CN107978051B - 一种基于人脸识别的门禁系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于人脸识别的门禁系统及方法，门禁系统包括第一触发模块、第二触发模块、第一图像处理模块、第二图像处理模块及脸部特征比对模块；第一图像采集模块采集第一触发区域人员的全身图像，第二图像采集模块采集第二触发区域人员的脸部图像，将全身图像处理并参数修正，与预存的所有轮廓信息比对，筛选出修正区间内所有预存的脸部图像，与采集的脸部图像匹配融合，脸部特征比对模块根据脸部图像的匹配度，控制门禁开锁，同时，门禁系统通过感应模块感应人员进出，实现广告适时播放与中断，本发明能够快速的、准确的进行图像识别，减少门禁系统响应时间的延迟，准确实现广告的切换，提高了门禁系统的工作效率，方便物业管理。

Description

一种基于人脸识别的门禁系统及方法

技术领域

本申请涉及智能门禁监控技术领域，具体涉及一种基于人脸识别的门禁系统及方法。

背景技术

住宅小区、学校及办公区域属于人流密集区域，其安全性越来越得到人们的关注，对于住宅小区而言，陌生人随意进入住户楼层张贴广告，不仅骚扰到住户的日常生活且带了很多安全隐患，对于学校及办公区域而言，陌生人的随意进出会干扰到学校及办公区域的正常工作，更多是带来人身及财产的安全隐患，现有技术中，已经具有通过IC卡识别、虹膜识别技术及人脸识别技术等，进行智能化安全监控，IC卡识别需要随时携带，且丢失后容易被盗刷等问题；对于虹膜识别技术，需要红外灯配合红外镜头才能取到用于身份识别的虹膜图像，一般人眼和设备要保持在20cm-40cm，用户交互效果并不很好，另外虹膜识别技术依赖光学设备，外部光线有一定的影响；对于普通基于人脸识别技术而言，在人流密集区域，门禁系统的数据库中存储的图像数据非常之大，有些甚至达到上千张图像，这对上下班人流高峰期而言，门禁系统需要对实时采集的图像进行图像处理，然后与数据库系统中的图像数据进行逐一搜索与匹配，这容易导致门禁系统的响应时间的延迟，严重影响到门禁系统的工作效率，同时，现有的门禁系统数据库更新滞后，尤其是中小学校，学生发育较快，人体特征变化明显，数据库更新不及时容易导致图像匹配度不准的情况发生。

此外，对于访客而言，现有技术一般利用门禁系统呼叫住户单元，通过楼宇对讲的方式进行访问，而目前采用普通无线方式进行信息传输的楼宇对讲装置，又造成功耗较大，成本高，传输距离短的问题，不仅访问方式单一且缺乏对访客的监管，容易导致访客与用户及物业监控之间的断链，产生门禁开锁不及时及不安全隐患。因此，急需提供一种快速的、准确的图像识别系统，对人流高峰期的人员流动进行快速识别，以减少等待时间，以及实现访客与用户及物业监控之间的实时交互。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于人脸识别的门禁系统及方法，在满足图像识别准确度的要求前提下可快速实时的人员进行识别，同时，对于图像识别不到的访客进行多途径的识别，提高门禁系统的工作效率及安全性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于人脸识别的门禁系统，包括图像采集模块、补光灯、扩音器、显示屏、IC卡识别模块、按键、麦克风、存储器及控制主机，其特征在于：所述存储器上包含图像数据库。

进一步的，所述门禁系统包括第一触发模块、第二触发模块、第一图像处理模块、第二图像处理模块及脸部特征比对模块，其中，所述图像采集模块可分为第一图像采集模块及第二图像采集模块；

所述第一图像采集模块，用于采集第一触发区域人员的全身图像，并将全身图像发送至所述第一图像处理模块；

所述第二图像采集模块，用于采集第二触发区域人员的脸部图像，并将脸部图像发送至所述第二图像处理模块；

所述第一图像处理模块，对所述第一图像采集模块采集的全身图像进行处理后获取图像轮廓信息，将轮廓信息进行参数修正，与图像数据库中预存的所有人员轮廓信息进行比对，筛选出图像数据库中位于修正区间的所有预存的脸部图像；

所述第二图像处理模块，对所述第二图像采集模块采集的脸部图像进行图像处理后获取脸部图像信息，将处理后的脸部图像信息与经所述第一图像处理模块筛选后的脸部图像进行匹配及融合；

所述脸部特征比对模块，根据处理后的脸部图像信息与经筛选后的脸部图像进行匹配及融合，计算脸部图像的匹配度，当匹配度大于预设值时，则发送信号至控制主机进行门禁开锁，否则，通过控制主机的扩音器发送提示语音，或通过显示屏发送提示信息。

作为本发明的一种优选技术方案，所述门禁系统还包括访客识别模块，控制主机根据访客输入的访问信息，将访问信息及第一图像采集模块和第二图像采集模块获取的访客图像信息发送至用户移动终端的客户端，用户通过移动终端的客户端发送授信信号至控制主机及物业监控，控制主机控制门禁开锁。

作为本发明的一种优选技术方案，所述门禁系统还包括数据库更新模块，用于根据脸部特征比对模块中的匹配度信息，判断是否需要进行图像数据库中人员的数据更新。

作为本发明的一种优选技术方案，所述数据库更新模块将人脸识别通过的人员的图像数据库中的预存信息，与所述第一图像采集模块和所述第二图像采集模块采集的图像信息进行比对，若比对结果或采集的图像信息接近阈值，则将所述第一图像采集模块和所述第二图像采集模块采集的图像信息替换图像数据库中的预存信息。

作为本发明的一种优选技术方案，所述门禁系统还包括人体感应模块及视频广告播放模块，门禁系统感应有人进出后开始播放广告，到达一定距离，人脸识别模块开启，则感应后播放中断，切换到主界面；如果人体感应模块关闭，则在屏保时播放广告，到达人脸识别距离进入主界面；或门禁系统屏保后不播放，人体感应后亮屏进行播放，进行任何按键操作则进入主界面。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的门禁系统还具有广告发布计划模块，用户可选择不同的时段，投放不同的内容时长或可单个内容重复多次的广告，对于单个时段的计划内容，采用循环播放的模式，并可预估出播放次数。

作为本发明的一种优选技术方案，所述门禁系统还具有信息发布反馈系统，实时地汇总门禁系统的投放数据。

作为本发明的一种优选技术方案，所述门禁系统还包括金属探测传感器，所述金属探测传感器与访客识别模块电连接，访客识别模块传输电信号至金属探测传感器，控制金属探测传感器对来访者全身进行金属探测。

作为本发明的一种优选技术方案，所述门禁系统还包括体温探测传感器，所述体温探测传感器与第二图像处理模块电连接，所述体温探测传感器安装在万向节支座上，用于对体温探测传感器的发射方向进行调节。

作为本发明的一种优选技术方案，所述门禁系统具有红外图像识别模块，可智能识别出一定范围内的人数，红外图像识别模块根据监测范围内人员的出入，自动控制视频广告播放。

一种基于人脸识别的门禁方法，采用本发明的门禁系统，其特征在于包括如下步骤：

步骤(1)：当有人员进入到第一触发区域时，第一触发模块发送第一触发信号至第一图像采集模块，所述第一图像采集模块响应第一触发信号，对进入第一触发区域的人员进行图像采集，所述第一图像采集模块采集所述第一触发区域人员的全身图像，并将全身图像发送至第一图像处理模块，

步骤(2)：人员继续前进，进入到第二触发区域，第二触发模块发送第二触发信号至第二图像采集模块，所述第二图像采集模块响应第二触发信号，对进入第二触发区域的人员进行图像采集，所述第二图像采集模块采集所述第二触发区域人员的脸部图像，并将脸部图像发送至所述第二图像处理模块；

步骤(3)：所述第一图像处理模块对所述第一图像采集模块采集的全身图像进行图像增强、二值化、滤波及边缘提取处理后获取图像轮廓信息，根据图像像素分辨率及焦距等解算得到人员的身高、肩宽、耳距及头长数值，将身高、肩宽、耳距及头长数值进行修正后，与图像数据库中预存的所有人员的身高、肩宽、耳距及头长数值进行比对，筛选出图像数据库中位于修正区间的所有预存的脸部图像；

步骤(4)：所述第二图像处理模块对所述第二图像采集模块采集的脸部图像进行图像增强、二值化、几何校正、滤波及锐化处理后获取脸部图像信息，将处理后的脸部图像信息与经所述第一图像处理模块筛选后的脸部图像进行匹配及融合；

步骤(5)：计算处理后的脸部图像信息与经所述第一图像处理模块筛选后的脸部图像的匹配度，当匹配度大于预设值时，则发送信号至控制主机进行门禁开锁，否则，通过控制主机的扩音器发送提示语音，或通过显示屏发送提示信息。

作为本发明的一种优选技术方案，所述方法还包括：对访客进行识别，控制主机根据访客输入的访问信息，将访问信息及第一图像采集模块和第二图像采集模块获取的访客图像信息发送至用户移动终端的客户端，用户通过移动终端的客户端发送授信信号至控制主机及物业监控，控制主机控制门禁开锁。

作为本发明的一种优选技术方案，所述方法还包括：对数据库进行更新，根据脸部特征比对过程中的匹配度信息，判断是否需要进行图像数据库中人员的数据更新，将经人脸识别通过的人员的图像数据库中的预存信息，与所述第一图像采集模块和所述第二图像采集模块采集的图像信息进行比对，若比对结果或采集的图像信息接近阈值，则将所述第一图像采集模块和所述第二图像采集模块采集的图像信息替换图像数据库中的预存信息。

作为本发明的一种优选技术方案，所述方法还包括：利用人体感应进行视频广告播放，门禁系统感应有人进出后开始播放广告，到达一定距离，人脸识别模块开启，则感应后播放中断，切换到主界面；如果人体感应模块关闭，则在屏保时播放广告，到达人脸识别距离进入主界面；或门禁系统屏保后不播放，人体感应后亮屏进行播放，进行任何按键操作则进入主界面。

作为本发明的一种优选技术方案，所述方法还包括：用户可选择不同的时段，投放不同的内容时长或可单个内容重复多次的广告，对于单个时段的计划内容，采用循环播放的模式，并可预估出播放次数，便于用户进行投放。

作为本发明的一种优选技术方案，所述方法还包括：通过信息发布反馈系统，实时的汇总门禁系统的投放数据。

作为本发明的一种优选技术方案，所述方法还包括：通过红外图像识别模块，智能识别出一定范围内的人数，红外图像识别模块根据监测范围内人员的出入，自动控制视频广告播放。

较佳的，所述基于人脸识别的门禁方法还包括：访客识别模块传输电信号至金属探测传感器，控制金属探测传感器对来访者全身进行金属探测，将探测结果传输至物业监控，通过金属探测传感器对来访者是否携带管制刀具等进行检测，进而实现来访者的安全登记。

较佳的，所述基于人脸识别的门禁方法还包括：通过体温探测器测量人员的体温，所述体温探测传感器与第二图像处理模块电连接，所述体温探测传感器安装在万向节支座上，用于对体温探测传感器的发射方向进行调节，第二图像处理模块将脸部图像处理后，锁定人员的耳部位置，计算出人员的耳部位置坐标，通过控制主机调节万向节支座，使体温探测传感器向耳部位置多次发射红外线，测量人员的体温，对体温值高出人体正常体温时，控制主机通过麦克风向人员发送提醒信息，并向管理人员发送人员的体温值，快速实现人员的体温测量，尤其对海关及医院等区域具有快速获取人员的体温信息，方便对进入区域的人员进行跟踪与监测。

本发明与现有技术相比有如下优点：

1.本发明通过长短焦距不同的图像采集模块，采集该用户的全身及脸部图像，通过对全身图像粗识别的方式，快速的从图像数据库中选出与该用户相似的所有脸部图像信息，然后通过高清脸部图像精识别的方式，快速准确的识别出该用户，大大提高了门禁系统的工作效率，缩短了后续用户的等待时间；

2.本发明通过数据库更新模块，根据采集的信息与预存信息进行比对，如果采集的信息与预存信息相差较大，则说明该用户身体及面部体征变化明显，则将采集的图像信息替换图像数据库中预存信息，实现了用户信息的自动更新，提高了人脸识别的准确性，避免了物业监控对用户大范围的定期数据采集与更新；

3.本发明中访客可通过控制主机与移动终端的用户进行实时交互，用户通过移动终端的客户端对访客进行授信，同时将授信信号发送至物业监控进行登记，同时对访客进行全身安全检测及体温检测，实现了监管的有效性；

4.本发明中门禁系统还具有视频广播播放模块，根据人脸识别实现适时播放视频广告，提高了门禁系统的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的门禁系统示意图；

图2为本发明实施例提供的门禁系统的图像采集示意图；

图3为本发明实施例提供的门禁系统的原理框图；

图4为本发明实施例提供的方法的具体应用过程流程图。

附图标记：图像采集模块——1，补光灯——2，扩音器——3，显示屏——4，IC卡识别模块——5，按键——6，麦克风——7，第一触发区域——8，第二触发区域——9，万向节支座——10，体温探测传感器——11。

具体实施方式

下面结合本发明说明书中的附图，对本发明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，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员可获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。限于篇幅，实施例未对涉及到的所有技术进行展开描述。对于实施例中未具体描述的技术内容，均采用现有技术实现。

本发明实施例提供了一种基于人脸识别的门禁系统，其具体实现方式如图1-3所示，可以包括以下模块：图像采集模块1、补光灯2、扩音器3、显示屏4、IC卡识别模块5、按键6、麦克风7、存储器及控制主机，所述存储器上包括图像数据库。

进一步的，所述门禁系统还包括第一触发模块、第二触发模块、第一图像处理模块、第二图像处理模块、脸部特征比对模块及访客识别模块，其中，所述图像采集模块分为第一图像采集模块及第二图像采集模块，所述第一触发模块用于发送第一触发信号至第一图像采集模块，第一图像采集模块响应第一触发信号，对进入第一触发区域8的人员进行图像采集，所述第二触发模块用于发送第二触发信号至所述第二图像采集模块，所述第二图像采集模块响应第二触发信号，对进入第二触发区域9的人员进行图像采集。

所述第一图像采集模块，用于采集所述第一触发区域8人员的全身图像，并将全身图像发送至所述第一图像处理模块。

所述第二图像采集模块，用于采集所述第二触发区域9人员的脸部图像，并将脸部图像发送至所述第二图像处理模块。其中，所述第一图像采集模块和所述第二图像采集模块可以采用一体结构设计，或采用分体结构设计，当采用一体结构设计时，为可自动调焦的摄像头结构，当用户进入第一触发区域8时，第一触发信号使摄像头变为短焦摄像头，拍摄进入第一触发区域8人员的全身图像，当用户进入第二触发区域9时，第二触发信号使摄像头变为长焦摄像头，拍摄进入第二触发区域9人员的高清脸部图像；当采用分体结构设计时，采用两个焦距不同的摄像头，短焦距摄像头响应第一触发信号，拍摄进入第一触发区域8人员的全身图像，长焦距摄像头用于响应第二触发信号，拍摄进入第二触发区域9人员的高清脸部图像。

所述第一图像处理模块，对所述第一图像采集模块采集的全身图像进行图像增强、二值化、滤波及边缘提取处理后获取图像轮廓信息，根据图像像素分辨率及焦距等解算得到人员的身高、肩宽、耳距及头长数值，将身高、肩宽、耳距及头长数值进行参数修正后，与图像数据库中预存的所有人员的身高、肩宽、耳距及头长数值进行比对，筛选出图像数据库中位于修正区间的所有预存的脸部图像。

所述第二图像处理模块，对所述第二图像采集模块采集的脸部图像进行图像增强、二值化、几何校正、滤波及锐化处理后获取脸部图像信息，将处理后的脸部图像信息与经所述第一图像处理模块筛选后的脸部图像进行匹配及融合。经所述第一图像处理模块筛选后，在图像数据库中与进入触发区域的人员体征相差较大的图像信息就会被忽略，与进入触发区域的人员体征相似的图像则被列为疑似图像，然后逐一与所述第二图像处理模块处理后的图像匹配及融合，由此，可大大的降低图像匹配与融合的计算次数，降低噪声量，使图像识别匹配的效率大大提高。

所述脸部特征比对模块，根据处理后的脸部图像信息与经所述第一图像处理模块筛选后的脸部图像进行匹配及融合后，计算处理后的脸部图像信息与经所述第一图像处理模块筛选后的脸部图像的匹配度，当匹配度大于预设值时，说明该人员为数据库中的注册人员，则发送信号至控制主机进行门禁开锁，否则，通过控制主机的扩音器发送提示语音，或通过显示屏发送提示信息。

所述访客识别模块，控制主机根据访客输入的访问信息，将访问信息及第一图像采集模块和第二图像采集模块获取的访客图像信息发送至用户移动终端的客户端，用户通过移动终端的客户端显示图像信息及访问信息判断该访客是否为用于所需的访客，如果是，则通过移动终端的客户端发送授信信号至控制主机及物业监控，控制主机控制门禁开锁，同时物业监控进行访客信息的登记，以此来对访客进行业主与物业的双重监控。

所述门禁系统还包括数据库更新模块，所述数据库更新模块用于根据脸部特征比对模块中的匹配度信息，判断是否需要进行图像数据库中人员的数据更新。将经人脸识别通过的人员的图像数据库中的预存信息，与所述第一图像采集模块和所述第二图像采集模块采集的图像信息进行比对，若采集的图像信息接近阈值，则将所述第一图像采集模块和所述第二图像采集模块采集的图像信息替换图像数据库中的预存信息，以此完成该人员信息的自动更新。该数据库更新模块在中小学校门禁系统中非常有效，由于青少年学生发育较快，其身体及面部体征变化明显，如果图像数据库更新不及时，容易引起匹配度达不到预设值的情况发生，导致无法识别或识别不准确的问题，因此，通过数据库更新模块，可以根据采集的信息与预存信息进行比对，如果采集的信息与预存信息相差较大，则说明该用户身体及面部体征变化明显，则将第一图像采集模块和第二图像采集模块采集的图像信息替换图像数据库中预存信息，实现了用户信息的自动更新，提高了人脸识别的准确性，避免了物业监控对用户大范围的定期数据采集与更新。

进一步的，所述门禁系统还包括人体感应模块及视频广告播放模块，门禁系统感应有人进出后开始播放广告，到达一定距离，人脸识别模块开启，则感应后播放中断，切换到主界面；如果人体感应模块关闭，则在屏保时播放广告，到达人脸识别距离进入主界面；或门禁系统屏保后不播放，人体感应后亮屏进行播放，进行任何按键操作则进入主界面。

所述的门禁系统还具有广告发布计划模块，用户可选择不同的时段，投放不同的内容时长或可单个内容重复多次的广告，对于单个时段的计划内容，采用循环播放的模式，并可预估出播放次数，便于用户进行投放。

所述门禁系统还具有信息发布反馈系统，实时地汇总门禁系统的投放数据；所述门禁系统具有红外图像识别模块，门禁系统通过红外图像识别模块识别每个广告显示期间的观看人数和观看时长，并通过通讯模块，将电源状态、终端编号、位置信息、广告内容编号、观看人数、观看时长信息传送到物业监控端的中央控制主机，中央控制主机将数据进行存储记录，中央控制主机的信息发布反馈系统统计一定周期内的投放数据，并以图表形式显示给后台管理者，中央控制主机对每个门禁系统有绝对的控制权，可以独立设置每个门禁系统的显示参数和电源开关。此外，后台管理者可根据信息发布反馈系统的广告收看数据动态地调整不同广告内容的投放参数，根据图像采集模块获取的人员信息，判断人员的年龄与职业，根据其年龄与职业，向人员推送与之相关的广告信息，例如，当图像采集模块识别出人员为少儿时，则向其推送学习用品、课程培训或儿童玩具等方面的广告，从而达到资源利用最大化；用户终端可获取信息发布反馈系统分发的用户投放广告的反馈数据或图表。

所述门禁系统的红外图像识别模块，可智能识别出一定范围内的人数，比如5米、10米范围内，当人数为0的状态持续30s以上，可关闭屏幕以节约能源，当红外图像识别模块检测到监测范围内有人出现时，打开屏幕，进入正常播放状态。

进一步的，所述门禁系统还包括金属探测传感器，所述金属探测传感器与访客识别模块电连接，访客识别模块传输电信号至金属探测传感器，控制金属探测传感器对来访者全身进行金属探测，将探测结果传输至物业监控，通过金属探测传感器对来访者是否携带管制刀具等进行检测，进而实现来访者的安全登记。

进一步的，所述门禁系统还包括体温探测传感器11，所述体温探测传感器11与第二图像处理模块电连接，所述体温探测传感器11安装在万向节支座10上，用于对体温探测传感器11的发射方向进行调节，第二图像处理模块将脸部图像处理后，锁定人员的耳部位置，计算出人员的耳部位置坐标，通过控制主机调节万向节支座10，使体温探测传感器11向耳部位置多次发射红外线，测量人员的体温，对体温值高出人体正常体温时，控制主机通过麦克风向人员发送提醒信息，并向管理人员发送人员的体温值，快速实现人员的体温测量，尤其对海关及医院等区域具有快速获取人员的体温信息，方便对进入区域的人员进行跟踪与监测；其中，所述体温探测传感器是红外线体温仪，通过对人员耳蜗部发射红外线，测量人员耳蜗部的温度值，或者是热像仪，通过对人员耳蜗部发射红外线，采集人员耳蜗部的红外图像，进而测量人员耳蜗部的温度值。

本发明实施例还提供的一种基于人脸识别的门禁方法，所述方法采用本发明的门禁系统，其具体实现流程图如图4所示。

一种基于人脸识别的门禁方法，采用本发明的门禁系统，其特征在于包括如下步骤：

步骤(1)：当有人员进入到第一触发区域8时，第一触发模块发送第一触发信号至第一图像采集模块，所述第一图像采集模块响应第一触发信号，对进入第一触发区域8的人员进行图像采集，所述第一图像采集模块采集所述第一触发区域8人员的全身图像，并将全身图像发送至第一图像处理模块；

步骤(2)：人员继续前进，进入到第二触发区域9，第二触发模块发送第二触发信号至第二图像采集模块，所述第二图像采集模块响应第二触发信号，对进入第二触发区域9的人员进行图像采集，所述第二图像采集模块采集所述第二触发区域9人员的脸部图像，并将脸部图像发送至所述第二图像处理模块；

步骤(3)：所述第一图像处理模块对所述第一图像采集模块采集的全身图像进行图像增强、二值化、滤波及边缘提取处理后获取图像轮廓信息，根据图像像素分辨率及焦距等解算得到人员的身高、肩宽、耳距及头长数值，将身高、肩宽、耳距及头长数值进行修正后，与图像数据库中预存的所有人员的身高、肩宽、耳距及头长数值进行比对，将图像数据库中满足式(1)-(4)的所有人员的脸部图像进行提取：

H∈[h-2δ₁,h+δ₁] (1)

J∈[j-2δ₂,j+δ₂] (2)

E∈[e-2δ₃,e+δ₃] (3)

T∈[t-2δ₄,t+δ₄] (4)

其中，式(1)-(4)中，H、J、E及T分别表示图像数据库中预先存储人员的身高、肩宽、耳距及头长数值，h、j、e及t分别表示经所述第一图像处理模块处理后人员的身高、肩宽、耳距及头长数值，δ₁、δ₂、δ₃及δ₄分别表示对所述第一图像处理模块处理后人员的身高、肩宽、耳距及头长的修正参数；

步骤(4)：所述第二图像处理模块对所述第二图像采集模块采集的脸部图像进行图像增强、二值化、几何校正、滤波及锐化处理后获取脸部图像信息，将处理后的脸部图像信息与经所述第一图像处理模块筛选后的脸部图像进行匹配及融合，经所述第一图像处理模块筛选后，在图像数据库中与进入触发区域的人员体征相差较大的图像信息就会被忽略，与进入触发区域的人员体征相似的图像则被列为疑似图像，然后逐一与所述第二图像处理模块处理后的图像匹配及融合，由此，可大大的降低图像匹配与融合的计算次数，降低噪声量，使图像识别匹配的效率大大提高；

步骤(5)：根据处理后的脸部图像信息与经所述第一图像处理模块筛选后的脸部图像进行匹配及融合后，计算处理后的脸部图像信息与经所述第一图像处理模块筛选后的脸部图像的匹配度，当匹配度大于预设值时，说明该人员为数据库中的注册人员，则发送信号至控制主机进行门禁开锁，否则，通过控制主机的扩音器发送提示语音，或通过显示屏发送提示信息。

较佳的，所述基于人脸识别的门禁方法还包括：对访客进行识别，控制主机根据访客输入的访问信息，将访问信息及第一图像采集模块和第二图像采集模块获取的访客图像信息发送至用户移动终端的客户端，用户通过移动终端的客户端显示图像信息及访问信息判断该访客是否为用于所需的访客，如果是，则通过移动终端的客户端发送授信信号至控制主机及物业监控，控制主机控制门禁开锁，同时物业监控进行访客信息的登记，以此来对访客进行业主与物业的双重监控。

较佳的，所述基于人脸识别的门禁方法还包括：对数据库进行更新，根据脸部特征比对过程中的匹配度信息，判断是否需要进行图像数据库中人员的数据更新，将经人脸识别通过的人员的图像数据库中的预存信息，与所述第一图像采集模块和所述第二图像采集模块采集的图像信息进行比对，若采集的图像信息接近阈值，则将所述第一图像采集模块和所述第二图像采集模块采集的图像信息替换图像数据库中的预存信息，以此完成该人员信息的自动更新。该数据库更新模块在中小学校门禁系统中非常有效，由于青少年学生发育较快，其身体及面部体征变化明显，如果图像数据库更新不及时，容易引起匹配度达不到预设值的情况发生，导致无法识别或识别不准确的问题，因此，通过数据库更新模块，可以根据采集的信息与预存信息进行比对，如果采集的信息与预存信息相差较大，则说明该用户身体及面部体征变化明显，则将第一图像采集模块和第二图像采集模块采集的图像信息替换图像数据库中预存信息，实现了用户信息的自动更新，提高了人脸识别的准确性，避免了物业监控对用户大范围的定期数据采集与更新。

较佳的，所述基于人脸识别的门禁方法还包括：利用人体感应进行视频广告播放，门禁系统感应有人进出后开始播放广告，到达一定距离，人脸识别模块开启，则感应后播放中断，切换到主界面；如果人体感应模块关闭，则在屏保时播放广告，到达人脸识别距离进入主界面；或门禁系统屏保后不播放，人体感应后亮屏进行播放，进行任何按键操作则进入主界面。

较佳的，所述基于人脸识别的门禁方法还包括：用户可选择不同的时段，投放不同的内容时长或可单个内容重复多次的广告，对于单个时段的计划内容，采用循环播放的模式，并可预估出播放次数，便于用户进行投放。

较佳的，所述基于人脸识别的门禁方法还包括：通过信息发布反馈系统，实时的汇总门禁系统的投放数据；所述门禁系统的图像识别模块可以是红外图像识别模块，门禁系统通过红外图像识别模块识别每个广告显示期间的观看人数和观看时长，并通过通讯模块，将电源状态、终端编号、位置信息、广告内容编号、观看人数、观看时长信息传送到物业监控端的中央控制主机，中央控制主机将数据进行存储记录，中央控制主机的信息发布反馈系统统计一定周期内的投放数据，并以图表形式显示给后台管理者，中央控制主机对每个门禁系统有绝对的控制权，可以独立设置每个门禁系统的显示参数和电源开关。此外，后台管理者可根据信息发布反馈系统的广告收看数据动态地调整不同广告内容的投放参数，根据图像采集模块获取的人员信息，判断人员的年龄与职业，根据其年龄与职业，向人员推送与之相关的广告信息，例如，当图像采集模块识别出人员为少儿时，则向其推送学习用品、课程培训或儿童玩具等方面的广告，从而达到资源利用最大化；用户终端可获取信息发布反馈系统分发的用户投放广告的反馈数据或图表。

较佳的，所述基于人脸识别的门禁方法还包括：通过红外图像识别模块，可智能识别出一定范围内的人数，比如5米、10米范围内，当人数为0的状态持续30s以上，可关闭屏幕以节约能源，当红外图像识别模块检测到监测范围内有人出现时，打开屏幕，进入正常播放状态。

较佳的，所述基于人脸识别的门禁方法还包括：访客识别模块传输电信号至金属探测传感器，控制金属探测传感器对来访者全身进行金属探测，将探测结果传输至物业监控，通过金属探测传感器对来访者是否携带管制刀具等进行检测，进而实现来访者的安全登记。

较佳的，所述基于人脸识别的门禁方法还包括：通过体温探测器测量人员的体温，所述体温探测传感器与第二图像处理模块电连接，所述体温探测传感器安装在万向节支座上，用于对体温探测传感器的发射方向进行调节，第二图像处理模块将脸部图像处理后，锁定人员的耳部位置，计算出人员的耳部位置坐标，通过控制主机调节万向节支座，使体温探测传感器向耳部位置多次发射红外线，测量人员的体温，对体温值高出人体正常体温时，控制主机通过麦克风向人员发送提醒信息，并向管理人员发送人员的体温值，快速实现人员的体温测量，尤其对海关及医院等区域具有快速获取人员的体温信息，方便对进入区域的人员进行跟踪与监测；其中，所述体温探测传感器是红外线体温仪，通过对人员耳蜗部发射红外线，测量人员耳蜗部的温度值，或者是热像仪，通过对人员耳蜗部发射红外线，采集人员耳蜗部的红外图像，进而测量人员耳蜗部的温度值。

采用上述基于人脸识别的门禁系统及方法，可以通过长短焦距不同的图像采集模块，采集用户的全身及脸部图像，经过粗识别方式快速选出与用户相似的脸部图像信息，然后经过精识别方式，快速准确的识别出该用户，大大提高了门禁系统的工作效率，缩短了后续用户的等待时间，同时，还可以根据获取的图像信息与预存信息进行比较，选择性的对身体及面部体征变化明显的用户进行更新；此外，访客可通过控制主机与移动终端的用户进行实时交互，用户通过移动终端的客户端对访客进行授信，同时将授信信号发送至物业监控进行登记，同时对访客进行全身安全检测及体温检测，实现了监管的有效性；此外，还具有视频广播播放模块，根据人脸识别实现适时播放视频广告，提高了门禁系统的利用率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于人脸识别的门禁系统，包括图像采集模块、补光灯、扩音器、显示屏、IC卡识别模块、按键、麦克风、存储器、访客识别模块、数据库更新模块及控制主机，其特征在于：所述存储器上包括图像数据库；其中，所述门禁系统还包括第一触发模块、第二触发模块、第一图像处理模块、第二图像处理模块及脸部特征比对模块，所述图像采集模块分为第一图像采集模块及第二图像采集模块；

所述第一图像采集模块，用于采集第一触发区域人员的全身图像，并将全身图像发送至所述第一图像处理模块；

所述第二图像采集模块，用于采集第二触发区域人员的脸部图像，并将脸部图像发送至所述第二图像处理模块；

第一图像采集模块和所述第二图像采集模块采用一体结构设计，为可自动调焦的摄像头结构，当用户进入第一触发区域时，第一触发信号使摄像头变为短焦摄像头，拍摄进入第一触发区域人员的全身图像，当用户进入第二触发区域时，第二触发信号使摄像头变为长焦摄像头，拍摄进入第二触发区域人员的高清脸部图像，其中，第二触发区域位于第一触发区域和图像采集模块之间；

所述第一图像处理模块，对所述第一图像采集模块采集的全身图像进行图像增强、二值化、滤波及边缘提取处理后获取图像轮廓信息，根据图像像素分辨率及焦距解算得到人员的身高、肩宽、耳距及头长数值，将身高、肩宽、耳距及头长数值进行参数修正后，与图像数据库中预存的所有人员的身高、肩宽、耳距及头长数值进行比对，筛选出图像数据库中位于修正区间的所有预存的脸部图像；

所述第二图像处理模块，对所述第二图像采集模块采集的脸部图像进行图像处理后获取脸部图像信息，将处理后的脸部图像信息与经所述第一图像处理模块筛选后的脸部图像进行匹配及融合；

所述脸部特征比对模块，根据处理后的脸部图像信息与经筛选后的脸部图像进行匹配及融合，计算脸部图像的匹配度，当匹配度大于预设值时，则发送信号至控制主机进行门禁开锁，否则，通过控制主机的扩音器发送提示语音，或通过显示屏发送提示信息；

所述访客识别模块，控制主机根据访客输入的访问信息，将访问信息及第一图像采集模块和第二图像采集模块获取的访客图像信息发送至用户移动终端的客户端，用户通过移动终端的客户端发送授信信号至控制主机及物业监控，控制主机控制门禁开锁；

所述数据库更新模块，用于根据脸部特征比对模块中的匹配度信息，判断是否需要进行图像数据库中人员的数据更新；所述数据库更新模块将人脸识别通过的人员的图像数据库中的预存信息，与所述第一图像采集模块和所述第二图像采集模块采集的图像信息进行比对，若比对结果接近阈值，则将所述第一图像采集模块和所述第二图像采集模块采集的图像信息替换图像数据库中的预存信息。

2.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人体感应模块及视频广告播放模块，门禁系统感应有人进出后开始播放广告，到达一定距离，人脸识别开启，则感应后播放中断，切换到主界面，如果人体感应模块关闭，则在屏保时播放广告，到达人脸识别距离进入主界面；或门禁系统屏保后不播放，人体感应后亮屏进行播放，进行任何按键操作则进入主界面。

3.根据权利要求1所述的门禁系统，其特征在于：所述门禁系统还具有红外图像识别模块，智能识别出一定范围内的人数，红外图像识别模块根据监测范围内人员的出入，自动控制视频广告播放。

4.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金属探测传感器，所述金属探测传感器与访客识别模块电连接，访客识别模块传输电信号至金属探测传感器，控制金属探测传感器对来访者全身进行金属探测。

5.一种基于人脸识别的门禁方法，采用权利要求1-4中任一项所述的门禁系统，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)：当有人员进入到第一触发区域时，第一触发模块发送第一触发信号至第一图像采集模块，所述第一图像采集模块响应第一触发信号，对进入第一触发区域的人员进行图像采集，所述第一图像采集模块采集所述第一触发区域人员的全身图像，并将全身图像发送至第一图像处理模块；

步骤(2)：人员继续前进，进入到第二触发区域，第二触发模块发送第二触发信号至第二图像采集模块，所述第二图像采集模块响应第二触发信号，对进入第二触发区域的人员进行图像采集，所述第二图像采集模块采集所述第二触发区域人员的脸部图像，并将脸部图像发送至所述第二图像处理模块；

步骤(3)：所述第一图像处理模块对所述第一图像采集模块采集的全身图像进行图像增强、二值化、滤波及边缘提取处理后获取图像轮廓信息，根据图像像素分辨率及焦距解算得到人员的身高、肩宽、耳距及头长数值，将身高、肩宽、耳距及头长数值进行修正后，与图像数据库中预存的所有人员的身高、肩宽、耳距及头长数值进行比对，筛选出图像数据库中位于修正区间的所有预存的脸部图像；

步骤(4)：所述第二图像处理模块对所述第二图像采集模块采集的脸部图像进行图像增强、二值化、几何校正、滤波及锐化处理后获取脸部图像信息，将处理后的脸部图像信息与经所述第一图像处理模块筛选后的脸部图像进行匹配及融合；

步骤(5)：计算处理后的脸部图像信息与经所述第一图像处理模块筛选后的脸部图像的匹配度，当匹配度大于预设值时，则发送信号至控制主机进行门禁开锁，否则，通过控制主机的扩音器发送提示语音，或通过显示屏发送提示信息。

6.根据权利要求5所述的门禁方法，其特征在于：还通过体温探测传感器测量人员的体温，所述体温探测传感器与第二图像处理模块电连接，所述体温探测传感器安装在万向节支座上，用于对体温探测传感器的发射方向进行调节，第二图像处理模块将脸部图像处理后，锁定人员的耳部位置，计算出人员的耳部位置坐标，通过控制主机调节万向节支座，使体温探测传感器向耳部位置多次发射红外线，测量人员的体温，对体温值高出人体正常体温时，控制主机通过麦克风向人员发送提醒信息，并向管理人员发送人员的体温值，快速实现人员的体温测量。

7.根据权利要求5所述的门禁方法，其特征在于：所述步骤(3)中筛选图像数据采用了如下的公式：

H∈[h-2δ₁，h+δ₁] (1)

J∈[j-2δ₂，j+δ₂] (2)

E∈[e-2δ₃，e+δ₃] (3)

T∈[t-2δ₄，t+δ₄] (4)

其中，式(1)-(4)中，H、J、E及T分别表示图像数据库中预先存储人员的身高、肩宽、耳距及头长数值，h、j、e及t分别表示经所述第一图像处理模块处理后人员的身高、肩宽、耳距及头长数值，δ₁、δ₂、δ₃及δ₄分别表示对所述第一图像处理模块处理后人员的身高、肩宽、耳距及头长的修正参数。

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