CN110164007B - 一种基于身份证据和人脸图像关联关系的门禁系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于身份证据和人脸图像关联关系的门禁系统，其包括图像采集模块、防伪检测模块、证据识别模块和关联绑定模块；图像采集模块分别采集若干人脸帧图像和身份证据帧图像；筛选出至少一张人脸帧图像发送给防伪检测模块，将所采集的身份证据帧图像发送给证据识别模块；防伪检测模块对接收的人脸帧图像进行人脸防伪检测，检测通过后，发送给关联绑定模块；证据识别模块将识别身份证据帧图像得到的文本类型证据发送给关联绑定模块；关联绑定模块将所接收到的数据预定时间段中进行关联，并在完成关联的同时或之后，控制开启门禁。本发明无需提前注册人脸，具备较高通行速率和百分之百的通行率，非常适用于弱身份认证场景。

Description

一种基于身份证据和人脸图像关联关系的门禁系统

技术领域

本发明涉及一种门禁系统，尤其是一种将身份证据和人脸图像进行关联绑定即可放行的门禁系统。

背景技术

在日常生活中，存在大量的公众场合需要记录个人身份信息，如商场、写字楼、医院、学校等，这些场合的门禁系统要求不是特别严格，有相关保安业务支持，出于安保要求，需要留下个人身份证据，以便在发生安全事故时，可以追溯到进出人员个人身份信息数据，对于个人身份数据，除了人脸数据，一般采用身份证留底的方式。

对应于上述需求，传统门禁放行的方式是将身份证进行注册授权，人们凭借注册后的身份证在门禁处通行。其一般需要三个数据：注册人脸数据、人脸标签数据以及抓拍人脸数据，通过抓拍人脸数据和注册人脸进行识别比对，从而关联出注册时人脸标签数据，人脸标签数据即是该人的特定身份信息，比对过程就是抓拍人脸数据和标签数据关联的过程。但是，对于上述场合，由于其人口流动性和随机性非常大，用户身份注册过程也较为繁琐，对每一位通行的人提前进行身份注册显然是不现实的，同时，传统的门禁系统属于对已注册账户的验证系统，无法主动获取和记录个人相关信息，因此，无法在上述场合使用现有门禁。另一方面，传统基于身份证数据进行人脸注册的门禁系统，由于现场采集的人脸和身份证所含的人脸在拍摄角度、光照环境、面部环境等方面均可能存在较大差异，因此，传统人脸注册的门禁在验证时，存在验证不通过的情况。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种针对一般公共场所，无需提前注册身份信息，仅基于身份证据和人脸图像关联关系即可实现放行的门禁系统。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于身份证据和人脸图像关联关系的门禁系统，其包括图像采集模块、防伪检测模块、证据识别模块和关联绑定模块；其中，

图像采集模块用于以预定顺序分别采集若干人脸帧图像和至少一张身份证据帧图像；并从若干所述人脸帧图像中，筛选出至少一张满足预定要求的人脸帧图像发送给防伪检测模块，将至少一张所采集的身份证据帧图像发送给证据识别模块；

防伪检测模块对接收的人脸帧图像进行人脸防伪检测，将检测通过后的人脸帧图像发送给关联绑定模块；人脸防伪检测即检测拍摄的人脸是否为活体的人脸；

证据识别模块对接收的身份证据帧图像进行图像识别，将识别得到的文本类型证据发送给关联绑定模块；所拍摄的身份证据属于图像格式，由于该数据是为了追溯，因此，需要转为文本类型才可便于检索；

关联绑定模块将所接收到的人脸帧图像和文本类型证据在预定时间段中进行关联，并在完成关联的同时或之后，控制开启门禁。门禁通行时，通行人员间存在间距，同一个人的人脸和其提供的身份证据在时间上存在连续性，因此，在一个较短时间段内，采集的用户人脸和身份证据属于同一个人，基于此，实现身份证据和用户人脸间的关联绑定。

本发明的系统无需提前对人脸及身份信息进行注册，在人员通行时即实现了人脸与身份证据（身份信息）的自动关联，节省了人脸注册环节的工作量，基于人员通行的间隔原理，实现对人脸和身份证据的关联，关联耗时极短，因此，通行速率非常快。同时，本发明的系统不存在对比验证环节，因此，通过率为百分之百。此外，本发明在对身份信息进行采集的硬件上，仅需一图像采集设备即可，无需额外安装证件识别器等设备。本发明可兼容多种身份证据，只要可关联到通行者的身份信息即可。

进一步的，上述图像采集模块以以下顺序分别采集人脸帧图像和身份证据帧图像：

图像采集模块以：连续采集若干人脸帧图像、采集至少一帧身份证据帧图像两者交替的顺序分别采集人脸帧图像和身份证据图像。

通过多帧人脸帧图像、至少一帧身份证据帧图像之间的交替采集，可以在单位时间内，多次采集到相匹配的人脸帧图像和身份证据图像，可以提高了采集的基数，进而在单位时间内，提高了人脸帧图像与身份证据间成功绑定的机会，一方面，确保了所采集数据的清晰度（图像）和正确率（文本），另一方面，相邻两次采集身份证据帧图像的间隔时间极短，可以提高关联速度，进而提高通行速率。

进一步的，上述图像采集模块分别采集人脸帧图像和身份证据帧图像的采集规则如下：

在每一秒的第1帧时间，进行校光，在余下的24帧时间，以预定顺序分别采集人脸帧图像和身份证据帧图像。

通过对视频帧结构的设计，在每一秒的第一帧进行校光，可以确保所采集图像的亮度，通过亮度的调节，确保所采集图像的清晰度和可辨识度。

进一步的，上述图像采集模块通过校光单元进行校光，所述校光单元校光规则为：检测图像采集模块采集的最后一张图像的亮度，在其亮度在预设下限门限之下时，或者在其亮度在预设上限门限之上时，对图像采集模块采集图像的亮度参数进行调节。这样，可以保证所采集的视频帧图像保持在一个较好质量的区间内。

进一步的，上述关联绑定模块将所接收到的人脸帧图像和文本类型证据在预定时间段中进行关联具体为：

关联绑定模块将接收的人脸帧图像缓存，在接收到文本类型证据后，在预定时间内，将缓存的人脸帧图像与文本类型证据进行关联，若在预定时间内未关联成功，则释放缓存的人脸帧图像。

显然，在释放缓存后，由于门禁系统一直在运行，关联绑定模块会自动缓存下一次接收到的人脸帧图像，直到完成对人脸帧图像和身份证据的关联，才开启门禁。由于两次采集身份证据的时间间隔极短，因此，对于通行者而言，关联失败的耗时是无感的。考虑到在设置的预定时间外，可能存在多个待通行者积累而出现在统一画面中的情况，所以，设定在预定时间内的人脸和身份证据对应同一人，超出后则重新采集两组数据。

进一步的，上述图像采集模块从若干人脸帧图像中，筛选出至少一张满足预定要求的人脸帧图像具体为：图像采集模块从若干所述人脸帧图像中，筛选出至少一张清晰度排名最前、含人脸正脸的人脸帧图像。这样，可以确保所采集数据的追溯作用。

进一步的，上述图像采集模块从若干人脸帧图像中，筛选出至少一张清晰度排名最前、含人脸正脸的人脸帧图像具体为：图像采集模块分别对每一张人脸帧图像进行拉普拉斯模糊检测，筛选出清晰度靠前的第一数量的人脸帧图像，再分别对筛选出的人脸帧图像的人脸进行正脸检测，保留至少一张正脸的人脸帧图像。

本发明中的身份证据为用户在关联平台上已注册的账户的标识或其链接，或者为用户的身份证。

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、本发明的门禁系统无需提前对人脸进行注册，具备较高的通行速率，提高了用户体验，尤其适用于医院、商场等一般公共场所。

2、本发明的门禁系统运行稳定、可靠，可以确保百分之百的通行率。

3、本发明的门禁系统具备高安保水平，所设计的图像采集帧结构可以高效率地采集人脸和身份证据图像组，进而在最短时间内、通过最小工作量采集到最佳的图像，以做到可控、可防、可追溯、可检索。

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是本发明基于身份证据和人脸图像关联关系的门禁系统的构造图。

图2是本发明系统运行流程的一个实施例。

图3是本发明设计的视频帧结构的一个实施例。

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。

实施例一

如图1所示，本实施例公开了一种基于身份证据和人脸图像关联关系的门禁系统，其包括图像采集模块、防伪检测模块、证据识别模块和关联绑定模块；其中，

图像采集模块分别采集人脸帧图像和身份证据帧图像，采集规则如下： 以连续采集若干人脸帧图像、采集一帧身份证据帧图像两者交替的顺序分别采集人脸帧图像和身份证据图像；分别对每一张人脸帧图像进行拉普拉斯模糊检测，筛选出清晰度靠前的5张的人脸帧图像，再分别对筛选出的人脸帧图像的人脸进行正脸检测，保留1张正脸的人脸帧图像发送给防伪检测模块，将所采集的身份证据帧图像发送给证据识别模块；

防伪检测模块对接收的人脸帧图像进行活体检测，将检测通过后的人脸帧图像发送给关联绑定模块进行缓存；

证据识别模块对接收的身份证据帧图像进行图像识别，将识别得到的文本类型证据发送给关联绑定模块；

关联绑定模块将所接收到的人脸帧图像和文本类型证据在1秒时间内进行关联，若超出1秒，则释放缓存，重新执行缓存数据和对缓存的人脸帧图像和文本类型证据进行关联的动作，直至完成关联，并在完成关联的同时或之后，控制开启门禁。

实施例二

本实施例公开了一种基于身份证据和人脸图像关联关系的门禁系统，其包括图像采集模块、防伪检测模块、证据识别模块和关联绑定模块；其中，

图像采集模块以以下视频帧结构分别采集人脸帧图像和身份证据帧图像：在每一秒的第一帧，通过校光单元进行校光，校光规则为：对图像采集模块采集的最后一帧图像的亮度进行检查，当检测到图像亮度不足时（低于亮度门限40)，下发调亮指令给图像采集模块，让图像采集模块成像变亮，当检测到图像亮度太亮时（高于亮度门限210), 下发调亮指令给图像采集模块，让图像采集模块成像变暗。对于每一秒余下的24帧，则每连续采集5帧人脸帧图像，采集一帧身份证据帧图像，即视频帧的第6、12、18和24帧4次采集身份证据帧图像（视频帧以0开始），余下的采集人脸帧图像，共20次，对应的视频帧结构如图3所示，其中，数字代表帧图像的序号。

对应于所定义的视频帧结构，图像采集模块对每一秒采集的人脸帧图像进行灰度处理、人脸定位、人脸裁剪后，进行拉普拉斯模糊检测，选择出最清晰的若干张人脸图像，再对所选出的若干张人脸图像进行正脸检测，筛选出1张人脸图像发送给防伪检测模块；对于采集的身份证据帧图像，则发送给证据识别模块；

防伪检测模块对接收的人脸图像进行活体检测，通常为检测人脸图像是否具备三维特征，即检测是否为通行者提供的照片，照片属于平面图像，不具备三维特征。在检测通过后，将人脸图像发送给关联绑定模块进行缓存；

证据识别模块对接收的身份证据进行图像识别，本发明可以应对于多种身份证据，包括二维码名片或身份证，对于二维码名片类型的身份证据（例如微信二维码、支付宝二维码等），证据识别模块对二维码进行定位、截取，然后识别二维码以得到对应的身份名片，这需要接入到对应的平台上以获取到二维码名片对应的账户信息（即身份名片）；对于身份证据为身份证的类型，证据识别模块对身份证进行定位、截取和识别（通常借助OCR工具），提取出对应的身份证信息。对于身份证据类型的判断，则可借助于分类器实现，或者在识别为非二维码时（扫描无效），自动归类于身份证类型。证据识别模块将识别出的文本类型证据（身份名片或身份证信息）发送给关联绑定模块；

关联绑定模块在接收到文本类型证据后，在1秒内完成与所缓存的人脸图像的管理，若关联失败或超出1秒仍未完成关联，则释放缓存。此时，图像采集模块下一次采集的人脸帧图像和身份证据帧图像的处理结果又将发送到关联绑定模块，例如，视频帧的第1-6帧的采集结果未完成关联，则关联绑定模块自动执行对7-12帧采集后处理结果的关联，以此类推。对应于本发明的视频帧结构，在1秒内，可执行4次对人脸和身份证据的关联绑定，使得两者在1秒内具备多次关联的机会，进而提高了关联的成功率。关联绑定模块在关联成功后，开启门禁，同时以对应的人脸图像和身份证据形成一条通行记录。本系统的运行流程如图2所示。

应对于实际应用场景，考虑到在同一视野下，可能会采集到多张人脸的情况，图像采集模块（如摄像头）在安装时，设计为离通行者在待通行门禁的位置0.8-1.2米的位置，在这个距离内，出现第二个人脸的机会是非常小。同时，应对于出现多张人脸的情况，图像采集模块在进行人脸定位时，以像素占比最大的人脸作为该张人脸帧图像的代表。

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)

1.一种基于身份证据和人脸图像关联关系的门禁系统，其特征在于，其包括图像采集模块、防伪检测模块、证据识别模块和关联绑定模块；其中，

图像采集模块以连续采集若干人脸帧图像、采集至少一帧身份证据帧图像两者交替的顺序分别采集人脸帧图像和身份证据图像；并从若干所述人脸帧图像中，筛选出至少一张满足预定要求的人脸帧图像发送给防伪检测模块，将至少一张所采集的身份证据帧图像发送给证据识别模块；

防伪检测模块对接收的人脸帧图像进行人脸防伪检测，将检测通过后的人脸帧图像发送给关联绑定模块；

证据识别模块对接收的身份证据帧图像进行图像识别，将识别得到的文本类型证据发送给关联绑定模块；

关联绑定模块将接收的人脸帧图像缓存，在接收到文本类型证据后，在预定时间内，将缓存的人脸帧图像与文本类型证据进行关联，若在预定时间内未关联成功，则释放缓存的人脸帧图像，重新执行缓存人脸图像帧和对缓存的人脸帧图像和文本类型证据进行关联的动作，直至完成关联；并在完成关联的同时或之后，控制开启门禁。

2.如权利要求1所述的基于身份证据和人脸图像关联关系的门禁系统，其特征在于，所述图像采集模块分别采集人脸帧图像和身份证据帧图像的采集规则如下：

在每一秒的第1帧时间，进行校光，在余下的24帧时间，以预定顺序分别采集人脸帧图像和身份证据帧图像。

3.如权利要求2所述的基于身份证据和人脸图像关联关系的门禁系统，其特征在于，所述图像采集模块通过校光单元进行校光，所述校光单元校光规则为：检测图像采集模块采集的最后一张图像的亮度，在其亮度在预设下限门限之下时，或者在其亮度在预设上限门限之上时，对图像采集模块采集图像的亮度参数进行调节。

4.如权利要求1~3任一所述的基于身份证据和人脸图像关联关系的门禁系统，其特征在于，所述图像采集模块从若干人脸帧图像中，筛选出至少一张满足预定要求的人脸帧图像具体为：图像采集模块从若干所述人脸帧图像中，筛选出至少一张清晰度排名最前、含人脸正脸的人脸帧图像。

5.如权利要求4所述的基于身份证据和人脸图像关联关系的门禁系统，其特征在于，所述图像采集模块从若干人脸帧图像中，筛选出至少一张清晰度排名最前、含人脸正脸的人脸帧图像具体为：图像采集模块分别对每一张人脸帧图像进行拉普拉斯模糊检测，筛选出清晰度靠前的第一数量的人脸帧图像，再分别对筛选出的人脸帧图像的人脸进行正脸检测，保留至少一张正脸的人脸帧图像。

6.如权利要求1~3、5任一所述的基于身份证据和人脸图像关联关系的门禁系统，其特征在于，所述身份证据为用户在关联平台上已注册的账户的标识或其链接，或者为用户的身份证。

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