CN106355169B - 红外活体人脸图像采集装置、识别装置及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像采集领域。本发明解决了现有人脸识别装置与活体检测装置同时使用时成本较高且所占空间较大的问题，提供了一种红外活体人脸图像采集装置、识别装置及其处理方法，其技术方案可概括为：红外活体人脸图像采集装置，与现有人脸图像采集装置的区别在于，还包括红外光发生模块及切换模块，滤光片包括可见光滤光片及红外光滤光片，红外光发生模块与切换模块电连接，所述可见光滤光片与红外光滤光片分别与切换模块连接，所述切换模块能够与外部模块电连接。本发明的有益效果是：节省成本、所占空间小，适用于红外活体人脸图像识别系统。

Description

红外活体人脸图像采集装置、识别装置及其处理方法

技术领域

本发明涉及图像采集领域，特别涉及人脸图像采集装置。

背景技术

目前，有很多设备中都具有人脸识别装置，其主要包含人脸图像采集装置及针对所采集的图像进行处理识别的处理模块，人脸图像采集装置一般采用可见光摄像头，人脸识别以其较高的安全性，在很多方面都有应用，但其存在一个问题，即人脸图像采集装置在采集人脸图像时，并不会识别其是人脸还是照片，因此，若其他人使用对应用户的照片则一样能够通过人脸识别，可见，其安全性仍然得不到满足。针对这种问题，目前提出了一种活体检测装置，其一般包括一个红外摄像装置及对应的处理模块，通过红外摄像的方式判断当前处于该摄像头前的是否为活体，有效避免了上述问题，但其由于需要增加一个红外摄像装置的原因(与人脸识别装置同时使用时，活体检测装置可复用人脸识别装置中的处理模块，但由于摄像装置不同，导致摄像装置无法复用)，导致其存在成本高，且所占空间较大的问题，在智能移动终端(如手机端)中应用较为困难，因此目前的智能移动终端中一般都仅具有人脸识别装置，而不具有活体检测装置。

发明内容

本发明的目的就是克服目前人脸识别装置与活体检测装置同时使用时成本较高且所占空间较大的缺点，提供一种红外活体人脸图像采集装置、识别装置及其处理方法。

本发明解决其技术问题，采用的技术方案是，红外活体人脸图像采集装置，包括摄像装置，所述摄像装置包括镜头、摄像头传感器及滤光片，摄像头传感器与镜头相对应，滤光片位于镜头与摄像头传感器之间，外界图像经由镜头传入并通过滤光片后由摄像头传感器采集对应的图像信息，其特征在于，还包括红外光发生模块及切换模块，所述滤光片包括可见光滤光片及红外光滤光片，红外光发生模块与切换模块电连接，所述可见光滤光片与红外光滤光片分别与切换模块连接，所述切换模块能够与外部模块电连接，且能够根据接收的外部模块发送来的切换指令切换当前摄像头传感器与镜头之间的滤光片为可见光滤光片或红外光滤光片，当切换为红外光滤光片时，切换模块控制开启红外光发生模块，当切换为可见光滤光片时，切换模块控制关闭红外光发生模块。

具体的，所述红外光发生模块为红外灯组。

进一步的，所述红外灯组包括至少4个红外灯，布置在靠近镜头的位置。

具体的，所述布置在靠近镜头的位置是指在镜头的上下左右四周对称布置或在镜头的上下两侧对称布置或在镜头的左右两侧对称布置。

再进一步的，所述切换模块包括动力驱动单元、控制单元及滤光片固定单元，所述滤光片固定单元用于分别固定可见光滤光片及红外光滤光片，动力驱动单元与滤光片固定单元连接，动力驱动单元与控制单元电连接，控制单元与红外光发生模块电连接，

所述控制单元用于与外部模块连接，并接收外部模块的切换指令，向动力驱动单元发出切换信号，当切换指令为切换为红外光滤光片时，控制开启红外光发生模块，当切换指令为切换为可见光滤光片时，控制关闭红外光发生模块；

所述动力驱动单元用于根据控制单元发出的切换信号控制滤光片固定单元的活动，进而将固定在滤光片固定单元上的指定的可见光滤光片或红外光滤光片带到预定位置，使外界图像经由镜头传入并通过指定的可见光滤光片或红外光滤光片后由摄像头传感器采集对应的图像信息。

具体的，所述动力驱动单元包括传动组件及步进电机，所述滤光片固定单元包括两个支撑结构及连接部，所述两个支撑结构中，一个支撑结构用于固定可见光滤光片，另一个支撑结构用于固定红外光滤光片，两个支撑结构以连接部的中心点为圆点旋转对称连接于连接部，连接部与传动组件连接，所述步进电机与控制单元电连接，每接收一次控制单元的信息，即输出一次动力，其所输出的动力能够通过传动组件传递至连接部，并使连接部以以连接部的中心点为圆心旋转180度。

红外活体人脸识别装置，包括处理模块，其特征在于，还包括上述红外活体人脸图像采集装置，所述红外活体人脸图像采集装置的摄像头传感器及切换模块分别与处理模块连接，

所述处理模块用于接收并处理摄像头传感器传输来的红外检测信号及人脸图像信息，并向切换模块发出切换指令，且具有输出端口，用于输出检测结果，所述检测结果为红外检测信号或人脸图像信息的处理结果。

红外活体人脸识别装置的处理方法，应用于上述红外活体人脸识别装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、处理模块发出切换指令，切换为红外光滤光片，同时开启红外光发生模块；

步骤2、摄像头传感器采集红外检测信号并传输给处理模块；

步骤3、处理模块根据接收到的红外检测信号判断当前镜头前的是否为活体，若是则进入步骤4，若不是则判定为非活体，输出检测结果为非活体，本次处理完成；

步骤4、处理模块发出切换指令，切换为可见光滤光片，同时关闭红外光发生模块；

步骤5、摄像头传感器采集人脸图像信息并传输给处理模块；

步骤6、处理模块根据接收的人脸图像信息进行识别，并将识别结果作为检测结果进行输出，本次处理完成。

具体的，步骤4中，处理模块发出切换指令后，还开始计时；

步骤4与步骤6之间，还包括以下步骤：

步骤7、处理模块时刻根据计时数据进行判断，若在一定时间内未接收到人脸图像信息，则判定为识别超时，并将识别超时作为检测结果进行输出，本次处理完成，否则进入步骤6。

再进一步的，所述一定时间为200ms～300ms。

本发明的有益效果是，上述红外活体人脸图像采集装置、识别装置及其处理方法，提供了一种可切换的人脸图像采集装置，使用人脸识别及活体检测时，不再需要两个不同的摄像装置，节省成本的同时也缩小了装置所占空间。

附图说明

图1为本发明实施例中红外活体人脸图像采集装置的系统框图。

图2为本发明实施例中红外活体人脸图像采集装置结构的分解示意图。

图3为本发明实施例中红外活体人脸图像采集装置中切换模块的滤光片固定单元的示意图。

图4为本发明实施例中红外活体人脸识别装置的系统框图。

其中，1为摄像头传感器，2为红外灯，3为通孔，4为切换模块，5为滤光片，6为镜头，7为可见光滤光片，8为红外光滤光片，9为连接部，10为支撑结构。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，详细描述本发明的技术方案。

本发明所述的红外活体人脸图像采集装置，其包括摄像装置，摄像装置包括镜头6、摄像头传感器1及滤光片5，摄像头传感器1与镜头6相对应，滤光片5位于镜头6与摄像头传感器1之间，外界图像经由镜头6传入并通过滤光片5后由摄像头传感器1采集对应的图像信息，还包括红外光发生模块及切换模块4，滤光片5包括可见光滤光片7及红外光滤光片8，红外光发生模块与切换模块4电连接，可见光滤光片7与红外光滤光片8分别与切换模块4连接，切换模块4能够与外部模块电连接，且能够根据接收的外部模块发送来的切换指令切换当前摄像头传感器1与镜头之间的滤光片5为可见光滤光片7或红外光滤光片8，当切换为红外光滤光片8时，切换模块4控制开启红外光发生模块，当切换为可见光滤光片7时，切换模块4控制关闭红外光发生模块。

本发明所述的红外活体人脸识别装置，其包括处理模块及上述红外活体人脸图像采集装置，红外活体人脸图像采集装置的摄像头传感器1及切换模块4分别与处理模块连接，其中，处理模块用于接收并处理摄像头传感器1传输来的红外检测信号及人脸图像信息，并向切换模块4发出切换指令，且具有输出端口，用于输出检测结果，所述检测结果为红外检测信号或人脸图像信息的处理结果。

本发明所述的红外活体人脸识别装置的处理方法，应用于上述红外活体人脸识别装置，具体为：首先处理模块发出切换指令，切换为红外光滤光片8，同时开启红外光发生模块，然后摄像头传感器1采集红外检测信号并传输给处理模块，处理模块再根据接收到的红外检测信号判断当前镜头前的是否为活体，若不是则判定为非活体，输出检测结果为非活体，本次处理完成，若是则处理模块发出切换指令，切换为可见光滤光片7，同时关闭红外光发生模块，然后摄像头传感器1采集人脸图像信息并传输给处理模块，处理模块再根据接收的人脸图像信息进行识别，并将识别结果作为检测结果进行输出，本次处理完成。

实施例

本例中的红外活体人脸图像采集装置，其系统框图如图1所示，其分解示意图如图2所示，包括摄像装置，摄像装置包括镜头6、摄像头传感器1及滤光片5，摄像头传感器1与镜头6相对应，滤光片5位于镜头6与摄像头传感器1之间，外界图像经由镜头6传入并通过滤光片5后由摄像头传感器1采集对应的图像信息(由图2可见，外界图像还需穿过通孔3，此为现有技术，此处不再详述)，还包括红外光发生模块及切换模块4，滤光片5包括可见光滤光片7及红外光滤光片8，红外光发生模块与切换模块4电连接，可见光滤光片7与红外光滤光片8分别与切换模块4连接，切换模块4能够与外部模块电连接，且能够根据接收的外部模块发送来的切换指令切换当前摄像头传感器1与镜头之间的滤光片5为可见光滤光片7或红外光滤光片8，当切换为红外光滤光片8时，切换模块4控制开启红外光发生模块，当切换为可见光滤光片7时，切换模块4控制关闭红外光发生模块。

本例中，红外光发生模块优选为红外灯组，红外灯组包括至少4个红外灯2，布置在靠近镜头的位置，如在镜头6的上下左右四周对称布置或在镜头6的上下两侧对称布置或在镜头6的左右两侧对称布置等。

本例中，切换模块4可以包括动力驱动单元、控制单元及滤光片固定单元，滤光片固定单元用于分别固定可见光滤光片7及红外光滤光片8，动力驱动单元与滤光片固定单元连接，动力驱动单元与控制单元电连接，控制单元与红外光发生模块电连接，其中，控制单元用于与外部模块连接，并接收外部模块的切换指令，向动力驱动单元发出切换信号，当切换指令为切换为红外光滤光片8时，控制开启红外光发生模块，当切换指令为切换为可见光滤光片7时，控制关闭红外光发生模块；动力驱动单元用于根据控制单元发出的切换信号控制滤光片固定单元的活动，进而将固定在滤光片固定单元上的指定的可见光滤光片7或红外光滤光片8带到预定位置，使外界图像经由镜头6传入并通过指定的可见光滤光片7或红外光滤光片8后由摄像头传感器1采集对应的图像信息。

动力驱动单元及滤光片固定单元具体举例如下：

动力驱动单元包括传动组件及步进电机，滤光片固定单元包括两个支撑结构10及连接部9，其示意图参见图3，两个支撑结构10中，一个支撑结构10用于固定可见光滤光片7，另一个支撑结构10用于固定红外光滤光片8，两个支撑结构10以连接部9的中心点为圆点旋转对称连接于连接部9，连接部9与传动组件连接，步进电机与控制单元电连接，每接收一次控制单元的信息，即输出一次动力，其所输出的动力能够通过传动组件传递至连接部9，并使连接部9以连接部9的中心点为圆心旋转180度。

本例中红外活体人脸识别装置的系统框图参见图4，其包括处理模块及上述红外活体人脸图像采集装置，红外活体人脸图像采集装置的摄像头传感器1及切换模块4分别与处理模块连接，其中，处理模块用于接收并处理摄像头传感器1传输来的红外检测信号及人脸图像信息，并向切换模块4发出切换指令，且具有输出端口，用于输出检测结果，所述检测结果为红外检测信号或人脸图像信息的处理结果。

使用时，包括以下具体步骤：

步骤1、处理模块发出切换指令，切换为红外光滤光片8，同时开启红外光发生模块。

步骤2、摄像头传感器1采集红外检测信号并传输给处理模块。

步骤3、处理模块根据接收到的红外检测信号判断当前镜头6前的是否为活体，若是则进入步骤4，若不是则判定为非活体，输出检测结果为非活体，本次处理完成。

步骤4、处理模块发出切换指令，切换为可见光滤光片7，同时关闭红外光发生模块。

本步骤中，处理模块发出切换指令后，还可以开始计时，则后续处理中，处理模块时刻根据计时数据进行判断，若在一定时间内未接收到人脸图像信息，则判定为识别超时，并将识别超时作为检测结果进行输出，本次处理完成，否则进入步骤6。这里，一定时间优选为200ms～300ms。其目的在于，有效避免有其他人员先用自己的人脸进行红外活体检测，再采用照片等非活体通过人脸识别。

步骤5、摄像头传感器1采集人脸图像信息并传输给处理模块。

步骤6、处理模块根据接收的人脸图像信息进行识别，并将识别结果作为检测结果进行输出，本次处理完成。

通过本例中的红外活体人脸图像采集装置、识别装置及其处理方法可见，由于其各种具体功能的实现均为现有技术中的常用技术，因此此处不再详述。

Claims (8)

1.红外活体人脸图像采集装置，包括摄像装置，所述摄像装置包括镜头、摄像头传感器及滤光片，摄像头传感器与镜头相对应，滤光片位于镜头与摄像头传感器之间，外界图像经由镜头传入并通过滤光片后由摄像头传感器采集对应的图像信息，其特征在于，还包括红外光发生模块及切换模块，所述滤光片包括可见光滤光片及红外光滤光片，红外光发生模块与切换模块电连接，所述可见光滤光片与红外光滤光片分别与切换模块连接，所述切换模块能够与外部模块电连接，且能够根据接收的外部模块发送来的切换指令切换当前摄像头传感器与镜头之间的滤光片为可见光滤光片或红外光滤光片，当切换为红外光滤光片时，切换模块控制开启红外光发生模块，当切换为可见光滤光片时，切换模块控制关闭红外光发生模块；

所述切换模块包括动力驱动单元、控制单元及滤光片固定单元，所述滤光片固定单元用于分别固定可见光滤光片及红外光滤光片，动力驱动单元与滤光片固定单元连接，动力驱动单元与控制单元电连接，控制单元与红外光发生模块电连接，

所述控制单元用于与外部模块连接，并接收外部模块的切换指令，向动力驱动单元发出切换信号，当切换指令为切换为红外光滤光片时，控制开启红外光发生模块，当切换指令为切换为可见光滤光片时，控制关闭红外光发生模块；

所述动力驱动单元用于根据控制单元发出的切换信号控制滤光片固定单元的活动，进而将固定在滤光片固定单元上的指定的可见光滤光片或红外光滤光片带到预定位置，使外界图像经由镜头传入并通过指定的可见光滤光片或红外光滤光片后由摄像头传感器采集对应的图像信息；

所述动力驱动单元包括传动组件及步进电机，所述滤光片固定单元包括两个支撑结构及连接部，所述两个支撑结构中，一个支撑结构用于固定可见光滤光片，另一个支撑结构用于固定红外光滤光片，两个支撑结构以连接部的中心点为圆点旋转对称连接于连接部，连接部与传动组件连接，所述步进电机与控制单元电连接，每接收一次控制单元的信息，即输出一次动力，其所输出的动力能够通过传动组件传递至连接部，并使连接部以连接部的中心点为圆心旋转180度。

2.如权利要求1所述的红外活体人脸图像采集装置，其特征在于，所述红外光发生模块为红外灯组。

3.如权利要求2所述的红外活体人脸图像采集装置，其特征在于，所述红外灯组包括至少4个红外灯，布置在靠近镜头的位置。

4.如权利要求3所述的红外活体人脸图像采集装置，其特征在于，所述布置在靠近镜头的位置是指在镜头的上下左右四周对称布置或在镜头的上下两侧对称布置或在镜头的左右两侧对称布置。

5.红外活体人脸识别装置，包括处理模块，其特征在于，还包括如权利要求1或2或3或4所述的红外活体人脸图像采集装置，所述红外活体人脸图像采集装置的摄像头传感器及切换模块分别与处理模块连接，

所述处理模块用于接收并处理摄像头传感器传输来的红外检测信号及人脸图像信息，并向切换模块发出切换指令，且具有输出端口，用于输出检测结果，所述检测结果为红外检测信号或人脸图像信息的处理结果。

6.红外活体人脸识别装置的处理方法，应用于如权利要求5所述的红外活体人脸识别装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、处理模块发出切换指令，切换为红外光滤光片，同时开启红外光发生模块；

步骤2、摄像头传感器采集红外检测信号并传输给处理模块；

步骤3、处理模块根据接收到的红外检测信号判断当前镜头前的是否为活体，若是则进入步骤4，若不是则判定为非活体，输出检测结果为非活体，本次处理完成；

步骤4、处理模块发出切换指令，切换为可见光滤光片，同时关闭红外光发生模块；

步骤5、摄像头传感器采集人脸图像信息并传输给处理模块；

步骤6、处理模块根据接收的人脸图像信息进行识别，并将识别结果作为检测结果进行输出，本次处理完成。

7.如权利要求6所述的红外活体人脸识别装置的处理方法，其特征在于，步骤4中，处理模块发出切换指令后，还开始计时；

步骤4与步骤6之间，还包括以下步骤：

步骤7、处理模块时刻根据计时数据进行判断，若在一定时间内未接收到人脸图像信息，则判定为识别超时，并将识别超时作为检测结果进行输出，本次处理完成，否则进入步骤6。

8.如权利要求7所述的红外活体人脸识别装置的处理方法，其特征在于，所述一定时间为200ms～300ms。