CN108322605A - 智能终端及其人脸解锁方法及系统 - Google Patents

智能终端及其人脸解锁方法及系统 Download PDF

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张致彬
颜华
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Abstract

本发明公开了一种智能终端及其人脸解锁方法及系统，所述人脸解锁系统包括超声波模块、三维图像生成模块和判断模块；所述超声波模块用于获取当前用户的第一人脸三维信息；所述三维图像生成模块用于根据所述第一人脸三维信息生成所述当前用户的第一人脸三维图像；所述判断模块用于判断所述第一人脸三维图像和标准人脸三维图像是否匹配，若是，则控制所述智能终端进行解锁操作。本发明通过超声波模块获取人脸三维信息，实现基于人脸对智能终端进行解锁的功能，相较于现有技术中通过FACE ID技术实现手机解锁功能的方式，降低了生产成本，具备广泛的适用性。

Description

智能终端及其人脸解锁方法及系统
技术领域
本发明涉及智能终端解锁技术领域，特别涉及一种智能终端及其人脸解锁方法及系统。
背景技术
目前，苹果公司推出的iPhone X(一种手机型号)引入了最新的FACE ID(一种人脸识别技术)技术实现手机解锁功能，采用人脸识别技术取代常规的指纹识别技术，使得手机解锁更加方便，且提高了手机安全等级指数。其中，FACE ID技术是基于3D(3dimension，三维)结构光技术，具体地，通过手机前置的Infrared Camera(红外摄像头)和Dot Project(一种项目管理软件系统)组件，实现快速扫描人的面部并在人脸表面形成3万个看不见的IR Dot(Infrared Radiation Dot，红外点)，类似于3D建模一样，实现无论用户的发型是否变化，是否佩戴眼镜或帽子，无论是白天还是夜晚，都能够成功识别用户的脸部并完成解锁操作。
FACE ID技术的核心在于3D结构光，在整个设计中，3D结构光是一种获取3D图像的方式，我们大多数时候所看到的图像是在一个平面上的，不知道每个点对应的深度。而3D图像在获取照片每个位置颜色的同时还获取了每个位置的深度。而3D结构光的概念就是通过光源发射出一个不可见的光山，隔出一些特定的条文或图案之后，再根据图案的分布和扭曲程度，逆向计算出对应的三维结构数据。
但是，FACE ID技术在实际实现上需要增加Dot Project组件，泛光感应元件以及红外摄像头等，从而提高了生产成本；此外，为了在手机上增加这些器件，需要采用异性的LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示屏)屏，节省出空间来增设这些器件，这样不仅会影响整机上方的天线净空设计，也会极大地增加生产成本，使得FACE ID技术不具备广泛的适用性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中采用FACE ID技术实现手机解锁功能存在生产成本高且不具备广泛的适用性等缺陷，目的在于提供一种智能终端及其人脸解锁方法及系统。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本发明提供一种智能终端的人脸解锁系统，所述人脸解锁系统包括超声波模块、三维图像生成模块和判断模块；
所述超声波模块用于获取当前用户的第一人脸三维信息；
所述三维图像生成模块用于根据所述第一人脸三维信息生成所述当前用户的第一人脸三维图像；
所述判断模块用于判断所述第一人脸三维图像和标准人脸三维图像是否匹配，若是，则控制所述智能终端进行解锁操作。
可选地，所述超声波模块还用于预先采集目标用户的标准人脸三维信息；
所述三维图像生成模块还用于根据所述标准人脸三维信息生成所述目标用户的所述标准人脸三维图像。
可选地，所述人脸解锁系统还包括二维图像获取模块；
所述二维图像获取模块用于预先采集所述目标用户的标准人脸二维信息；
所述三维图像生成模块还用于将所述目标用户的所述标准人脸二维信息和所述标准人脸三维信息进行合成处理，生成所述目标用户的所述标准人脸三维图像。
可选地，所述二维图像获取模块还用于获取所述当前用户的第一人脸二维信息；
所述三维图像生成模块还用于将所述当前用户的所述第一人脸二维信息和所述第一人脸三维信息进行合成处理，获取所述当前用户的第一人脸三维图像。
可选地，所述人脸解锁系统还包括加密模块；
所述加密模块用于存储所述标准人脸三维图像，并将所述标准人脸三维图像设置为所述智能终端的解锁密码。
可选地，所述超声波模块为设置在所述智能终端的正面底部位置的超声波指纹识别模组；
所述二维图像获取模块为所述智能终端的前置摄像头。
本发明还提供一种智能终端，所述智能终端包括上述的智能终端的人脸解锁系统。
本发明还提供一种智能终端的人脸解锁方法，所述人脸解锁方法包括：
利用超声波模块获取当前用户的第一人脸三维信息；
根据所述第一人脸三维信息生成所述当前用户的第一人脸三维图像；
判断所述第一人脸三维图像和标准人脸三维图像是否匹配，若是，则控制所述智能终端进行解锁操作。
可选地，所述人脸解锁方法还包括：
利用超声波模块预先采集目标用户的标准人脸三维信息；
根据所述标准人脸三维信息生成所述目标用户的所述标准人脸三维图像。
可选地，所述人脸解锁方法还包括：
利用二维图像获取模块预先采集所述目标用户的标准人脸二维信息；
所述根据所述标准人脸三维信息生成所述目标用户的标准人脸三维图像的步骤具体包括：
将所述目标用户的所述标准人脸二维信息和所述标准人脸三维信息进行合成处理，生成所述目标用户的所述标准人脸三维图像。
可选地，所述人脸解锁方法还包括：
利用所述二维图像获取模块获取所述当前用户的第一人脸二维信息；
所述根据所述第一人脸三维信息生成所述当前用户的第一人脸三维图像的步骤具体包括：
将所述当前用户的所述第一人脸二维信息和所述第一人脸三维信息进行合成处理，生成所述当前用户的第一人脸三维图像。
可选地，所述人脸解锁方法还包括：
存储所述标准人脸三维图像，并将所述标准人脸三维图像设置为所述智能终端的解锁密码。
可选地，所述超声波模块为设置在所述智能终端的正面底部位置的超声波指纹识别模组；
所述二维图像获取模块为所述智能终端的前置摄像头。
本发明的积极进步效果在于：
本发明通过超声波模块获取人脸三维信息，实现基于人脸对智能终端进行解锁的功能，相较于现有技术中通过FACE ID技术实现手机解锁功能的方式，降低了生产成本，具备广泛的适用性。
附图说明
图1为本发明实施例1的智能终端的人脸解锁系统的模块示意图；
图2为本发明实施例2的智能终端的人脸解锁系统的模块示意图；
图3为本发明实施例3的智能终端的人脸解锁系统的模块示意图；
图3a为本发明实施例3的智能终端的人脸解锁系统的人脸信息获取模块的设置示意图；
图4为本发明实施例4的智能终端的模块示意图；
图5为本发明实施例5的智能终端的模块示意图；
图6为本发明实施例6的智能终端的模块示意图；
图7为本发明实施例7的智能终端的人脸解锁方法的流程图；
图8为本发明实施例8的智能终端的人脸解锁方法的流程图；
图9为本发明实施例9的智能终端的人脸解锁方法的流程图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
如图1所示，本实施例的智能终端的人脸解锁系统包括超声波模块1、三维图像生成模块2和判断模块3；
超声波模块1用于获取当前用户的第一人脸三维信息；
三维图像生成模块2用于根据第一人脸三维信息生成当前用户的第一人脸三维图像；
判断模块3用于判断第一人脸三维图像和标准人脸三维图像是否匹配，若是，则控制智能终端进行解锁操作。
本实施例通过超声波模块1获取人脸三维信息，实现基于人脸对智能终端进行解锁的功能，相较于现有技术中通过FACE ID技术实现手机解锁功能的方式，降低了生产成本，具备广泛的适用性。
实施例2
如图2所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步改进，具体地：
本实施例的智能终端的人脸解锁系统还包括加密模块4。
在识别当前用户的人脸前，首先需要在智能终端上启动APP(Application，应用程序)进入人脸录入界面，对目标用户的人脸信息进行录入操作。
超声波模块1还用于预先采集目标用户的标准人脸三维信息。
其中，当人脸没有完全对应到人脸录入界面内时，智能终端会主动提醒用户上下左右移动智能终端或者用户通过上下左右移动头部来调整，从而使得超声波模块1能够完整的获取标准人脸三维信息。
同时，超声波模块1发出的超声波可以穿透智能终端的液晶显示屏，所以无需将超声波模块1设置在靠近智能终端的表面位置，从而便于整机堆叠设计，能够最大限度的实现全面屏，满足了用户的多样化需求。
三维图像生成模块2还用于根据标准人脸三维信息生成目标用户的标准人脸三维图像。
加密模块4用于存储标准人脸三维图像，并将标准人脸三维图像设置为智能终端的解锁密码。
其中，超声波指纹识别模组还可用于扫描指纹表面的沟壑以及底层组织的三维图像，因此能够避免冒充指纹的平面图的欺骗，其工作原理为：利用超声波指纹识别模组的芯片表面的换能器发射一股超声波脉冲，利用超声波脉冲对指纹进行更深入的分析采样，甚至能渗透到皮肤表面之下识别出指纹独特的3D特征，超声波脉冲在抵达手指表面后会被反射回来，根据计算发射点与反射点的距离获取到指纹的三维信息。
本实施例中采用智能终端已有的超声波指纹识别模组和前置摄像头，不需要采用现有的FACE ID技术中的Infrared Camera和Dot Project组件，从而更加低成本且简单化实现人脸识别功能。同时，利用超声波检测不会由于环境的明暗变化而产生差异，所以也不需要现有FACE ID技术中的泛光元件。而针对暗环境前摄采样的场景，仅需要打开智能终端的前置闪光灯进行补光即可。
超声波指纹识别模组通过发出超声波投射于人脸的各个部位，然后基于超声波在人脸各个部位反射回来的花费时长的差异变化构建人脸的三维结构。此处，采用智能终端已有的超声波指纹识别模组，实现人脸识别功能，由于人脸识别对应的距识别距离要比指纹识别的识别距离远很多，在结构上，需要增大现有的超声波指纹识别模组的横向维度；在选型上，需要选择功率更大的超声波指纹识别模组。
本实施例通过超声波模块1获取目标用户的标准人脸三维信息，并生成标准人脸三维图像；通过加密模块4存储标准人脸三维图像，并将标准人脸三维图像设置为智能终端的解锁密码；再通过超声波模块1获取当前用户的人脸三维信息，并生成对应的第一人脸三维图像，然后将第一人脸三维图像与标准人脸三维图像进行匹配，若匹配成功，则实现对手机的解锁功能，从而实现基于人脸对智能终端进行解锁的功能，相较于现有技术中通过FACE ID技术实现手机解锁功能的方式，降低了生产成本，具备广泛的适用性。
实施例3
如图3所示，本实施例在实施例2的基础上作进一步改进，具体地：
本实施例的智能终端的人脸解锁系统还包括二维图像获取模块5。
具体地，如图3a所示，图中从左至右分别包括表示人脸、智能终端的侧面和正面的内容。超声波模块1为设置在智能终端的正面底部位置的超声波指纹识别模组。二维图像获取模块5为设置在智能终端的正面上部位置的前置摄像头。其中，通过超声波指纹识别模组获取人脸三维信息；通过前置摄像头获取人脸二维信息。
二维图像获取模块5用于预先采集目标用户的标准人脸二维信息；
三维图像生成模块2还用于将目标用户的标准人脸二维信息和标准人脸三维信息进行合成处理，生成目标用户的标准人脸三维图像。
二维图像获取模块5还用于获取当前用户的第一人脸二维信息；
三维图像生成模块2还用于将当前用户的第一人脸二维信息和第一人脸三维信息进行合成处理，获取当前用户的第一人脸三维图像。
本实施例通过超声波模块1获取当前用户的人脸三维信息，同时通过二维图像获取模块5获取当前用户的人脸二维信息，再将人脸三维信息和人脸二维信息合并处理，生成当前用户的第一人脸三维图像，然后将第一人脸三维图像与标准人脸三维图像进行匹配，若匹配成功，则实现对手机的解锁功能，从而实现基于人脸对智能终端进行解锁的功能，相较于现有技术中通过FACE ID技术实现手机解锁功能的方式，降低了生产成本，具备广泛的适用性。
实施例4
如图4所示，本实施例的智能终端包括实施例1的智能终端的人脸解锁系统。
本实施例的智能终端通过人脸解锁系统中的超声波模块1获取当前用户的人脸三维信息，实现基于人脸对智能终端进行解锁的功能，相较于现有技术中通过FACE ID技术实现手机解锁功能的方式，降低了生产成本，具备广泛的适用性。
实施例5
如图5所示，本实施例的智能终端包括实施例2的智能终端的人脸解锁系统。
本实施例的智能终端通过人脸解锁系统中的超声波模块1获取目标用户的标准人脸三维信息，并生成标准人脸三维图像；通过加密模块4存储标准人脸三维图像，并将标准人脸三维图像设置为智能终端的解锁密码；再通过超声波模块1获取当前用户的人脸三维信息，并生成对应的第一人脸三维图像，然后将第一人脸三维图像与标准人脸三维图像进行匹配，若匹配成功，则实现对手机的解锁功能，从而实现基于人脸对智能终端进行解锁的功能，相较于现有技术中通过FACE ID技术实现手机解锁功能的方式，降低了生产成本，具备广泛的适用性。
实施例6
如图6所示，本实施例的智能终端包括实施例3的智能终端的人脸解锁系统。
本实施例的智能终端通过人脸解锁系统中的超声波模块1获取当前用户的人脸三维信息，同时通过二维图像获取模块5获取当前用户的人脸二维信息，再将人脸三维信息和人脸二维信息合并处理，生成当前用户的第一人脸三维图像，然后将第一人脸三维图像与标准人脸三维图像进行匹配，若匹配成功，则实现对手机的解锁功能，从而实现基于人脸对智能终端进行解锁的功能，相较于现有技术中通过FACE ID技术实现手机解锁功能的方式，降低了生产成本，具备广泛的适用性。
实施例7
如图7所示，本实施例的智能终端的人脸解锁方法包括：
S101、利用超声波模块获取当前用户的第一人脸三维信息；
S102、根据第一人脸三维信息生成当前用户的第一人脸三维图像；
S103、判断第一人脸三维图像和标准人脸三维图像是否匹配，若是，则控制智能终端进行解锁操作。
本实施例通过超声波模块获取人脸三维信息，实现基于人脸对智能终端进行解锁的功能，相较于现有技术中通过FACE ID技术实现手机解锁功能的方式，降低了生产成本，具备广泛的适用性。
实施例8
如图8所示，本实施例在实施例7的基础上作进一步改进，具体地：
在识别当前用户的人脸前，首先需要在智能终端上启动APP进入人脸录入界面，对目标用户的人脸信息进行录入操作。
本实施例的智能终端的人脸解锁方法还包括：
步骤S101之前还包括：
S1001、利用超声波模块预先采集目标用户的标准人脸三维信息；
其中，当人脸没有完全对应到人脸录入界面内时，智能终端会主动提醒用户上下左右移动智能终端或者用户通过上下左右移动头部来调整，从而使得超声波模块能够完整的获取标准人脸三维信息。
同时，超声波模块发出的超声波可以穿透智能终端的液晶显示屏，所以无需将超声波模块设置在靠近智能终端的表面位置，从而便于整机堆叠设计，能够最大限度的实现全面屏，满足了用户的多样化需求。
S1002、根据标准人脸三维信息生成目标用户的标准人脸三维图像；
S1003、存储标准人脸三维图像，并将标准人脸三维图像设置为智能终端的解锁密码。
其中，超声波指纹识别模组还可用于扫描指纹表面的沟壑以及底层组织的三维图像，因此能够避免冒充指纹的平面图的欺骗，其工作原理为：利用超声波指纹识别模组的芯片表面的换能器发射一股超声波脉冲，利用超声波脉冲对指纹进行更深入的分析采样，甚至能渗透到皮肤表面之下识别出指纹独特的3D特征，超声波脉冲在抵达手指表面后会被反射回来，根据计算发射点与反射点的距离获取到指纹的三维信息。
本实施例中采用智能终端已有的超声波指纹识别模组和前置摄像头，不需要采用现有的FACE ID技术中的Infrared Camera和Dot Project组件，从而更加低成本且简单化实现人脸识别功能。同时，利用超声波检测不会由于环境的明暗变化而产生差异，所以也不需要现有FACE ID技术中的泛光元件。而针对暗环境前摄采样的场景，仅需要打开智能终端的前置闪光灯进行补光即可。
超声波指纹识别模组通过发出超声波投射于人脸的各个部位，然后基于超声波在人脸各个部位反射回来的花费时长的差异变化构建人脸的三维结构。此处，采用智能终端已有的超声波指纹识别模组，实现人脸识别功能，由于人脸识别对应的距识别距离要比指纹识别的识别距离远很多，在结构上，需要增大现有的超声波指纹识别模组的横向维度；在选型上，需要选择功率更大的超声波指纹识别模组。
本实施例通过超声波模块获取目标用户的标准人脸三维信息，并生成标准人脸三维图像；再通过超声波模块获取当前用户的人脸三维信息，并生成对应的第一人脸三维图像，然后将第一人脸三维图像与标准人脸三维图像进行匹配，若匹配成功，则实现对手机的解锁功能，从而实现基于人脸对智能终端进行解锁的功能，相较于现有技术中通过FACE ID技术实现手机解锁功能的方式，降低了生产成本，具备广泛的适用性。
实施例9
如图9所示，本实施例在实施例8的基础上作进一步改进，具体地：
步骤S1002之前还包括：
S10011、利用二维图像获取模块预先采集目标用户的标准人脸二维信息；
步骤S1002还提供了一种可能的实现方式：
S10021、将目标用户的标准人脸二维信息和标准人脸三维信息进行合成处理，生成目标用户的标准人脸三维图像。
步骤S102之前还包括：
S1011、利用二维图像获取模块获取当前用户的第一人脸二维信息；
步骤S102还提供了一种可能的实现方式：
S1021、将当前用户的第一人脸二维信息和第一人脸三维信息进行合成处理，生成当前用户的第一人脸三维图像。
具体地，如图3a所示，图中从左至右分别包括表示人脸、智能终端的侧面和正面的内容。超声波模块为设置在智能终端的正面底部位置的超声波指纹识别模组。二维图像获取模块为设置在智能终端的正面上部位置的前置摄像头。其中，通过超声波指纹识别模组对应的超声波信息获取人脸三维信息；通过前置摄像头对应的光学信息获取人脸二维信息。
本实施例通过超声波模块获取当前用户的人脸三维信息，同时通过二维图像获取模块获取当前用户的人脸二维信息，再将人脸三维信息和人脸二维信息合并处理，生成当前用户的第一人脸三维图像，然后将第一人脸三维图像与标准人脸三维图像进行匹配，若匹配成功，则实现对手机的解锁功能，从而实现基于人脸对智能终端进行解锁的功能，相较于现有技术中通过FACE ID技术实现手机解锁功能的方式，降低了生产成本，具备广泛的适用性。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种智能终端的人脸解锁系统，其特征在于，所述人脸解锁系统包括超声波模块、三维图像生成模块和判断模块；
所述超声波模块用于获取当前用户的第一人脸三维信息；
所述三维图像生成模块用于根据所述第一人脸三维信息生成所述当前用户的第一人脸三维图像；
所述判断模块用于判断所述第一人脸三维图像和标准人脸三维图像是否匹配，若是，则控制所述智能终端进行解锁操作。
2.如权利要求1所述的智能终端的人脸解锁系统，其特征在于，所述超声波模块还用于预先采集目标用户的标准人脸三维信息；
所述三维图像生成模块还用于根据所述标准人脸三维信息生成所述目标用户的所述标准人脸三维图像。
3.如权利要求2所述的智能终端的人脸解锁系统，其特征在于，所述人脸解锁系统还包括二维图像获取模块；
所述二维图像获取模块用于预先采集所述目标用户的标准人脸二维信息；
所述三维图像生成模块还用于将所述目标用户的所述标准人脸二维信息和所述标准人脸三维信息进行合成处理，生成所述目标用户的所述标准人脸三维图像。
4.如权利要求3所述的智能终端的人脸解锁系统，其特征在于，所述二维图像获取模块还用于获取所述当前用户的第一人脸二维信息；
所述三维图像生成模块还用于将所述当前用户的所述第一人脸二维信息和所述第一人脸三维信息进行合成处理，获取所述当前用户的第一人脸三维图像。
5.如权利要求3所述的智能终端的人脸解锁系统，其特征在于，所述人脸解锁系统还包括加密模块；
所述加密模块用于存储所述标准人脸三维图像，并将所述标准人脸三维图像设置为所述智能终端的解锁密码。
6.如权利要求3所述的智能终端的人脸解锁系统，其特征在于，所述超声波模块为设置在所述智能终端的正面底部位置的超声波指纹识别模组；
所述二维图像获取模块为所述智能终端的前置摄像头。
7.一种智能终端，其特征在于，所述智能终端包括权利要求1-6中的任一项所述的智能终端的人脸解锁系统。
8.一种智能终端的人脸解锁方法，其特征在于，所述人脸解锁方法包括：
利用超声波模块获取当前用户的第一人脸三维信息；
根据所述第一人脸三维信息生成所述当前用户的第一人脸三维图像；
判断所述第一人脸三维图像和标准人脸三维图像是否匹配，若是，则控制所述智能终端进行解锁操作。
9.如权利要求8所述的智能终端的人脸解锁方法，其特征在于，所述人脸解锁方法还包括：
利用超声波模块预先采集目标用户的标准人脸三维信息；
根据所述标准人脸三维信息生成所述目标用户的所述标准人脸三维图像。
10.如权利要求9所述的智能终端的人脸解锁方法，其特征在于，所述人脸解锁方法还包括：
利用二维图像获取模块预先采集所述目标用户的标准人脸二维信息；
所述根据所述标准人脸三维信息生成所述目标用户的标准人脸三维图像的步骤具体包括：
将所述目标用户的所述标准人脸二维信息和所述标准人脸三维信息进行合成处理，生成所述目标用户的所述标准人脸三维图像。
11.如权利要求10所述的智能终端的人脸解锁方法，其特征在于，所述人脸解锁方法还包括：
利用所述二维图像获取模块获取所述当前用户的第一人脸二维信息；
所述根据所述第一人脸三维信息生成所述当前用户的第一人脸三维图像的步骤具体包括：
将所述当前用户的所述第一人脸二维信息和所述第一人脸三维信息进行合成处理，生成所述当前用户的第一人脸三维图像。
12.如权利要求10所述的智能终端的人脸解锁方法，其特征在于，所述人脸解锁方法还包括：
存储所述标准人脸三维图像，并将所述标准人脸三维图像设置为所述智能终端的解锁密码。
13.如权利要求10所述的智能终端的人脸解锁方法，其特征在于，所述超声波模块为设置在所述智能终端的正面底部位置的超声波指纹识别模组；
所述二维图像获取模块为所述智能终端的前置摄像头。
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