CN109979057B - 一种基于云计算的电力通信安防人脸智能识别系统 - Google Patents

一种基于云计算的电力通信安防人脸智能识别系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于云计算的电力通信安防人脸智能识别系统，包括云计算单元、云存储单元、数据交换单元、控制器、显示模块、数据库、门禁模块、人脸识别模块、数据存储单元和摄像模块；所述摄像模块包括若干摄像头，摄像头设置与通信机房外；本发明通过摄像模块根据相关规则获取到核验人脸图像和核验全身图像，之后利用人脸识别模块对核验人脸图像进行识别，一旦识别成功后，获取到对应人员的人员姓名，并将核验全身图像标记为待确认全身图像，之后将待确认全身图像传输到云计算单元，利用云计算单元和云存储单元对面部比和半身比进行判定，当结合相关规则和算法判定到是该人员的时候，打开门禁，并形成进入记录。

Description

一种基于云计算的电力通信安防人脸智能识别系统
技术领域
本发明属于人脸识别领域，涉及一种云计算技术，具体是一种基于云计算的电力通信安防人脸智能识别系统。
背景技术
电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的。它同电力系统的继电保护及安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。目前，它更是电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化的基础；是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段；是电力系统的重要基础设施。由于电力通信网对通信的可靠性、保护控制信息传送的快速性和准确性具有及严格的要求，并且电力部门拥有发展通信的特殊资源优势，因此，世界上大多数国家的电力公司都以自建为主的方式建立了电力系统专用通信网。
而在一些电力通信网络中，电力设备机房不可获取，其内设置有若干电力设备，非专业人士随便进入，乱动设备，可能造成一定的电力通信紊乱；而在当前，借助于人脸识别的门禁系统层出不穷，但是其识别的稳定性不一定足，没有结合人员的全身特征进行辨别；为了解决这一技术缺陷，现提供一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于云计算的电力通信安防人脸智能识别系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于云计算的电力通信安防人脸智能识别系统，包括云计算单元、云存储单元、数据交换单元、控制器、显示模块、数据库、门禁模块、人脸识别模块、数据存储单元和摄像模块；
其中，所述摄像模块包括若干摄像头，摄像头设置与通信机房外，用于实时获取来访人员脸部的人脸图像和全身图像；并进行图像甄选；具体甄选步骤为：
步骤一：利用摄像头获取到若干张来访人员的人脸图像；
步骤二：遴选到一张人脸图像最为清晰且无遮挡的照片作为核验人脸图像；
步骤三：获取到来访人员若干全身图像，获取到来访人员头部保持端正，且处于直立状态的全身图像做为核验全身图像；
所述摄像模块用于将核验人脸图像和核验全身图像传输到人脸识别模块，所述人脸识别模块用于结合数据库对人脸图像进行识别，所述数据库存储有本通信机房准入人员的标准人脸图像；当人脸识别模块通过人脸识别技术比对到核验人脸图像与数据库内的标准人脸图像一致时获取到该人脸图像对应的人员姓名，并将该核验人脸图像对应的核验全身图像标记为待确认全身图像；所述人脸识别模块用于将待确认全身图像和人员姓名传输到控制器；
所述控制器用于通过数据交换单元将待确认全身图像和人员姓名传输到云计算单元，所述数据交换单元通过通信网络与云计算单元进行数据交换；所述云计算单元接收数据交换单元传输的待确认全身图像和人员姓名；
所述云存储单元还存储有本机房准入人员对应的基准参数；基准参数包括面部比和半身比；
所述云计算单元用于对待确认全身图像进行数据核验；具体核验步骤为：
步骤一：首先获取到待确认全身图像；
步骤二：将待确认全身图像轮廓化；
步骤三：将待确认全身图像中的两个耳朵的耳垂部分看作一个点，连接两个耳垂点，形成耳垂线；
步骤四：以下巴最低点为端点，从下巴到鼻尖为方向，一致延伸到头部边缘点，得到脸部垂线；将耳垂线除以脸部垂线得到面部比，将面部比标记为Mb；
步骤五：将待确认全身图像的双手中指指尖连线，得到指尖线；
步骤六：获取得到下巴最低点到指尖线的垂直距离，并将该垂直距离标记为半身距Bj；
步骤七：将待确认全身图像中的双脚大脚拇指指尖视为两个点，连线得到脚间线；
步骤八：将鼻尖位置看作一个点，求取鼻尖点到脚间线的垂直距离，并将该距离标记为伪身高线Sg；
步骤九：利用公式Bs＝Bj/Sg得到半身比Bs；
步骤十：根据数据交换单元传输的人员姓名，获取到云存储单元内对应该人员的面部比和半身比；并将面部比和半身比依次标记为Mc和Bc；
步骤十一：根据公式
Figure GDA0003477973900000031
计算得到相似值Q，其中P1和P2为预设值；
步骤十二：当Q大于预设值X3时，则表示待确认全身图像为该准入人员，并产生准入信号；
所述云计算单元通过数据交换单元向控制器返回准入信号和该准入人员的姓名；所述控制器在接收到数据交换模块传输的准入信号时驱动门禁模块打开门禁。
进一步地，所述头部保持端正的具体认定过程如下：
S1：获取到来访人员的全身图像；
S2：将全身图像轮廓化，取其轮廓线，在轮廓线上标记出鼻子、双耳耳垂和肩部；
S3：将左右肩膀与手臂连接关节位置连接，形成肩线；
S4：以鼻间为一点，平行于肩线的方向向两边延伸到脸庞的中点，得到鼻子左右两条鼻线，比较两条鼻线的长度，当两条鼻线的长度差在预设范围X1内时，表明来访人员脸正对摄像头，且头部没有向左右偏转；
S5：将双耳耳垂为一点，获取得到其与肩线的垂直距离，当两只耳朵与肩线的垂直距离差在预设范围X2内时，则表示来访人员头部没有倾斜；
进一步地，处于直立状态的验证标准为：
S1：获取到若干全身图像中，来访人员的脚与地面处于贴合状态的图片，即为没有踮起脚的全身图像；
S2：将没有踮起脚的全身图像中来访人员拍摄到的身高最高的全身图像，且双手保持垂立的认定为直立状态的全身图像；双手垂立具体可表现为双手轮廓线处于垂直状态，且双手长度保持一致，即双手中指指尖离地面高度保持一致。
进一步地，所述控制器还用于在接收到数据交换模块传输的准入信号时驱动显示模块显示“欢迎进入+人员姓名”。
进一步地，所述控制器还用于在接收到数据交换模块传输的准入信号时将人员姓名打上时间戳形成进入记录；所述控制器用于将进入记录传输到数据存储单元。
进一步地，所述控制器还用于对数据存储单元内的进入记录进行查看和管理，具体管理步骤如下：
A、当有人查看某一条进入记录时会形成查询记录，查询记录包括查询次数和对应的查询时间；
B、当进入记录超过预设值X4条时，进行转移处理；
C、转移处理具体为，首先将进入记录标记为Jri,i＝1...n；
D、将每条查询记录的查询次数标记为Ci,i＝1...n，Ci与Jri一一对应；
E、获取到每天查询记录最后一次查询时间距离当下的时间并将该时间标记为Ti，i＝1...n，Ti与Jri一一对应；
Ci
F、利用公式Wi＝P3 Ti，i＝1...n，其中P3为预设值；按照Wi值由大到小排序，将最后X5名对应的进入记录Jri标记为移除记录；X5为预设值；
所述控制器用于将移除记录从数据存储单元内转存到云存储单元，所述控制器用于将移除记录借助数据交换单元和云计算单元传输到云存储单元；所述控制器用于将数据存储单元的移除记录删除。
本发明的有益效果：本发明通过摄像模块根据相关规则获取到核验人脸图像和核验全身图像，之后利用人脸识别模块对核验人脸图像进行识别，一旦识别成功后，获取到对应人员的人员姓名，并将核验全身图像标记为待确认全身图像，之后将待确认全身图像传输到云计算单元，利用云计算单元和云存储单元对面部比和半身比进行判定，当结合相关规则和算法判定到是该人员的时候，打开门禁，并形成进入记录；将进入记录存储到数据存储单元，并结合相关规则将达到要求的进入记录标记为移除记录，将移除记录由数据存储单元转存到云存储单元，避免数据存储单元存储数据过大；本发明简单有效，且易于实用。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的系统框图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于云计算的电力通信安防人脸智能识别系统，包括云计算单元、云存储单元、数据交换单元、控制器、显示模块、数据库、门禁模块、人脸识别模块、数据存储单元和摄像模块；
其中，所述摄像模块包括若干摄像头，摄像头设置与通信机房外，用于实时获取来访人员脸部的人脸图像和全身图像；并进行图像甄选；具体甄选步骤为：
步骤一：利用摄像头获取到若干张来访人员的人脸图像；
步骤二：遴选到一张人脸图像最为清晰且无遮挡的照片作为核验人脸图像；
步骤三：获取到来访人员若干全身图像，获取到来访人员头部保持端正，且处于直立状态的全身图像做为核验全身图像；头部保持端正的具体认定过程如下：
S1：获取到来访人员的全身图像；
S2：将全身图像轮廓化，取其轮廓线，在轮廓线上标记出鼻子、双耳耳垂和肩部；
S3：将左右肩膀与手臂连接关节位置连接，形成肩线；
S4：以鼻间为一点，平行于肩线的方向向两边延伸到脸庞的中点，得到鼻子左右两条鼻线，比较两条鼻线的长度，当两条鼻线的长度差在预设范围X1内时，表明来访人员脸正对摄像头，且头部没有向左右偏转；
S5：将双耳耳垂为一点，获取得到其与肩线的垂直距离，当两只耳朵与肩线的垂直距离差在预设范围X2内时，则表示来访人员头部没有倾斜；
处于直立状态的验证标准为：
S1：获取到若干全身图像中，来访人员的脚与地面处于贴合状态的图片，即为没有踮起脚的全身图像；
S2：将没有踮起脚的全身图像中来访人员拍摄到的身高最高的全身图像，且双手保持垂立的认定为直立状态的全身图像；双手垂立具体可表现为双手轮廓线处于垂直状态，且双手长度保持一致，即双手中指指尖离地面高度保持一致；
所述摄像模块用于将核验人脸图像和核验全身图像传输到人脸识别模块，所述人脸识别模块用于结合数据库对人脸图像进行识别，所述数据库存储有本通信机房准入人员的标准人脸图像；人脸识别技术为现有技术中较为成熟的技术，故此处不做多余赘述；当人脸识别模块通过人脸识别技术比对到核验人脸图像与数据库内的标准人脸图像一致时获取到该人脸图像对应的人员姓名，并将该核验人脸图像对应的核验全身图像标记为待确认全身图像；所述人脸识别模块用于将待确认全身图像和人员姓名传输到控制器；
所述控制器用于通过数据交换单元将待确认全身图像和人员姓名传输到云计算单元，所述数据交换单元通过通信网络与云计算单元进行数据交换；所述云计算单元接收数据交换单元传输的待确认全身图像和人员姓名；
所述云存储单元还存储有本机房准入人员对应的基准参数；基准参数包括面部比和半身比；
所述云计算单元用于对待确认全身图像进行数据核验；具体核验步骤为：
步骤一：首先获取到待确认全身图像；
步骤二：将待确认全身图像轮廓化；
步骤三：将待确认全身图像中的两个耳朵的耳垂部分看作一个点，连接两个耳垂点，形成耳垂线；
步骤四：以下巴最低点为端点，从下巴到鼻尖为方向，一致延伸到头部边缘点，得到脸部垂线；将耳垂线除以脸部垂线得到面部比，将面部比标记为Mb；
步骤五：将待确认全身图像的双手中指指尖连线，得到指尖线；
步骤六：获取得到下巴最低点到指尖线的垂直距离，并将该垂直距离标记为半身距Bj；
步骤七：将待确认全身图像中的双脚大脚拇指指尖视为两个点，连线得到脚间线；
步骤八：将鼻尖位置看作一个点，求取鼻尖点到脚间线的垂直距离，并将该距离标记为伪身高线Sg；
步骤九：利用公式Bs＝Bj/Sg得到半身比Bs；
步骤十：根据数据交换单元传输的人员姓名，获取到云存储单元内对应该人员的面部比和半身比；并将面部比和半身比依次标记为Mc和Bc；
步骤十一：根据公式
Figure GDA0003477973900000081
计算得到相似值Q，其中P1和P2为预设值；
步骤十二：当Q大于预设值X3时，则表示待确认全身图像为该准入人员，并产生准入信号；
所述云计算单元通过数据交换单元向控制器返回准入信号和该准入人员的姓名；所述控制器在接收到数据交换模块传输的准入信号时驱动门禁模块打开门禁。
所述控制器还用于在接收到数据交换模块传输的准入信号时驱动显示模块显示“欢迎进入+人员姓名”。
所述控制器还用于在接收到数据交换模块传输的准入信号时将人员姓名打上时间戳形成进入记录；所述控制器用于将进入记录传输到数据存储单元。
所述控制器还用于对数据存储单元内的进入记录进行查看和管理，具体管理步骤如下：
A、当有人查看某一条进入记录时会形成查询记录，查询记录包括查询次数和对应的查询时间；
B、当进入记录超过预设值X4条时，进行转移处理；
C、转移处理具体为，首先将进入记录标记为Jri,i＝1...n；
D、将每条查询记录的查询次数标记为Ci,i＝1...n，Ci与Jri一一对应；
E、获取到每天查询记录最后一次查询时间距离当下的时间并将该时间标记为Ti，i＝1...n，Ti与Jri一一对应；
F、利用公式
Figure GDA0003477973900000091
i＝1...n，其中P3为预设值；按照Wi值由大到小排序，将最后X5名对应的进入记录Jri标记为移除记录；X5为预设值；
所述控制器用于将移除记录从数据存储单元内转存到云存储单元，所述控制器用于将移除记录借助数据交换单元和云计算单元传输到云存储单元；所述控制器用于将数据存储单元的移除记录删除。
一种基于云计算的电力通信安防人脸智能识别系统，在工作时，首先通过摄像模块根据相关规则获取到核验人脸图像和核验全身图像，之后利用人脸识别模块对核验人脸图像进行识别，一旦识别成功后，获取到对应人员的人员姓名，并将核验全身图像标记为待确认全身图像，之后将待确认全身图像传输到云计算单元，利用云计算单元和云存储单元对面部比和半身比进行判定，当结合相关规则和算法判定到是该人员的时候，打开门禁，并形成进入记录；将进入记录存储到数据存储单元，并结合相关规则将达到要求的进入记录标记为移除记录，将移除记录由数据存储单元转存到云存储单元，避免数据存储单元存储数据过大。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于云计算的电力通信安防人脸智能识别系统，其特征在于，包括云计算单元、云存储单元、数据交换单元、控制器、显示模块、数据库、门禁模块、人脸识别模块、数据存储单元和摄像模块；
其中，所述摄像模块包括若干摄像头，摄像头设置与通信机房外，用于实时获取来访人员脸部的人脸图像和全身图像；并进行图像甄选；具体甄选步骤为：
步骤一：利用摄像头获取到若干张来访人员的人脸图像；
步骤二：遴选到一张人脸图像最为清晰且无遮挡的照片作为核验人脸图像；
步骤三：获取到来访人员若干全身图像，获取到来访人员头部保持端正，且处于直立状态的全身图像做为核验全身图像；
所述摄像模块用于将核验人脸图像和核验全身图像传输到人脸识别模块，所述人脸识别模块用于结合数据库对人脸图像进行识别，所述数据库存储有本通信机房准入人员的标准人脸图像；当人脸识别模块通过人脸识别技术比对到核验人脸图像与数据库内的标准人脸图像一致时获取到该人脸图像对应的人员姓名，并将该核验人脸图像对应的核验全身图像标记为待确认全身图像；所述人脸识别模块用于将待确认全身图像和人员姓名传输到控制器；
所述控制器用于通过数据交换单元将待确认全身图像和人员姓名传输到云计算单元，所述数据交换单元通过通信网络与云计算单元进行数据交换；所述云计算单元接收数据交换单元传输的待确认全身图像和人员姓名；
所述云存储单元还存储有本机房准入人员对应的基准参数；基准参数包括面部比和半身比；
所述云计算单元用于对待确认全身图像进行数据核验；具体核验步骤为：
步骤一：首先获取到待确认全身图像；
步骤二：将待确认全身图像轮廓化；
步骤三：将待确认全身图像中的两个耳朵的耳垂部分看作一个点，连接两个耳垂点，形成耳垂线；
步骤四：以下巴最低点为端点，从下巴到鼻尖为方向，一致延伸到头部边缘点，得到脸部垂线；将耳垂线除以脸部垂线得到面部比，将面部比标记为Mb；
步骤五：将待确认全身图像的双手中指指尖连线，得到指尖线；
步骤六：获取得到下巴最低点到指尖线的垂直距离，并将该垂直距离标记为半身距Bj；
步骤七：将待确认全身图像中的双脚大脚拇指指尖视为两个点，连线得到脚间线；
步骤八：将鼻尖位置看作一个点，求取鼻尖点到脚间线的垂直距离，并将该距离标记为伪身高线Sg；
步骤九：利用公式Bs＝Bj/Sg得到半身比Bs；
步骤十：根据数据交换单元传输的人员姓名，获取到云存储单元内对应该人员的面部比和半身比；并将面部比和半身比依次标记为Mc和Bc；
步骤十一：根据公式
Figure FDA0003477973890000021
计算得到相似值Q，其中P1和P2为预设值；
步骤十二：当Q大于预设值X3时，则表示待确认全身图像为该准入人员，并产生准入信号；
所述云计算单元通过数据交换单元向控制器返回准入信号和该准入人员的姓名；所述控制器在接收到数据交换模块传输的准入信号时驱动门禁模块打开门禁。
2.根据权利要求1所述的一种基于云计算的电力通信安防人脸智能识别系统，其特征在于，所述头部保持端正的具体认定过程如下：
S1：获取到来访人员的全身图像；
S2：将全身图像轮廓化，取其轮廓线，在轮廓线上标记出鼻子、双耳耳垂和肩部；
S3：将左右肩膀与手臂连接关节位置连接，形成肩线；
S4：以鼻间为一点，平行于肩线的方向向两边延伸到脸庞的中点，得到鼻子左右两条鼻线，比较两条鼻线的长度，当两条鼻线的长度差在预设范围X1内时，表明来访人员脸正对摄像头，且头部没有向左右偏转；
S5：将双耳耳垂为一点，获取得到其与肩线的垂直距离，当两只耳朵与肩线的垂直距离差在预设范围X2内时，则表示来访人员头部没有倾斜。
3.根据权利要求1所述的一种基于云计算的电力通信安防人脸智能识别系统，其特征在于，处于直立状态的验证标准为：
S1：获取到若干全身图像中，来访人员的脚与地面处于贴合状态的图片，即为没有踮起脚的全身图像；
S2：将没有踮起脚的全身图像中来访人员拍摄到的身高最高的全身图像，且双手保持垂立的认定为直立状态的全身图像；双手垂立具体可表现为双手轮廓线处于垂直状态，且双手长度保持一致，即双手中指指尖离地面高度保持一致。
4.根据权利要求1所述的一种基于云计算的电力通信安防人脸智能识别系统，其特征在于，所述控制器还用于在接收到数据交换模块传输的准入信号时驱动显示模块显示“欢迎进入+人员姓名”。
5.根据权利要求1所述的一种基于云计算的电力通信安防人脸智能识别系统，其特征在于，所述控制器还用于在接收到数据交换模块传输的准入信号时将人员姓名打上时间戳形成进入记录；所述控制器用于将进入记录传输到数据存储单元。
6.根据权利要求5所述的一种基于云计算的电力通信安防人脸智能识别系统，其特征在于，所述控制器还用于对数据存储单元内的进入记录进行查看和管理，具体管理步骤如下：
A、当有人查看某一条进入记录时会形成查询记录，查询记录包括查询次数和对应的查询时间；
B、当进入记录超过预设值X4条时，进行转移处理；
C、转移处理具体为，首先将进入记录标记为Jri,i＝1...n；
D、将每条查询记录的查询次数标记为Ci,i＝1...n，Ci与Jri一一对应；
E、获取到每天查询记录最后一次查询时间距离当下的时间并将该时间标记为Ti，i＝1...n，Ti与Jri一一对应；
F、利用公式
Figure FDA0003477973890000041
其中P3为预设值；按照Wi值由大到小排序，将最后X5名对应的进入记录Jri标记为移除记录；X5为预设值；
所述控制器用于将移除记录从数据存储单元内转存到云存储单元，所述控制器用于将移除记录借助数据交换单元和云计算单元传输到云存储单元；所述控制器用于将数据存储单元的移除记录删除。
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