性。

需要指出的是，在实际应用中，图像获取单元2和定位单元3在倾斜面板4的设置方式不局限于图1所示方式，例如，如图2所示，图像获取单元2位于凹槽倾斜面板4的表面上，定位单元3设置在凹槽41底部，从而尽可能避免各种来自于外界的各类干扰光线，防止各类干扰光影响在反射面中的观察与定位，保证在反射面中的成像准确清晰。

还需要指出的是，虽然在本实施例中，倾斜面板4设置在本体1下方，但是在实际应用中，不局限于该方式，例如倾斜面板4可覆盖本体1整个表面，或者本体1正表面为一倾斜面，其与水平面的夹角为优选为46-59度，此时，光源、显示屏、图像获取单元、定位单元等均设置在该倾斜面板上或倾斜面上。

在本实施例中，光源6为线型分布的光源，其对特定的投射区域所产生的照度不会产生过度集中，因而在成像时具有层次感并且不会产生眩光。比如，光源6为多个LED红外发光管，特别是超高亮发光管，当然，也可以是其它光源，如可见光源、紫外光源等。该多个LED红外发光管线性排列，呈一字型排布，最大限度的减小光源的物理面积，并使得所发出光辐射区为横向分布区域，从而形成一个既具有一定照明强度，又不会因为光照过于集中而产生眩光的光源。

为了进一步防止产生炫光，光源6位于图像获取单元3的上方，并且与图像获取单元2的距离为1～50cm,二者距离可为1～50cm之间的任意值，例如为1cm、8cm、13cm，15cm，20cm，30cm，40cm，50cm。在实际应用中，以大于或等于15cm为佳。光源6与图像获取单元2的相对位置越大，光斑会越小，甚至消失。当光源6在图像获取单元2的15cm的相对位置时，减小光源发出的光线在眼镜上反射形成的光斑面积，甚至使光斑形成在镜框边缘或外部，提高了图像获取单元2拍摄的人脸图像的质量，进而提高人脸识别的准确率。

在本实施例中光源6的辐射角为水平辐射，为了满足不同用户的需求，以及适应不同的环境条件，光源6的辐射角度可以上下偏转，可为水平角度上下各偏转30度，可以水平角为基准，各偏转-30、-25、-15、-10、-5、5、10、15、20、25、30度。换言之，光源6的照射角度范围为60度。

需要指出的是，在实际应用中，光源6的结构不局限于上述方式，例如可由多个横置点光源构成，或为横置长条状光源以及其它的不规划布置。

在本实施例中，光源6呈线性排布，在图像获取单元2上方且有一定距离，这减少了光源6发出的光线在眼镜镜片上形成的反射光，而且使用者通过定位单元3定位眼睛时，必须做出略微低头的动作，这样，可以减小光源6发出的光在眼镜镜片上成像的光斑面积，同时影响光斑的位置，光斑处于眼镜镜片边缘的位置或光斑落在眼镜镜框的外部，从而有效减少或克服眼镜光斑及反射光的影响，提高了图像获取单元2拍摄的人脸图像的质量，进而提高人脸识别的准确率。

在本实施例中，识别单元为设置在本体1内部的微处理器，用于接收所述图像获取单元2所获取的人脸图像，并对该人脸图像进行识别，在识别结束后，识别单元将识别结果发送至输出装置，比如显示屏5，由显示屏5显示识别结果。

实施例二

图3为本发明第二实施例的人脸识别装置100的结构示意图。图4为图3所示人脸识别装置的左视图。如图3和图4所示，本实施例的人脸识别装置100包括本体1、图像获取单元2、定位单元3、显示屏5、光源6以及设置在本体1内部的识别单元。

在本实施例中，本体1表面大致呈矩形，其在实际应用中可固定于墙体等位置上。图像获取单元2、定位单元3、显示屏5及光源6设置在本体1上。比如，定位单元3位于本体1的底部，图像获取单元2位于定位单元3上方，显示屏5位于定位单元3上方，光源6位于显示屏5上方。

本实施例中图像获取单元2、定位单元3、显示屏5及光源6的结构与第一实施例类似，在此不再赘述。

在本实施例中，为了便于观察，定位单元3位于图像获取单元2的下方，且二者的距离应当尽可能小，二者之间的距离越小，二者成像的误差就越小，用户所看到的图像就越直观，定位就越快，成像也就越快，例如小于2cm，这样可以达到更好的识别效果和速度。

需要指出的是，虽然在本实施例中，定位单元3位于图像获取单元2的下方，但是在实际应用中，不局限于此，而是可位于图像获取单元的四周，只要二者距离尽可能小即可。

还需要指出的是，虽然在本实施例中，定位单元3与图像获取单元2位于同一平面上，但是在实际应用中，也可与实施例一类似，定位单元3设置在图像获取单元2前方。具体地，在本体1上设置一凹槽，将图像获取单元2设置在该凹槽底部，定位单元3设置图像获取单元2前方，二者可相距一定距离设置，也可直接接触设置。

需要指出的是，虽然在本发明第一实施例中，通过设置倾斜面板4来使图像获取单元2和定位单元3相对于本体1倾斜，也即相对于人脸识别装置100的使用者倾斜，但是在实际应用中并不局限于该方式，例如可直接在本体1表面上使图像获取单元2和定位单元3倾斜设置，而不通过倾斜面板4。与前述类似，此时，图像获取单元2相对于本体1的倾角为31～44度，其可为这之间的任一数值，例如，可以为31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44度，其中以32～37度为佳。

当图像获取单元2相对于本体1或相对应使用者倾斜时，为了保证更好的获取使用者的人脸图像，定位单元3相对于本体1或相对应使用者的倾角可以图像获取单元2相对于本体1或相对应使用者的倾斜角度大0～15度，这样实际效果更好一些。

以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种人脸识别装置(100)，其特征在于，包括：

本体(1)；

设置在所述本体(1)上的图像获取单元(2)，其用于获取人脸图像；

设置在所述本体(1)内的识别单元，其用于接收所述人脸图像，并对所接收的人脸图像进行识别；

设置在所述本体(1)上的定位单元(3)，其具有反射面，所述定位单元(3)被设置成，只有用户站立在正确的位置才能够在所述反射面上看到用户自己的脸部的图像；

光源(6)，其呈线性排布。

2.如权利要求1所述的人脸识别装置(100)，其特征在于，所述本体(1)上设置有凹槽(41)，所述图像获取单元(2)设置在该凹槽(41)底部，所述定位单元(3)位于所述图像获取单元(2)的前方。

3.如权利要求1所述的人脸识别装置(100)，其特征在于，所述定位单元(3)与所述图像获取单元(2)位于所述本体(1)的表面，且二者的距离小于2cm。

4.如权利要求1所述的人脸识别装置(100)，其特征在于，所述反射面用以使人眼在反射面上成像。

5.如权利要求1-4任一项所述的人脸识别装置(100)，其特征在于，所述定位单元(3)的反射面为半反半透反射面，所述半反半透反射面用以透射预设波段的光线并反射预设波段之外的光线。

6.如权利要求1所述的人脸识别装置(100)，其特征在于，所述光源(6)包括多个线性排列的点光源或长条线状光源。

7.如权利要求1所述的人脸识别装置(100)，其特征在于，所述光源(6)位于所述图像获取单元(2)的上方，且二者的距离为1～50cm。

8.如权利要求1所述的人脸识别装置(100)，其特征在于，所述图像获取单元(2)相对于水平面倾斜设置，所述图像获取单元(2)相对于水平面的倾角为46～59度。

9.如权利要求8所述的人脸识别装置(100)，其特征在于，所述人脸识别装置(100)具有相对于水平面倾斜的倾斜面，所述图像获取单元(2)设置在倾斜面上。

10.如权利要求9所述的人脸识别装置(100)，其特征在于，所述定位单元(3)相对于水平面倾斜设置。

11.如权利要求10所述的人脸识别装置(100)，其特征在于，所述定位单元(3)相对水平面的倾角比所述图像获取单元(2)相对水平面的倾角大0～15度。