CN113112664A - 一种人脸识别立式门禁设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及人脸识别技术领域，且公开了一种人脸识别立式门禁设备，包括信息采集装置、人脸识别终端、处理器、电磁锁和语音提示装置，所述信息采集装置：用于获取待识别人的待识别信息，并将待识别信息传输给人脸识别终端，所述待识别信息包括待识别图像和待识别语音；所述人脸识别终端处理待识别信息。本发明通过根据对待识别图像的匹配值与设定的图像阈值结果比较，对符合局部识别条件的待识别图像利用局部识别方法进一步进行特征比对，配合校正模块对同一个待识别人的两张不同角度的待识别图像进行融合，获取更加精确的特征向量值，从而提高特征比对的精确性，提高对面部存在局部遮挡或者损伤的待识别人的识别效果。

Description

一种人脸识别立式门禁设备

技术领域

本发明涉及人脸识别技术领域，具体为一种人脸识别立式门禁设备。

背景技术

如今的人类社会已经步入到了信息化时代，各种各样的信息充斥在我们的周围，在线支付、信息化办公，远程教育、门禁开闭等都离不开身份的认证与识别，传统的验证方式通常是用户名与密码的结合，但是这种存在着不安全性，很容易被伪造或者窃取，口令验证越来越不适应社会信息的发展。而生物识别技术则主要是通过人类的生物特征来进行的一种身份的验证技术，由于生物特征的独特性和唯一性，可以满足身份验证的需要。比如人脸识别、指纹识别、手型识别、虹膜识别、DNA识别等，而在众多生物识别中人脸识别则是便于信息的采集、可以非接触的、友好的人际交互的方式。

对于办公室、住宅等仅允许规定人员进出的场所，其门禁识别方式是将可通行人的人脸信息预先存储在数据库中，在识别时将待识别人的人脸信息与数据库中预存的人脸信息进行比对，在比对过程中，由于人脸识别对识别的图片要求较高，若是人脸上的饰物、比如眼镜、帽子等对面部的部分遮挡的情况，以及当人脸由于伤病出现的局部损伤等均会降低人脸识别设备的识别精度。

发明内容

针对背景技术中提出的现有人脸识别立式门禁设备在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种人脸识别立式门禁设备，具备局部识别精度高的优点，解决了上述背景技术中提出的局部遮挡或者损伤导致的人脸识别精度低的问题。

本发明提供如下技术方案：一种人脸识别立式门禁设备，包括信息采集装置、人脸识别终端、处理器、电磁锁和语音提示装置，所述信息采集装置：用于获取待识别人的待识别信息，并将待识别信息传输给人脸识别终端，所述待识别信息包括待识别图像和待识别语音；所述人脸识别终端处理待识别信息，并获取比对结果，并将比对结果传输给处理器；所述处理器根据比对结果控制电磁锁的开闭；所述语音提示装置用于发出提示语音。

优选的，所述信息采集装置包括热成像仪、摄像头、补光装置和语音采集器，所述热成像仪用于识别待识别人是否为真人，所述补光装置位于摄像头的四周且可随摄像头旋转，所述补光装置设有背景光、左侧光和右侧光三种补光模式。

优选的，所述人脸识别终端包括图像采集模块、中央处理单元、校正模块、数据库和语音采集模块，所述中央处理单元分别与图像采集模块、数据库、语音采集模块、校正模块网络连接，所述校正模块与图像采集模块相连接，所述校正模块用于将拍摄的待识别人的待识别图像进行融合生成更精确的人脸图像特征向量。

优选的，所述数据库包括图像库和语音库，所述图像库预先存储可开门的人脸图像特征向量，所述语音库存储预先录入可开门人的语音特征数据，所述语音特征数据包括音色特征数据以及内容数据。

优选的，所述人脸识别终端的识别过程如下：

S1：拍摄待识别人的待识别图像，并与数据库中的人脸图像特征向量进行特征比对，并获取匹配值；

S2：判断匹配值与设定的图像阈值大小，所述图像阈值包括最大图像阈值和最小图像阈值，获取比对结果，并将比对结果传输给处理器，当比对结果为通过时，电磁锁打开，比对结果为不通过时，电磁锁不打开；

所述比对结果如下：

(1)、匹配值大于设定的最大图像阈值，则为比对结果为通过；

(2)、匹配值小于最小图像阈值，则比对结果为不通过；

(3)、匹配值介于最小图像阈值和最大图像阈值之间，则进入局部识别，若局部识别结果为通过，则比对结果为通过，否则比对结果为不通过。

其中，当匹配值小于设定的最大图像阈值时，

判断待识别图像光照是否均匀，

若光照不均匀，则启动补光装置，再进入S1步骤；

若光照均匀，则判断待识别图像姿态是否正确，

若姿态不正确，则提示待识别人调整姿态，再进入S1步骤；

若姿态正确，则判断匹配值是否小于最小图像阈值，若是，则比对结果为不通过；若否则进入局部识别。

优选的，所述局部识别的过程为：存储当前待识别图像，并将其标识为n＝0，并将n自动加一；当n＝1时，右旋转摄像头，进入S1拍摄右待识别图像；当n＝2时，左旋转摄像头，进入S1拍摄左待识别图像；当n>2时，启动语音识别，若语音识别结果大于语音阈值，则通过，否则不通过。

优选的，所述校正模块常闭，所述匹配值介于最小阈值和最大阈值之间时触发校正模块开启。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过将图像阈值分成三个等级且对应三种不同的流程，根据待识别图像的匹配值与设定的图像阈值的比较，当匹配值符合系统所设定的面部存在局部遮挡条件所对应的图像阈值等级时，则特征比对进入局部识别流程，局部识别方法配合校正模块对同一个待识别人的两张不同角度的待识别图像进行融合，获取更加精确的特征向量值，从而提高特征比对的精确性，提高对面部存在局部遮挡或者损伤的待识别人的识别效果。

2、本发明通过在不同角度的待识别图像的匹配值符合局部识别条件下，配合语音识别方法对待识别人进行身份验证，综合了人脸以及语音识别两种身份验证的方法，并且语音识别属于条件触发且无接触身份识别，在保证识别安全性的前提下提高了识别的精度。

附图说明

图1为本发明的模块结构示意图；

图2为本发明的识别流程图。

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。

请参阅图1-2，一种人脸识别立式门禁设备，包括信息采集装置、人脸识别终端、处理器、电磁锁和语音提示装置，信息采集装置：用于获取待识别人的待识别信息，并将待识别信息传输给人脸识别终端，待识别信息包括待识别图像和待识别语音，信息采集装置包括热成像仪、摄像头、补光装置和语音采集器，热成像仪用于判断待识别人是否为真人，热成像仪测得取当前待识别人的人体温度，若人体温度在正常人体温度范围内，则判定为真人，开启摄像头，否则不开启摄像头，此设置不仅可以防止使用照片或者视频恶意进行开锁的情况，补光装置位于摄像头的四周且可随摄像头旋转，补光装置设有背景光、左侧光和右侧光三种补光模式；人脸识别终端处理待识别信息，并获取比对结果，并将比对结果传输给处理器，人脸识别终端包括图像采集模块、中央处理单元、校正模块、数据库和语音采集模块，中央处理单元分别与图像采集模块、数据库、语音采集模块、校正模块通信连接，校正模块与图像采集模块相连接，校正模块用于将拍摄的待识别人的待识别图像进行融合生成更精确的人脸图像特征向量，校正模块常闭，在一定条件下触发开启；数据库包括图像库和语音库，图像库预先存储可开门的人脸图像特征向量，语音库存储预先录入可开门人的语音特征数据，语音特征数据包括音色特征数据以及内容数据，可提前通过语音采集器向语音库中录入具有特定内容的语音，在语音识别过程中，同时对待识别人的音色以及语音内容进行检测，两者均通过才表示语音识别通过；可通过在中央处理单元上连接图像处理模块，用于检测待识别图像的光照以及姿态，当待识别图像整体光照较低时，采用背景光模式，当待识别图像为左侧或者右侧光照弱时，则相应采取左侧光或者右侧光的补光模式，处理器根据比对结果控制电磁锁的开闭；语音提示装置用于发出提示语音。

人脸识别终端的识别过程如下：

S1：拍摄待识别人的待识别图像，并与数据库中的人脸图像特征向量进行特征比对，并获取匹配值；

S2：判断匹配值与设定的图像阈值大小，图像阈值包括最大图像阈值和最小图像阈值，获取比对结果，并将比对结果传输给处理器，当比对结果为通过时，电磁锁打开，比对结果为不通过时，电磁锁不打开；

比对结果如下：

(1)、匹配值大于设定的最大图像阈值，则为比对结果为通过；

(2)、匹配值小于最小图像阈值，则比对结果为不通过；

(3)、匹配值介于最小图像阈值和最大图像阈值之间，此时，触发校正模块开启，则进入局部识别过程，若局部识别结果为通过，则比对结果为通过，否则比对结果为不通过。

其中，当匹配值小于设定的最大图像阈值时，

判断待识别图像光照是否均匀，

若光照不均匀，则启动补光装置，再进入S1步骤；

若光照均匀，则判断待识别图像姿态是否正确，

若姿态不正确，则提示待识别人调整姿态，再进入S1步骤；

若姿态正确，则判断匹配值是否小于最小图像阈值，若是，则比对结果为不通过；若否则进入局部识别过程。

任意一张待检测图像均需要根据匹配值与图像阈值的比较结果确定是否存在光照不均匀以及姿态不正确的情况。

局部识别过程为：存储当前待识别图像，并将其标识为n＝0，并将n自动加一；当n＝1时，右旋转摄像头，进入S1并拍摄右待识别图像；当n＝2时，左旋转摄像头，进入S1并拍摄左待识别图像；当n>2时，启动语音识别，若语音识别结果大于语音阈值，则通过，否则不通过。

具体的，在局部识别过程中，标识为n＝0的待识别图像设为基础待识别图像，此时，n＝n+1＝0+1＝1，然后摄像头右旋转，拍摄待识别人的右待识别图像，在校正模块中，基础待识别图像与右待识别图像融合成新的待识别图像，重新进行一轮特征比对，在比对过程中，若新的待识别图像的匹配值符合上述比对结果的(1)或者(2)时，整个识别过程结束，若比对结果符合上述(3)时，此时新的待识别图像标识为n＝1，且n＝n+1＝1+1＝2，摄像头左转，重复上述摄像头右转后的流程；最后，在基础待识别图像以及左、右待识别图像的匹配值均在最小图像阈值和最大图像阈值内时，触发语音识别，在上述摄像头左右旋转时，旋转的角度预先设定，比如可左右偏转45度。

本发明的使用方法如下：

首先，当待识别人位于信息采集装置下，热成像仪感应启动，测量待识别人的温度，若温度在设置好的人体的温度范围内，则判定待识别体为真人，启动摄像头，否则判定为非真人，不启动摄像头，并提示；其次，摄像头拍摄待识别图像并将待识别图像输送至人脸识别终端，人脸识别终端将待识别图像与数据库中的人脸特征向量进行比对，并获得匹配值，当匹配值大于最大图像阈值时，则比对结果为通过，处理器打开电磁锁；当匹配值小于最大图像阈值时，判断待识别图像的光照是否均匀、姿态是否正确，并根据判断结果相应动作，当待识别图像的光照均匀、姿态正确时，如果匹配值小于最小图片阈值，那么比对结果为不通过；当待识别图像的光照均匀、姿态正确且匹配值在最大图像阈值和最小图像阈值之间时，判定该待识别图像符合局部识别条件，进入局部识别过程，最后，局部识别是控制摄像头分别左右旋转，并分别将获得的不同角度待识别图像与原待识别图像再校正模块中进行融合，提取特征向量，再进行特征比对，当两次的匹配值均符合局部识别条件后，在局部识别过程中触发语音识别，若语音识别通过，则比对结果通过，处理器打开电磁锁，否则，处理器不打开电磁锁，即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种人脸识别立式门禁设备，包括信息采集装置、人脸识别终端、处理器、电磁锁和语音提示装置，其特征在于：所述信息采集装置：用于获取待识别人的待识别信息，并将待识别信息传输给人脸识别终端，所述待识别信息包括待识别图像和待识别语音；所述人脸识别终端处理待识别信息，并获取比对结果，并将比对结果传输给处理器；所述处理器根据比对结果控制电磁锁的开闭；所述语音提示装置用于发出提示语音。

2.根据权利要求1所述的一种人脸识别立式门禁设备，其特征在于：所述信息采集装置包括热成像仪、摄像头、补光装置和语音采集器，所述热成像仪用于识别待识别人是否为真人，所述补光装置位于摄像头的四周且可随摄像头旋转，所述补光装置设有背景光、左侧光和右侧光三种补光模式。

3.根据权利要求1所述的一种人脸识别立式门禁设备，其特征在于：所述人脸识别终端包括图像采集模块、中央处理单元、校正模块、数据库和语音采集模块，所述中央处理单元分别与图像采集模块、数据库、语音采集模块、校正模块网络连接，所述校正模块与图像采集模块相连接，所述校正模块用于将拍摄的待识别人的待识别图像进行融合生成更精确的人脸图像特征向量。

4.根据权利要求1所述的一种人脸识别立式门禁设备，其特征在于：所述数据库包括图像库和语音库，所述图像库预先存储可开门的人脸图像特征向量，所述语音库存储预先录入可开门人的语音特征数据，所述语音特征数据包括音色特征数据以及内容数据。

5.根据权利要求1所述的一种人脸识别立式门禁设备，其特征在于：所述人脸识别终端的识别过程如下：

S1：拍摄待识别人的待识别图像，并与数据库中的人脸图像特征向量进行特征比对，并获取匹配值；

S2：判断匹配值与设定的图像阈值大小，所述图像阈值包括最大图像阈值和最小图像阈值，获取比对结果，并将比对结果传输给处理器，当比对结果为通过时，电磁锁打开，比对结果为不通过时，电磁锁不打开；

所述比对结果如下：

(1)、匹配值大于设定的最大图像阈值，则为比对结果为通过；

(2)、匹配值小于最小图像阈值，则比对结果为不通过；

(3)、匹配值介于最小图像阈值和最大图像阈值之间，则进入局部识别过程，若局部识别结果为通过，则比对结果为通过，否则比对结果为不通过。

其中，当匹配值小于设定的最大图像阈值时，

判断待识别图像光照是否均匀，

若光照不均匀，则启动补光装置，再进入S1步骤；

若光照均匀，则判断待识别图像姿态是否正确，

若姿态不正确，则提示待识别人调整姿态，再进入S1步骤；

若姿态正确，则判断匹配值是否小于最小图像阈值，若是，则比对结果为不通过；若否则进入局部识别过程。

6.根据权利要求5所述的一种人脸识别立式门禁设备，其特征在于：所述局部识别过程为：存储当前待识别图像，并将其标识为n＝0，并将n自动加一；当n＝1时，右旋转摄像头，进入S1拍摄右待识别图像；当n＝2时，左旋转摄像头，进入S1拍摄左待识别图像；当n>2时，启动语音识别，若语音识别结果大于语音阈值，则通过，否则不通过。

7.根据权利要求6所述的一种人脸识别立式门禁设备，其特征在于：所述校正模块常闭，所述匹配值介于最小阈值和最大阈值之间时触发校正模块开启。

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