CN104537351A - 大数目人脸快速识别的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大数目人脸快速识别的方法和系统。该大数目人脸快速识别的方法包括：注册用户数据总库获取步骤：获取用户包括身份信息在内的各关联数据信息，建立一注册用户数据总库；场馆内用户子数据库获取步骤：在用户进入或离开场馆时，对用户的身份信息进行验证，若为注册用户数据总库中的身份信息，则从注册用户数据总库中调出该进入场馆用户所关联的各数据信息，添加入场馆内用户子数据库中；以及登录步骤，获得拟登录用户的人脸图像，经在场馆内用户子数据库中匹配识别后得到识别结果。该大数目人脸快速识别的系统包括注册用户数据总库获取模块、场馆内用户子数据库获取模块和登录模块。本发明方案人脸识别速度较快、可靠性比较高。

Description

大数目人脸快速识别的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种自动的图像识别方法，尤其涉及一种大数目人脸快速识别的方法。

本发明还涉及一种图像识别系统，尤其涉及一种大数目人脸快速识别的系统。

背景技术

人脸识别是一种身份验证的方式。目前的人脸识别主要是基于人脸图像的对比。图像中的人的面部特征基本都相同或相近，就认为是同一个人。

由于人脸识别是用于身份的验证，因此图像的对比追求精准率。对比要求越精准，对比所用的图像越需要越清晰、分辨率就需要越高。然而，图像的分辨率越高，也就意味着图像对比的数据运算量越大，导致对比的速度减小。

在数据库中用于对比的人脸图像较少时，进行图像对比以完成人脸识别所需的时间就较少。当数据库中存储的用于对比的人脸图像较多，例如有上千个甚至上万个图像时，则需要依序对前述成千上万个图像一一对比。在这种情况下：一是每个对比均需要一定时间，大量的图像的对比所花费的时间严重影响用户体验；二是图像对比需要大量运算，导致整个设备功耗剧增；三是由于人脸部图像的判断具有一定的误差，一个人脸图像对比上千个图像时，出现误差的概率会大幅度增加，影响整个系统的鉴别人脸的可靠性。

发明内容

本发明的主要目的是为了解决现有技术中大数目人脸识别速度较慢、可靠性较差的技术问题，提供一种识别速度较快和可靠性比较高的大数目人脸快速识别的方法。

与此同时，本发明的主要目的还在于提供一种识别速度较快和可靠性较高的大数目人脸快速识别的系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种大数目人脸快速识别的方法，包括：注册用户数据总库获取步骤：获取用户包括身份信息在内的各关联数据信息，所述身份信息至少包括人脸图像，建立一注册用户数据总库；场馆内用户子数据库获取步骤：在用户进入或离开场馆时，对用户的身份信息进行验证，若为注册用户数据总库中的身份信息，则从注册用户数据总库中调出该进入场馆用户所关联的各数据信息，添加入场馆内用户子数据库中，并将该离开场馆用户所关联的各数据信息从场馆内用户子数据库中移除；登录步骤：获得拟登录用户的人脸图像，将获得的拟登录用户人脸图像在该场馆内用户子数据库中匹配识别后得到识别结果。

进一步地，在本发明的一个优化的实施方式中，注册用户数据总库获取步骤中身份信息的获取包括：采集用户的身份证信息、人脸图像信息和指纹信息，并将该身份证信息、人脸图像信息和指纹信息相互关联后存储。

进一步地，在本发明的一个优化的实施方式中，在该场馆内用户子数据库获取步骤中，对用户的身份信息进行验证是通过指纹验证或身份证验证的方式。

进一步地，在本发明的一个优化的实施方式中，所述场馆内用户子数据库根据场馆内人员的登录情形，划分为已登录人员数据分区和未登录人员数据分区，并在场馆内人员的登录情形发生变化时同步更新所述已登录人员数据分区和所述未登录人员数据分区，在登录步骤中，将获得的拟登录用户人脸图像直接在该未登陆人员数据分区中匹配识别后得到识别结果。

进一步地，在本发明的一个优化的实施方式中，在场馆内用户子数据库获取步骤中，若验证出的用户的身份信息不是注册用户数据总库中的身份信息，则提示用户返回执行注册用户数据总库获取步骤。

本发明还提供一种大数目人脸快速识别的系统，其包括：注册用户数据总库获取模块：用于获取用户包括身份信息在内的各关联数据信息，所述身份信息至少包括人脸图像，建立一注册用户数据总库；场馆内用户子数据库获取模块：用于在用户进入或离开场馆时，对用户的身份信息进行验证，若为注册用户数据总库中的身份信息，则从注册用户数据总库中调出该进入场馆用户所关联的各数据信息，添加入场馆内用户子数据库中，并将该离开场馆用户所关联的各数据信息从场馆内用户子数据库中移除；登录模块：用于获得拟登录用户的人脸图像，将获得的拟登录用户人脸图像在该场馆内用户子数据库中匹配识别后得到识别结果。

进一步地，在本发明的一个优化的实施方式中，注册用户数据总库获取模块在用于获取身份信息时包括：用于采集用户的身份证信息、人脸图像信息和指纹信息，并将该身份证信息、人脸图像信息和指纹信息相互关联后存储。

进一步地，在本发明的一个优化的实施方式中，该场馆内用户子数据库获取模块在用于对用户的身份信息进行验证时是通过指纹验证或身份证验证的方式进行验证。

进一步地，在本发明的一个优化的实施方式中，该场馆内用户子数据库获取模块还用于将所述场馆内用户子数据库根据场馆内人员的登录情形，划分为已登录人员数据分区和未登录人员数据分区，并在场馆内人员的登录情形发生变化时同步更新所述已登录人员数据分区和所述未登录人员数据分区，在登录步骤中，将获得的拟登录用户人脸图像直接在该未登陆人员数据分区中匹配识别后得到识别结果。

进一步地，在本发明的一个优化的实施方式中，该场馆内用户子数据库获取模块还用于在验证出的用户的身份信息不是注册用户数据总库中的身份信息时，提示用户返回注册用户数据总库获取模块进行注册。

相对于现有技术，本发明的大数目人脸快速识别的方法和系统在用户登录验证时，不直接从注册用户数据总库中进行查询验证，而是通过用户在进行登录验证之前的进出场馆等行为筛选出一个用于表示位于场馆内人员的场馆内用户子数据库；用户登录验证时，直接在该场馆内用户子数据库内进行查询验证；在该注册用户数据总库的数据量较为巨大时，该场馆内用户子数据库的信息量将大幅度小于该注册用户数据总库的数据量，因此使得用户登录验证时的图像对比的总耗时大幅度减少。与此同时，用于进行对比的注册信息较少时，对比出现误差的概率也将大幅度降低，也使得登录验证的可靠性增强。因此本发明的大数目人脸快速识别的方法和系统的人脸识别速度较快，可靠性较高。

附图说明

图1是本发明的大数目人脸快速识别的方法的应用于科学健身馆场景中的示意图；

图2是本发明的大数目人脸快速识别的方法的流程示意图；

图3是本发明的大数目人脸快速识别的系统的模块示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用来限定本发明。

本发明的大数目人脸快速识别的方法可以应用于网络式的科学健身馆之中，请参考图1，图1是本发明的大数目人脸快速识别的方法的应用于科学健身馆场景中的示意图。

该科学健身馆1包括有注册设备11、服务器设备12、门禁设备13和人脸登录设备14。

该注册设备11用于采集人脸图像信息、身份证信息、指纹信息等，并将该等信息数据关联后形成注册数据存储在该服务器设备12。该注册设备11通常是一个包括有人脸图像采集器、指纹采集器和身份证读取器的个人电脑终端。人脸图像采集器可以是多个依照预设间距排列的摄像头。

该服务器设备12用于保存用户的注册数据，每一用户的注册数据设置在一个用户ID之下，该用户的人脸图像信息、身份证信息和指纹信息通过该用于ID进行逻辑关联。该服务器设备12还用于根据所有已经注册的用户信息，生成一个注册用户总表T1，根据已经进入科学健身馆内的用户建立一个场馆内用户子表T2，根据进入场馆但仍未登录用户情况建立一个未登录用户分区表T2A，以及根据进入场馆并已经登录的用户情况建立一个已登录用户分区表T2B。未登录用户分区表T2A和已登录用户分区表T2B是场馆内用户子表T2的组成部分，该场馆内用户子表T2由该未登录用户分区表T2A和该已登录用户分区表T2B构成。

该场馆内用户子表T2、该未登录用户分区表T2A和该已登录用户分区表T2B是一种包含人脸图像信息的数据表，也可以进一步的细化为仅以人脸图像信息作为身份识别条件的数据库(简称人脸数据库)。

该门禁设备13通过网络与该服务器设备12相连，对已经注册的用户，通过在门禁设备13处进行身份验证后，可以进入科学健身馆1内。该门禁设备13可以包括指纹验证设备或身份证验证设备中的一个或者多个。用户自该科学健身馆1内离开时，通过该门禁设备13验证后离开。

该人脸登录设备14设置在健身器材上，也通过网络与该服务器设备12相连。该人脸登录设备14上设置有用于拍摄用户脸部图像的摄像头。在获得人脸图像后将人脸图像传输至该服务器设备12进行验证。该人脸登录设备14根据验证结果开放相应的健身器材的权限。

具体地，该科学健身馆1运作时：

首先，用户通过该注册设备11进行注册。注册时，该注册设备11获得用户的人脸图像信息、身份证信息以及指纹信息，该等信息均属于用户的身份识别信息，即，通过人脸图像信息、身份证信息或者指纹信息能唯一确认用户的身份。并将该等信息通过用户ID编号关联起来存储在该服务器设备12中。该服务器设备12存储有所有用户的注册信息，即，拥有一个注册用户总表T1。该注册用户总表T1内包括所有用户的人脸图像信息。

其次，用户通过该门禁设备13进出该科学健身馆1。用户进入或者离开该科学健身馆1时，通过身份证或指纹在该门禁设备13处进行验证身份。由于身份证或者指纹对比速度较快，当用户已经注册过时，就可以很快识别出用户身份，并根据身份证或指纹信息，获取该用户包含人脸图像信息在内的其它信息。此时，该服务器设备12根据位于该科学健身馆1内的用户建立一个场馆内用户子表T2。该场馆内用户子表T2中的用户数量将大幅度小于该注册用户总表T1中的用户数量。在进一步的实施方式中，该场馆内用户子表T2是一种基于人脸识别的人脸数据库。

第三，用户在进入科学健身馆1进行锻炼时，通常会将身份证等设备存放起来，不再随身携带；在使用需要登录验证身份的健身器材时，可以通过人脸识别的方式，利用人脸登录设备14进行登录。登录时，该人脸登录设备14采集用户的人脸图像信息，并传输至该服务器设备12，该服务器设备12在该场馆内用户子表T2进行查找和验证。查找及验证后，若该场馆内用户子表T2中能够确认该拟登录人员的身份，例如，该拟登录人员已经注册过或者尚未注册过，则该服务器设备12将该确认结果反馈至该人脸登录设备14。

在进一步的情况中，该服务器设备12根据进入该科学健身馆1的用户情况，将该场馆内用户子表T2分为未登录用户分区表T2A和已登录用户分区表T2B。该未登录用户分区表T2A中的用户数量小于或等于该场馆内用户子表T2。该服务器设备12在该未登录用户分区表T2A中进行查找和验证。查找及验证后，若该未登录用户分区表T2A中能够确认该拟登录人员的身份，例如，该拟登录人员已经注册过或者尚未注册过，则该服务器设备12将该确认结果反馈至该人脸登录设备14。此时的查找和验证的效率更高。

当该用户已经注册过，该服务器设备12反馈登录成功的结果至该人脸登录设备14，并将该未登录用户分区表T2A和已登录用户分区表T2B中的人员数据进行调整，将该登录成功的人员数据从未登录用户分区表T2A中移入已登录用户分区表T2B中。该未登录用户分区表T2A和该已登录用户分区表T2B中数据变化是一种此消彼长的变化。

对于该人脸登录设备14，如该拟登录人员已经注册，则显示登录成功信息，并可以开放与该人脸登录设备14对应的需要验证身份的健身器材；若该拟登录人员尚未注册，则该人脸登录设备14反馈登录未成功的提示信息，并建议用户进行注册。

当用户退出登录时，该服务器设备12反馈退出登录的结果至该人脸登录设备14，并将该未登录用户分区表T2A和已登录用户分区表T2B中的人员数据进行调整，将该退出登录的人员数据从已登录用户分区表T2B中移入未登录用户分区表T2A中。

而当用户通过门禁设备13离开该科学健身馆时，则将场馆内用户子表T2中该用户的身份信息移除。

请一并参阅图1、图2和图3，图2是本发明的大数目人脸快速识别的方法的流程示意图；图3是本发明的大数目人脸快速识别的系统的模块示意图。

综上而言，本发明的大数目人脸快速识别的方法包括步骤：

S1、获取用户包括身份信息在内的各关联数据信息，所述身份信息至少包括人脸图像，建立一注册用户数据总库；

本发明的大数目人脸快速识别的系统3包括一个注册用户数据总库获取模块31，该注册用户数据总库获取模块31用于获取用户包括身份信息在内的各关联数据信息，所述身份信息至少包括人脸图像，建立一注册用户数据总库。所述各关联数据信息包括例如：身高、体重、性别、年龄、籍贯、政治面貌、血压、心率、住址、联系方式等各种该用户的数据信息。在本实施方式中，该注册用户数据总库可以是所有通过该注册设备11进行注册后形成的存储在该服务器设备12中的注册用户总表T1。当存在多个注册设备11时，该服务器设备12将该多个注册设备11中获得的注册信息汇总到该注册用户总表T1。

S2、场馆内用户子数据库获取步骤：在用户进入或离开场馆时，对用户的身份信息进行验证，若为注册用户数据总库中的身份信息，则从注册用户数据总库中调出该进入场馆用户所关联的各数据信息，添加入场馆内用户子数据库中，并将该离开场馆用户所关联的各数据信息从场馆内用户子数据库中移除；

本发明的大数目人脸快速识别的系统3还包括一个场馆内用户子数据库获取模块32。该场馆内用户子数据库获取模块32用于在用户进入或离开场馆时，对用户的身份信息进行验证，若为注册用户数据总库中的身份信息，则从注册用户数据总库中调出该进入场馆用户所关联的各数据信息，添加入场馆内用户子数据库中，并将该离开场馆用户所关联的各数据信息从场馆内用户子数据库中移除。

因为只有进入场馆的用户人脸图像才添加入该场馆内用户子数据库中，故而该场馆内用户子数据库相对注册用户数据总库来说，人脸图像的数目大大减少，因此能够实现后续人脸的快速识别工作。

具体地，在本实施方式中，该场馆内用户子数据库获取模块32的功能可以通过如下方式实现：该场馆出入口处设置有该门禁设备13，该门禁设备13通过指纹识别或者身份证识别的方式，识别进出该场馆的人员。当该人员属于该注册用户总表T1中的注册用户时，允许该人员进出。该门禁设备13向该服务器设备12传送进出该场馆的人员信息，该服务器设备12依据该信息和该注册用户总表T1生成用于表示位于场馆内人员信息和清单的场馆内用户子表T2，该场馆内用户子表T2即为该场馆内用户子数据库。当某用户通过了该门禁设备13的验证之后进入该科学健身馆1时，该场馆内用户子表T2，即该场馆内用户子数据库增加该用户的相应数据；当某用户通过了该门禁设备13的验证之后离开该科学健身馆1时，该场馆内用户子表T2，即该场馆内用户子数据库删除该用户的相应数据。该通过验证是指该用户已经注册，该注册用户总表T1内拥有该用户的注册信息，该门禁设备13在该注册用户总表T1内查找到该用户信息并确认该用户身份。若验证出的用户的身份信息不是注册用户数据总库中的身份信息，则提示用户返回执行注册用户数据总库获取步骤。

S3、登录步骤：获得拟登录用户的人脸图像，将获得的拟登录用户人脸图像在该场馆内用户子数据库中匹配识别后得到识别结果。

本发明的大数目人脸快速识别的系统3还包括一个登录模块33，该登录模块33用于登录步骤：获得拟登录用户的人脸图像，将获得的拟登录用户人脸图像在该场馆内用户子数据库中匹配识别后得到识别结果。

在本实施例中，该登录模块33可以通过该人脸登录设备14和该服务器设备12等具体硬件来实现相应功能。具体地，用户在通过该人脸登录设备14登录时，该人脸登录设备14采集用户的人脸图像信息，并传输至该服务器设备12，该服务器设备12在该场馆内用户子数据库(场馆内用户子表T2)进行查找和验证，并将查找和验证结果反馈至该人脸登录设备14。该识别结果可以是前述提及的该用户所关联的各数据信息，例如身高、体重、性别、年龄、籍贯、政治面貌、血压、心率、住址、联系方式等各种该用户的数据信息。

当然，在进一步优化的实时方式中，该服务器设备12还可以在未登录人员数据分区(未登录用户分区表T2A)内进行查找和验证，并将查找和验证结果反馈至该人脸登录设备14。此时，本发明的大数目人脸快速识别的系统3还可以对应地包括一个未登录人员数据分区建立模块(图未示)统计梳理出位于该科学健身馆1中的没有登录的人员的信息，随后根据该场馆内用户子数据库(场馆内用户子表T2)和该已经登录人员的信息，形成用于表示进入场馆并且尚未登录的人员的未登录人员数据分区。在没有已经登录人员的信息时，该未登录人员数据分区的信息和该场馆内用户子数据库的信息相同。具体地，该未登录人员数据分区建立模块能够监测用户的登录状态；在用户完成登录时，该未登录人员数据分区建立模块将该已经登录的人员的信息移出该未登录人员数据分区；用户完成退出登录时，该未登录人员数据分区建立模块将该已经退出的人员的信息加入该未登录人员数据分区。

相对于现有技术，本发明的大数目人脸快速识别的方法和系统在用户登录验证时，不直接从注册用户数据总库中进行查询验证，而是通过用户在进行登录验证之前的进出场馆等行为筛选出一个用于表示位于场馆内人员的场馆内用户子数据库；用户登录验证时，直接在该场馆内用户子数据库内进行查询验证；在该注册用户数据总库的数据量较为巨大时，该场馆内用户子数据库的信息量将大幅度小于该注册用户数据总库的数据量，因此使得用户登录验证时的图像对比的总耗时大幅度减少。与此同时，用于进行对比的注册信息较少时，对比出现误差的概率也将大幅度降低，也使得登录验证的可靠性增强。因此本发明的大数目人脸快速识别的方法和系统的人脸识别速度较快，可靠性较高。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种大数目人脸快速识别的方法，其包括：

注册用户数据总库获取步骤：获取用户包括身份信息在内的各关联数据信息，所述身份信息至少包括人脸图像，建立一注册用户数据总库；

场馆内用户子数据库获取步骤：在用户进入或离开场馆时，对用户的身份信息进行验证，若为注册用户数据总库中的身份信息，则从注册用户数据总库中调出该进入场馆用户所关联的各数据信息，添加入场馆内用户子数据库中，并将该离开场馆用户所关联的各数据信息从场馆内用户子数据库中移除；

登录步骤：获得拟登录用户的人脸图像，将获得的拟登录用户人脸图像在该场馆内用户子数据库中匹配识别后得到识别结果。

2.根据权利要求1所述的大数目人脸快速识别的方法，其特征在于，注册用户数据总库获取步骤中身份信息的获取包括：采集用户的身份证信息、人脸图像信息和指纹信息，并将该身份证信息、人脸图像信息和指纹信息相互关联后存储。

3.根据权利要求2所述的大数目人脸快速识别的方法，其特征在于，在该场馆内用户子数据库获取步骤中，对用户的身份信息进行验证是通过指纹验证或身份证验证的方式。

4.根据权利要求3所述的大数目人脸快速识别的方法，其特征在于，所述场馆内用户子数据库根据场馆内人员的登录情形，划分为已登录人员数据分区和未登录人员数据分区，并在场馆内人员的登录情形发生变化时同步更新所述已登录人员数据分区和所述未登录人员数据分区，在登录步骤中，将获得的拟登录用户人脸图像直接在该未登陆人员数据分区中匹配识别后得到识别结果。

5.根据权利要求1所述的大数目人脸快速识别的方法，其特征在于，在场馆内用户子数据库获取步骤中，若验证出的用户的身份信息不是注册用户数据总库中的身份信息，则提示用户返回执行注册用户数据总库获取步骤。

6.一种大数目人脸快速识别的系统，其包括：

注册用户数据总库获取模块：用于获取用户包括身份信息在内的各关联数据信息，所述身份信息至少包括人脸图像，建立一注册用户数据总库；

场馆内用户子数据库获取模块：用于在用户进入或离开场馆时，对用户的身份信息进行验证，若为注册用户数据总库中的身份信息，则从注册用户数据总库中调出该进入场馆用户所关联的各数据信息，添加入场馆内用户子数据库中，并将该离开场馆用户所关联的各数据信息从场馆内用户子数据库中移除；

登录模块：用于获得拟登录用户的人脸图像，将获得的拟登录用户人脸图像在该场馆内用户子数据库中匹配识别后得到识别结果。

7.根据权利要求6所述的大数目人脸快速识别的系统，其特征在于，注册用户数据总库获取模块在用于获取身份信息时包括：用于采集用户的身份证信息、人脸图像信息和指纹信息，并将该身份证信息、人脸图像信息和指纹信息相互关联后存储。

8.根据权利要求7所述的大数目人脸快速识别的系统，其特征在于，该场馆内用户子数据库获取模块在用于对用户的身份信息进行验证时是通过指纹验证或身份证验证的方式进行验证。

9.根据权利要求8所述的大数目人脸快速识别的系统，其特征在于，该场馆内用户子数据库获取模块还用于将所述场馆内用户子数据库根据场馆内人员的登录情形，划分为已登录人员数据分区和未登录人员数据分区，并在场馆内人员的登录情形发生变化时同步更新所述已登录人员数据分区和所述未登录人员数据分区，在登录步骤中，将获得的拟登录用户人脸图像直接在该未登陆人员数据分区中匹配识别后得到识别结果。

10.根据权利要求6所述的大数目人脸快速识别的系统，其特征在于，该场馆内用户子数据库获取模块还用于在验证出的用户的身份信息不是注册用户数据总库中的身份信息时，提示用户返回注册用户数据总库获取模块进行注册。