CN110111466A - 一种基于人脸识别技术的门禁系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于人脸识别技术的门禁系统及控制方法，包括：人体检测单元、控制单元、摄像单元、图像处理单元和门锁驱动单元，能够检测是否有用户接近，并通过多摄像头获取人脸图像，通过图像处理和分析，判断用户的合法性和真实性，使得用户无需携带门禁卡即可方便的通过门禁系统，同时有效的提高了门禁系统的安全性，保证用户安全，提高用户体验。

Description

一种基于人脸识别技术的门禁系统及控制方法

技术领域

本发明涉及门禁技术领域，更具体地说，涉及一种基于人脸识别技术的门禁系统及控制方法。

背景技术

门禁系统是小区物业管理的常规系统。目前的门禁系统大多是采用门禁卡的方式，用户通过门禁时需要刷门禁卡通过。当用户忘记携带门禁卡时，或者随身携带的物品较多不方便取出门禁卡时，会造成极大的不方便。

基于上述缺陷，目前产生了多种基于人体生物特征的识别进行管理的门禁系统，例如人脸、指纹、虹膜的识别等。由于成本、便捷性等因素的限制，基于人脸识别的门禁系统是目前较为流行门禁系统。但是，人脸识别技术本身存在着一定的缺陷，例如使用照片进行人脸识别，就会对门禁系统造成身份认证漏洞。因此，需要一种能够有效的判断用户的真实性和合法性的门禁系统，基于人脸识别技术进行用户管理，方便用户使用，并保障门禁系统的高安全性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于人脸识别技术的门禁系统及控制方法，用于解决用户在没有携带门禁卡时无法通过门禁，以及目前基于人脸识别的门禁系统安全性低的问题，使得用户无需携带门禁卡即可通过门禁，并有效的提高了门禁系统的安全性，保障了用户的安全，提升了用户的使用体验。

为了解决上述技术问题，现提出的方案如下：

一种基于人脸识别技术的门禁系统，所述系统包括：

人体检测单元、控制单元、摄像单元、图像处理单元和门锁驱动单元；其中，

所述人体检测单元，用于在检测到有用户接近时向所述控制单元发送第一触发信号；

所述控制单元，用于根据所述第一触发信号向所述摄像单元发送第二触发信号；接收所述人脸识别信息、所述图像深度信息以及所述眼部变化信息，根据所述人脸识别信息和所述图像深度信息进行用户合法性分析，根据所述图像深度信息和所述眼部变化信息进行用户真实性分析，根据分析结果向所述门锁驱动单元发送第三触发信号；

所述摄像单元，包括至少两个摄像头，用于根据所述第二触发信号，以每隔预定的时间间隔拍摄一组人脸图像，并将每组所述人脸图像发送至所述图像处理单元；

所述图像处理单元，用于接收所述人脸图像，对同一组所述人脸图像中的至少两张所述人脸图像进行比对，得到图像深度信息；对不同组所述人脸图像进行眼部识别和比对，判断眼部是否有变化，得到眼部变化信息；选取任意一组所述人脸图像中的任意一张所述人脸图像进行特征识别，得到人脸识别信息；将所述人脸识别信息、所述图像深度信息以及所述眼部变化信息发送至所述控制单元；

所述门锁驱动单元，用于根据所述第三触发信号，开启或关闭门锁。

优选的，所述摄像单元还包括摄像辅助单元，用于当检测到周围光线不足时，启动辅助光源，以保证所述摄像单元能够获取清晰的人脸图像。

优选的，所述预定的时间间隔为0.5s-1s。

优选的，所述人体检测单元包括红外线传感器。

优选的，所述系统还包括语音单元，用于从所述控制单元接收所述分析结果，播报用户检测结果，以及发出报警信息。

优选的，所述系统还包括存储单元，用于存储所述人脸识别信息、所述图像深度信息，以及所述眼部变化信息。

优选的，所述系统还包括通信单元，用于从所述控制单元接收所述人脸识别信息、所述图像深度信息，以及所述眼部变化信息，并发送至云端服务器；以及从所述云端服务器接收所述分析结果，并发送至所述控制单元。

优选的，所述通信单元包括WIFI模块或3G通信模块。

优选的，所述系统还包括云端服务器，所述云端服务器用于接收所述人脸识别信息、所述图像深度信息，以及所述眼部变化信息，根据所述人脸识别信息和所述图像深度信息进行用户合法性分析，根据所述图像深度信息和所述眼部变化信息进行用户真实性分析，将分析结果发送至所述通信单元。

一种基于人脸识别技术的门禁控制方法，所述方法包括：

人体检测单元在检测到有用户接近时向控制单元发送第一触发信号；

所述控制单元根据所述第一触发信号向摄像单元发送第二触发信号；

所述摄像单元根据所述第二触发信号，使用至少两个摄像头以每隔预定的时间间隔拍摄一组人脸图像，并将每组所述人脸图像发送至图像处理单元；

所述图像处理单元接收所述人脸图像，对同一组所述人脸图像中的至少两张所述人脸图像进行比对，得到图像深度信息；对不同组所述人脸图像进行眼部识别和比对，判断眼部是否有变化，得到眼部变化信息；选取任意一组所述人脸图像中的任意一张所述人脸图像进行特征识别，得到人脸识别信息；将所述人脸识别信息、所述图像深度信息以及所述眼部变化信息发送至所述控制单元；

所述控制单元接收所述人脸识别信息、所述图像深度信息以及所述眼部变化信息，根据所述人脸识别信息和所述图像深度信息进行用户合法性分析，根据所述图像深度信息和所述眼部变化信息进行用户真实性分析，根据分析结果向门锁驱动单元发送第三触发信号；

所述门锁驱动单元，用于根据所述第三触发信号，开启或关闭门锁。

从上述的技术方案可以看出，本申请实施例提供的基于人脸识别技术的门禁系统及控制方法，能够检测是否有用户接近，并通过多摄像头获取人脸图像，通过图像处理和分析，判断用户的合法性和真实性，使得用户无需携带门禁卡即可方便的通过门禁系统，同时有效的提高了门禁系统的安全性，保证用户安全，提高用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明的基于人脸识别技术的门禁系统的结构示意图；

图2是本发明的基于人脸识别技术的门禁控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的基于人脸识别技术的门禁系统，涉及小区物业管理领域，适用在小区大门或者楼门管理。

如图1所示，本发明的一种基于人脸识别技术的门禁系统，具体包括：

本地门禁装置100和云端服务器200，其中，本地门禁装置包括：人体检测单元10、控制单元20、摄像单元30、图像处理单元40、门锁驱动单元50、语音单元60、存储单元70以及通信单元80。

人体检测单元10，在检测到有用户接近时向控制单元20发送第一触发信号。

人体检测单元10可以红外线传感器，通过检测遮挡物热量来确定是否有人接近。这种检测方式不受光线、气候等因素的影响，能够大幅降低门禁系统的耗电量和使用寿命。

控制单元20是门禁系统的控制中枢，通常可以是ARM处理器，或者CPU等。控制单元20接收人体检测单元10发送的第一触发信号，向摄像单元30发送第二触发信号，控制摄像单元30的启动。

控制单元20还从图像处理单元40接收人脸识别信息、图像深度信息以及眼部变化信息。根据人脸识别信息和图像深度信息进行用户合法性分析，具体来说，将接收的人脸识别信息和图像深度信息同数据库中预先录入的合法用户的人脸识别信息和图像深度信息进行数据比对，预先设定比对阈值，根据比对结果判断用户的合法性。传统的比对算法一般不对照图像深度信息，导致比对准确性有欠缺。本方案在比对时加入了深度信息，能够辅助人脸特征更加准确地进行人脸特征比对。

同时，控制单元20还根据图像深度信息和眼部变化信息进行用户真实性分析。用户真实性分析能够有效的提高门禁系统的安全性，避免使用照片通过门禁的情况出现。眼部变化信息是判断用户在拍摄照片期间是否有眨眼行为，根据人体生理结构，在2-4秒的拍摄时期内必然会出现眨眼行为，如果没有这种眼部变化，则需要对用户的真实性进行质疑。图像深度信息也能够在一定程度上避免使用照片进行识别的情况的出现。通过上述这两种信息，能够有效的判断用户的真实性，提高门禁系统的安全性。

控制单元20根据用户合法性和真实性的分析结果向门锁驱动单元50发送第三触发信号，控制门锁的开启。

这里，用户合法性和真实性的分析可以在控制单元20内进行分析，也可以在云端服务器200进行分析，然后将结果反馈给控制单元20。

摄像单元30包括至少两个摄像头，多个摄像头以常规的一行、一列或者矩阵形式排列。摄像单元30接收控制单元发送的第二触发信号，以每隔预定的时间间隔拍摄一组人脸图像，并将每组人脸图像发送至图像处理单元40。多个摄像头同时进行拍摄，预定的拍摄时间间隔是根据人的眨眼动作来进行设置的。例如，预定的时间间隔为0.5s-1s，每一个时间间隔拍摄一组照片，在总共2-4s内拍摄3-4组照片，这样就能够检测到人脸的变化。

摄像单元30还包括摄像辅助单元，用于当检测到周围光线不足时，启动辅助光源，例如闪光灯等，以保证所述摄像单元能够获取清晰的人脸图像。

图像处理单元40接收摄像单元30拍摄的多组人脸图像，进行多角度的处理分析。对同一组人脸图像中的每一张张所述人脸图像进行比对，由于多个摄像头的拍摄角度不同，因此可以通过差分算法获得图像深度信息。

从不同组人脸图像中分别取出一张图像，这里每组取出的图像都来源于同一个摄像头，以保证图像分析的准确性。然后识别出图像中的眼部，将不同张图像的眼部进行比对，判断眼部是否有变化，例如眼部是否有睁眼闭眼，得到眼部变化信息。

同时，选取任意一组人脸图像中的任意一张人脸图像进行特征识别，得到人脸识别信息，将人脸识别信息、图像深度信息以及眼部变化信息发送至控制单元20。

门锁驱动单元50，当接收到控制单元20发送的第三触发信号时开启门锁。

语音单元60，从控制单元20接收用户合法性和真实性的分析结果，向用户播报用户检测结果，提示用户再次验证等，或者在用户不合法或不真实时发出报警信息。

存储单元70，用于存储人脸识别信息、图像深度信息，以及眼部变化信息，这里存储的上述三种信息包括预先存储的合法用户的三种信息。存储单元70可以在本地门禁装置100上，也可以在云端服务器200上。

通信单元80包括WIFI模块或3G通信模块，是在本地门禁装置100和云端服务器200之间进行通信的装置，其从控制单元20接收人脸识别信息、图像深度信息，以及眼部变化信息发送至云端服务器200，以及从云端服务器200接收分析结果发送至控制单元20。

云端服务器200是多个本地门禁装置100的中心平台，从本地门禁装置100的控制单元20接收并存储人脸识别信息、图像深度信息，以及眼部变化信息，能够根据人脸识别信息和图像深度信息进行用户合法性分析，根据图像深度信息和眼部变化信息进行用户真实性分析，将分析结果发送至通信单元80。

基于前文本发明提供的一种基于人脸识别技术的门禁系统的相同构思，本发明还提供一种基于人脸识别技术的门禁控制方法，如图2所示，上述控制方法应用在上述门禁系统中，具体包括：

步骤101，人体检测单元在检测到有用户接近时向控制单元发送第一触发信号。

步骤102，控制单元根据第一触发信号向摄像单元发送第二触发信号。

步骤103，摄像单元根据第二触发信号，使用至少两个摄像头以每隔预定的时间间隔拍摄一组人脸图像，并将每组人脸图像发送至图像处理单元。

步骤104，图像处理单元接收人脸图像，对同一组人脸图像中的至少两张人脸图像进行比对，得到图像深度信息。对不同组人脸图像进行眼部识别和比对，判断眼部是否有变化，得到眼部变化信息。选取任意一组人脸图像中的任意一张人脸图像进行特征识别，得到人脸识别信息。将人脸识别信息、图像深度信息以及眼部变化信息发送至控制单元。

步骤105，控制单元接收人脸识别信息、图像深度信息以及眼部变化信息，根据人脸识别信息和图像深度信息进行用户合法性分析，根据图像深度信息和眼部变化信息进行用户真实性分析，根据分析结果向门锁驱动单元发送第三触发信号。

步骤106，门锁驱动单元，用于根据第三触发信号，开启或关闭门锁。

最后，还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的方法、装置和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图和框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，包含一个或多个用于实现逻辑功能的计算机可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。也要注意的是，框图和流程图中的每个方框或方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

Claims (10)

1.一种基于人脸识别技术的门禁系统，其特征在于，所述系统包括：

人体检测单元、控制单元、摄像单元、图像处理单元和门锁驱动单元；其中，

所述人体检测单元，用于在检测到有用户接近时向所述控制单元发送第一触发信号；

所述控制单元，用于根据所述第一触发信号向所述摄像单元发送第二触发信号；接收人脸识别信息、图像深度信息以及眼部变化信息，根据所述人脸识别信息和所述图像深度信息进行用户合法性分析，根据所述图像深度信息和所述眼部变化信息进行用户真实性分析，根据分析结果向所述门锁驱动单元发送第三触发信号；

所述摄像单元，包括至少两个摄像头，用于根据所述第二触发信号，以每隔预定的时间间隔拍摄一组人脸图像，并将每组所述人脸图像发送至所述图像处理单元；

所述图像处理单元，用于接收所述人脸图像，对同一组所述人脸图像中的至少两张所述人脸图像进行比对，得到图像深度信息；对不同组所述人脸图像进行眼部识别和比对，判断眼部是否有变化，得到眼部变化信息；选取任意一组所述人脸图像中的任意一张所述人脸图像进行特征识别，得到人脸识别信息；将所述人脸识别信息、所述图像深度信息以及所述眼部变化信息发送至所述控制单元；

所述门锁驱动单元，用于根据所述第三触发信号，开启或关闭门锁。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述摄像单元还包括摄像辅助单元，用于当检测到周围光线不足时，启动辅助光源，以保证所述摄像单元能够获取清晰的人脸图像。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述预定的时间间隔为0.5s-1s。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述人体检测单元包括红外线传感器。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述系统还包括语音单元，用于从所述控制单元接收所述分析结果，播报用户检测结果，以及发出报警信息。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述系统还包括存储单元，用于存储所述人脸识别信息、所述图像深度信息，以及所述眼部变化信息。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述系统还包括通信单元，用于从所述控制单元接收所述人脸识别信息、所述图像深度信息，以及所述眼部变化信息，并发送至云端服务器；以及从所述云端服务器接收所述分析结果，并发送至所述控制单元。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：所述通信单元包括WIFI模块或3G通信模块。

9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于：所述系统还包括云端服务器，所述云端服务器用于接收所述人脸识别信息、所述图像深度信息，以及所述眼部变化信息，根据所述人脸识别信息和所述图像深度信息进行用户合法性分析，根据所述图像深度信息和所述眼部变化信息进行用户真实性分析，将分析结果发送至所述通信单元。

10.一种基于人脸识别技术的门禁控制方法，其特征在于，所述方法包括：

人体检测单元在检测到有用户接近时向控制单元发送第一触发信号；

所述控制单元根据所述第一触发信号向摄像单元发送第二触发信号；

所述摄像单元根据所述第二触发信号，使用至少两个摄像头以每隔预定的时间间隔拍摄一组人脸图像，并将每组所述人脸图像发送至图像处理单元；

所述图像处理单元接收所述人脸图像，对同一组所述人脸图像中的至少两张所述人脸图像进行比对，得到图像深度信息；对不同组所述人脸图像进行眼部识别和比对，判断眼部是否有变化，得到眼部变化信息；选取任意一组所述人脸图像中的任意一张所述人脸图像进行特征识别，得到人脸识别信息；将所述人脸识别信息、所述图像深度信息以及所述眼部变化信息发送至所述控制单元；

所述控制单元接收所述人脸识别信息、所述图像深度信息以及所述眼部变化信息，根据所述人脸识别信息和所述图像深度信息进行用户合法性分析，根据所述图像深度信息和所述眼部变化信息进行用户真实性分析，根据分析结果向门锁驱动单元发送第三触发信号；

所述门锁驱动单元，用于根据所述第三触发信号，开启或关闭门锁。