CN109859351A - 一种基于蓝牙设备的人脸注册系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于蓝牙设备的人脸注册系统和方法，系统包括带蓝牙功能的智能终端、带蓝牙功能的前端识别设备、连接前端识别设备的图像采集设备，以及分别连接前端识别设备和智能终端的鉴权中心。方法包括基于终端标识对蓝牙标识进行关联的步骤，以及基于已关联的蓝牙标识，对采集的人脸进行注册的步骤。本发明无需额外的注册环节，在用户无感的情况下，基于简单用户信息，对包括蓝牙标识和用户人脸的复杂用户信息进行准确注册。

Description

一种基于蓝牙设备的人脸注册系统及方法

技术领域

本发明涉及生物识别技术领域，尤其是一种基于蓝牙设备的人脸注册系统及方法。

背景技术

随着通信技术、图像识别技术，智能手机技术等诸多技术的发展，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。

另外一种常见的人脸注册方式为，用户通过智能终端上传人脸图像，后台通过已注册的用户标识，将上传的人脸图像数据与该用户标识进行绑定。当这种方式需要用户主动上传，虽然减少了工作人员的工作量，但其属于将工作量转嫁给了业主，对于整体上而言，工作量并未减小。同时，用户所上传的图像一般为光照足的照片，在进行人脸识别时，通常环境会受到较大地限制，即用户上传的图片可能会导致人脸识别不通过的情况。

还有一种人脸注册方式， 用户在要进入门禁时，用智能终端请求开门，同时门禁端采集用户人脸图像。该种方式虽然能采集到适配于人脸识别的人脸图像，但是，该种方式在多个业主同时在场时，极其容易造成人脸的误绑定。

因此，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，同时，确保人脸注册的高准确度，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，提供一种无需工作人员参与，对用户无感的人脸注册方案，利用用户的智能终端，在请求开启门禁时，即完成对人脸的高准确性注册问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于蓝牙设备的人脸注册系统，包括带蓝牙功能的智能终端、带蓝牙功能的前端识别设备、连接前端识别设备的图像采集设备，以及分别连接前端识别设备和智能终端的鉴权中心，鉴权中心中预存有相互关联的智能终端的终端标识和门禁权限的关联关系数据；其中：

图像采集设备用于以预定频率采集预定区域内的人脸的图像，将采集的人脸图像发送给前端识别设备；

智能终端用于向鉴权中心发送开门请求，该开门请求中携带有智能终端的终端标识和蓝牙标识；在发送开门请求后，且在未开启蓝牙时，开启蓝牙；

鉴权中心根据预存的终端标识和门禁权限的关联关系数据，对终端标识进行鉴权，在鉴权通过后，将终端标识对应的蓝牙标识更新入关联关系数据中；查找出终端标识关联的门禁权限，并将蓝牙标识下发到该门禁权限所对应的前端识别设备；还在接收到前端识别设备上传的关联数据时，将关联数据更新到存储的关联关系数据中，还将人脸图像数据下发到前端识别设备；

前端识别设备用于对图像采集设备采集的人脸图像进行预处理，得到人脸图像数据；还用于实时扫描预定区域内的智能终端的蓝牙信号，并根据鉴权中心下发的蓝牙标识，对发现的智能终端的蓝牙标识进行鉴权，在鉴权通过后，将该蓝牙标识与对应的人脸图像数据进行关联得到关联数据，并将该关联数据上传到鉴权中心。

通过在门禁现场采集人脸图像，可以确保后续人脸验证的一致性，提高验证的准确性。通过蓝牙标识进行首次验证，可以确保对用户的验证为在门禁现场的验证而非远程验证，防止现场有非法人员混入而未登记的情况。基于蓝牙标识的验证（有距离限制）进行人脸注册，可以实现对业主人脸的无感注册，同时，保证注册人脸与用户身份间的匹配关系（其它非现场注册的方式难以确保）。基于终端标识的初步验证，即基于简单用户标识的初步验证，无需登记复杂的用户信息，即可实现在验证过程中，对用户其它复杂身份信息的注册，过程简单、快捷，对用户无感。

进一步的，所述蓝牙标识对应的人脸图像数据为：前端识别设备在扫描到智能终端前/后预定时间内，图像采集设备所采集的人脸图像，前端识别设备对该图像进行预处理的结果。

设置时间差，可以防止采集到其他人员/画面进行错误绑定。

进一步的，所述预定时间段为0.5-1秒。

设置该时间差值，可以很好地将采集的人脸和用户的蓝牙标识关联，提高人脸注册的准确性。在这个时间内，其他人员几乎不可能混入到人脸采集的区域中，同时，改时间内正常的用户也还未通行，可以采集到清晰的图像。

进一步的，所述前端识别设备扫描蓝牙设备的半径为0.3-1米。

将图像（人脸）采集区域设定到上述区域，可以在业主请求进入门禁时，有一个很好的采集视角和距离，同时，利用该距离对背景干扰源进行遮挡，可以进一步提高人脸注册的精确度，防止混入背景，尤其是其他人的人脸。

进一步的，所述图像采集设备的采集范围为，离前端识别设备0.5-1.5米的区域。

前端识别设备仅在较小的识别区域内感应蓝牙设备（即智能终端），可以确保每一次仅扫描到一个智能终端，确保对每一个请求通行的人进行鉴权，以防止非法人员闯入（混入）门禁区域。

为解决上述全部或部分问题，本发明提供了一种基于蓝牙设备的人脸注册方法，应用于人脸注册系统，该系统包括带蓝牙功能的智能终端、带蓝牙功能的前端识别设备、连接前端识别设备的图像采集设备，以及分别连接前端识别设备和智能终端的鉴权中心；在鉴权中心预先构建关联关系数据，该关联关系数据包含终端标识与门禁权限的关联关系；所述注册方法包括以下步骤：

用户通过操作智能终端，向鉴权中心发送开门请求，智能终端自动开启蓝牙；该开门请求中携带有智能终端的终端标识和蓝牙标识；

鉴权中心基于关联关系数据对终端标识进行鉴权，在鉴权通过后，将对应的蓝牙标识更新入关联关系数据中，同时，将蓝牙标识下发到门禁权限所对应的前端识别设备，该门禁权限为鉴权通过的终端标识所关联的门禁权限；

图像采集设备以预定频率采集预定区域内的用户的人脸图像，将采集的人脸图像发送给前端识别处理设备；

前端识别处理设备实时扫描预定区域内的蓝牙信号，基于鉴权中心下发的蓝牙标识对发现的蓝牙设备进行鉴权，在鉴权通过后，将对应的人脸图像数据发送给鉴权中心，该人脸图像数据为前端识别处理设备对图像采集设备所采集的人脸图像进行预处理后得到的人脸图像数据；

鉴权中心将接收的人脸图像数据更新入对应的关联关系数据中。

通过在门禁现场采集人脸图像，可以确保后续人脸验证的一致性，提高验证的准确性。通过蓝牙标识进行首次验证，可以确保对用户的验证为在门禁现场的验证而非远程验证，防止现场有非法人员混入而未登记的情况。基于蓝牙标识的验证（有距离限制）进行人脸注册，可以实现对业主人脸的无感注册，同时，保证注册人脸与用户身份间的匹配关系（其它非现场注册的方式难以确保）。基于终端标识的初步验证，即基于简单用户标识的初步验证，无需登记复杂的用户信息，即可实现在验证过程中，对用户其它复杂身份信息的注册，过程简单、快捷，对用户无感。

进一步的，所述前端识别设备向鉴权中心所上传的人脸图像数据所对应的人脸图像的采集时间，与前端识别设备对蓝牙标识鉴别通过的时间之间的时间差，在预定阈值以内。

设置时间差，可以防止采集到其他人员/画面进行错误绑定。

进一步的，所述时间差为0.5-1秒。

设置该时间差值，可以很好地将采集的人脸和用户的蓝牙标识关联，提高人脸注册的准确性。在这个时间内，其他人员几乎不可能混入到人脸采集的区域中，同时，改时间内正常的用户也还未通行，可以采集到清晰的图像。

进一步的，图像采集设备的采集范围为，离前端识别设备0.5-1.5米的区域。

将图像（人脸）采集区域设定到上述区域，可以在业主请求进入门禁时，有一个很好的采集视角和距离，同时，利用该距离对背景干扰源进行遮挡，可以进一步提高人脸注册的精确度，防止混入背景，尤其是其他人的人脸。

进一步的，前端识别设备扫描蓝牙设备的半径为0.3-1米。

前端识别设备仅在较小的识别区域内感应蓝牙设备（即智能终端），可以确保每一次仅扫描到一个智能终端，确保对每一个请求通行的人进行鉴权，以防止非法人员闯入（混入）门禁区域。

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、本发明的方案，可以借助简单的用户信息，在对用户身份进行验证的同时，将用户的复杂用户信息进行准确地关联性注册，注册过程对用户无感。

2、本发明必须用户在门禁现场才可完成验证和人脸注册，可以确保对用户人脸的注册与其人身信息的准确关联，注册的准确性极高。

3、设定验证区域、图像采集区域和注册的时间差，均可以确保注册的人脸与用户身份信息的唯一关联性，进而进一步提高人脸注册的准确性。

4、本发明将用于验证的环境下采集的人脸来对用户人脸进行注册，可以确保所注册的人脸图像的光照、背景、RGB通道等环境与验证环节的相同，进而确保所注册人脸的可信度。

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是人脸注册系统的构造图。

图2是前端识别设备的构造图。

图3是蓝牙标识关联的流程图。

图4是人脸注册步骤流程图。

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。

本发明中的连接，指直接连接或间接连接，同时，可以是有线连接，也可以是无线连接。

如图1和2所示，本实施例公开了一种基于蓝牙设备的人脸注册系统，包括带蓝牙功能的智能终端、带蓝牙功能的前端识别设备、连接前端识别设备的图像采集设备，以及分别连接前端识别设备和智能终端的鉴权中心，其中：

鉴权中心中预存有相互关联的智能终端的终端标识和门禁权限的关联关系数据；

图像采集设备用于以预定频率采集预定区域内的人脸的图像，将采集的人脸图像发送给前端识别设备；

智能终端用于向鉴权中心发送开门请求，在发送开门请求后，开启蓝牙（若已开启，则跳过），该开门请求中携带有智能终端的终端标识和蓝牙标识；

鉴权中心根据预存的终端标识和门禁权限的关联关系数据，对终端标识进行鉴权（即一方面，对终端标识进行鉴权，另一方面，对终端标识是否有相应的门禁权限进行鉴权），在鉴权通过后，将终端标识对应的蓝牙标识更新入关联关系数据中（即在关联关系数据中，将蓝牙标识与终端标识进行关联）；查找出终端标识关联的门禁权限，并将蓝牙标识下发到该门禁权限所对应的前端识别设备；还在接收到前端识别设备上传的关联数据时，将关联数据更新到存储的关联关系数据中（即根据蓝牙标识，将关联的人脸图像数据更新到终端标识、门禁权限、蓝牙标识的关联表中，得到终端标识、门禁权限、蓝牙标识和人脸图像数据的关联表），还将人脸图像数据下发到前端识别设备；

前端识别设备用于对图像采集设备采集的人脸图像进行预处理，得到人脸图像数据；还用于实时扫描预定区域内的智能终端的蓝牙信号，并根据鉴权中心下发的蓝牙标识，对发现的智能终端的蓝牙标识进行鉴权，在鉴权通过后，将该蓝牙标识与对应的人脸图像数据进行关联得到关联数据（即蓝牙标识与预处理后的人脸图像的关联关系），并将该关联数据上传到鉴权中心。

所谓的蓝牙标识对应的人脸图像数据，即为：前端识别设备在扫描到智能终端前/后预定时间内，图像采集设备所采集的人脸图像，前端识别设备对该图像进行预处理的结果。前边的预定时间，在一个实施例中，取0.5-1秒，优选0.9秒。

鉴权中心向前端识别设备下发的蓝牙标识以及人脸图像数据，即为通行的白名单，在后续过程中，用户可通过开启智能终端的蓝牙或者直接通过人脸识别，即可实现自由通行门禁，无需再操作智能终端。

上述前端识别设备对人脸图像进行预处理后，得到人脸特征值。具体为：将人脸图像进行存储。或者，对人脸图像中的人脸部分进行定位，再对定位的数据进行诸如光线补偿、灰度变换、直方图均衡化、归一化、几何校正、滤波以及锐化等人脸图像预先处理；最后进行人脸特征值的提取操作，获得表征该人脸的人脸特征值。

一般的，鉴权中心所存储的关联关系数据中，还关联存储有用户的身份信息。在初始状态下，鉴权中心预存有身份信息、终端标识和门禁权限的关联表。

在一个实施例中，上述智能终端为安装有特定APP的智能手机（或PDA等可联网设备），用户通过手机号或业主账户（即终端标识）登录到APP后，启动开门功能，则自动向鉴权中心发出开门请求，同时，还自动开启手机蓝牙（若已开启则跳过），开门请求中，携带有智能手机的蓝牙地址（即蓝牙标识），由于终端已登录到鉴权中心（鉴权中心作为APP的后台服务器），则在发送开门请求时，必然包含有终端的终端标识。

为了一次仅对一个业主进行鉴权，上述前端识别设备扫描蓝牙设备的半径为0.3-1米，例如0.5米。这样，即可有效避免受到附近其它蓝牙设备的干扰，造成误关联或误识别。

为了确保对人脸的采集准确、无干扰，上述图像采集设备的采集范围为，离前端识别设备0.5-1.5米（例如1.2米）的区域。这样，可以确保在每次采集人像时（对用用户来说，是无感的），该人会遮挡住超过绝大部分背景区域，避免受到背景中人/物的干扰，准确率可达99.98%。

从以上流程看出，采用本发明的人脸注册系统和方法后，整个人脸识别门禁系统的工作不需要任何管理人员人工参与注册登记，由系统自动完成，并且生成大量的带身份标签的人脸图像数据，转用于其他人脸识别领域。

如图3和4所示，本实施例公开了一种基于蓝牙设备的人脸注册方法，应用于人脸注册系统，该系统包括带蓝牙功能的智能终端、带蓝牙功能的前端识别设备、连接前端识别设备的图像采集设备，以及分别连接前端识别设备和智能终端的鉴权中心；在鉴权中心预先构建关联关系数据，该关联关系数据包含终端标识与门禁权限的关联关系；所谓的门禁权限，即对于终端标识对应的用户能通过哪些区域的门禁的规定；注册方法包括以下步骤：

用户通过操作智能终端，向鉴权中心发送开门请求，智能终端自动开启蓝牙；该开门请求中携带有智能终端的终端标识和蓝牙标识；

鉴权中心基于关联关系数据对终端标识进行鉴权，在鉴权通过后，将对应的蓝牙标识更新入关联关系数据中，同时，将蓝牙标识下发到门禁权限所对应的前端识别设备，该门禁权限为鉴权通过的终端标识所关联的门禁权限；

图像采集设备以预定频率采集预定区域内的用户的人脸图像，将采集的人脸图像发送给前端识别处理设备；

前端识别处理设备实时扫描预定区域内的蓝牙信号，基于鉴权中心下发的蓝牙标识对发现的蓝牙设备进行鉴权，在鉴权通过后，将对应的人脸图像数据发送给鉴权中心，该人脸图像数据为前端识别处理设备对图像采集设备所采集的人脸图像进行预处理后得到的人脸图像数据；

鉴权中心将接收的人脸图像数据更新入对应的关联关系数据中。优选还将该人脸图像数据作为白名单下发给前端识别设备。所谓对应的关联关系数据，即前端识别设备将人脸图像数据与蓝牙标识进行关联后发送给鉴权中心，鉴权中心在存储的关联关系数据中，查找到对应的蓝牙标识，再将人脸图像数据写入该蓝牙标识所对应的那一条关联关系数据（终端标识、门禁权限、蓝牙标识的关联表），形成终端标识、门禁权限、蓝牙标识和人脸图像数据的关联表。所谓的白名单，即合法名单，在该白名单中的标识，即可自由通过门禁。

为了确保蓝牙标识与人脸图像对应于同一个用户，前端识别设备向鉴权中心所上传的人脸图像数据所对应的人脸图像的采集时间，与前端识别设备对蓝牙标识鉴别通过的时间之间的时间差，在预定阈值以内。例如，前端识别设备发现智能终端的时间点为T1，图像采集设备采集到人脸图像的时间点为T2，在前端识别设备对智能终端的蓝牙标识鉴权通过后，且在|T1-T2|<=K（K为设定的时间阈值，例如0.5-1秒）时，前端识别设备将该人脸图像的预处理结果作为对应于所鉴权的蓝牙标识的人脸图像数据上传到鉴权中心。通常的，蓝牙设备判定合法和人脸图片采集的时间差设定在0.9秒（含）以内。

为了确保对人脸的采集准确、无干扰，上述图像采集设备的采集范围为，离前端识别设备0.5-1.5米的区域。一般取1.2米，这样，可以确保蓝牙标识与人脸图像数据关联的准确度高于99.98%

为了一次仅对一个业主进行鉴权，进而防止被非法人员混入。上述前端识别设备扫描蓝牙设备的半径为0.3-1米。例如0.5米。

上述对人脸注册的方案中，第一步，对蓝牙标识基于已注册的终端标识进行关联，第二步，对人脸图像数据基于已关联的蓝牙标识进行注册。属于生物识别应用（特别是人脸识别门禁）和身份认证，授权范畴的。是提高用户体验感受度和避免注册过程繁琐费时而提出的一种简捷高效的方法，可以广泛用于人脸识别领域。

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 (10)

1.一种基于蓝牙设备的人脸注册系统，其特征在于，包括带蓝牙功能的智能终端、带蓝牙功能的前端识别设备、连接前端识别设备的图像采集设备，以及分别连接前端识别设备和智能终端的鉴权中心，鉴权中心中预存有相互关联的智能终端的终端标识和门禁权限的关联关系数据；其中：

图像采集设备用于以预定频率采集预定区域内的人脸的图像，将采集的人脸图像发送给前端识别设备；

智能终端用于向鉴权中心发送开门请求，该开门请求中携带有智能终端的终端标识和蓝牙标识；在发送开门请求后，且在未开启蓝牙时，开启蓝牙；

鉴权中心根据预存的终端标识和门禁权限的关联关系数据，对终端标识进行鉴权，在鉴权通过后，将终端标识对应的蓝牙标识更新入关联关系数据中；查找出终端标识关联的门禁权限，并将蓝牙标识下发到该门禁权限所对应的前端识别设备；还在接收到前端识别设备上传的关联数据时，将关联数据更新到存储的关联关系数据中，还将人脸图像数据下发到前端识别设备；

前端识别设备用于对图像采集设备采集的人脸图像进行预处理，得到人脸图像数据；还用于实时扫描预定区域内的智能终端的蓝牙信号，并根据鉴权中心下发的蓝牙标识，对发现的智能终端的蓝牙标识进行鉴权，在鉴权通过后，将该蓝牙标识与对应的人脸图像数据进行关联得到关联数据，并将该关联数据上传到鉴权中心。

2.如权利要求1所述的人脸注册系统，其特征在于，所述蓝牙标识对应的人脸图像数据为：前端识别设备在扫描到智能终端前/后预定时间内，图像采集设备所采集的人脸图像，前端识别设备对该图像进行预处理的结果。

3.如权利要求2所述的人脸注册系统，其特征在于，所述预定时间段为0.5-1秒。

4.如权利要求1所述的人脸注册系统，其特征在于，所述前端识别设备扫描蓝牙设备的半径为0.3-1米。

5.如权利要求1所述的人脸注册系统，其特征在于，所述图像采集设备的采集范围为，离前端识别设备0.5-1.5米的区域。

6.一种基于蓝牙设备的人脸注册方法，应用于人脸注册系统，该系统包括带蓝牙功能的智能终端、带蓝牙功能的前端识别设备、连接前端识别设备的图像采集设备，以及分别连接前端识别设备和智能终端的鉴权中心；在鉴权中心预先构建关联关系数据，该关联关系数据包含终端标识与门禁权限的关联关系；其特征在于，所述注册方法包括以下步骤：

用户通过操作智能终端，向鉴权中心发送开门请求，智能终端自动开启蓝牙；该开门请求中携带有智能终端的终端标识和蓝牙标识；

鉴权中心基于关联关系数据对终端标识进行鉴权，在鉴权通过后，将对应的蓝牙标识更新入关联关系数据中，同时，将蓝牙标识下发到门禁权限所对应的前端识别设备，该门禁权限为鉴权通过的终端标识所关联的门禁权限；

图像采集设备以预定频率采集预定区域内的用户的人脸图像，将采集的人脸图像发送给前端识别处理设备；

前端识别处理设备实时扫描预定区域内的蓝牙信号，基于鉴权中心下发的蓝牙标识对发现的蓝牙设备进行鉴权，在鉴权通过后，将对应的人脸图像数据发送给鉴权中心，该人脸图像数据为前端识别处理设备对图像采集设备所采集的人脸图像进行预处理后得到的人脸图像数据；

鉴权中心将接收的人脸图像数据更新入对应的关联关系数据中。

7.如权利要求6所述的人脸注册方法，其特征在于，所述前端识别设备向鉴权中心所上传的人脸图像数据所对应的人脸图像的采集时间，与前端识别设备对蓝牙标识鉴别通过的时间之间的时间差，在预定阈值以内。

8.如权利要求7所述的人脸注册方法，其特征在于，所述时间差为0.5-1秒。

9.如权利要求6所述的人脸注册方法，其特征在于，图像采集设备的采集范围为，离前端识别设备0.5-1.5米的区域。

10.如权利要求6所述的人脸注册方法，其特征在于，前端识别设备扫描蓝牙设备的半径为0.3-1米。