CN103268654A - 一种基于三维面部识别的电子锁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于三维面部识别的电子锁，包括数据库，至少收集有一张基准人脸图像；图像采集模块，用于采集图像；人脸区域提取模块，用于在采集到的图像中提取人脸区域；人脸标志点定位模块，用于获得人脸区域的标志点；人脸规范化模块，对人脸区域进行规范化处理，获得与基准人脸图形格式统一的规范化人脸；人脸数据化模块，用于通过几何特征表示出数据库中的基准人脸和规范化人脸；人脸识别模块，用于将基准人脸与规范化人脸的几何参数进行对比匹配，匹配成功获得识别信号，否则获得不匹配信号；开锁控制模块，用于控制锁的开启，当获得识别信号后，电子锁开启；关锁控制模块，用于手动或者自动将电子锁关闭。因为世界上不可能存在完全相同的两张脸，因此这种通过人脸识别开启的锁具具有极高的安全性，无法进行复制。

Description

一种基于三维面部识别的电子锁

技术领域

本发明涉及人脸识别技术，尤其时一种基于三维面部识别的电子锁。

背景技术

随着对锁具安全性的要求越来越高，市场的重心逐渐从机械锁向电子锁转移，例如，现有技术中公开了一种电子锁，其包括TM卡锁和机械部分，TM卡锁设在有与电触发控制器连接的TM卡读写头，当TM卡钥匙触碰带TM卡读写头时，点触发控制器带动锁止移动件解锁锁芯，锁体内的锁芯可移动打开，此时，机械钥匙插入机械锁头内旋转则可带动锁芯移动打开，这种电子锁具相对于传统机械锁，其防盗性能有增强。然而，TM卡钥匙还是可以复制，这对于一些极为重要的资料、信息或者财产来说还是隐藏有有不安全因素的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于三维面部识别的电子锁，包括以下模块：

-数据库，至少收集有一张基准人脸图像；

-图像采集模块，用于采集图像；

-人脸区域提取模块，用于在采集到的图像中提取人脸区域；

-人脸标志点定位模块，用于获得所述人脸区域的标志区域和标志点；

-人脸规范化模块，对所述人脸区域进行规范化处理，获得与基准人脸图形格式统一的规范化人脸；

-人脸数据化模块，用于通过几何特征表示出数据库中的所述基准人脸和所述规范化人脸；

-人脸识别模块，用于将所述基准人脸与所述规范化人脸的几何参数进行对比匹配，匹配成功获得识别信号，否则获得不匹配信号；

-开锁控制模块，用于控制锁的开启，当获得识别信号后，电子锁开启；

-关锁控制模块，用于手动或者自动将电子锁关闭。

本发明的有益效果在于，在开锁时，首先对操作者的图像进行采集、提取出面部区域并对面部特征点进行定位，再校正人脸在尺度、和旋转等方面的变化，使之与基准图像相符合。然后通过数据化处理，使得面部特征几何化。最后进行脸识别，根据得出的人脸几何信息，将获得的人脸与数据库中的已知人脸相比较。如符合则打开电子锁，否则不能打开。因为世界上所有的人的面部特征都或多或少有所差别，不可能存在完全相同的两张脸，因此这种通过人脸识别开启的锁具具有极高的安全性，无法进行复制。

作为本发明的进一步改进，所述人脸标志点定位模块中的标志点至少包括以下数点中的一点或者多点：外眼点、内眼点、眉间点、鼻下点、颌下点、嘴角点。

作为本发明的进一步改进，所述人脸数据化模块包括以下模块中的一种：

-第一人脸数据化模块，用于通过特征点分布欧氏距离，表示出所述基准人脸和所述规范化人脸；

-第二人脸数据化模块，用于通过B样条曲面，表示出数据库中所述基准人脸和所述规范化人脸。

作为本发明的进一步改进，所述人脸规范化模块包括以下模块中的一种或者多种：

-尺寸调整模块，用于对所述人脸区域的尺寸进行调整，使之与所述基准人脸尺寸匹配；

-角度调整模块，用于对所述人脸区域的角度以下调整，使之与所述基准人脸的角度匹配；

作为本发明的进一步改进，所述人脸区域提取模块至少包括以下模块；

-头部肩部分离模块，用于在获取到的图像中分离出头部和肩部；

-头部分离模块，用于将头部和肩部分离。

作为本发明的进一步改进，本发明还包括：

-自动锁定模块，当电子锁开启的时间超过预设的时间时，电子锁自动关闭。

本发明的有益效果在于，在开锁时，首先对操作者的图像进行采集、提取出面部区域并对面部特征点进行定位，再校正人脸在尺度、和旋转等方面的变化，使之与基准图像相符合。然后通过数据化处理，使得面部特征几何化。最后进行脸识别，根据得出的人脸几何信息，将获得的人脸与数据库中的已知人脸相比较。如符合则打开电子锁，否则不能打开。因为世界上所有的人的面部特征都或多或少有所差别，不可能存在完全相同的两张脸，因此这种通过人脸识别开启的锁具具有极高的安全性，无法进行复制。

附图说明

图1为本发明的模块图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

    如图1所示，本发明要解决的技术问题是提供一种基于三维面部识别的电子锁，其特征在于，包括以下模块：

 数据库，至少收集有一张基准人脸图像；

 图像采集模块，用于采集图像；

 人脸区域提取模块，用于在采集到的图像中提取人脸区域；

 人脸标志点定位模块，用于获得所述人脸区域的标志区域和标志点；

 人脸规范化模块，对所述人脸区域进行规范化处理，获得与基准人脸图形格式统一的规范化人脸；

 人脸数据化模块，用于通过几何特征表示出数据库中的所述基准人脸和所述规范化人脸；

 人脸识别模块，用于将所述基准人脸与所述规范化人脸的几何参数进行对比匹配，匹配成功获得识别信号，否则获得不匹配信号；

 开锁控制模块，用于控制锁的开启，当获得识别信号后，电子锁开启；

 关锁控制模块，用于手动或者自动将电子锁关闭。

在开锁时，首先对操作者的图像进行采集、提取出面部区域并对面部特征点进行定位，再校正人脸在尺度、和旋转等方面的变化，使之与基准图像相符合。然后通过数据化处理，使得面部特征几何化。最后进行人脸识别，根据得出的人脸几何信息，将获得的人脸与数据库中的已知人脸相比较。如符合则打开电子锁，否则不能打开。因为世界上所有的人的面部特征都或多或少有所差别，不可能存在完全相同的两张脸，因此这种通过人脸识别开启的锁具具有极高的安全性，无法进行复制。

进一步的，所述人脸标志点定位模块中的标志点至少包括以下数点中的一点或者多点：外眼点、内眼点、眉间点、鼻下点、颌下点、嘴角点。因为对人脸数据来说，眼睛、鼻子、嘴巴是脸部的显著特征，几乎每张面孔上都会出现这些特征，因而通常选择和这些特征相关标志点。

进一步的，所述人脸数据化模块包括以下模块中的一种：

第一人脸数据化模块，用于通过特征点分布欧氏距离，表示出所述基准人脸和所述规范化人脸；

第二人脸数据化模块，用于通过B样条曲面，表示出数据库中所述基准人脸和所述规范化人脸。

进一步的，所述人脸规范化模块包括以下模块中的一种或者多种：

 尺寸调整模块，用于对所述人脸区域的尺寸进行调整，使之与所述基准人脸尺寸匹配；

 角度调整模块，用于对所述人脸区域的角度以下调整，使之与所述基准人脸的角度匹配；

    因为基准人脸和采集的人脸获取的途径和方法不同。在这样的复杂情况下，而常常有研究和应用要求将它们相互结合起来，这个过程本质上是信息的融合，将不同形式的信息结合起来再统一应用。因此就要寻求将它们统一起来的方式。分析当前所面临的问题，这之间的差异主要存在于描述尺度大小、坐标系等方面，统一尺度和坐标系的运算就是规范化模块的核心内容。

进一步的，所述人脸区域提取模块至少包括以下模块：

头部肩部分离模块，用于在获取到的图像中分离出头部和肩部；

头部分离模块，用于将头部和肩部分离。

因为采集的图像通常包括身体其他的部位，因而在对面部信息处理的时候，需要将头部先分离出来。

进一步的，本发明还包括自动锁定模块，当电子锁开启的时间超过预设的时间时，电子锁自动关闭。防止电子锁开启之后忘记关闭而带来不必要的损失。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本发明还可以应用在其它监视控制设备中。本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于三维面部识别的电子锁，其特征在于，包括以下模块：

-数据库，至少收集有一张基准人脸图像；

-图像采集模块，用于采集图像；

-人脸区域提取模块，用于在采集到的图像中提取人脸区域；

-人脸标志点定位模块，用于获得所述人脸区域的标志区域和标志点；

-人脸规范化模块，对所述人脸区域进行规范化处理，获得与基准人脸图形格式统一的规范化人脸；

-人脸数据化模块，用于通过几何特征表示出数据库中的所述基准人脸和所述规范化人脸；

-人脸识别模块，用于将所述基准人脸与所述规范化人脸的几何参数进行对比匹配，匹配成功获得识别信号，否则获得不匹配信号；

-开锁控制模块，用于控制锁的开启，当获得识别信号后，电子锁开启；

-关锁控制模块，用于手动或者自动将电子锁关闭。

2.根据权利要求1所述的一种基于三维面部识别的电子锁，其特征在于，所述人脸标志点定位模块中的标志点至少包括以下数点中的一点或者多点：外眼点、内眼点、眉间点、鼻下点、颌下点、嘴角点。

3.根据权利要求1所述的一种基于三维面部识别的电子锁，其特征在于，所述人脸数据化模块包括以下模块中的一种：

-第一人脸数据化模块，用于通过特征点分布欧氏距离，表示出所述基准人脸和所述规范化人脸；

-第二人脸数据化模块，用于通过B样条曲面，表示出数据库中所述基准人脸和所述规范化人脸。

4.根据权利要求1所述的一种基于三维面部识别的电子锁，其特征在于，所述人脸规范化模块包括以下模块中的一种或者多种：

-尺寸调整模块，用于对所述人脸区域的尺寸进行调整，使之与所述基准人脸尺寸匹配；

-角度调整模块，用于对所述人脸区域的角度以下调整，使之与所述基准人脸的角度匹配。

5.根据权利要求1所述的一种基于三维面部识别的电子锁，其特征在于，所述人脸区域提取模块至少包括以下模块；

-头部肩部分离模块，用于在获取到的图像中分离出头部和肩部；

-头部分离模块，用于将头部和肩部分离。

6.根据权利要求1-5其中之一所述的一种三维面部识别的电子锁，其特征在于，还包括：

-自动锁定模块，当电子锁开启的时间超过预设的时间时，电子锁自动关闭。

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