CN111145413A - 一种智能门禁系统及其人脸识别方法 - Google Patents

一种智能门禁系统及其人脸识别方法 Download PDF

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陈斐烈
齐元帅
陈魏魏
郁堃
江军涛
彭必灿
钱晓骏
程嘉莹
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Abstract

本发明公开了一种智能门禁系统及其人脸识别，所述的一种智能门禁系统包括：至少一个摄像头，其用于拍摄所有被检测人员的人脸图像的视频；人脸识别分析平台，其用于识别人脸图像的视频中所有被检测人员，生成每一个被检测人员的人脸特征码，并与成员数据库的人员信息及其对应的权限信息进行比对；门迎系统，其用于根据人脸分析平台输出的比对结果进行对应的开关门以及数字化展示。本发明采用非配合式人脸检测，基于视频流的动态识别，整个检测识别过程不需要被检测人员主动配合，快速精准实现人脸识别，并且可以同时识别多个被检测人员；人脸识别比对结果与数字展示技术相结合，可在投影膜上以门迎形式反馈识别结果。

Description

一种智能门禁系统及其人脸识别方法
技术领域
本发明涉及一种智能门禁系统及其人脸识别方法。
背景技术
随着社会经济不断进步、发展，人们对工作和生活环境的要求也不断提高，为了管理众多人员通行要求，同时满足对拥有一个安全、高效和舒适的工作、生活环境需求设计原则，许多企业、园区门口都安装了门禁设备。传统门禁采用刷卡、指纹等验证方式，给通行带来了诸多不便，而冒用他人证件通行的行为也给整体安全性埋下隐患。近几年，人脸识别门禁被越来越多的客户认可，目前市场上的人脸识别门禁多采用配合式人脸识别，人员需要主动站到设备前进行识别。现在市场已有的人脸识别门禁系统方案在捕捉人脸特征精准度低、识别反馈速度慢，因此在实际通行过程中需要用户主动将面部对准摄像头并停留一定时间，配合采集人脸信息。大大降低了门禁通行效率且给通行者带来诸多不便，用户使用体验感较差，并且在识别完成后没有门迎设计来输出反馈识别信息。
发明内容
本发明提出了一种智能门禁系统及其人脸识别，采用隐藏式前端设计方案，通过动态、非配合方式进行人脸识别，同时保留原有人脸识别门禁安全性，增加了通过的便捷性，实现了无感知刷脸开门，并通过自有的深度学习技术，极大提高了人脸识别精准度。
为实现上述目的，本发明提供了一种智能门禁系统，包括：至少一个摄像头、人脸识别分析平台以及门迎系统；
所述的摄像头，其隐蔽式布设，用于拍摄管控区域内所有被检测人员的人脸图像的视频；
所述的人脸识别分析平台，其与摄像头通过网络信号通信，所述的人脸识别分析平台，其用于识别人脸图像的视频中所有被检测人员，生成每一个被检测人员的人脸特征码，并与成员数据库的人员信息及其对应的权限信息进行比对；
所述的门迎系统，其与人脸识别分析平台通过网络信号连接，所述的门迎系统其用于根据人脸分析平台输出的比对结果进行对应的开关门以及数字化展示。
优选地，所述的人脸识别分析平台，包括：成员数据库、视频解码模块、人脸检索模块、图像聚合模块、人脸特征提取模块以及检索比对模块；
所述的成员数据库，其包括成员的人员信息及其对应的人脸特征信息、权限信息；
所述的视频解码模块，其用于将所有被检测人员的人脸图像的视频进行格式转化，输出一帧帧的人脸图像视频的静态照片；
所述的人脸检索模块，其与视频解码模块相连，用于识别每一帧静态照片中的所有人脸，并形成所有被检测人员的人脸特写图；
所述的图像聚合模块，其与人脸检索模块相连，用于将人脸图像视频中同一个被检测人员的不同张人脸特写图进行横向对比，判定追踪同一个被检测人员的人脸，并形成每一个被检测人员的人脸轨迹；
所述的人脸特征提取模块，其与图像聚合模块相连，用于从被检测人员的人脸轨迹中挑选若干帧成像质量较好的人脸特写图进行人脸特征的提取，形成每一个被检测人员的人脸特征码；
所述的检索比对模块，其与人脸特征提取模块相连，用于将每一个被检测人员的人脸特征码与成员数据库的人脸特征信息及其对应的权限信息进行索引式比对。
优选地，所述的门迎系统包含有投影膜，其用于根据人脸分析平台输出的比对结果进行对应数字化展示，反馈输出比对结果。
本发明还提供了一种应用于智能门禁系统的人脸识别的方法，包括以下步骤：
S1、摄像头拍摄其摄像范围内的所有被检测人员的人脸图像视频，并发送给视频解码模块；
S2、视频解码模块将人脸图像视频格式转化为一帧帧的人脸图像视频的静态照片，并发送给人脸检索模块；
S3、人脸检索模块检测每一帧静态照片中的人脸，裁剪成固定大小形成人脸特写图并发送给图像聚合模块；
S4、图像聚合模块将同一个被检测人员的不同张人脸特写图进行横向对比，按时间序列排列形成一条短暂的人脸轨迹，并发送给人脸特征提取模块；
S5、人脸特征提取模块从人脸轨迹中挑选若干张成像质量较好的人脸特写图，并提取人脸特征形成一组人脸特征码；
S6、检索对比模块根据人脸提取模块形成的人脸特征码与已有的人脸特征信息进行索引式比对，识别被检测人员的身份。
优选地，当人脸特征码与成员数据库的人脸特征信息相匹配时，则人员信息比对成功；再次比对该摄像头点位的管控区域与被检测人员对该管控区域的权限是否匹配，若匹配，则权限信息比对成功。
优选地，若被检测人员的人员信息和权限信息全部比对成功，门迎系统输出开门信号，解锁大门，同时在投影膜显示被检测人员的人员信息；
若被检测人员的人员信息或权限信息未比对成功，则门迎系统不输出开门信号，同时在投影膜上显示“未识别”字样。
本发明具有以下优势：
本发明采用非配合式人脸检测，基于视频流的动态识别，整个检测识别过程不需要被检测人员主动配合，快速精准实现人脸识别，并且可以同时识别多个被检测人员；人脸识别比对结果与数字展示技术相结合，可在投影膜上以门迎形式反馈识别结果。本发明提供的一种智能门禁系统不仅可以满足企业安全管理等需求，还可以与员工考勤系统、会议签到系统、访客管理系统、车辆管理系统等平台实现联动打通，拓展至完整的数字化办公运营管理体系。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种智能门禁系统的示意图。
图2为本发明实施例提供的人脸识别分析平台的示意图。
图3为本发明实施例提供的人脸识别方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种智能门禁系统及其人脸识别方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图1所示，本发明提出了一种智能门禁系统，包括：至少一个摄像头1，人脸识别分析平台2以及门迎系统3；
摄像头1，其采用隐蔽式布设，用于拍摄其管控区域内所有被检测人员的人脸图像的视频；
人脸识别分析平台2，其与摄像头1通过网络信号通信，所述的人脸识别分析平台2，其用于识别人脸图像的视频中所有被检测人员，生成每一个被检测人员的人脸特征码，并与成员数据库的人员信息、权限信息进行比对；
门迎系统3，其与人脸识别分析平台2通过网络信号连接，所述的门迎系统3其用于根据人脸分析平台输出的比对结果进行对应的开关门以及数字化展示；所述的门迎系统3包含有投影膜，其设置于门上，所述的投影膜用于根据人脸分析平台输出的比对结果进行对应的数字化展示，反馈输出比对结果。
如图2所示，所述的人脸识别分析平台2，其包括：视频解码模块201、人脸检索模块202、图像聚合模块203、人脸特征提取模块204、检索比对模块205以及成员数据库206；
所述的成员数据库206，其包括成员的人员信息及其对应的人脸特征信息、权限信息，所述的人员信息包含姓名以及所属部门等；
所述的视频解码模块201，其用于将所有被检测人员的人脸图像的视频进行格式转化，输出一帧帧的人脸图像视频的静态照片；
所述的人脸检索模块202，其与视频解码模块201相连，用于识别每一帧静态照片中的所有人脸，并形成所有被检测人员的人脸特写图；
所述的图像聚合模块203，其与人脸检索模块202相连，用于将人脸图像视频中同一个被检测人员的不同张人脸特写图进行横向对比，判定追踪同一个被检测人员的人脸，并形成每一个被检测人员的人脸轨迹；
所述的人脸特征提取模块204，其与图像聚合模块203相连，用于从被检测人员的人脸轨迹中挑选若干帧成像质量较好的人脸特写图进行人脸特征的提取，形成每一个被检测人员的人脸特征码；
所述的检索比对模块205，其与人脸特征提取模块204相连，用于将每一个被检测人员的人脸特征码与成员数据库206的人脸特征信息及权限信息进行索引式比对。
如图3所示，本发明还提供了一种智能门禁系统的人脸识别方法，包括以下步骤：
S1、摄像头拍摄其摄像范围内的所有被检测人员的人脸图像视频，并发送给视频解码模块；
S2、视频解码模块将人脸图像视频格式转化为一帧帧的人脸图像视频的静态照片，并发送给人脸检索模块；
视频解码模块将接受到的不同码流的视频进行格式转化，再以10～25帧/每秒的频率进行解码处理，最终输出人脸图像视频的一帧帧的静态照片。
S3、人脸检索模块检测每一帧静态照片中的人脸，裁剪成固定大小形成人脸特写图并发送给图像聚合模块；
人脸图像视频的静态照片中可能存在多张人脸，人脸检索模块检测每一张静态照片中存在的人脸信信息，将人脸从每一张静态照片中一一识别，并裁剪成固定大小的人脸图像，即去掉静态照片中无用的信息，形成人脸特写图发送给图像聚合模块。
S4、图像聚合模块将同一个被检测人员的不同张人脸特写图进行横向对比，按时间序列排列形成一条短暂的人脸轨迹，并发送给人脸特征提取模块；
同一个被检测人员的不同帧下的人脸特写图具有不同的人脸特征，图像聚合模块将同一个被检测人员的不同张人脸特写图按照时间顺序排列在一起，形成一条短暂的人脸轨迹，即被检测人员进入到摄像区域到离开摄像区域时间内的人脸轨迹，并发送给人脸特特征提取模块。
S5、人脸特征提取模块从人脸轨迹中挑选若干张成像质量较好的人脸特写图，并提取人脸特征形成一组人脸特征码；
成像质量好的人脸特写图包含的被检测人员的人脸特征点较多，挑选成像质量较好的人脸特写图有利于人脸特征提取模块提取出的人脸特征点更全面。
S6、检索对比模块根据人脸提取模块形成的人脸特征码与已有的人脸特征信息进行索引式比对，识别被检测人员的身份。
当人脸特征码与成员数据库206的人脸特征信息相匹配时，则人员信息比对成功；再次比对该摄像头点位(即摄像头所在位置)的管控区域与被检测人员对该管控区域的权限是否匹配，若匹配，则权限信息比对成功。
若被检测人员的人员信息和权限信息全部比对成功，门迎系统3输出开门信号，解锁大门，同时在投影膜显示被检测人员的人员信息；
若被检测人员的人员信息或权限信息未比对成功，则门迎系统3不输出开门信号，同时在投影膜上显示“未识别”字样。
所述的门迎系统3位于没有实体围栏的虚拟周界区域时，若被检测人员的人员信息和权限信息全部比对成功，则门迎系统3不输出结果；如被检测人员的人员信息或权限信息未比对成功，则保存该次采集的人脸图像的视频，同时向相应管理者终端发出推送，提示有非权限人员或者非成员进入了管控区域。
本发明提供的一种智能门禁系统安置在出口处，还可用于监控或者员工的考勤。此外，一种智能门禁系统还可与其他需要人脸识别分析的系统进行对接，如访客系统，会议管理系统等，将对接系统中需要分析的数据输入到智能门禁系统中，智能门禁系统识别人脸或其他客体信息并将结果反馈到对接的系统中，即可实现智能门禁系统的人脸识别分析方法扩展到多个应用场景的拓展性应用。
本发明采用非配合式人脸检测，基于视频流的动态识别，整个检测识别过程不需要使用者主动配合，快速精准实现人脸识别，并且可以同时识别多个被检测人员；人脸识别比对结果与数字展示技术相结合，可在投影膜上以门迎形式反馈识别结果。本发明提供的一种智能门禁系统不仅可以满足企业安全管理等需求，还可以与员工考勤系统、会议签到系统、访客管理系统、车辆管理系统等平台实现联动打通，拓展至完整的数字化办公运营管理体系。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (6)

1.一种智能门禁系统，其特征在于，包括：至少一个摄像头，人脸识别分析平台，门迎系统；
所述的摄像头，用于拍摄其管控区域内所有被检测人员的人脸图像的视频；
所述的人脸识别分析平台，其与摄像头通过网络信号通信，所述的人脸识别分析平台，其用于识别人脸图像的视频中所有被检测人员，生成每一个被检测人员的人脸特征码，并与成员数据库的人员信息及其对应的权限信息进行比对；
所述的门迎系统，其与人脸识别分析平台通过网络信号连接，所述的门迎系统其用于根据人脸分析平台输出的比对结果进行对应的开关门以及数字化展示。
2.如权利要求1所述的一种智能门禁系统，其特征在于，所述的人脸识别分析平台，包括：成员数据库、视频解码模块、人脸检索模块、图像聚合模块、人脸特征提取模块以及检索比对模块；
所述的成员数据库，其包括成员的人员信息及其对应的人脸特征信息、权限信息；
所述的视频解码模块，其用于将所有被检测人员的人脸图像的视频进行格式转化，输出一帧帧的人脸图像视频的静态照片；
所述的人脸检索模块，其与视频解码模块相连，用于识别每一帧静态照片中的所有人脸，并形成所有被检测人员的人脸特写图；
所述的图像聚合模块，其与人脸检索模块相连，用于将人脸图像视频中同一个被检测人员的不同张人脸特写图进行横向对比，判定追踪同一个被检测人员的人脸，并形成每一个被检测人员的人脸轨迹；
所述的人脸特征提取模块，其与图像聚合模块相连，用于从被检测人员的人脸轨迹中挑选若干帧成像质量较好的人脸特写图进行人脸特征的提取，形成每一个被检测人员的人脸特征码；
所述的检索比对模块，其与人脸特征提取模块相连，用于将每一个被检测人员的人脸特征码与成员数据库的人脸特征信息及其对应的权限信息进行索引式比对。
3.如权利要求2所述的一种智能门禁系统，其特征在于，所述的门迎系统包含有投影膜，其用于根据人脸分析平台输出的比对结果进行对应数字化展示，反馈输出比对结果。
4.一种如权利要求1-3中任意一项所述的智能门禁系统的人脸识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、摄像头拍摄其摄像范围内的所有被检测人员的人脸图像视频，并发送给视频解码模块；
S2、视频解码模块将人脸图像视频格式转化为一帧帧的人脸图像视频的静态照片，并发送给人脸检索模块；
S3、人脸检索模块检测每一帧静态照片中的人脸，裁剪成固定大小形成人脸特写图并发送给图像聚合模块；
S4、图像聚合模块将同一个被检测人员的不同张人脸特写图进行横向对比，按时间序列排列形成一条短暂的人脸轨迹，并发送给人脸特征提取模块；
S5、人脸特征提取模块从人脸轨迹中挑选若干张成像质量较好的人脸特写图，并提取人脸特征形成一组人脸特征码；
S6、检索对比模块根据人脸提取模块形成的人脸特征码与已有的人脸特征信息进行索引式比对，识别被检测人员的身份。
5.如权利要求4所述的人脸识别方法，其特征在于，当人脸特征码与成员数据库的人脸特征信息相匹配时，则人员信息比对成功；再次比对该摄像头点位的管控区域与被检测人员对该管控区域的权限是否匹配，若匹配，则权限信息比对成功。
6.如权利要求4所述的人脸识别方法，其特征在于，若被检测人员的人员信息和权限信息全部比对成功，门迎系统输出开门信号，解锁大门，同时在投影膜显示被检测人员的人员信息；
若被检测人员的人员信息或权限信息未比对成功，则门迎系统不输出开门信号，同时在投影膜上显示“未识别”字样。
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