CN105894261A - 一种收银台人脸支付系统的使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种收银台人脸支付系统，包括高清图像采集设备、图像识别设备、SD存储卡、飞思卡尔MC9S12芯片和支付设备，高清图像采集设备用于采集顾客图像，图像识别设备和SD存储卡协同操作以基于顾客图像确定顾客身份，飞思卡尔MC9S12芯片分别与图像识别设备和支付设备连接，用于将顾客身份发送给支付设备。通过本发明，能够快速完成支付。

Description

一种收银台人脸支付系统的使用方法

技术领域

本发明涉及人脸支付领域，尤其涉及一种收银台人脸支付系统的使用方法。

背景技术

人脸与人体的其它生物特征(指纹、虹膜等)一样与生俱来，他的唯一性和不易被复制的良好特性为身份鉴别提供了必要的前提，与其它类型的生物识别比较。

面部识别具有如下特点：非强制性：用户不需要专门配合人脸采集设备，几乎可以在无意识的状态下就可获取人脸图像，这样的取样方式没有“强制性”；非接触性：用户不需要和设备直接接触就能获取人脸图像；并发性：在实际应用场景下可以进行多个人脸的分拣、判断及识别；除此之外，还符合视觉特性：“以貌识人”的特性，以及操作简单、结果直观、隐蔽性好等特点。

随着技术发展，面部识别系统安装在各种支付系统上，一些公司则正在研发基于面部识别系统的第三方转账平台。

面部识别支付包括以下步骤：步骤一：结账时，消费者只需在收银台面对POS机屏幕上的摄像头，系统自动拍照，扫描消费者面部，再把图像与数据库中的存储信息进行对比；步骤二：消费者面部信息同时与支付系统相关联，等到消费者的身份信息显示出来后，他/她只需在触摸显示屏上点击“OK”确认，全部交易过程即告完成。

然而，上述面部识别支付还存在一定的弊端，例如，由于人脸存在可变化性，因此可能存在识别错误的情况，而上述面部识别支付的确认方式只是简单的按“OK”确认键，顾客无法了解是否面部识别已经发生了误识别，这时如果进行结账支付，其他顾客的账号可能受到损失；再例如，在排队结账的顾客较多时，基于图像检测的面部识别方式可能将其他顾客的面部图像作为识别目标；又例如，上述面部识别支付的具体面部特征识别模式过于简单，容易导致识别精度不高。

因此，需要一种新的人脸支付系统，从根本上解决了上述技术问题，能够在提高面部识别支付结果的准确性的同时，提高支付的效率，保证每一个顾客的账号安全，避免顾客收到经济损失。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种收银台人脸支付系统，首先在通过面部识别顾客身份后，采用其他的顾客身份认证设备进行身份确认，避免误支付的情况发生，其次，在排队结账的顾客较多时，对图像中的各个顾客的面部图像都进行分割，以供收银员选择出实际结账的顾客进行后续的面部特征识别，最后，还优化了面部识别机制，提高面部识别的精度，从而避免了繁琐的支付操作，在结账过程中减少过多的人工参与。

根据本发明的一方面，提供了一种收银台人脸支付系统，所述系统包括高清图像采集设备、图像识别设备、SD存储卡、飞思卡尔MC9S12芯片和支付设备，高清图像采集设备用于采集顾客图像，图像识别设备和SD存储卡协同操作以基于顾客图像确定顾客身份，飞思卡尔MC9S12芯片分别与图像识别设备和支付设备连接，用于将顾客身份发送给支付设备。

更具体地，在所述收银台人脸支付系统中，包括：蓝牙信息检测设备，用于获取进入店内的每一个顾客使用的手机的蓝牙识别代码以组成蓝牙识别代码列表；蓝牙信息匹配设备，分别与特征匹配设备、蓝牙信息检测设备和远端的蓝牙信息数据库连接，蓝牙信息数据库预先存储了每一个人的手机的蓝牙识别代码，基于特征匹配设备输出的识别身份在蓝牙信息数据库中寻找对应的蓝牙识别代码，如果对应的蓝牙识别代码在蓝牙信息检测设备获得的蓝牙识别代码列表内，则发出身份确认信号；SD存储卡，用于预先存储了预设基准面部轮廓和预设图像块大小；高清图像采集设备，设置在POS机上方，用于对排队结账的人群进行拍摄以获得高清人群图像；面部检测设备，分别与SD存储卡和高清图像采集设备连接，用于接收高清人群图像和预设基准面部轮廓，基于预设基准面部轮廓在高清人群图像中匹配出多个面部子图像；LCD显示设备，与面部检测设备连接以接收并显示多个面部子图像，LCD显示设备还带有触摸屏，以基于收银员的输入从多个面部子图像中选择目标面部子图像；几何校正设备，分别与面部检测设备和LCD显示设备连接，接收目标面部子图像并对目标面部子图像进行几何校正处理以获得几何校正图像；图像旋转设备，与几何校正设备连接以接收几何校正图像，对几何校正图像进行图像旋转处理以获得旋转图像；图像平移设备，与图像旋转设备连接以接收旋转图像，对旋转图像进行图像平移处理以获得平移图像；图像分割设备，分别与SD存储卡和图像平移设备连接，用于接收预设图像块大小和平移图像，对平移图像进行分割以获得预设图像块大小的分割图像；直方图均衡化设备，与图像分割设备连接，用于接收分割图像并对分割图像进行直方图均衡化处理，以获得分割图像的灰度直方图；高斯平滑滤波设备，与直方图均衡化设备连接，用于接收灰度直方图并对灰度直方图进行高斯平滑滤波处理，以获得待识别图像；DCT变换设备，与高斯平滑滤波设备连接以接收待识别图像，对待识别图像进行DCT变换处理以获得DCT图像；向量提取设备，与DCT变换设备连接以接收DCT图像，从DCT图像左上角区域提取预设数目的低频分量以构成一维向量；特征分析设备，与向量提取设备连接以接收一维向量，对一维向量进行主成分分析即PCA以获取对应的PCA描述子，作为待识别图像的不变特征；特征匹配设备，分别与特征分析设备和远端的面部识别数据库连接，面部识别数据库预先存储了每一个人的面部图像的PCA特征，基于特征分析设备输出的PCA描述子在面部识别数据库寻找匹配的PCA特征，并将匹配的PCA特征对应的人物身份作为识别身份输出；时分双工通信设备，用于通过时分双工通信链路建立特征匹配设备与远端的面部识别数据库之间的连接，还用于通过时分双工通信链路建立蓝牙信息匹配设备与远端的蓝牙信息数据库之间的连接；飞思卡尔MC9S12芯片，分别与LCD显示设备、特征匹配设备、蓝牙信息检测设备和蓝牙信息匹配设备连接，当从特征匹配设备处接收到识别身份时，向当前结账的顾客启动蓝牙信息检测设备和蓝牙信息匹配设备以接收身份确认信号，当前结账的顾客处于排队结账的人群中，当接收到身份确认信号时，将识别身份和收银员通过LCD显示设备的触摸屏输入的金额数据一起发送到远端的支付设备以完成支付，同时向识别身份对应的电子邮箱发送确认邮件，确认邮件中包括顾客支付视频；其中，飞思卡尔MC9S12芯片在第一预设时间后未接收到识别身份时，发出身份确认失败信号，飞思卡尔MC9S12芯片在第二预设时间后未接收到身份确认信号时，发出身份确认失败信号，飞思卡尔MC9S12芯片在接收到身份确认信号时，发出身份确认成功信号。

更具体地，在所述收银台人脸支付系统中：预设基准面部轮廓为对基准面部图像进行轮廓提取而获得的图形。

更具体地，在所述收银台人脸支付系统中：预设图像块大小选为45像素×50像素。

更具体地，在所述收银台人脸支付系统中：高清图像采集设备还用于录制顾客支付视频。

更具体地，在所述收银台人脸支付系统中：LCD显示设备还用于显示与身份确认失败信号或身份确认成功信号对应的文字提示信息。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的收银台人脸支付系统的结构方框图。

附图标记：1高清图像采集设备；2图像识别设备；3SD存储卡；4飞思卡尔MC9S12芯片；5支付设备

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的收银台人脸支付系统的实施方案进行详细说明。

人脸识别是一种基于人的相貌特征信息进行身份认证的生物特征识别技术，技术的最大特征是能避免个人信息泄露，并采用非接触的方式进行识别。

人脸识别与指纹识别、掌纹识别、视网膜识别、骨骼识别、心跳识别等都属于人体生物特征识别技术，都是随着光电技术、微计算机技术、图像处理技术与模式识别等技术的快速发展应运而生的。可以快捷、精准、卫生地进行身份认定；具有不可复制性，即使做了整容手术，该技术也能从几百项脸部特征中找出“原来的你”。人脸识别系统在世界上的应用已经相当广泛。

人脸识别支付的发展历史如下：2013年7月芬兰创业公司Uniqul推出了史上第一款基于脸部识别系统的支付平台。据Uniqul声称，这项技术已经申请专利，他可以极大缩短支付时间，并拥有“军用级别算法”的保护。Uniqul“刷脸”支付系统的用户注册已经启动，首先会在芬兰赫尔辛基地区部署。“刷脸”系统目前正在芬兰首都赫尔辛基进行测试。对于安装Uniqul的商户，公司初步计划免费提供终端设备。

然而，现有的人脸识别支付方案仍存在以下不足：(1)由于面部特征会由于整容、胖瘦、衰老等原因发生改变，单一的依靠面部特征完成支付不可避免地带来识别失败而造成的支付困难问题；(2)等待结账的顾客可能不止一个，如果简单地进行面部图像分割，对分割后的面部图像进行特征识别，将导致识别对象错误的问题；(3)现有的面部识别技术过于简单，检测机制落后，需要进行改进以提高面部特征检测精度。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种收银台人脸支付系统，能够解决上述技术问题，顺利完成基于面部特征识别的支付过程，从而在避免顾客经济受到损失的前提下，提高顾客支付效率和速度。

图1为根据本发明实施方案示出的收银台人脸支付系统的结构方框图，所述系统包括高清图像采集设备、图像识别设备、SD存储卡、飞思卡尔MC9S12芯片和支付设备，高清图像采集设备用于采集顾客图像，图像识别设备和SD存储卡协同操作以基于顾客图像确定顾客身份，飞思卡尔MC9S12芯片分别与图像识别设备和支付设备连接，用于将顾客身份发送给支付设备。

接着，继续对本发明的收银台人脸支付系统的具体结构进行进一步的说明。

所述系统包括：蓝牙信息检测设备，用于获取进入店内的每一个顾客使用的手机的蓝牙识别代码以组成蓝牙识别代码列表；蓝牙信息匹配设备，分别与特征匹配设备、蓝牙信息检测设备和远端的蓝牙信息数据库连接，蓝牙信息数据库预先存储了每一个人的手机的蓝牙识别代码，基于特征匹配设备输出的识别身份在蓝牙信息数据库中寻找对应的蓝牙识别代码，如果对应的蓝牙识别代码在蓝牙信息检测设备获得的蓝牙识别代码列表内，则发出身份确认信号。

所述系统包括：SD存储卡，用于预先存储了预设基准面部轮廓和预设图像块大小；高清图像采集设备，设置在POS机上方，用于对排队结账的人群进行拍摄以获得高清人群图像；面部检测设备，分别与SD存储卡和高清图像采集设备连接，用于接收高清人群图像和预设基准面部轮廓，基于预设基准面部轮廓在高清人群图像中匹配出多个面部子图像。

所述系统包括：LCD显示设备，与面部检测设备连接以接收并显示多个面部子图像，LCD显示设备还带有触摸屏，以基于收银员的输入从多个面部子图像中选择目标面部子图像；几何校正设备，分别与面部检测设备和LCD显示设备连接，接收目标面部子图像并对目标面部子图像进行几何校正处理以获得几何校正图像。

所述系统包括：图像旋转设备，与几何校正设备连接以接收几何校正图像，对几何校正图像进行图像旋转处理以获得旋转图像；图像平移设备，与图像旋转设备连接以接收旋转图像，对旋转图像进行图像平移处理以获得平移图像；图像分割设备，分别与SD存储卡和图像平移设备连接，用于接收预设图像块大小和平移图像，对平移图像进行分割以获得预设图像块大小的分割图像；直方图均衡化设备，与图像分割设备连接，用于接收分割图像并对分割图像进行直方图均衡化处理，以获得分割图像的灰度直方图。

所述系统包括：高斯平滑滤波设备，与直方图均衡化设备连接，用于接收灰度直方图并对灰度直方图进行高斯平滑滤波处理，以获得待识别图像；DCT变换设备，与高斯平滑滤波设备连接以接收待识别图像，对待识别图像进行DCT变换处理以获得DCT图像；向量提取设备，与DCT变换设备连接以接收DCT图像，从DCT图像左上角区域提取预设数目的低频分量以构成一维向量。

所述系统包括：特征分析设备，与向量提取设备连接以接收一维向量，对一维向量进行主成分分析即PCA以获取对应的PCA描述子，作为待识别图像的不变特征；特征匹配设备，分别与特征分析设备和远端的面部识别数据库连接，面部识别数据库预先存储了每一个人的面部图像的PCA特征，基于特征分析设备输出的PCA描述子在面部识别数据库寻找匹配的PCA特征，并将匹配的PCA特征对应的人物身份作为识别身份输出。

所述系统包括：时分双工通信设备，用于通过时分双工通信链路建立特征匹配设备与远端的面部识别数据库之间的连接，还用于通过时分双工通信链路建立蓝牙信息匹配设备与远端的蓝牙信息数据库之间的连接。

所述系统包括：飞思卡尔MC9S12芯片，分别与LCD显示设备、特征匹配设备、蓝牙信息检测设备和蓝牙信息匹配设备连接，当从特征匹配设备处接收到识别身份时，向当前结账的顾客启动蓝牙信息检测设备和蓝牙信息匹配设备以接收身份确认信号，当前结账的顾客处于排队结账的人群中，当接收到身份确认信号时，将识别身份和收银员通过LCD显示设备的触摸屏输入的金额数据一起发送到远端的支付设备以完成支付，同时向识别身份对应的电子邮箱发送确认邮件，确认邮件中包括顾客支付视频。

其中，飞思卡尔MC9S12芯片在第一预设时间后未接收到识别身份时，发出身份确认失败信号，飞思卡尔MC9S12芯片在第二预设时间后未接收到身份确认信号时，发出身份确认失败信号，飞思卡尔MC9S12芯片在接收到身份确认信号时，发出身份确认成功信号。

可选地，在所述系统中：预设基准面部轮廓为对基准面部图像进行轮廓提取而获得的图形；预设图像块大小选为45；高清图像采集设备还用于录制顾客支付视频；以及LCD显示设备还可以用于显示与身份确认失败信号或身份确认成功信号对应的文字提示信息。

另外，4G LTE是一个全球通用的标准，包括两种网络模式FDD和TDD，分别用于成对频谱和非成对频谱。运营商最初在两个模式之间的取舍纯粹出于对频谱可用性的考虑。大多运营商将会同时部署两种网络，以便充分利用其拥有的所有频谱资源。FDD和TDD在技术上区别其实很小，主要区别就在于采用不同的双工方式，频分双工(FDD)和时分双工(TDD)是两种不同的双工方式。

FDD是在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送，用保护频段来分离接收和发送信道。FDD必须采用成对的频率，依靠频率来区分上下行链路，其单方向的资源在时间上是连续的。FDD在支持对称业务时，能充分利用上下行的频谱，但在支持非对称业务时，频谱利用率将大大降低。

TDD用时间来分离接收和发送信道。在TDD方式的移动通信系统中,接收和发送使用同一频率载波的不同时隙作为信道的承载,其单方向的资源在时间上是不连续的，时间资源在两个方向上进行了分配。某个时间段由基站发送信号给移动台，另外的时间由移动台发送信号给基站，基站和移动台之间必须协同一致才能顺利工作。

采用本发明的收银台人脸支付系统，针对现有技术中面部识别支付精度不高、存在误支付的技术问题，通过在面部识别环节后增加辅助认证步骤以避免支付错误的情况发生，还为收银员提供多个待识别图像供其选择，避免对其他顾客进行面部识别，更关键的是，优化了面部识别设备本身，从而提高了面部识别支付的精度，避免了顾客的无端消费。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种收银台人脸支付系统的使用方法，该方法包括：

1)提供一种收银台人脸支付系统，所述系统包括高清图像采集设备、图像识别设备、SD存储卡、飞思卡尔MC9S12芯片和支付设备，高清图像采集设备用于采集顾客图像，图像识别设备和SD存储卡协同操作以基于顾客图像确定顾客身份，飞思卡尔MC9S12芯片分别与图像识别设备和支付设备连接，用于将顾客身份发送给支付设备；

2)使用该系统。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统包括：

蓝牙信息检测设备，用于获取进入店内的每一个顾客使用的手机的蓝牙识别代码以组成蓝牙识别代码列表；

蓝牙信息匹配设备，分别与特征匹配设备、蓝牙信息检测设备和远端的蓝牙信息数据库连接，蓝牙信息数据库预先存储了每一个人的手机的蓝牙识别代码，基于特征匹配设备输出的识别身份在蓝牙信息数据库中寻找对应的蓝牙识别代码，如果对应的蓝牙识别代码在蓝牙信息检测设备获得的蓝牙识别代码列表内，则发出身份确认信号；

SD存储卡，用于预先存储了预设基准面部轮廓和预设图像块大小；

高清图像采集设备，设置在POS机上方，用于对排队结账的人群进行拍摄以获得高清人群图像；

面部检测设备，分别与SD存储卡和高清图像采集设备连接，用于接收高清人群图像和预设基准面部轮廓，基于预设基准面部轮廓在高清人群图像中匹配出多个面部子图像；

LCD显示设备，与面部检测设备连接以接收并显示多个面部子图像，LCD显示设备还带有触摸屏，以基于收银员的输入从多个面部子图像中选择目标面部子图像；

几何校正设备，分别与面部检测设备和LCD显示设备连接，接收目标面部子图像并对目标面部子图像进行几何校正处理以获得几何校正图像；

图像旋转设备，与几何校正设备连接以接收几何校正图像，对几何校正图像进行图像旋转处理以获得旋转图像；

图像平移设备，与图像旋转设备连接以接收旋转图像，对旋转图像进行图像平移处理以获得平移图像；

图像分割设备，分别与SD存储卡和图像平移设备连接，用于接收预设图像块大小和平移图像，对平移图像进行分割以获得预设图像块大小的分割图像；

直方图均衡化设备，与图像分割设备连接，用于接收分割图像并对分割图像进行直方图均衡化处理，以获得分割图像的灰度直方图；

高斯平滑滤波设备，与直方图均衡化设备连接，用于接收灰度直方图并对灰度直方图进行高斯平滑滤波处理，以获得待识别图像；

DCT变换设备，与高斯平滑滤波设备连接以接收待识别图像，对待识别图像进行DCT变换处理以获得DCT图像；

向量提取设备，与DCT变换设备连接以接收DCT图像，从DCT图像左上角区域提取预设数目的低频分量以构成一维向量；

特征分析设备，与向量提取设备连接以接收一维向量，对一维向量进行主成分分析即PCA以获取对应的PCA描述子，作为待识别图像的不变特征；

特征匹配设备，分别与特征分析设备和远端的面部识别数据库连接，面部识别数据库预先存储了每一个人的面部图像的PCA特征，基于特征分析设备输出的PCA描述子在面部识别数据库寻找匹配的PCA特征，并将匹配的PCA特征对应的人物身份作为识别身份输出；

时分双工通信设备，用于通过时分双工通信链路建立特征匹配设备与远端的面部识别数据库之间的连接，还用于通过时分双工通信链路建立蓝牙信息匹配设备与远端的蓝牙信息数据库之间的连接；

飞思卡尔MC9S12芯片，分别与LCD显示设备、特征匹配设备、蓝牙信息检测设备和蓝牙信息匹配设备连接，当从特征匹配设备处接收到识别身份时，向当前结账的顾客启动蓝牙信息检测设备和蓝牙信息匹配设备以接收身份确认信号，当前结账的顾客处于排队结账的人群中，当接收到身份确认信号时，将识别身份和收银员通过LCD显示设备的触摸屏输入的金额数据一起发送到远端的支付设备以完成支付，同时向识别身份对应的电子邮箱发送确认邮件，确认邮件中包括顾客支付视频；

其中，飞思卡尔MC9S12芯片在第一预设时间后未接收到识别身份时，发出身份确认失败信号，飞思卡尔MC9S12芯片在第二预设时间后未接收到身份确认信号时，发出身份确认失败信号，飞思卡尔MC9S12芯片在接收到身份确认信号时，发出身份确认成功信号。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

预设基准面部轮廓为对基准面部图像进行轮廓提取而获得的图形。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

预设图像块大小选为45像素×50像素。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

高清图像采集设备还用于录制顾客支付视频。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

LCD显示设备还用于显示与身份确认失败信号或身份确认成功信号对应的文字提示信息。