CN106228148A - 一种面部识别装置及使用方式 - Google Patents
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Abstract
一种面部识别装置，包括面部信息采集模块和光信息模块，所述光信息模块包括提示光信号源和光限制结构，所述的光限制结构用于限制由所述提示光信号源发出的可见光信号的传播区域，使用者调整位置直到观察到特定状态的可见光信号，此时使用者的面部位于所述面部识别装置有效识别区域。
Description
技术领域
本发明涉及面部识别技术，尤其是一种面部识别装置及使用方式。
背景技术
面部识别是通过人的面部特征来判断使用者身份的一种技术，是一种高效安全的身份识别方式，随着相关技术的发展，越来越多的设备开始运用面部识别技术作为用户身份确认的方式。
现有的面部识别技术一般通过面部信息采集模块获得用户的面部图像信息，然后通过面部识别算法对图像信息进行处理分析，但面部信息采集模块和人的面部位置关系复杂多变，不同位置拍摄得到的图像质量和效果不同，有些位置拍摄得到的图像信息可能无法被识别。现有的面部识别装置一般需要使用者调整位置关系使面部信息采集模块拍摄到满足要求的图像信息，但使用者在缺乏有效引导情况下往往难以确认自己的面部是否位于有效的识别区域而只能不断尝试。
一些设备可以通过显示器来呈现面部信息采集模块拍摄到的实时图像以此引导用户将面部移至有效拍摄区域，这要求面部识别装置与显示器连接并且在面部识别过程中开启显示器呈现实时画面，这限制了面部识别装置的适用范围，也增加了面部识别系统的硬件成本，同时也不利于显示器交互界面的设计。例如微软公司window 10操作系统的windows hello的面部识别登录界面没有识别反馈和引导，用户需凭感觉将面部调整到有效识别区域，这个调整过程可能需要多次尝试耗费较长的时间，极大影响了用户体验。又例如在支付确认等交互窗口中需要通过面部识别来完成支付时，若用显示器来反馈拍摄的实时画面需要占用显示窗口，不利于交互界面的设计。
而且在移动设备上使用显示器实时反馈拍摄画面需要点亮显示器，而对使用者进行身份识别又是一个比较频繁的操作，特别是在智能电子设备显示器尺寸越来越大功耗大但续航能力有限的今天，这种引导方式对移动电子设备的续航会造成较大负担。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种面部识别装置及使用方式，其实现方式为：一种面部识别装置，包括面部信息采集模块和光信息模块，所述光信息模块包括提示光信号源和光限制结构，所述提示光信号源用于产生可见光信号，所述光限制结构用于限制所述可见光信号的传播区域。
所述提示光信号源包括电致发光器件，由所述提示光信号源发出的可见光信号具有特定发散角度，所述光限制结构包括遮光区域和透光区域，所述可见光信号中的一部分能通过所述透光区域。
使用者能够观察到所述可见光信号的其中一个区域是所述面部识别装置的有效识别区域，所述有效识别区域指所述面部信息采集模块能获得清晰有效面部信息的区域。
使用者正对所述光信息模块不能观察到所述可见光信号的其中一个区域是所述面部识别装置的有效识别区域，所述的有效识别区域指所述面部信息采集模块能获得清晰有效面部信息的区域。
所述光信息模块包括标记光信号源，所述的标记光信号源包括电致发光的红外光源，所述面部信息采集模块能接收由所述标记光信号源发出的红外光信号。
所述标记光信号源靠近所述提示光信号源设置，所述光限制结构同时限制所述红外光信号的传播区域。
使用者面部处于所述有效识别区域内时，由所述标记光信号源发出的红外光信号能照射到该使用者面部。
在所述面部信息采集模块和所述光信息模块开启后，使用者面对所述光信息模块调整其面部和所述光信息模块间的相对位置关系直到观察到特定状态的可见光信号，所述特定状态包括特定形状或特定颜色或特定强度，所述特定状态还包括完全无法观察到可见光信号的状态。
所述面部识别装置通过所述可见光信号的变色或闪烁来提示使用者面部识别过程的阶段或识别结果。
所述面部识别装置工作时，所述光信息模块发出的可见光信号的强度可以根据设定进行变化，使用者在观察所述可见光信号时瞳孔孔径在不同可见光信号强度下不同，所述面部识别装置获取对应光强度下的瞳孔孔径信息或对应的眼部信息，所述的眼部信息包括上眼睑和下眼睑的位置。
本发明通过简单光学原理的运用和面部与人眼相对的位置关系提出了一种辅助人眼识别过程的方法及装置，通过增加可见光信号引导装置来引导使用者将面部移至面部识别装置的有效识别区域，有效解决了在面部识别时无引导或通过显示器引导的诸多问题和局限。通过运用本发明，还能够降低面部识别图像处理难度并提高了面部识别的准确度。
附图说明：
图1为有效识别区为可视区实施例结构示意图；
图2为有效识别区为可视区实施例原理示意图；
图3为有效识别区为可视区实施例环形结构示意图；
图4为光限制结构实施例结构示意图；
图5为光限制结构实施例矩形结构示意图；
图6为有效识别区为不可视区实施例结构示意图；
图7为有效识别区为不可视区实施例原理示意图；
图8为有效识别区为不可视区实施例环形结构示意图；
图9为面部信息采集模块相邻设置的实施例结构示意图；
图10为面部信息采集模块相邻设置的实施例原理示意图；
图11为面部信息采集模块相邻设置的实施例正面示意图；
图12为标记光信号源实施例结构示意图；
图13为标记光信号源和提示光信号源设置实施例示意图；
图14为标记光信号源实施例工作原理示意图；
图15为面部识别装置工作流程示意图。
附图标记说明：1、面部信息采集模块，2、提示光信号源，3、另侧提示光信号源，4、遮光区域，41、内遮光区，42、外遮光区，5、透光区域，51、右透光区，52、上透光区，53、左透光区，54、下透光区，6、结构外框，7、左标记光信号源，8、右标记光信号源，11、最小有效距离，12最大有效距离， 13、某一有效距离，21、有效识别区域，22、左右标记区间隙，23、左标记区，24、右标记区。
具体实施方式举例：
实施例1：
如附图1至附图3所示面部识别装置包括面部信息采集模块1和光信息模块，所述光信息模块包括光限制结构、提示光信号源2和另侧提示光信号源3，所述的光限制结构包括遮光区域4和透光区域5，所述提示光信号源2和另侧提示光信号源3以及所述光限制结构的遮光区域4和透光区域5围绕所述面部信息采集模块1设置，所述面部识别装置还包括结构外框6。
如附图2所示，由提示光信号源2和另侧提示光信号源3发出的可见光信号经过光限制结构的透光区域5出射，存在有效识别区域21能够让使用者面部位于该区域时使用者可以观察到由提示光信号源2和另侧提示光信号源3发出的可见光信号。所述面部识别装置的面部信息采集模块1为摄像头装置，所述摄像头装置的焦距和视角被设置成适合拍摄所述有效识别区域21内的物体，特别是适合拍摄位于该有效识别区域21内的面部图像。
如附图4所示，所述光限制结构包括有内遮光区41和外遮光区42，通过调整内遮光区41和外遮光区42和提示光信号源2、另侧提示光信号源3、面部信息采集模块1间的位置关系，可以调整有效识别区域21与所述面部识别装置间的最小有效距离11和最大有效距离12。
如附图5所示，矩形设置的光限制结构包括右透光区51、上透光区52、左透光区53、下透光区54，通过调整右透光区51、上透光区52、左透光区53、下透光区54的宽度可以改变有效识别区域21的具体分布范围，以此可以使所述的有效识别区域21包含于所述面部信息采集模块1的有效拍摄范围内。
实施例2：
如附图6至附图8所示面部识别装置包括面部信息采集模块1和光信息模块，所述光信息模块包括光限制结构、提示光信号源2和另侧提示光信号源3，所述的光限制结构包括遮光区域4和透光区域5，所述提示光信号源2和另侧提示光信号源3以及所述光限制结构的遮光区域4和透光区域5围绕所述面部信息采集模块1设置，所述面部识别装置还包括结构外框6。
如附图7所示，由提示光信号源2和另侧提示光信号源3发出的可见光信号经过光限制结构的透光区域5出射而在一个较广泛的空间内能被人眼观察到，存在一个有效识别区域21能够让使用者的面部在位于该区域时使用者完全观察不到由提示光信号源2和另侧提示光信号源3发出的可见光信号。所述面部识别装置的面部信息采集模块1为摄像头装置，所述摄像头装置的焦距和视角被设置成适合拍摄所述有效识别区域21内的物体，特别是适合拍摄位于该有效识别区域21内的面部图像。
实施例3：
如附图9至附图11所示面部识别装置包括面部信息采集模块1和光信息模块，所述光信息模块包括光限制结构和提示光信号源2，所述的光限制结构包括遮光区域4、右透光区域51、左透光区域53，所述提示光信号源2和所述光限制结构的遮光区域4、右透光区域51、左透光区域53在靠近所述面部信息采集模块1的旁侧设置，所述面部识别装置还包括结构外框6。
如附图10所示，由提示光信号源2发出的可见光信号经过光限制结构的右透光区域51、左透光区域53出射而在一个较广泛的空间内能被使用者观察到，存在一个有效识别区域21能够让使用者面部在位于该区域时可以完全观察不到由提示光信号源2发出的可见光信号；通过调整右透光区域51和左透光区域53的位置不同可以改变有效识别区域21的位置。所述面部识别装置的面部信息采集模块1为摄像头装置，所述摄像头装置的设置方向、焦距和视角被设置成适合拍摄所述有效识别区域21内的物体，特别是适合拍摄位于该有效识别区域21内的面部图像。
实施例4：
如附图12至附图14所示面部识别装置包括面部信息采集模块1和光信息模块，所述光信息模块包括光限制结构、提示光信号源2和另侧提示光信号源3，所述的光限制结构包括遮光区域4和透光区域5，所述提示光信号源2和另侧提示光信号源3以及所述光限制结构的遮光区域4和透光区域5环绕所述面部信息采集模块1设置，所述面部识别装置还包括结构外框6，所述光信息模块还包括左标记光信号源7、右标记光信号源8。
如附图13所示，由提示光信号源2和另侧提示光信号源3发出的可见光信号经过光限制结构的透光区域5出射，存在一个有效识别区域21能够让使用者面部位于该区域时使用者可以观察到由提示光信号源2和另侧提示光信号源3发出的可见光信号。所述面部识别装置的面部信息采集模块1为摄像头装置，所述摄像头装置的焦距和视角被设置成适合拍摄所述有效识别区域21内的物体，特别是适合拍摄位于该有效识别区域21内的面部图像。
如附图14所示，由左标记光信号源7和右标记光信号源8发出的红外光信号光路经过所述有效识别区域21，使用者的面部在某一有效距离13处时，左标记光信号源7发出的红外光信号照射在有效识别区21内的左标记区23，右标记光信号源8发出的红外光信号照射在有效识别区21内的右标记区24；左标记区23和右标记区24间包括无红外光信号覆盖的左右标记区间隙22。
所述面部信息采集模块1能够接收由左标记光信号源7和右标记光信号源8发出的红外光信号，尤其是接收经过人面部反射后的红外光信号。当所述左右标记区间隙22存在时，所述面部信息采集模块1获得所述左右标记区间隙22在人面部的分布状态图像，通过相关的算法分析所述分布状态图像可以获得相关的尺度数据。同时，所述红外光信号也可以辅助所述面部信息采集模块1在较暗的光线环境下获得较清晰的面部图像。
以上所述仅为本发明的较具体实施例，而并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，在不脱离本发明权利要求精神和范围的变型和修改，均应包含于本发明的保护意图之内。
Claims (10)
1.一种面部识别装置，其特征在于：所述面部识别装置包括面部信息采集模块和光信息模块，所述光信息模块包括提示光信号源和光限制结构，所述提示光信号源用于产生可见光信号，所述光限制结构用于限制所述可见光信号的传播区域。
2.根据权利要求1所述的一种面部识别装置，其特征在于：所述提示光信号源包括电致发光器件，由所述提示光信号源发出的可见光信号具有特定发散角度，所述光限制结构包括遮光区域和透光区域，所述可见光信号中的一部分能通过所述透光区域。
3.根据权利要求2所述的一种面部识别装置，其特征在于：使用者能够观察到所述可见光信号的其中一个区域是所述面部识别装置的有效识别区域，所述有效识别区域指所述面部信息采集模块能获得清晰有效面部信息的区域。
4.根据权利要求2所述的一种面部识别装置，其特征在于：使用者正对所述光信息模块但不能观察到所述可见光信号的其中一个区域是所述面部识别装置的有效识别区域，所述的有效识别区域指所述面部信息采集模块能获得清晰有效面部信息的区域。
5.根据权利要求1所述的一种面部识别装置，其特征在于：所述光信息模块包括标记光信号源，所述的标记光信号源包括电致发光的红外光源，所述面部信息采集模块能接收由所述标记光信号源发出的红外光信号。
6.根据权利要求5所述的一种面部识别装置，其特征在于：所述标记光信号源靠近所述提示光信号源设置，所述光限制结构同时限制所述红外光信号的传播区域。
7.根据权利要求1至权利要求6所述的一种面部识别装置，其特征在于：使用者面部处于所述有效识别区域内，由所述标记光信号源发出的红外光信号照射到该使用者的面部。
8.一种面部识别装置使用方式，其特征在于：在所述面部信息采集模块和所述光信息模块开启后，使用者面对所述光信息模块调整面部和所述光信息模块间的相对位置关系直到观察到特定状态的可见光信号，所述特定状态包括特定形状或特定颜色或特定强度，所述特定状态还包括完全无法观察到可见光信号的状态。
9.根据权利要求8所述的一种面部识别装置使用方式，其特征在于：所述面部识别装置通过所述可见光信号的变色或闪烁来提示使用者面部识别的阶段或识别结果。
10.一种面部识别装置使用方式，其特征在于：所述面部识别装置工作时，所述光信息模块发出的可见光信号的强度可以根据设定进行变化，使用者在观察所述可见光信号时瞳孔孔径在不同可见光信号强度下不同，所述面部识别装置获取对应光强度下的瞳孔孔径信息或对应的眼部信息，所述的眼部信息包括上眼睑和下眼睑的位置。
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