CN106296950A - 一种基于人脸识别的门禁系统 - Google Patents

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向许波
江炎勇
秦少明
佘中华
马堃
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Abstract

本发明提供一种基于人脸识别的门禁系统，用于低成本的改进现有的门禁系统，提高门禁系统的安全性。所述基于人脸识别的门禁系统包括：智能终端101、人脸信息数据库102、门控制器103和门禁装置104；所述智能终端101分别与所述人脸信息数据库102和所述门控制器103通信连接，所述门控制器103与所述门禁装置104通信连接；所述门控制器103用于通过发送门禁控制信号控制所述门禁装置104的开关；所述智能终端101包括：摄像模块1011，计算机模块1012；所述计算机模块1012包括人脸识别单元，所述人脸识别单元用于通过人脸比对分析判定所述摄像模块获取的人脸图像是否为所述人脸信息数据库102中记录的允许门禁开启的头像。

Description

一种基于人脸识别的门禁系统
技术领域
本发明涉及安防技术领域，具体涉及一种基于人脸识别的门禁系统。
背景技术
在现有的门禁系统中，应用以及分布最广的有两种，密码门禁系统和刷卡门禁系统。
对于密码门禁系统而言，随着计算机和网络技术的发展，人们需要记住的口令也越来越多，想银行卡密码、邮箱密码、QQ密码之类，伴随着生活节奏的加快，这些密码也很容易被遗忘；另外，一旦密码泄露，任何人都可以通过门禁，安全性不高。
传统的刷卡门禁是指利用非接触式集成电路(IC，Integrated Circuit)卡，在门禁的入口处放置刷卡门禁机，用户进入时，需要像坐公交车刷卡一样，轻轻接触或靠近读卡器，就可以读取到卡片信息，进行刷卡操作。
上述刷卡门禁的方式，需要给用户预先制备并交付包含个人身份识别信息的IC卡，若用户遗失或遗漏IC卡都可能会造成无法进入会场，也会存在被人冒充进入会场的风险。
发明内容
本发明提供一种基于人脸识别的门禁系统，用于低成本的改进现有的门禁系统，提高门禁系统的安全性。
本发明实施例提供的基于人脸识别的门禁系统，包括：
智能终端101、人脸信息数据库102、门控制器103和门禁装置104；
所述智能终端101分别与所述人脸信息数据库102和所述门控制器103通信连接，所述门控制器103与所述门禁装置104通信连接；
所述门控制器103用于通过发送门禁控制信号控制所述门禁装置104的开关；
所述智能终端101包括：摄像模块1011，计算机模块1012；所述计算机模块1012包括人脸识别单元，所述人脸识别单元用于通过人脸比对分析判定所述摄像模块获取的人脸图像是否为所述人脸信息数据库102中记录的允许门禁开启的头像；所述计算机模块1012用于将所述人脸识别单元的判定结果发送给所述门控制器103，使得所述门控制器103根据所述判定结果生成所述门禁控制信号。
可选的，所述计算机模块1012还包括人脸注册单元，所述人脸注册单元用于对用户的人脸图像进行人脸注册，并将注册成功的人脸图像同步到所述人脸信息数据库102中。
可选的，所述计算机模块1012还包括：活体检测单元，所述活体检测单元用于对所述摄像模块1011拍摄到的人脸图像进行活体检测。
可选的，所述智能终端101还包括：显示模块1013；
所述显示模块1013用于显示所述计算机模块1012的控制界面，以及所述摄像模块1011拍摄到的人脸图像。
可选的，所述门控制器103通过网络、蓝牙、串行通信接口或继电器与所述门禁装置104实现通信连接。
可选的，所述门禁系统还包括：
报警单元；所述报警单元用于对非法进入所述门禁装置104的用户进行报警。
可选的，所述门禁系统还包括：
补光装置，所述补光装置用于在暗光的条件下对摄像模块1011的拍摄对象进行补光。
可选的，所述门禁装置104具体为闸机，一台所述智能终端101控制一台所述门禁闸机。
可选的，所述门禁系统还包括：支架壳体；所述支架壳体设置于闸机的一侧箱体之上，所述支架壳体用于放置所述智能终端101。
可选的，所述支架壳体为梯形体，所述智能终端101设置于所述梯形体的倾斜面上，所述智能终端101的摄像模块1011设置朝向为面对用户来向的方向。
由上可见，在本发明实施例中，通过智能终端和人脸信息数据库实现了人脸识别和比对，以人脸识别代替了刷卡以及密码输入，提高了门禁系统的安全性；并且，传统的门禁系统需要网络布线、摄像监控、防盗门改造等一系列高成本操作，整体的替换改造成本较高，相对于现有的刷卡门禁系统和密码门禁系统，在本发明实施例中的门禁系统仅增加了智能终端和人脸信息数据库，实现简单改造方便，便捷并低成本的改进现有的门禁系统。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于人脸识别的门禁系统的一个功能模块示意图；
图2为本发明实施例提供的基于人脸识别的门禁系统的一个应用场景示意图；
图3为本发明实施例提供的基于人脸识别的门禁系统的一个支架壳体示意图；
图4为本发明实施例提供的基于人脸识别的门禁系统的另一个应用场景示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1，本发明实施例中基于人脸识别的门禁系统的功能模块可以包括：
智能终端101、人脸信息数据库102、门控制器103和门禁装置104；
所述智能终端101分别与所述人脸信息数据库102和所述门控制器103通信连接，所述门控制器103与所述门禁装置104通信连接；所述智能终端101可以通过有线网络或无线网络分别与所述人脸信息数据库102和所述门控制器103建立通信连接；所述门控制器103通过网络、蓝牙、串行通信接口或继电器与所述门禁装置104实现通信连接。
所述门控制器103用于通过发送门禁控制信号控制所述门禁装置104的开关；
所述智能终端101包括：摄像模块1011，计算机模块1012；所述计算机模块1012包括人脸识别单元，所述人脸识别单元用于通过人脸比对分析判定所述摄像模块获取的人脸图像是否为所述人脸信息数据库102中记录的允许门禁开启的头像；所述计算机模块1012用于将所述人脸识别单元的判定结果发送给所述门控制器103，使得所述门控制器103根据所述判定结果生成所述门禁控制信号。
可选的，所述智能终端101还包括：显示模块1013；所述显示模块1013用于显示所述计算机模块1012的控制界面，以及所述摄像模块1011拍摄到的人脸图像。
在实际应用中，本法实施例中的门禁系统可以为闸机系统(请参考图2)。
具体的，闸机与智能终端101一一配对使用，即一台所述智能终端101控制一台所述门禁闸机。
进一步，在闸机的门禁系统中，还包括有支架壳体(请参考图3)；所述支架壳体设置于闸机的一侧箱体之上，所述支架壳体用于放置所述智能终端101。具体的，所述支架壳体为梯形体，所述智能终端101设置于所述梯形体的倾斜面上，所述智能终端101的摄像模块1011设置朝向为面对用户来向的方向，使其可以拍摄到经过闸机口的用户头像。
下面对本发明实施例中门禁系统的操作实例进行描述，具体为：
用户行走至如图2所示的闸机前，智能终端101的摄像模块1011拍摄用户的人脸图像，智能终端101的计算机模块1012通过人脸识别单元判定所述摄像模块获取的人脸图像是否为所述人脸信息数据库102中记录的允许门禁开启的头像，若是，则所述计算机模块1012将所述人脸识别单元的判定结果发送给所述门控制器103，使得所述门控制器103根据所述判定结果生成开启门禁的门禁控制信号。门控制器103向所述门禁装置104发送所述门禁控制信号，使得闸机开启。
计算机模块1012所述进行的人脸识别，可以根据“1比N”的比对方法完成，“1”指的是摄像模块获取的人脸图像，“N”指的是人脸信息数据库存储的N份人脸数据信息；具体的，人脸信息数据库可以为人脸图像数据库或人脸特征数据库。
人脸识别可使用的特征通常分为视觉特征、像素统计特征、人脸图像变换系数特征、人脸图像代数特征等，人脸特征提取就是针对人脸的某些特征进行的，人脸特征提取也称人脸表征，它是对人脸进行特征建模的过程，人脸特征提取的方法归纳起来分为两大类:一种是基于知识的表征方法，另外一种是基于代数特征或统计学习的表征方法；基于知识的表征方法主要是根据人脸器官的形状描述以及他们之间的距离特性来获得有助于人脸分类的特征数据，其特征分量通常包括特征点间的欧氏距离、曲率和角度等，人脸由眼睛、鼻子、嘴、下巴等局部构成，对这些局部和它们之间结构关系的几何描述，可作为识别人脸的重要特征，这些特征被称为几何特征，基于知识的人脸表征主要包括基于几何特征的方法和模板匹配法；特征数据比对模块，提取的人脸图像的特征数据与数据库中预存的特征模板进行搜索匹配，通过设定一个阈值，当相似度超过这一阈值，则把匹配得到的结果输出，人脸识别就是将待识别的人脸特征与已得到的人脸特征模板进行比较，根据相似程度对人脸的身份信息进行判断。
计算机模块1012通过对识别结果进行分析，确定了目标用户的身份之后，可以对目标用户执行相应的操作，比如开放门禁，让用户通过。
进行目标用户识别可以采用多种识别算法，举例而言，可以在快速多尺度金字塔特征数据提取的基础上进行分类，在多层分类的基础上合并结果，进而得到最终的人脸识别结果。
进一步的，人脸信息数据库102中注册的人脸图像，可以进行多等级的权限设置；如，门禁系统控制一座大厦中多出门禁的人员进出，不同的门禁需要不同等级的门禁权限，在人脸信息数据库102中可以对不同用户的人脸图像进行权限分类设置，使其匹配不同的进出门禁。
进一步的，在闸机处的智能终端还可以实现人脸注册功能；具体的，所述计算机模块1012还包括人脸注册单元，所述人脸注册单元用于对用户的人脸图像进行人脸注册，并将注册成功的人脸图像同步到所述人脸信息数据库102中。
在实际应用中，闸机处可能没有人工监督，因此，非法用户可能通过照片等手段骗过人脸识别单元，因此，本发明实施例中的计算机模块1012还包括：活体检测单元，所述活体检测单元用于对所述摄像模块1011拍摄到的人脸图像进行活体检测。
由上可见，在本发明实施例中，通过智能终端和人脸信息数据库实现了人脸识别和比对，以人脸识别代替了刷卡以及密码输入，提高了门禁系统的安全性；并且，传统的门禁系统需要网络布线、摄像监控、防盗门改造等一系列高成本操作，整体的替换改造成本较高，相对于现有的刷卡门禁系统和密码门禁系统，在本发明实施例中的门禁系统仅增加了智能终端和人脸信息数据库，实现简单改造方便，便捷并低成本的改进现有的门禁系统。
实施例二
上述门禁系统以闸机为例进行的描述，在实际应用中，还可以有普通房门的门禁系统(如图4所示)，本发明实施例中基于人脸识别的门禁系统同样适用，具体的，本发明实施例中基于人脸识别的门禁系统的功能模块可以包括：
智能终端101、人脸信息数据库102、门控制器103和门禁装置104；
所述智能终端101分别与所述人脸信息数据库102和所述门控制器103通信连接，所述门控制器103与所述门禁装置104通信连接；所述智能终端101可以通过有线网络或无线网络分别与所述人脸信息数据库102和所述门控制器103建立通信连接；所述门控制器103通过网络、蓝牙、串行通信接口或继电器与所述门禁装置104实现通信连接。
所述门控制器103用于通过发送门禁控制信号控制所述门禁装置104的开关；
所述智能终端101包括：摄像模块1011，计算机模块1012；所述计算机模块1012包括人脸识别单元，所述人脸识别单元用于通过人脸比对分析判定所述摄像模块获取的人脸图像是否为所述人脸信息数据库102中记录的允许门禁开启的头像；所述计算机模块1012用于将所述人脸识别单元的判定结果发送给所述门控制器103，使得所述门控制器103根据所述判定结果生成所述门禁控制信号。
可选的，所述智能终端101还包括：显示模块1013；所述显示模块1013用于显示所述计算机模块1012的控制界面，以及所述摄像模块1011拍摄到的人脸图像。
进一步的，人脸信息数据库102中注册的人脸图像，可以进行多等级的权限设置；如，门禁系统控制一座大厦中多出门禁的人员进出，不同的门禁需要不同等级的门禁权限，在人脸信息数据库102中可以对不同用户的人脸图像进行权限分类设置，使其匹配不同的进出门禁。
进一步的，在闸机处的智能终端还可以实现人脸注册功能；具体的，所述计算机模块1012还包括人脸注册单元，所述人脸注册单元用于对用户的人脸图像进行人脸注册，并将注册成功的人脸图像同步到所述人脸信息数据库102中。
在实际应用中，闸机处可能没有人工监督，因此，非法用户可能通过照片等手段骗过人脸识别单元，因此，本发明实施例中的计算机模块1012还包括：活体检测单元，所述活体检测单元用于对所述摄像模块1011拍摄到的人脸图像进行活体检测。
上述实施例二中的门禁系统的功能模块与实施例一中的功能模块基本一致，区别仅在于智能终端的设置位置，因此，此次不再赘述。
在实际应用中，本发明实施例中所描述的智能终端可以为手机、平板电脑或笔记本电脑等。
具体的，本发明实施例中所描述的智能终端的物理结构可以包括：显示模块、WiFi(wireless fidelity，无线保真)模块、计算机模块以及电源等部件。
进一步的，计算机模块包括有一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器、有一个或者一个以上处理核心的处理器。
其中：存储器可用于存储软件程序以及模块，处理器通过运行存储在存储器的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等。此外，存储器120可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
处理器是终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个智能终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，执行智能终端的各种功能和处理数据，从而对手机进行整体监控。可选的，处理器可包括一个或多个处理核心；优选的，处理器可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。
显示模块可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及智能终端的各种图形用户接口，这些图形用户接口可以由图形、文本、图标、视频和其任意组合来构成。显示模块可包括显示面板，可选的，可以采用LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)、OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)等形式来配置显示面板。
WiFi属于短距离无线传输技术，智能终端通过WiFi模块可以帮助用户收发网络数据流。
智能终端的电源可以通过电源管理系统与处理器逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。
为了简化基于人脸识别的门禁系统的硬件结构，可以利用现成的带前置摄像头的平板电脑作为本发明实施例中摄像模块101、计算机模块102以及第一显示屏103的集合体；在平板电脑中通过安装应用的形式实现本发明实施例的来宾签到功能，提高了实现基于人脸识别的门禁系统的便捷性。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上为对本发明所提供的一种基于人脸识别的门禁系统的描述，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种基于人脸识别的门禁系统，其特征在于，包括：
智能终端(101)、人脸信息数据库(102)、门控制器(103)和门禁装置(104)；
所述智能终端(101)分别与所述人脸信息数据库(102)和所述门控制器(103)通信连接，所述门控制器(103)与所述门禁装置(104)通信连接；
所述门控制器(103)用于通过发送门禁控制信号控制所述门禁装置(104)的开关；
所述智能终端(101)包括：摄像模块(1011)，计算机模块(1012)；所述计算机模块(1012)包括人脸识别单元，所述人脸识别单元用于通过人脸比对分析判定所述摄像模块获取的人脸图像是否为所述人脸信息数据库(102)中记录的允许门禁开启的头像；所述计算机模块(1012)用于将所述人脸识别单元的判定结果发送给所述门控制器(103)，使得所述门控制器(103)根据所述判定结果生成所述门禁控制信号。
2.根据权利要求1所述的门禁系统，其特征在于，所述计算机模块(1012)还包括人脸注册单元，所述人脸注册单元用于对用户的人脸图像进行人脸注册，并将注册成功的人脸图像同步到所述人脸信息数据库(102)中。
3.根据权利要求1所述的门禁系统，其特征在于，所述计算机模块(1012)还包括：活体检测单元，所述活体检测单元用于对所述摄像模块(1011)拍摄到的人脸图像进行活体检测。
4.根据权利要求1所述的门禁系统，其特征在于，所述智能终端(101)还包括：显示模块(1013)；
所述显示模块(1013)用于显示所述计算机模块(1012)的控制界面，以及所述摄像模块(1011)拍摄到的人脸图像。
5.根据权利要求1所述的门禁系统，其特征在于，所述门控制器(103)通过网络、蓝牙、串行通信接口或继电器与所述门禁装置(104)实现通信连接。
6.根据权利要求1所述的门禁系统，其特征在于，所述门禁系统还包括：
报警单元；所述报警单元用于对非法进入所述门禁装置(104)的用户进行报警。
7.根据权利要求1所述的门禁系统，其特征在于，所述门禁系统还包括：
补光装置，所述补光装置用于在暗光的条件下对摄像模块(1011)的拍摄对象进行补光。
8.根据权利要求1所述的门禁系统，其特征在于，所述门禁装置(104)具体为闸机，一台所述智能终端(101)控制一台所述门禁闸机。
9.根据权利要求8所述的门禁系统，其特征在于，所述门禁系统还包括：支架壳体；所述支架壳体设置于闸机的一侧箱体之上，所述支架壳体用于放置所述智能终端(101)。
10.根据权利要求9所述的门禁系统，其特征在于，所述支架壳体为梯形体，所述智能终端(101)设置于所述梯形体的倾斜面上，所述智能终端(101)的摄像模块(1011)设置朝向为面对用户来向的方向。
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