CN106934321B - 人像采集装置、人像比对系统和人像比对方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及人像识别领域，公开了一种人像采集装置、人像比对系统和人像比对方法。该人像采集装置包括人像采集单元(1)和用于安装所述人像采集单元的设置单元，其中，该设置单元包括固定支架(10)、设置在所述固定支架(10)上的用于改变所述人像采集单元(1)的摄像位置的变位单元(20)以及用于驱动所述变位单元(20)的驱动单元(30)。本发明为能够将摄像位置快速地调整至被采集人的身高，从而迅速地获得人像数据的人像采集装置，无需被采集人多次面对摄像头，从而能够加快人像对比的匹配速度。

Description

人像采集装置、人像比对系统和人像比对方法

技术领域

本发明涉及人像识别领域，具体地，涉及一种应用于人像对比系统中的人像采集装置。另外，本发明还涉及人像比对系统和人像比对方法。

背景技术

随着经济的不断发展，人员流动也越来越频繁。因此，出于安全等因素的考虑，公共场所的出入口多设有监控摄像装置，以记录、查验出入人员的身份。

特别是在以二代身份证为代表的带有可读芯片的证件开始得到广泛应用后，人脸识别技术作为一种能够分析对比人脸视觉特征信息进行身份鉴别的计算机技术也越来越受到重视。人脸识别技术已经开始取代传统的人工对比的方式。人脸识别技术包括人脸检测，人脸跟踪，人脸对比等。

其中，人脸对比是通过将在人脸库中的被采集人的人像信息与通过摄像装置检测到的人像信息对比来进行身份确认的技术，因其具有非接触，快速、直观等优点，而被普遍地应用在出入境管理中。

现有的人脸对比采集系统多采用固定的摄像头，不同身高的被采集人往往需要多次面对摄像头，反复调整角度才能够获得可识别的人像信息，而根本无法满足出入境管理中的快速通关需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够快速地获得人像数据的人像采集装置。

为了实现上述目的，本发明提供一种人像采集装置，包括人像采集单元和用于安装所述人像采集单元的设置单元，该设置单元包括固定支架、设置在所述固定支架上的用于改变所述人像采集单元的摄像位置的变位单元以及用于驱动所述变位单元的驱动单元。

优选地，所述驱动单元包括步进电机和用于安装所述步进电机的电机支架。

优选地，所述固定支架包括底座和对称地设置在所述底座两侧的侧支架，所述底座上设置有所述驱动单元和用于检测所述变位单元初始位置的传感器，所述变位单元设置在所述侧支架上。

优选地，所述变位单元包括：摆动支架，该摆动支架铰接在所述固定支架上以形成摆动中心，所述人像采集单元固定在所述摆动支架的远离所述摆动中心的一侧上；转动件，该转动件可转动地受所述驱动单元的驱动而旋转；传动件，该传动件的一端铰接在所述转动件上，并且该铰接位置距离所述转动件的旋转中心设置有预定距离，所述传动件的另一端铰接在所述摆动支架的远离所述摆动中心的一侧上。

优选地，所述转动件形成为圆盘形部件，所述圆盘形部件的中心设置有用于连接所述驱动单元的驱动轴的轴连接部，所述圆盘形部件的周缘上设置有传感器感应部。

优选地，所述传感器感应部为开口，该开口能够使来自传感器的射线通过而作为所述变位单元的初始位置。

优选地，所述人像采集单元重心与所述摆动中心设置在同一轴线上。

另外，本发明还提供一种人像比对系统，包括：身份识别证件读取装置，用于读取身份识别证件中所保存的身份信息；人像采集装置，用于对所述身份识别证件的当前持有人进行拍摄；控制装置，用于获取所述身份识别证件的证件持有人的所述身份信息，根据所述身份信息，控制所述人像采集装置进行拍摄，并判断所采集的所述当前持有人的人像数据是否为所述身份识别证件的证件持有人的人像数据，以及，储存装置，用于储存对比过程中使用的包括人像数据在内的身份信息，其中，所述人像采集装置为根据上述技术方案中任意一项所述的人像采集装置，所述身份信息包括身高信息和人像数据，所述控制装置根据所述身高信息驱动所述人像采集装置中的所述驱动单元，并通过所述变位单元改变所述人像采集单元的摄像位置。

另外，本发明还提供一种人像比对方法，包括：读取身份识别证件中所保存的身份信息；根据所述身份信息，获取储存器中的与该身份信息相关联的关联信息，并判断所述身份识别证件的所述关联信息中是否保存有身高信息；在所述关联信息中保存有身高信息的情况下，根据所述身高信息调整人像采集装置的位置，并采集人像数据，或者，在所述关联信息中未保存有身高信息的情况下，调整人像采集装置的位置直至成功采集人像数据；获取所述身份识别证件的当前持有人的人像数据，并根据该人像数据与所述身份识别证件的证件持有人的人像数据，判断所述当前持有人是否为所述身份识别证件的证件持有人；在所述当前持有人是所述身份识别证件的证件持有人的情况下，显示放行，并将人像数据采集成功时的人像采集装置的位置信息作为身高信息储存在所述储存装置中，或者，在所述当前持有人不是所述身份识别证件的证件持有人的情况下，显示注意警告。

优选地，所述人像比对方法通过根据上述技术方案所述的人像对比系统进行。

通过上述技术方案，由于用于安装人像采集单元的设置单元中具有能够改变人像采集单元的摄像位置的变位单元，因此，利用本发明所述的人像采集装置能够将摄像位置快速地调整至被采集人的身高，从而迅速地获得人像数据的人像采集装置，无需被采集人多次面对摄像头，从而能够加快人像对比的匹配速度。

另外，本发明所提供的人像比对系统和对比方法，通过读取身份识别证件中的信息，能够利用预先储存的身高信息对摄像位置进行调整，较快地获得被采集人的人像数据进行人像对比，从而能够缩短进行人像对比的所需时间，减少被采集人的滞留时间，满足出入境管理中的快速通关需求。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明所述人像采集装置的立体图。

图2是本发明所述人像采集装置的主视图。

图3是本发明所述人像采集装置的俯视图。

图4是本发明所述人像采集装置的右视图。

图5表示拆除图4中的侧支架12后的本发明所述人像采集装置的状态。

附图标记说明

1 人像采集单元 2 人像采集单元支架

10 固定支架 11 底座

12 侧支架

20 变位单元 21 摆动支架

22 转动件 23 传动件

24 轴连接部 25 传感器感应部

26 转轴 27 轴承

30 驱动单元 31 电机支架

32 步进电机

40 传感器

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

如图1所示，本发明提供一种人像采集装置，包括人像采集单元1和用于安装所述人像采集单元1的设置单元，该设置单元包括固定支架10、变位单元20以及驱动单元30。其中，变位单元20设置在固定支架10上，并由驱动单元30驱动而带动设置在变位单元20上的人像采集单元1，从而改变人像采集单元1的摄像位置。

本发明中的驱动单元30能够利用普通小型直流电机，也能够应用气动缸或者液压缸。优选地，驱动单元30包括步进电机32和用于安装所述步进电机的电机支架31。利用步进电机32能够精确地控制角位移量，从而达到准确控制安装在变位单元定位20上的人像采集单元1的摄像位置。

作为本发明的中优选的实施方式，如图2所示，固定支架10包括底座11和对称地设置在底座11两侧的侧支架12，底座11上设置有驱动单元30和传感器40。具体地，底座11的中央位置上固定有形成为L字形的电机支架31。用于检测变位单元20初始位置的传感器40固定在底座11上并位于电机支架31和一侧的侧支架12之间。

本发明中的变位单元20既能够为用于调整人像采集单元1的角度的机构，也能够为用于调节人像采集单元1的直线高度的机构，例如齿轮齿条机构、曲柄滑块机构、凸轮机构、槽轮机构或者偏心轮机构等。

作为本发明的一种优选的实施方式，变位单元20能够为通过摆动支架21、转动件22和传动件23形成的连杆机构。摆动支架21形成为槽形、并能够通过轴承27铰接在固定支架10的两个侧支架12之间。该摆动支架21以轴承27作为摆动中心进行往复摆动，从而能够带动固定在摆动支架21的槽形底面置上的人像采集单元1的摄像位置进行变化。

传动件23形成为杆件，其一端铰接在转动件22上，另一端铰接在摆动支架21，因此，该传动件23能够在转动件22受驱动单元30的驱动而旋转时，推动摆动支架21，从而使人像采集单元1的摄像位置进行变化。

传动件23在转动件22上的铰接位置距离转动件22的旋转中心设置有预定距离，该传动件23能够通过转轴26铰接在摆动支架21上的远离所述摆动中心的一侧上。另外，摆动支架21的后侧能够设置有分支架，该分支架能够使转轴26位于轴承27的斜下方，从而能够既能有效地保持转轴26和轴承27(摆动中心)之间的距离，还能够避免使人像采集装置的横向尺寸形成得过大。

另外，该人像采集单元1能够为数码相机等数字化设备，并通过形成为十字形的人像采集单元支架而牢固地固定在摆动支架21的中央位置。为了使摆动支架21的摆动更加稳定，如图3所示，优选使人像采集单元1重心与所述摆动中心设置在同一轴线上。另外，为了使人像采集单元1的摄影位置变化范围能够更大，也能够将人像采集单元1重心设置地尽量远离所述摆动中心，而与转轴26接近。

转动件22能够形成各种形状，优选形成为圆盘形部件，如图4-5所示，圆盘形部件的中心设置有用于连接驱动单元30的驱动轴的轴连接部24，圆盘形部件的周缘上设置有传感器感应部25。该传感器感应部25配合传感器40设置，该传感器能够为限位开关等接触式传感器，也能够为槽型光电开关等非接触式的光传感器。作为本发明的一种优选实施方式，传感器感应部25为开口，该开口能够使来自传感器40的射线通过而作为变位单元20的初始位置。此时所使用的传感器为对射式光电开关的一种，又被叫做U型光电开关。

另外，作为本发明的一种具体实施方式，本发明所述的人像比对系统包括身份识别证件读取装置、人像采集装置、控制装置和储存装置。具体地，身份识别证件读取装置用于读取身份识别证件中所保存的身份信息；人像采集装置用于对所述身份识别证件的当前持有人进行拍摄；控制装置用于获取所述身份识别证件的证件持有人的所述身份信息，根据所述身份信息，控制所述人像采集装置进行拍摄，并判断所采集的所述当前持有人的人像数据是否为所述身份识别证件的证件持有人的人像数据；储存装置，用于储存对比过程中使用的包括人像数据在内的身份信息。在本发明中，所述人像采集装置为根据上述技术方案所述的人像采集装置，所述身份信息包括身高信息和人像数据，所述控制装置根据所述身高信息驱动所述人像采集装置中的驱动单元30，并通过变位单元20改变人像采集单元1的摄像位置。

在初次利用人像比对系统时，需要对系统进行初始化以校准人像采集装置的初始位置。具体地，步进电机32带动转动件22转动，当转动件22上的传感器感应部25经过设置在底座11上的传感器40(对射式广电开关)时，传感器40导通，此位置为人像比对系统的初始位置。

另外，作为本发明的一种具体实施方式，一种人像比对方法包括下述步骤：(a)读取身份识别证件中所保存的身份信息；(b)根据所述身份信息，获取储存器中的与该身份信息相关联的关联信息，并判断所述身份识别证件的所述关联信息中是否保存有身高信息；(c)在所述关联信息中保存有身高信息的情况下，根据所述身高信息调整人像采集装置的位置，并从该位置开始调整人像采集装置的位置直至成功采集人像数据，或者，在所述关联信息中未保存有身高信息的情况下，从初始位置开始调整人像采集装置的位置直至成功采集人像数据；(d)获取所述身份识别证件的当前持有人的人像数据，并根据该人像数据与所述身份识别证件的证件持有人的人像数据，判断所述当前持有人是否为所述身份识别证件的证件持有人；(e)在所述当前持有人是所述身份识别证件的证件持有人的情况下，显示放行，并将人像数据采集成功时的人像采集装置的位置信息作为身高信息储存在所述储存装置中作为与该身份信息相关联的关联信息，或者，在所述当前持有人不是所述身份识别证件的证件持有人的情况下，显示注意警告。

另外，也能够在步骤(c)中设定时间限制，以适应当被采集人因鞋子的高度而使身高发生较大的变化，或者有被采集人的身高超出人像采集装置所能够采集的身高范围的情况。例如，将时间设置为15s，当人像采集装置在15s之内无法成功采集到人像数据时，也同样可以显示注意警告，以进行人工方式确认。

其中，身份识别证件，是指具有可读芯片的证件，可读芯片能够储存有与该身份识别证件唯一对应的身份信息(数字识别码)，利用该身份信息能够在相应的数据库中调取相关信息。进行人像对比用的证件持有人的人像数据既能够是已经储存在可读芯片中的，也能够是在相应数据库中提取的，也能够利用打印在身份识别证件表面上的相片进行。

判断所述当前持有人是否为所述身份识别证件的证件持有人能够利用现有技术中的各种人脸识别比对技术，也能够是由人来进行识别判定。显示警告的方式既能够是关闭通行口这样动作，也能够是提示警告音或者提示警告画面等，以禁止身份识别证件的当前持有人的通过，或者引导当前持有人进入到再确认程序。

其中，所述在本发明所述的人像比对系统中的储存器能够以时间顺序储存所获得的与该身份信息相关联的关联信息。因此，控制装置既能够设定为总是调用前次所储存的关联信息，也能够设定为总是调用第一次所储存的关联信息。也就是说，用于调整人像采集装置的位置的身高信息，既能够是前次所储存的身高信息，也能够是多次身高信息的平均数，或者是历次所储存的身高信息中的最低身高信息。

在利用历次所储存的身高信息中的最低身高信息作为调整依据时，即使由于被采集人因鞋子的高度而发生身高的轻微变化的情况下，本装置人像采集装置的摄像头采用的广角摄像头也能够从相对较小的范围中以较快的速度确定人像采集单元1的摄像位置。

本发明人像比对方法优选通过根据上述技术方案所述的人像对比系统进行，具体运作时的状况说明如下。

当人像比对系统所读取的身份识别证件为第一次读取，并且身份识别证件的当前持有人为所述身份识别证件的证件持有人时，步骤如下：(a)利用人像比对系统中的身份识别证件读取装置对身份识别证件进行读取后，以获取身份识别证件中所保存的身份信息，(b)进而能够利用控制装置获取储存器中的信息，并判断是否有相应的身高信息，(c-2)若无身高信息，则是第一次人像采集，此时步进电机32带动转动件22旋转以使人像采集单元1做往复运动，进行人像抓取，(d)人像对比系统进行人像对比，(e-1)当对比成功后，步进电机32停止转动，系统储存当前步进电机的角度等位置信息。

当人像比对系统所读取的身份识别证件为第二次读取，并且身份识别证件的当前持有人为所述身份识别证件的证件持有人时，步骤如下：依次进行步骤(a)和步骤(b)之后，(c-1)若有身高信息，则为非第一次人像采集，此时人像比对系统中的控制装置能够调用前次所储存的步进电机32的角度等位置信息，使步进电机32直接转动到前次对比成功时的位置，直接进行人像数据采集，(d)人像对比系统进行人像对比，(e-1)当对比成功后，步进电机32停止转动，系统储存当前步进电机的角度等位置信息。

当人像比对系统所读取的身份识别证件为第一次读取，并且身份识别证件的当前持有人不是所述身份识别证件的证件持有人时，步骤如下：依次进行步骤(a)和步骤(b)之后，(c-2)若无身高信息，则是第一次人像采集，此时步进电机32带动转动件22旋转以使人像采集单元1做往复运动，进行人像抓取，(d)人像对比系统进行人像对比，(e-2)当对比失败后，步进电机32停止转动，显示注意警告，以通知相关工作人员进行处理。

当人像比对系统所读取的身份识别证件为第二次读取，并且身份识别证件的当前持有人不是所述身份识别证件的证件持有人时，步骤如下：依次进行步骤(a)和步骤(b)之后，(c-1)若有身高信息，则为非第一次人像采集，此时人像比对系统中的控制装置能够调用前次所储存的步进电机32的角度等位置信息，使步进电机32直接转动到前次对比成功时的位置，直接进行人像数据采集，(d)人像对比系统进行人像对比，(e-2)当对比失败后，步进电机32停止转动，显示注意警告，以通知相关工作人员进行处理。

这样，利用本发明所述的人像采集装置、人像比对系统和对比方法，能够将摄像位置快速地调整至被采集人的身高，从而迅速地获得人像数据的人像采集装置，无需被采集人多次面对摄像头，从而能够加快人像对比的匹配速度，缩短获取人像数据的所需时间，减少被采集人的滞留时间，满足出入境管理中的快速通关需求。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种人像采集装置，包括人像采集单元(1)和用于安装所述人像采集单元(1)的设置单元，其特征在于，

该设置单元包括固定支架(10)、设置在所述固定支架(10)上的用于改变所述人像采集单元(1)的摄像位置的变位单元(20)以及用于驱动所述变位单元(20)的驱动单元(30)；

所述固定支架(10)包括底座(11)和对称地设置在所述底座(11)两侧的侧支架(12)，所述底座(11)上设置有所述驱动单元(30)和用于检测所述变位单元(20)初始位置的传感器(40)，所述变位单元(20)设置在所述侧支架(12)上；

其中，所述变位单元(20)处于所述初始位置时对应的所述人像采集单元(1)的位置为该人像采集单元(1)的初始位置，且所述变位单元(20)从所述人像采集单元(1)的所述初始位置或所述人像采集单元(1)的对应于已采集过的人像的身高信息的设定位置开始改变所述人像采集单元(1)的摄像位置。

2.根据权利要求1所述的人像采集装置，其特征在于，

所述驱动单元(30)包括步进电机(32)和用于安装所述步进电机(32)的电机支架(31)。

3.根据权利要求1所述的人像采集装置，其特征在于，

所述变位单元(20)包括：

摆动支架(21)，该摆动支架(21)铰接在所述固定支架(10)上以形成摆动中心，所述人像采集单元(1)固定在所述摆动支架(21)的中央位置；

转动件(22)，该转动件(22)可转动地受所述驱动单元(30)的驱动而旋转；

传动件(23)，该传动件(23)的一端铰接在所述转动件(22)上，并且该铰接位置距离所述转动件(22)的旋转中心设置有预定距离，所述传动件(23)的另一端铰接在所述摆动支架(21)的远离所述摆动中心的一侧上。

4.根据权利要求3所述的人像采集装置，其特征在于，

所述转动件(22)形成为圆盘形部件，所述圆盘形部件的中心设置有用于连接所述驱动单元(30)的驱动轴的轴连接部(24)，所述圆盘形部件的周缘上设置有传感器感应部(25)。

5.根据权利要求4所述的人像采集装置，其特征在于，

所述传感器感应部(25)为开口，该开口能够使来自传感器(40)的射线通过而作为所述变位单元(20)的初始位置。

6.根据权利要求3所述的人像采集装置，其特征在于，

所述人像采集单元(1)重心与所述摆动中心设置在同一轴线上。

7.一种人像比对系统，其特征在于，包括：

身份识别证件读取装置，用于读取身份识别证件中所保存的身份信息；

人像采集装置，用于对所述身份识别证件的当前持有人进行拍摄；

控制装置，用于获取所述身份识别证件的证件持有人的所述身份信息，根据所述身份信息，控制所述人像采集装置进行拍摄，并判断所采集的所述当前持有人的人像数据是否为所述身份识别证件的证件持有人的人像数据，以及，

储存装置，用于储存对比过程中使用的包括人像数据在内的身份信息，

其中，所述人像采集装置为根据权利要求1-6中任意一项所述的人像采集装置，所述身份信息包括身高信息和人像数据，所述控制装置根据所述身高信息驱动所述人像采集装置中的所述驱动单元(30)，并通过所述变位单元(20)改变所述人像采集单元(1)的摄像位置。

8.一种人像比对方法，其特征在于，包括：

(a)读取身份识别证件中所保存的身份信息；

(b)根据所述身份信息，获取储存器中的与该身份信息相关联的关联信息，并判断所述身份识别证件的所述关联信息中是否保存有身高信息；

(c)在所述关联信息中保存有身高信息的情况下，根据所述身高信息调整人像采集装置的位置，并从该位置开始调整人像采集装置的位置直至成功采集人像数据，或者，

在所述关联信息中未保存有身高信息的情况下，从初始位置开始调整人像采集装置的位置直至成功采集人像数据；

(d)获取所述身份识别证件的当前持有人的人像数据，并根据该人像数据与所述身份识别证件的证件持有人的人像数据，判断所述当前持有人是否为所述身份识别证件的证件持有人；

(e)在所述当前持有人是所述身份识别证件的证件持有人的情况下，显示放行，并将人像数据采集成功时的人像采集装置的位置信息作为身高信息储存在储存装置中作为与该身份信息相关联的关联信息，或者，

在所述当前持有人不是所述身份识别证件的证件持有人的情况下，显示注意警告。

9.根据权利要求8所述的人像比对方法，其特征在于，

所述人像比对方法通过根据权利要求7所述的人像对比系统进行。

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