CN110910551A - 3d人脸识别门禁系统及基于3d人脸识别的门禁控制方法 - Google Patents
3d人脸识别门禁系统及基于3d人脸识别的门禁控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种3D人脸识别门禁系统及基于3D人脸识别的门禁控制方法，系统包括：两两通信连接的至少一3D人脸识别终端、服务器及软件管理平台；每一所述3D人脸识别终端与一门禁通信相连，用于获取包含人脸3D信息的图像并将其发送给所述服务器，并对所述包含人脸3D信息的图像进行处理以生成第一识别结果；所述服务器，用于接收、处理所述包含人脸3D信息的图像以生成第二识别结果并将其发送给所述3D人脸识别终端；其中，所述3D人脸识别终端根据所述第一识别结果或所述第二识别结果控制所述门禁的开启与闭合；所述软件管理平台，用于监控、记录所述3D人脸识别终端及所述门禁的状态信息。提升安全性，提高速度，提升用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及门禁技术领域，尤其涉及一种3D人脸识别门禁系统及基于3D人脸识别的门禁控制方法。
背景技术
门禁解锁方式正不断变化，由机械式的钥匙解锁发展到电子密码锁，当前又出现指纹门禁，解锁方式进化的背后一方面是技术的进步，另一方面是人们对门锁的安全性以及门锁的用户体验有着越来越高的需求。钥匙、密码形式的门禁较为传统，安全性较低，体验也一般；指纹门禁通过用户指纹进行解锁，用户无需携带钥匙，也不用记密码，安全性以及体验性比传统门锁稍高，但同样会面临一些问题，比如误识率高，用户手指脱皮、有水等使得解锁不成功，双手被占用时也无法解锁等等，导致目前指纹智能门锁难以普及。
现有技术中虽然采用了3D人脸识别门禁系统，但是其识别速度慢，用户体验不佳。
总之，目前仍缺乏一种安全性更高、体验更佳的智能门禁。
发明内容
本发明为了解决现有的问题，提供一种3D人脸识别门禁系统及基于3D人脸识别的门禁控制方法。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下所述：
一种3D人脸识别门禁系统，包括：两两通信连接的至少一3D人脸识别终端、服务器及软件管理平台；每一所述3D人脸识别终端与一门禁通信相连，用于获取包含人脸3D信息的图像并将其发送给所述服务器，并对所述包含人脸3D信息的图像进行处理以生成第一识别结果；所述服务器，用于接收、处理所述包含人脸3D信息的图像以生成第二识别结果并将其发送给所述3D人脸识别终端；其中，所述3D人脸识别终端根据所述第一识别结果或所述第二识别结果控制所述门禁的开启与闭合；所述软件管理平台，用于监控、记录所述3D人脸识别终端及所述门禁的状态信息。
在本发明的一种实施例中，所述3D人识别终端包括：深度相机，用于获取包含人脸3D信息的图像；第一3D人脸识别模块，用于对所述包含人脸3D信息的图像进行处理以生成第一识别结果；所述服务器包括：第二3D人脸识别模块，用于接收、处理所述包含人脸3D信息的图像以生成第二识别结果；消息发送模块，用于将所述第二识别结果发送给所述3D人脸识别终端；所述软件管理平台包括：3D人脸识别终端管理模块，用于监控、记录所述3D人脸识别终端的状态信息；门禁管理模块，用于监控、记录所述门禁的状态信息。所述3D人脸识别终端还包括：门禁控制模块，用于根据所述第一识别结果或所述第二识别结果控制所述门禁的开启与闭合。
在本发明的另一种实施例中，所述3D人脸识别终端还包括第一人脸数据库，用于存储提前录入的人脸图像，所述人脸图像包括人脸深度图像和/或可见光图像和/或红外图像。采集的人脸图像的匹配度超过设置阈值时，将所述第一人脸数据库中存储的人脸图像更新为最新采集的人脸图像。所述服务器还包括第二人脸数据库，用于存储由所述3D人脸识别终端发送的人脸图像，用于后续的人脸识别，或，用于存储直接新增的人脸图像。
在本发明的再一种实施例中，所述3D人脸识别终端还包括激活感应器，与处理器相连；当所述激活感应器在目标区域内检测到有目标靠近时，将检测的信号传递给所述处理器，所述处理器接收到所述信号时激活深度相机。所述服务器是本地服务器或云端服务器，包括单个服务器或多个服务器组成的服务器集群。
本发明还提供一种基于3D人脸识别的门禁控制方法，包括如下步骤：利用如上任一所述的至少一3D人脸识别终端获取包含人脸3D信息的图像并将其发送给所述服务器，及对所述包含人脸3D信息的图像进行处理以生成第一识别结果；利用如上任一所述服务器接收、处理所述包含人脸3D信息的图像以生成第二识别结果并将其发送给所述3D人脸识别终端；利用所述3D人脸识别终端根据所述第一识别结果或所述第二识别结果控制所述门禁的开启与闭合；其中所述3D人脸识别终端与所述服务器通信相连，每一所述3D人脸识别终端与一门禁通信相连。
本发明再提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
本发明的有益效果为：提供一种3D人脸识别门禁系统及基于3D人脸识别的门禁控制方法，通过在3D人脸识别终端和服务器进行双重的3D人脸识别，一方面避免二维人脸图片的欺骗，提升了人脸识别的安全性，另一方面，同时在3D人脸识别终端和服务器进行人脸识别，提高了人脸识别的速度，提升了用户体验。
进一步的，终端和服务器中分别设置有第一人脸数据库和第二人脸数据库以用来存储人脸图像数据，因此即使发生了网络故障，3D人脸识别终端也可独立完成人脸识别的功能，进而可以独立控制门禁的开启与闭合。
更进一步的，由于服务器的存储容量远远大于终端，因此即使在终端中预存的人脸图像数据容量达到了饱和，无法进行人脸识别，服务器也可根据第二人脸数据库中预存的人脸图像独立完成人脸识别的功能，进而可以独立控制门禁的开启与闭合，从而大大增加了门禁系统的鲁棒性。
附图说明
图1是本发明实施例中3D人脸识别门禁系统的结构示意图。
图2是本发明实施例中3D人脸识别的门禁控制方法的示意图。
具体实施方式
为了使本发明实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于电路连通作用。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参考图1，图1示出了本申请提供的一种3D人脸识别门禁系统10，该系统10包括两两通信连接的至少一3D人脸识别终端100、服务器110，及软件管理平台120。在图1所示的系统中，每一3D人脸识别终端100与一门禁(未示出)通信相连，用于获取包含人脸3D信息的图像并将其发送给服务器110，及对包含人脸3D信息的图像进行处理以生成第一识别结果；服务器110，用于接收、处理包含人脸3D信息的图像以生成第二识别结果并将其发送至3D人脸识别终端100；其中，3D人脸识别终端100根据第一识别结果或第二识别结果控制门禁的开启与闭合；软件管理平台120，用于监控、记录3D人脸识别终端100及门禁的状态信息。上述通信相连可以指通过WIFI彼此连接，或通过虚拟专用网络(VPN)彼此连接，在此不做限制。
请继续参考图1，3D人脸识别终端100包括：深度相机101，用于获取包含人脸3D信息的图像；第一3D人脸识别模块102，用于对包含人脸3D信息的图像进行处理以生成第一识别结果。
深度相机101可以为基于结构光、双目、TOF(时间飞行算法)技术的深度相机，其所获取的包含人脸3D信息的图像除了深度图像外，也可以包括可见光图像(例如RGB图像)和/或红外(IR)图像。需要说明的是，深度相机101获取的包含人脸3D信息的图像可以用于在3D人脸识别终端100中进行人脸识别，也可通过网络发送给服务器110。
第一3D人脸识别模块102可以为集成在3D人脸识别终端100内部的人脸SDK(软件开发工具包)，根据调用SDK中的程序对接收的图像进行相应的处理，例如活体检测，人脸识别等。在一个实施例中，3D人脸识别终端100还包括门禁控制模块103，用于接收由第一3D人脸识别模块102发送的第一识别结果，并根据第一识别结果控制门禁的开启与闭合，例如当人脸识别成功时，门禁控制模块103将会发送开启指令至门禁以将其打开。
需要说明的是，在3D人脸识别终端100中，一般使用深度图像进行活体检测，比如利用深度图像中的距离数据快速进行背景分割以检测人脸深度图像，而对于人脸识别，可以根据图像识别算法对深度图像和/或可见光图像和/或红外图像与预存的被认可的人脸深度图像和/或可见光图像和/或红外图像进行匹配，且当匹配度超过相似度阈值(如90％)时，则视为人脸识别成功。预存的人脸深度图像和/或可见光图像和/或红外图像可以通过3D人脸识别终端100提前录入，且可通过网络发送至服务器110中进行存储。
请继续参考图1，在一个实施例中，3D人脸识别终端100包括第一人脸数据库104，用于存储提前录入的人脸深度图像和/或可见光图像和/或红外图像，如此不仅可以在3D人脸识别终端100提高人脸识别的速度，且当网络故障时，3D人脸识别终端100也可进行人脸识别，即可以独立控制门禁的开启和闭合，从而进一步提高了3D人脸识别门禁系统10的鲁棒性。
可以理解的是，人脸随着自然规律可能会发生缓慢变化，为了防止人脸缓慢变化所带来的人脸识别精度下降问题，在一个实施例中，当人脸匹配度比较高时，比如超过95％时，可将第一人脸数据库104中预存的人脸图像更新为最新采集的图像。与此同时，更新后的数据可同步发送给服务器110中存储，且服务器110可将更新后的数据发送给其它人脸识别终端100，从而使得所有人脸识别终端100的第一人脸数据库104都可以保持一致，避免同一个用户在其它3D人脸识别终端100进行人脸识别可能不成功的问题，进而极大提升了用户体验。需要说明的是，“更新数据”不仅是指将原有的人脸图像替换成新采集的人脸图像，任何对第一人脸数据库104中的数据进行的操作，例如：新增人脸图像、删除人脸图像都可认为是对第一人脸数据库104进行数据更新。进一步地，3D人脸识别终端100可将更新的操作通过网络“告知”服务器110，使得服务器110可以将更新的操作告知其它3D人脸识别终端100，使得所有3D人脸识别终端100的第一人脸数据库104都可以保持一致。
请继续参考图1，在一个实施例中，3D人脸识别终端100还包括激活感应器105，其与3D人脸识别终端100中的处理器(未示出)连接，当在目标区域内检测到有目标靠近时，将检测的信号传递给处理器，处理器接收到上述信号时激活深度相机，由此可以避免深度相机一直处于工作状态，提高了深度相机的利用效率和使用寿命。激活感应器105一般具有灵敏度高、功耗低、数据量小等优势，在一个实施例中，激活感应器105包括热释电传感器、红外探测仪、声控仪(麦克风)等设备中的一种或几种。
请继续参考图1，服务器110包括：第二3D人脸识别模块111，用于接收、处理上述包含人脸3D信息的图像以生成第二识别结果；消息发送模块112，用于将上述第二识别结果发送给3D人脸识别终端100。如此，第二3D人脸识别模块111可根据接收的人脸图像同步进行人脸识别，并将识别的结果通过消息发送模块112以消息发布的形式发送给3D人脸识别终端100，通过在3D人脸识别终端100与服务器110同时进行3D人脸识别，可以提升人脸识别的速度，进而提升用户体验。
需要理解的是服务器110可以为本地服务器，也可以为云端服务器，既可以是单个服务器，也可以是多个服务器组成的服务器集群；第二3D人脸识别模块111可以为集成在服务器110内部的人脸SDK，根据调用SDK中的程序对接收的图像进行相应的处理，例如活体检测、人脸识别等。
需要说明的是，在服务器110中，一般使用深度图像进行活体检测，比如利用深度图像中的距离数据快速进行背景分割以检测人脸深度图像，而对于人脸识别，可以根据图像识别算法对深度图像和/或可见光图像和/或红外图像与预存的被认可的人脸深度图像和/或可见光图像和/或红外图像进行匹配，且当匹配度超过相似度阈值(如90％)时，则视为人脸识别成功。
请继续参考图1，在一个实施例中，服务器110中包括第二人脸数据库113，用于存储由3D人脸识别终端100发送的人脸图像，用于后续的人脸识别。需要说明的是，用户还可以直接向云端数据库中增加新的人脸图像数据，避免终端100存储容量有限的问题，目的在于当3D人脸识别终端100存储的人脸图像达到饱和状态时，还可以利用服务器110中的第二人脸数据库113中预存的人脸图像进行人脸识别，从而进一步提高了3D人脸识别门禁系统10的鲁棒性。同理地，用户也可删除服务器110中存储的人脸图像数据，也可将新增加的人脸图像数据发送给3D人脸识别终端100。可以理解的是，在服务器110中进行的数据更新，服务器110都可以通过向3D人脸识别终端100发送相应指令的形式控制3D人脸识别终端100进行相同的操作，例如当服务器110中某个预存的人脸图像数据被删除时，服务器110将会向3D人脸识别终端100发送删除指令，以在3D人脸识别终端100中删除相应的人脸图像数据。举个应用场景的例子，当上述3D人脸识别门禁系统10应用于企业中时，若在服务器110中删除了某个离职人员预存的人脸图像，那么上述离职人员也不可能通过终端100打开门禁。
请继续参照图1，软件管理平台120包括，3D人脸识别终端管理模块121，用于监控、记录3D人脸识别终端100的状态信息，状态信息包括终端名称、终端位置、终端类型(例如进门和/或出门)、在线状态(在线或离线)；门禁管理模块122，用于监控、记录所述门禁的状态信息，状态信息包括门禁名称、门禁位置、门禁状态(正常或异常)。通过设置软件管理平台120可以对3D人脸识别终端100和门禁进行系统、实时的管理，便于后续的维护与处理，进而有效地节约了人力成本。在一个实施例中，门禁管理模块122还可以进行远程开启门禁的操作，具体地，用户登录平台120后，在门禁管理模块122中点击远程开门的按钮，即可向3D人脸识别终端100发送开门指令，从而可打开门禁，如此当有用户第一次来访时，即可通过软件管理平台120打开门禁。
请参考图2，本申请还提供一种基于3D人脸识别的门禁控制方法，包括如下步骤：
S1，利用上述至少一3D人脸识别终端获取包含人脸3D信息的图像并将其发送给服务器，及对包含人脸3D信息的图像进行处理以生成第一识别结果。
S2，利用上述服务器接收、处理上述包含人脸3D信息的图像以生成第二识别结果并将其发送至3D人脸识别终端。
S3，利用3D人脸识别终端根据第一识别结果或第二识别结果控制所述门禁的开启与闭合，其中3D人脸识别终端与所述服务器通信相连，每一3D人脸识别终端与一门禁通信相连。
上述3D人脸识别门禁系统和上述基于3D人脸识别的门禁控制方法，通过在3D人脸识别终端和服务器进行双重的3D人脸识别，一方面避免二维人脸图片的欺骗，提升了人脸识别的安全性，另一方面，同时在3D人脸识别终端和服务器进行人脸识别，提高了人脸识别的速度，提升了用户体验；且终端和服务器中分别设置有第一人脸数据库和第二人脸数据库以用来存储人脸图像数据，因此即使发生了网络故障，3D人脸识别终端也可独立完成人脸识别的功能，进而可以独立控制门禁的开启与闭合，且由于服务器的存储容量远远大于终端，因此即使在终端中预存的人脸图像数据容量达到了饱和，无法进行人脸识别，服务器也可根据第二人脸数据库中预存的人脸图像独立完成人脸识别的功能，进而可以独立控制门禁的开启与闭合，从而大大增加了门禁系统的鲁棒性。
最后需特别说明的是，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一非易失性计算机可读存储介质中，其可包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种3D人脸识别门禁系统，其特征在于，包括：两两通信连接的至少一3D人脸识别终端、服务器及软件管理平台；
每一所述3D人脸识别终端与一门禁通信相连，用于获取包含人脸3D信息的图像并将其发送给所述服务器，并对所述包含人脸3D信息的图像进行处理以生成第一识别结果；
所述服务器，用于接收、处理所述包含人脸3D信息的图像以生成第二识别结果并将其发送给所述3D人脸识别终端；其中，所述3D人脸识别终端根据所述第一识别结果或所述第二识别结果控制所述门禁的开启与闭合；
所述软件管理平台，用于监控、记录所述3D人脸识别终端及所述门禁的状态信息。
2.如权利要求1所述的3D人脸识别门禁系统，其特征在于，所述3D人脸识别终端包括：
深度相机，用于获取包含人脸3D信息的图像；
第一3D人脸识别模块，用于对所述包含人脸3D信息的图像进行处理以生成第一识别结果；
所述服务器包括：
第二3D人脸识别模块，用于接收、处理所述包含人脸3D信息的图像以生成第二识别结果；
消息发送模块，用于将所述第二识别结果发送给所述3D人脸识别终端；
所述软件管理平台包括：
3D人脸识别终端管理模块，用于监控、记录所述3D人脸识别终端的状态信息；
门禁管理模块，用于监控、记录所述门禁的状态信息。
3.如权利要求2所述的3D人脸识别门禁系统，其特征在于，所述3D人脸识别终端还包括：门禁控制模块，用于根据所述第一识别结果或所述第二识别结果控制所述门禁的开启与闭合。
4.如权利要求2所述的3D人脸识别门禁系统，其特征在于，所述3D人脸识别终端还包括第一人脸数据库，用于存储提前录入的人脸图像，所述人脸图像包括人脸深度图像和/或可见光图像和/或红外图像。
5.如权利要求4所述的3D人脸识别门禁系统，其特征在于，采集的人脸图像的匹配度超过设置阈值时，将所述第一人脸数据库中存储的人脸图像更新为最新采集的人脸图像。
6.如权利要求4所述的3D人脸识别门禁系统，其特征在于，所述服务器还包括第二人脸数据库，用于存储由所述3D人脸识别终端发送的人脸图像，用于后续的人脸识别，或，用于存储直接新增的人脸图像。
7.如权利要求1-6任一所述的3D人脸识别门禁系统，其特征在于，所述3D人脸识别终端还包括激活感应器，与处理器相连；当所述激活感应器在目标区域内检测到有目标靠近时，将检测的信号传递给所述处理器，所述处理器接收到所述信号时激活深度相机。
8.如权利要求1-6任一所述的3D人脸识别门禁系统，其特征在于，所述服务器是本地服务器或云端服务器，包括单个服务器或多个服务器组成的服务器集群。
9.一种基于3D人脸识别的门禁控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
利用如权利要求1～8任一所述的至少一3D人脸识别终端获取包含人脸3D信息的图像并将其发送给所述服务器，及对所述包含人脸3D信息的图像进行处理以生成第一识别结果；
利用如权利要求1～8任一所述服务器接收、处理所述包含人脸3D信息的图像以生成第二识别结果并将其发送给所述3D人脸识别终端；
利用所述3D人脸识别终端根据所述第一识别结果或所述第二识别结果控制所述门禁的开启与闭合；其中所述3D人脸识别终端与所述服务器通信相连，每一所述3D人脸识别终端与一门禁通信相连。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求9所述方法的步骤。
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