CN109118621B - 一种人脸识别门禁的人脸注册系统和在门禁控制的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种人脸识别门禁的人脸注册系统和在门禁控制的应用，人脸注册系统包括门禁卡、图像采集设备、前端识别处理设备、门禁读卡器和后台服务器；门禁读卡器用于读取门禁卡中的门禁卡标识；图像采集设备用于在用户首次使用门禁卡时，采集用户的人脸图像；前端识别处理设备用于将人脸图像和门禁卡标识进行同步处理，并将同步后的人脸图像和门禁卡标识发送给后台服务器；后台服务器用于将相互同步的人脸图像和门禁卡标识进行关联。门控控制系统的前端识别处理设备还连接有门禁控制模块,前端识别处理设备对接收的人脸图像进行注册验证，验证通过后控制开启门禁。本设计可实现对用户人脸的无感注册，效率高、用户体验好。

Description

一种人脸识别门禁的人脸注册系统和在门禁控制的应用
技术领域
本发明涉及生物识别技术领域，尤其是一种人脸识别门禁的人脸注册系统和在门禁控制的应用。
背景技术
随着通信技术、图像识别技术等诸多新技术的发展，以人工智能，深度学习为方向的生物识别门禁系统得到迅速发展；而人脸识别门禁由于快捷，通行方便，用户体验好而在门禁系统中得到越来越多的使用和推广。
在人脸识别门禁系统中，对允许通行的用户的人脸注册是个简单但又费时的过程，往往需要集中人员多次抓拍人脸图像，同时输入对应的人员身份信息。在人数少，易于集中使用者的环境和场所，比如办公区域，工厂等由于使用者配合度高，易于组织，问题不严重。但对于像小区，社区等使用者众多的环境，集中用户采集人脸，输入对应身份信息的工作就显得艰巨了，甚至可能导致用户的不满意，引起对新技术的反感和抵制。
让人脸识别门禁的用户在人脸识别门禁注册中有更便捷的注册方式，更好的用户体验是人脸识别门禁一个重要的环节。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种人脸识别门禁的人脸注册系统和在门禁控制的应用。以实现用户人脸的“无感”注册以及精简注册环节的工作量。
本发明采用的技术方案如下：
一种人脸识别门禁的人脸注册系统，包括：门禁卡、图像采集设备、前端识别处理设备、门禁读卡器和后台服务器；前端识别处理设备分别联机门禁读卡器、图像采集设备和后台服务器，其中：
门禁卡为承载有门禁卡标识的物理载体；
门禁读卡器用于读取门禁卡中的门禁卡标识，将读取的门禁卡标识发送给前端识别处理设备；
图像采集设备用于在用户首次使用门禁卡时，采集用户的人脸图像，将采集的人脸图像发送给前端识别处理设备；
前端识别处理设备用于将接收的人脸图像和门禁卡标识进行同步处理，并将同步后的人脸图像和门禁卡标识发送给后台服务器；
后台服务器用于将相互同步的人脸图像和门禁卡标识进行关联。
进一步，后台服务器还用于将已关联门禁卡标识的人脸图像下发给前端识别处理设备。
进一步，后台服务器还用于：在将人脸图像与门禁卡标识进行关联后的预定时间，将该门禁卡标识更新为新的门禁卡标识，删除该门禁卡标识与人脸图像的关联关系。
一种基于人脸识别的门禁控制系统，包括上述人脸注册系统，且人脸注册系统的前端识别处理设备还连接有门禁控制模块；
图像采集设备用于在用于请求开启门禁时，捕捉用户的人脸图像，将捕捉的人脸图像发送给前端识别处理设备；
前端识别处理设备用于验证接收的人脸图像是否已注册，若是，则控制门禁控制模块开启门禁。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本设计基于为用户派发的门禁卡对人脸进行注册，信息准确度高；同时用户在使用门禁卡过程中即进行人脸后台自动注册，在用户侧属于“无感”注册，用户体验好。
2、本设计基于用户刷卡的自动人脸注册，注册覆盖了可达百分之百。由于是对用户的自动注册，在用户侧没有任何工作量，注册效率高。
3、相对于用户上传照片进行注册的方式，其上传的照片多为用户的登记照、大头贴等经过处理的寸照，其无法真实、准确反映出用户的人脸特征。本设计基于用户刷卡时的人脸采集，所采集人脸更符合用户刷卡时的人脸图像、环境，使识别度更高，验证更加准确。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是人脸注册系统的一个实施例。
图2是门禁控制系统的构造图。
图3是门禁控制系统的一个实施例。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1所示，本实施例一公开了一种人脸识别门禁的人脸注册系统，包括：门禁卡、图像采集设备、前端识别处理设备、门禁读卡器和后台服务器；前端识别处理设备分别联机门禁读卡器、图像采集设备和后台服务器，其中：
门禁卡为承载有门禁卡标识的物理载体。通常情况下，门禁卡由门禁场所管理方制作、分发给用户，不同用户的门禁卡具有不同的门禁卡标识，享有不同的门禁权限。例如小区用的门禁卡，通常情况下，用户仅能用于开启小区门禁和其所在单元的门禁，甚至进一步，门禁卡标识仅能用于到达相应的楼层，例如办公楼、酒店等场所。一般的，门禁卡为IC卡或ID卡，在制作时，会加载入门禁卡标识，该门禁卡标识包括或对应于用户姓名、住址、权限，或者还有联系方式，以此作为唯一性标识区分不同用户。
门禁读卡器用于读取门禁卡中的门禁卡标识，将读取的门禁卡标识发送给前端识别处理设备。
图像采集设备用于在用户首次使用门禁卡时，采集用户的人脸图像，将采集的人脸图像发送给前端识别处理设备。图像采集设备采用通用的数字摄像机即可。图像采集设备设置于门控读卡器附近，作为优选方式，图像采集设备设置于用户刷门禁卡时，离用户0.5-1.5米的距离，例如1.2米为最佳距离。一般的，无论对于IC卡还是ID卡格式的门禁卡，门禁读卡器读卡的距离都比较近，在读卡时用户会相对集中在某一较小区域内，便于采集用户的头像。
前端识别处理设备用于将接收的人脸图像和门禁卡标识进行同步处理，并将同步后的人脸图像和门禁卡标识发送给后台服务器。
作为一种同步方案，前端识别处理设备对接收到的门禁卡标识和人脸图像的时间点进行时间差计算，将时间差在预设阈值内（如0.9或1秒）的门禁卡标识和人脸图像进行同步处理。针对于同一用户的刷卡（门禁卡）和抓拍人脸图像的时间间隔非常短，基于该方案可快速、准确地将同一用户的信息进行归类，无需额外的标注工作量。
优选的，前端识别处理设备对于同步的人脸图像为根据用户人脸图像所提取的特征值：前端识别处理设备对接收到的人脸图像进行预处理，预处理在一种实施方式中，为对人脸图像中的人脸进行定位，对定位后的人脸进行光线补偿、灰度变换、直方图均衡化、归一化、几何校正、滤波以及锐化；在预处理后，提取出预处理图像的特征值，用以表征用户的人脸图像。所谓的同步，可理解为标注，即为将人脸图像和门禁卡标识间建立联系，以标识两者对应于同一用户上。
后台服务器用于将相互同步的人脸图像和门禁卡标识进行关联，完成对用户人脸的注册。对于将相互同步的人脸图像和门禁卡标识进行关联，即将表示同一用户的人脸图像和门禁卡标识进行关联。
优选的，后台服务器还将已关联门禁卡标识的人脸图像下发给前端识别处理设备。通过该方式，前端识别处理设备对于用户人脸的识别，无需再提交到后台服务器验证识别，在前端即可实现对用户人脸的验证。
具体的，后台服务器设置有用户信息数据库，该用户信息数据库包括所有用户的用户信息，每一用户信息设有门禁卡标识项，后台服务器将接收的门禁卡标识在门禁卡标识项中进行遍历，在查询到匹配的门禁卡标识项后，将接收的人脸图像写入对应的用户信息中；或者还将写入的人脸图像下发到前端识别处理设备。
在用户首次使用门禁卡开启门禁时，对其进行人脸图像采集是无感的，相对于传统模式需要用户上传人脸图像或者集中采集人脸图像的方案，本方案具有便捷、快速、准确的特点，用户体验好，采用该无感的人脸注册方案，可大幅减少传统人脸注册的用户或管理人员的工作量。
对于判断门禁卡是否首次被使用的方式可以采用下列方案：
前端识别处理设备对于首次接收到的门禁卡标识，会对其进行标记；对于门禁读卡器所发送的门禁卡标识，前端识别处理设备判断其是否被标记，若否，则该门禁卡标识所对应的门禁卡为首次被使用。
或者，前端识别处理设备将接收的门禁卡标识发送给后台服务器，后台服务器判断所接收的门禁卡标识是否关联有人脸图像，若否，则该门禁卡标识所对应的门禁卡为首次被使用。
本实施例公开了上述实施例中，图像采集设备采集用户人脸图像的方案：门禁读卡器将读取的门禁卡标识发送给前端识别处理设备后，前端识别处理设备对接收的门禁卡标识进行验证，在验证通过后，控制图像采集设备采集用户的人脸图像；进而对人脸图像和门禁卡标识进行同步处理。对于门禁卡标识的验证，采用现有常规方式即可，例如小区、办公楼、厂区等场景下门禁卡标识的验证方式。该方案可对非法用户（非法门禁卡）进行有效屏蔽，同时使图像采集设备能高效运行。
或者，门禁读卡器将读取的门禁卡标识发送给前端识别处理设备时，前端识别处理设备控制图像采集设备采集用户的人脸图像；再对门禁卡标识进行验证，在验证通过后，对门禁卡标识和人脸图像进行同步处理。
上述对于门禁卡标识的验证，可以为前端识别处理设备在本地进行验证，也可为将门禁卡标识发送给后台服务器进行验证，并接收后台服务器的反馈的验证结果。
为提高对用户人脸识别的准确性，需要获取到用户近期的人脸。注册流程还包括：
后台服务器还用于：在将人脸图像与门禁卡标识进行关联后的预定时间，将该门禁卡标识更新为新的门禁卡标识，删除该门禁卡标识与人脸图像的关联关系。即在人脸注册后的预定时间，将对应的门禁卡标识设定为首次被使用，进而重新捕捉、关联人脸图像，以获取到用户最新的人脸图像。例如规定3个月更新一次人脸图像，用户于X年3月2日首次注册人脸图像，则需要在X年6月1日后的首次使用门禁卡时，从新拍摄用户的人脸图像，将该次拍摄的人脸图像进行注册，在8月31日后进行第二次人脸图像注册，以此类推。通过定期更新用户的人脸图像，可有效提高对用户识别的准确性，减少用户无法通行门禁的概率。同时，基于从新构建关联关系的方案，可有效减少待更新数据的冗余，降低系统复杂度，避免数据间的干扰导致注册数据的交叉错误。
通过将人脸图像和门禁卡标识进行关联，即将用户的人脸进行注册，则在后续过程中，通过捕捉和识别用户的人脸即可获取到用户的用户信息。例如通过用户人脸判断其是否为合法的用户/业主。
对于本设计的人脸注册系统，其在注册过程中，无需人员的参与，可快速、高效地完成大量人脸图像的注册工作，有效节省劳动力。
基于上述人脸注册系统，如图2和3所示，本实施例公开了一种基于人脸识别的门禁控制系统，在上述人脸注册系统的基础上，前端识别处理设备还连接有门禁控制模块；
图像采集设备用于在用于请求开启门禁时，捕捉用户的人脸图像，将捕捉的人脸图像发送给前端识别处理设备；
前端识别处理设备用于验证接收的人脸图像是否已注册，若是，则控制门禁控制模块开启门禁。
对于上述实施例中，前端识别处理设备验证接收的人脸图像是否已注册的具体方案为：
前端识别处理设备将待验证的人脸图像与后台服务器下发的人脸图像进行逐一对比，在相似度达到预设门限值时，视为该待验证的人脸图像已注册。此处的对比，为人脸图像特征值间的相似距离对比：后台服务器所下发的人脸图像，为用特征值所表征的人脸图像，对于待验证的人脸图像的验证，为提取待验证人脸图像的特征值，将其与后台服务器下发的特征值进行相似距离计算，相似距离越小，相似度越高。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (6)

1.一种人脸识别门禁的人脸注册系统，其特征在于，包括：门禁卡、图像采集设备、前端识别处理设备、门禁读卡器和后台服务器；前端识别处理设备分别联机门禁读卡器、图像采集设备和后台服务器，其中：
门禁卡为承载有门禁卡标识的物理载体；
门禁读卡器用于读取门禁卡中的门禁卡标识，将读取的门禁卡标识发送给前端识别处理设备；
图像采集设备用于在用户首次使用门禁卡时，采集用户的人脸图像，将采集的人脸图像发送给前端识别处理设备；
前端识别处理设备用于将接收的人脸图像和门禁卡标识进行同步处理，并将同步后的人脸图像和门禁卡标识发送给后台服务器；
后台服务器用于将相互同步的人脸图像和门禁卡标识进行关联，以及在将人脸图像与门禁卡标识进行关联后的预定时间，将该门禁卡标识更新为新的门禁卡标识，删除该门禁卡标识与人脸图像的关联关系；
所述后台服务器将相互同步的人脸图像和门禁卡标识进行关联的方案为：
后台服务器设置有用户信息数据库，该用户信息数据库包括所有用户的用户信息，每一用户信息设有门禁卡标识项，后台服务器将接收的门禁卡标识在门禁卡标识项中进行遍历，在查询到匹配的门禁卡标识项后，将接收的人脸图像写入对应的用户信息中；
所述后台服务器还用于将已关联门禁卡标识的人脸图像下发给前端识别处理设备；
不同门禁卡具有不同的门禁卡标识，享有不同的门禁权限。
2.如权利要求1所述的人脸注册系统，其特征在于，所述前端识别处理设备将人脸图像和门禁卡标识进行同步的方案为：
前端识别处理设备对接收到的门禁卡标识和人脸图像的时间点进行时间差计算，将时间差在预设阈值内的门禁卡标识和人脸图像进行同步处理。
3.如权利要求1所述的人脸注册系统，其特征在于，判断门禁卡是否首次被使用的方案为：
前端识别处理设备对于首次接收到的门禁卡标识，会对其进行标记；对于门禁读卡器所发送的门禁卡标识，前端识别处理设备判断其是否被标记，若否，则该门禁卡标识所对应的门禁卡为首次被使用；
或者，前端识别处理设备将接收的门禁卡标识发送给后台服务器，后台服务器判断所接收的门禁卡标识是否关联有人脸图像，若否，则该门禁卡标识所对应的门禁卡为首次被使用。
4.如权利要求1所述的人脸注册系统，其特征在于，图像采集设备采集用户人脸图像的方案为：
门禁读卡器将读取的门禁卡标识发送给前端识别处理设备后，前端识别处理设备对接收的门禁卡标识进行验证，在验证通过后，控制图像采集设备采集用户的人脸图像；
或者，门禁读卡器将读取的门禁卡标识发送给前端识别处理设备时，前端识别处理设备控制图像采集设备采集用户的人脸图像。
5.一种基于人脸识别的门禁控制系统，包括如权利要求1所述的人脸识别门禁的人脸注册系统，其特征在于，所述人脸注册系统的前端识别处理设备还连接有门禁控制模块；
图像采集设备用于在用于请求开启门禁时，捕捉用户的人脸图像，将捕捉的人脸图像发送给前端识别处理设备；
前端识别处理设备用于验证接收的人脸图像是否已注册，若是，则控制门禁控制模块开启门禁。
6.如权利要求5所述的门禁控制系统，其特征在于，所述前端识别处理设备验证接收的人脸图像是否已注册的方案为：
前端识别处理设备将待验证的人脸图像与后台服务器下发的人脸图像进行逐一对比，在相似度达到预设门限值时，视为该待验证的人脸图像已注册。
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