CN114021100B - 一种用于数字教材储备的安全管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于数字教材储备的安全管理系统，包括，储备单元、权限单元、采集单元、中控单元。本发明通过设置所述储备单元将教材数据进行等级分类，对重要教材数据进行权限获取，提高了重要教材的安全性，同时也提高了普通教材的广泛使用，在获取人需要对重要教材进行获取时，设置采集单元采集多组人脸图像，提高了人脸图像的精准度，同时通过设置所述中控单元对获取的人脸图像进行修正，通过图像清晰度与面部图像占比对采集距离进行修正，通过对两眼部图像的水平差对图像偏移进行修正，通过人脸图像两侧面部面积与亮度差对采集角度进行修正，提高了采集图像的准确性，同时提高了人脸识别效率。

Description

一种用于数字教材储备的安全管理系统

技术领域

本发明涉及人脸识别安全技术领域，尤其涉及一种用于数字教材储备的安全管理系统。

背景技术

数字教材，即数字化教材，有别于传统教材，利用多媒体技术将传统纸质内容进行数字化处理，转化为适用于各类电子终端的互动性教材，由于数字教材的公开程度高，在进行重要教材资料、试卷资料储存时，考虑到重要资料的安全性，往往需要采用加密处理，人脸识别是一种较有效的加密方式。

在现有技术中的人脸处理方式中，由于对采集到的实时人脸图像不能全面的修正，对被采集者拍摄时的角度、环境要求较高，还会出现需要多次采集的问题，导致人脸识别速度较低。

发明内容

为此，本发明提供一种用于数字教材储备的安全管理系统，用以克服现有技术中人脸识别速度较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种用于数字教材储备的安全管理系统，包括，

储备单元，其内部储存有教材数据，所述教材数据包括，一级教材、二级教材和三级教材，在外部操作端对所述储备单元内部的教材数据进行获取时，储备单元对获取教材的等级进行判定，当获取教材为一级教材时，所述储备单元将直接允许获取，当获取教材为二级教材或三级教材时，所述储备单元将进行权限匹配请求，以确定是否允许获取；

权限单元，其内部储存有二级教材权限人的身份信息与三级教材权限人的身份信息，所述身份信息包括提前录入的各权限人的标准人脸图像；

采集单元，其与所述储备单元相连，所述采集单元能够采集人脸图像，在所述储备单元进行权限匹配请求时，所述采集单元在所述外部操作端向教材获取人进行人脸图像采集询问，在教材获取人拒绝人脸图像采集时，所述储备单元不允许教材获取人获取教材数据，在教材获取人接受人脸图像采集时，所述采集单元能够提示教材获取人进行距离角度调整，并获取不少于三张人脸图像，采集单元能够将获取的若干张人脸图像进行图像整合，并生成一张实时人脸图像；

中控单元，其与所述储备单元、所述权限单元和所述采集单元分别相连，在所述采集单元生成实时人脸图像时，所述中控单元能够根据图像中面部面积占比计算采集距离，并确定采集距离是否在标准范围内，当采集距离不在标准范围内时，所述中控单元能够根据清晰度对图像进行放大或特征区域比例对图像进行缩小，将图像调整为标距人脸图像，中控单元能够根据标距人脸图像中两眼部图像的水平差判定是否对面部图像进行旋转，并通过面部图像旋转判定图像为水平人脸图像，中控单元还能够根据水平人脸图像两侧面部面积与亮度差，选择对面部图像进行补充，生成请求人脸图像，所述中控单元能够将请求人脸图像与所述权限单元内二级教材或三级教材的各权限人的标准人脸图像进行特征分析与图像对比，判定请求人脸图像是否符合标准人脸图像，中控单元并将判定结果传输至所述储备单元，储备单元根据判定结果确定是否允许获取相应等级的教材数据。

进一步地，所述中控单元内设有标准距离Lb与标准距离差ΔLb，在所述中控单元对实时人脸图像进行修正时，中控单元根据实时人脸图像中面部面积占比计算采集距离Lc，中控单元根据采集距离Lc与标准距离Lb计算采集距离差ΔLc，ΔLc=|Lb-Lc|中控单元将采集距离差ΔLc与标准距离差ΔLb进行对比，

当ΔLc≤ΔLb时，所述中控单元判定采集距离差在标准距离差范围内，中控单元将实时人脸图像判定为标距人脸图像；

当ΔLc＞ΔLb时，所述中控单元判定采集距离差不在标准距离差范围内，中控单元将根据采集距离与标准距离的大小对实时人脸图像进行判定，以确定能否将实时人脸图像调整为标距人脸图像。

进一步地，当所述中控单元判定采集距离差不在标准距离差范围内时，中控单元将采集距离Lc与标准距离Lb进行对比，

当Lc＞Lb时，所述中控单元判定采集距离高于标准距离，中控单元将获取实时人脸图像的清晰度，以确定是否能通过放大人脸部分使实时人脸图像调整为标距人脸图像；

当Lc＜Lb时，所述中控单元判定采集距离低于标准距离，中控单元将获取面部特征部分面积比例，以确定是否能通过面部图像缩小使实时人脸图像调整为标距人脸图像。

进一步地，所述中控单元能设有距离清晰度参数J，当所述中控单元判定采集距离高于标准距离时，中控单元计算标准清晰度Pb，Pb=Lc×J，中控单元获取实时人脸图像的实时清晰度Ps，中控单元将实时清晰度Ps与标准清晰度Pb进行对比，

当Ps≥Pb时，所述中控单元判断实时人脸图像清晰度到达标准清晰度范围，中控单元将实时人脸图像以人脸部分为中心进行放大，放大比例为T1,T1=Lc/Lb，并将放大后的人脸图像判定为标距人脸图像；

当Ps＜Pb时，所述中控单元判断实时人脸图像清晰度未到达标准清晰度范围，所述采集单元将重新进行采集人脸图像。

进一步地，所述中控单元内设有缩图标准比例Qb，当所述中控单元判定采集距离低于标准距离时，中控单元对实时人脸图像中两处眼部与一处嘴部的中心位置点进行标记，形成三个标记点,并获取三个标记点形成闭合三角形的面积，中控单元计算该三角形面积占实时人脸图像的实时特征比例Qt，中控单元将实时特征比例Qt与缩图标准比例Qb进行对比，

当Qt＞Qb时，所述中控单元判定实时特征比例超出缩图标准比例，所述采集单元将重新进行采集人脸图像；

当Qt≤Qb时，所述中控单元判定实时特征比例未超出缩图标准比例，中控单元将实时人脸图像以鼻尖图像中心点为中心进行缩小，缩小比例为T2,T2=Lc/Lb，并将缩小后的人脸图像判定为标距人脸图像。

进一步地，所述中控单元内设有第一眼部水平差H1与第二眼部水平差H2，其中，H1＜H2，中控单元获取标距人脸图像中两眼部水平线之间的距离为眼部水平差Hy，中控单元将标距人脸图像的眼部水平差Hy分别与第一眼部水平差H1和第二眼部水平差H2进行对比，

当Hy＜H1时，所述中控单元判定眼部水平差低于第一眼部水平差，中控单元不对标距人脸图像的面部进行旋转，并将标距人脸图像判定为水平人脸图像；

当H1≤Hy≤H2时，所述中控单元判定眼部水平差在第一眼部水平差与第二眼部水平差之间，中控单元将确定面部旋转中心点，并对标距人脸图像进行旋转，以将标距人脸图像调整为水平人脸图像；

当Hy＞H2时，所述中控单元判定眼部水平差高于第二眼部水平差，所述采集单元将重新进行采集人脸图像。

进一步地，当所述中控单元判定眼部水平差在第一眼部水平差与第二眼部水平差之间时，中控单元检测两眼之间连线的垂直平分线与图像竖直方向的夹角A，中控单元将标距人脸图像中人脸部分进行旋转，旋转角度为A，旋转方向为眼部水平方向高的一侧，旋转中心点为鼻尖图像中心点，中控单元将旋转完成的标距人脸图像判定为水平人脸图像。

进一步地，所述中控单元内设有面部图像两侧之间的标准面积差Sc，中控单元将水平人脸图像中过鼻尖图像中心点竖直方向线为分割线，将面部图像分为两个区域，中控单元计算两个区域面部图像的实时面积差Sr，中控单元将实时面积差Sr与标准面积差Sc进行对比，

当Sr≤Sc时，所述中控单元判定实时面积差在标准面积差范围内，中控单元完成对人脸图像的修正，生成请求人脸图像；

当Sr＞Sc时，所述中控单元判定实时面积差不在标准面积差范围内，中控单元将对面部图像的亮度进行判定，以确定对水平人脸图像的修正。

进一步地，所述中控单元内设有第一亮度差K1与第二亮度差K2，其中，K1＜K2，当所述中控单元判定实时面积差不在标准面积差范围内时，中控单元获取面部图像两侧的最大亮度差Kd，中控单元将最大亮度差Kd与第一亮度差K1和第二亮度差K2进行对比，

当Kd＜K1时，所述中控单元判定最大亮度差低于第一亮度差，中控单元完成对人脸图像的修正，生成请求人脸图像；

当K1≤Kd≤K2时，所述中控单元判定最大亮度差在第一亮度差与第二亮度差之间，中控单元将根据面部图像两侧宽度进行拉伸补充；

当Kd＞K2时，所述中控单元判定最大亮度差高于第二亮度差，所述采集单元将重新进行采集人脸图像。

进一步地，当所述中控单元判定最大亮度差在第一亮度差与第二亮度差之间时，中控单元分别检测鼻尖图像中心点到水平方向面部边缘的距离，将距离短的一侧面部图像水平拉伸至鼻尖图像中心点到水平方向另一侧的面部边缘的距离，中控单元重新获取人脸图像中面部面积占比，并计算采集距离Lc’，进行重新判定，直至生成请求人脸图像。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过设置所述储备单元将教材数据进行等级分类，对重要教材数据进行权限获取，提高了重要教材的安全性，同时也提高了普通教材的广泛使用，在获取人需要对重要教材进行获取时，设置采集单元采集多组人脸图像，提高了人脸图像的精准度，同时通过设置所述中控单元对获取的人脸图像进行修正，通过图像清晰度与面部图像占比对采集距离进行修正，通过对两眼部图像的水平差对图像偏移进行修正，通过人脸图像两侧面部面积与亮度差对采集角度进行修正，提高了采集图像的准确性，同时提高了人脸识别效率。

尤其，通过获取实时人脸图像中面部面积占比计算采集距离，在所述中控单元内设置标准距离与标准距离差，判定采集人脸图像的距离是否在标准内，当采集距离在标准范围内时，中控单元将实时人脸图像判定为标距人脸图像，使采集的人脸图像与权限人身份信息中的标准人脸图像的采集距离到达一致，极大程度上提高了识别对比的精度。

进一步地，当所述中控单元判定采集距离差不在标准距离差范围内时，中控单元判定实际的采集距离与标准的距离的大小，当实际采集距离较大时，需要结合采集人脸图像的清晰度对图像中人脸部分进行放大，当实际采集距离较小时，需要结合面部特征部分面积比例对图像中人脸部分进行缩小，减少了对采集图像的限定，有效的提高了人脸识别的处理速度。

尤其，在对清晰度标准设定时，将结合采集图像的实际距离进行设定清晰度标准，能够扩大有效调整范围，提高人脸识别处理速度，在清晰度达标时，根据实际采集距离与标准采集距离对人脸图像进行放大，在清晰度未达标时，将进行重新采集，避免采集人脸图像的质量较低，而带来的不必要识别，同时也提升了所述安全管理系统的安全性。

进一步地，通过检测实时人脸图像中两处眼部与一处嘴部的中心位置点三处特征部分闭合面积的占比，确定是否进行重新采集，保障了对特征位置的识别辐射，使对实时人脸图像进行识别时，精准度更高，同时在特征部分面积比重较高时，导致特征部分表现不明显，影响对比精度，进行重新采集，进一步提高了所述安全管理系统的安全性。

进一步地，通过对两眼部水平线之间的距离进行检测，确定标距人脸图像中的面部信息是否发生偏移，进一步对采集人脸图像进行修正，也可以使后期对比运算量大大减少，进一步的提高了人脸识别的效率，并在眼部水平差低于第一眼部水平差时，直接判定为水平人脸图像，允许小程度的偏移误差，避免无效的二次采集，也同时提高了人脸识别速度。

进一步地，在中控单元判定眼部水平差在第一眼部水平差与第二眼部水平差之间时，根据人脸图像的两眼部连线的垂直平分线确定偏转角度，能够快速确定人脸图像的大体偏转角度，同时进一步精确的处理人脸采集图像，使识别结果更加精准，提高了所述安全管理系统的安全性。

进一步地，对人脸图像的两侧面部图像面积进行检测，可以确定在进行人脸采集时图像的采集角度，当中控单元判定两侧面部面积的实时面积差在标准面积差范围内时，将该人脸图像直接生成请求人脸图像进行识别对比，在判定实时面积差不在标准面积差范围内时，对两侧部分的亮度差进行进一步判定，以确定是否收到采集角度的影响，保障了采集图像修正的精准度。

进一步地，在对采集图像的亮度差进行判定时，当亮度差较小时，表示在人脸图像采集过程中未出现大程度的采集角度偏移，将其直接判断为请求人脸图像，进行对比识别，在亮度差较大时，表示发生严重的采集角度变化，重新进行采集人脸图像，在亮度差适中时，通过对图像的部分拉伸，达到还原的效果，极大程度地对已采集图像进行修正，减少了二次采集的过程，提高了人脸识别效率。

尤其，在对面部面积较小的一侧进行拉伸时，将其拉伸至与另一侧同等宽度，使修正后的面部特征能够更明显的体现，也减少了后续人脸对比的运行量，提高了人脸识别效率，同时由于面部面积的改变重新进行采集距离判定，进一步提高了采集的人脸图像的图像精度，使人脸识别更准确，增加了所述安全管理系统的安全性。

附图说明

图1为本发明所述用于数字教材储备的安全管理系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本发明所述用于数字教材储备的安全管理系统的结构示意图，本发明公布一种用于数字教材储备的安全管理系统，包括，

储备单元，其内部储存有教材数据，所述教材数据包括，一级教材、二级教材和三级教材，在外部操作端对所述储备单元内部的教材数据进行获取时，储备单元对获取教材的等级进行判定，当获取教材为一级教材时，所述储备单元将直接允许获取，当获取教材为二级教材或三级教材时，所述储备单元将进行权限匹配请求，以确定是否允许获取；

权限单元，其内部储存有二级教材权限人的身份信息与三级教材权限人的身份信息，所述身份信息包括提前录入的各权限人的标准人脸图像；

采集单元，其与所述储备单元相连，所述采集单元能够采集人脸图像，在所述储备单元进行权限匹配请求时，所述采集单元在所述外部操作端向教材获取人进行人脸图像采集询问，在教材获取人拒绝人脸图像采集时，所述储备单元不允许教材获取人获取教材数据，在教材获取人接受人脸图像采集时，所述采集单元能够提示教材获取人进行距离角度调整，并获取不少于三张人脸图像，采集单元能够将获取的若干张人脸图像进行图像整合，并生成一张实时人脸图像；

中控单元，其与所述储备单元、所述权限单元和所述采集单元分别相连，在所述采集单元生成实时人脸图像时，所述中控单元能够根据图像中面部面积占比计算采集距离，并确定采集距离是否在标准范围内，当采集距离不在标准范围内时，所述中控单元能够根据清晰度对图像进行放大或特征区域比例对图像进行缩小，将图像调整为标距人脸图像，中控单元能够根据标距人脸图像中两眼部图像的水平差判定是否对面部图像进行旋转，并通过面部图像旋转判定图像为水平人脸图像，中控单元还能够根据水平人脸图像两侧面部面积与亮度差，选择对面部图像进行补充，生成请求人脸图像，所述中控单元能够将请求人脸图像与所述权限单元内二级教材或三级教材的各权限人的标准人脸图像进行特征分析与图像对比，判定请求人脸图像是否符合标准人脸图像，中控单元并将判定结果传输至所述储备单元，储备单元根据判定结果确定是否允许获取相应等级的教材数据。

通过设置所述储备单元将教材数据进行等级分类，对重要教材数据进行权限获取，提高了重要教材的安全性，同时也提高了普通教材的广泛使用，在获取人需要对重要教材进行获取时，设置采集单元采集多组人脸图像，提高了人脸图像的精准度，同时通过设置所述中控单元对获取的人脸图像进行修正，通过图像清晰度与面部图像占比对采集距离进行修正，通过对两眼部图像的水平差对图像偏移进行修正，通过人脸图像两侧面部面积与亮度差对采集角度进行修正，提高了采集图像的准确性，同时提高了人脸识别效率。

具体而言，所述中控单元内设有标准距离Lb与标准距离差ΔLb，在所述中控单元对实时人脸图像进行修正时，中控单元根据实时人脸图像中面部面积占比计算采集距离Lc，中控单元根据采集距离Lc与标准距离Lb计算采集距离差ΔLc，ΔLc=|Lb-Lc|中控单元将采集距离差ΔLc与标准距离差ΔLb进行对比，

当ΔLc≤ΔLb时，所述中控单元判定采集距离差在标准距离差范围内，中控单元将实时人脸图像判定为标距人脸图像；

当ΔLc＞ΔLb时，所述中控单元判定采集距离差不在标准距离差范围内，中控单元将根据采集距离与标准距离的大小对实时人脸图像进行判定，以确定能否将实时人脸图像调整为标距人脸图像。

通过获取实时人脸图像中面部面积占比计算采集距离，在所述中控单元内设置标准距离与标准距离差，判定采集人脸图像的距离是否在标准内，当采集距离在标准范围内时，中控单元将实时人脸图像判定为标距人脸图像，使采集的人脸图像与权限人身份信息中的标准人脸图像的采集距离到达一致，极大程度上提高了识别对比的精度。

具体而言，当所述中控单元判定采集距离差不在标准距离差范围内时，中控单元将采集距离Lc与标准距离Lb进行对比，

当Lc＞Lb时，所述中控单元判定采集距离高于标准距离，中控单元将获取实时人脸图像的清晰度，以确定是否能通过放大人脸部分使实时人脸图像调整为标距人脸图像；

当Lc＜Lb时，所述中控单元判定采集距离低于标准距离，中控单元将获取面部特征部分面积比例，以确定是否能通过面部图像缩小使实时人脸图像调整为标距人脸图像。

当所述中控单元判定采集距离差不在标准距离差范围内时，中控单元判定实际的采集距离与标准的距离的大小，当实际采集距离较大时，需要结合采集人脸图像的清晰度对图像中人脸部分进行放大，当实际采集距离较小时，需要结合面部特征部分面积比例对图像中人脸部分进行缩小，减少了对采集图像的限定，有效的提高了人脸识别的处理速度。

具体而言，所述中控单元能设有距离清晰度参数J，当所述中控单元判定采集距离高于标准距离时，中控单元计算标准清晰度Pb，Pb=Lc×J，中控单元获取实时人脸图像的实时清晰度Ps，中控单元将实时清晰度Ps与标准清晰度Pb进行对比，

当Ps≥Pb时，所述中控单元判断实时人脸图像清晰度到达标准清晰度范围，中控单元将实时人脸图像以人脸部分为中心进行放大，放大比例为T1,T1=Lc/Lb，并将放大后的人脸图像判定为标距人脸图像；

当Ps＜Pb时，所述中控单元判断实时人脸图像清晰度未到达标准清晰度范围，所述采集单元将重新进行采集人脸图像。

在对清晰度标准设定时，将结合采集图像的实际距离进行设定清晰度标准，能够扩大有效调整范围，提高人脸识别处理速度，在清晰度达标时，根据实际采集距离与标准采集距离对人脸图像进行放大，在清晰度未达标时，将进行重新采集，避免采集人脸图像的质量较低，而带来的不必要识别，同时也提升了所述安全管理系统的安全性。

具体而言，所述中控单元内设有缩图标准比例Qb，当所述中控单元判定采集距离低于标准距离时，中控单元对实时人脸图像中两处眼部与一处嘴部的中心位置点进行标记，形成三个标记点,并获取三个标记点形成闭合三角形的面积，中控单元计算该三角形面积占实时人脸图像的实时特征比例Qt，中控单元将实时特征比例Qt与缩图标准比例Qb进行对比，

当Qt＞Qb时，所述中控单元判定实时特征比例超出缩图标准比例，所述采集单元将重新进行采集人脸图像；

当Qt≤Qb时，所述中控单元判定实时特征比例未超出缩图标准比例，中控单元将实时人脸图像以鼻尖图像中心点为中心进行缩小，缩小比例为T2,T2=Lc/Lb，并将缩小后的人脸图像判定为标距人脸图像。

通过检测实时人脸图像中两处眼部与一处嘴部的中心位置点三处特征部分闭合面积的占比，确定是否进行重新采集，保障了对特征位置的识别辐射，使对实时人脸图像进行识别时，精准度更高，同时在特征部分面积比重较高时，导致特征部分表现不明显，影响对比精度，进行重新采集，进一步提高了所述安全管理系统的安全性。

具体而言，所述中控单元内设有第一眼部水平差H1与第二眼部水平差H2，其中，H1＜H2，中控单元获取标距人脸图像中两眼部水平线之间的距离为眼部水平差Hy，中控单元将标距人脸图像的眼部水平差Hy分别与第一眼部水平差H1和第二眼部水平差H2进行对比，

当Hy＜H1时，所述中控单元判定眼部水平差低于第一眼部水平差，中控单元不对标距人脸图像的面部进行旋转，并将标距人脸图像判定为水平人脸图像；

当H1≤Hy≤H2时，所述中控单元判定眼部水平差在第一眼部水平差与第二眼部水平差之间，中控单元将确定面部旋转中心点，并对标距人脸图像进行旋转，以将标距人脸图像调整为水平人脸图像；

当Hy＞H2时，所述中控单元判定眼部水平差高于第二眼部水平差，所述采集单元将重新进行采集人脸图像。

通过对两眼部水平线之间的距离进行检测，确定标距人脸图像中的面部信息是否发生偏移，进一步对采集人脸图像进行修正，也可以使后期对比运算量大大减少，进一步的提高了人脸识别的效率，并在眼部水平差低于第一眼部水平差时，直接判定为水平人脸图像，允许小程度的偏移误差，避免无效的二次采集，也同时提高了人脸识别速度。

具体而言，当所述中控单元判定眼部水平差在第一眼部水平差与第二眼部水平差之间时，中控单元检测两眼之间连线的垂直平分线与图像竖直方向的夹角A，中控单元将标距人脸图像中人脸部分进行旋转，旋转角度为A，旋转方向为眼部水平方向高的一侧，旋转中心点为鼻尖图像中心点，中控单元将旋转完成的标距人脸图像判定为水平人脸图像。

在中控单元判定眼部水平差在第一眼部水平差与第二眼部水平差之间时，根据人脸图像的两眼部连线的垂直平分线确定偏转角度，能够快速确定人脸图像的大体偏转角度，同时进一步精确的处理人脸采集图像，使识别结果更加精准，提高了所述安全管理系统的安全性。

具体而言，所述中控单元内设有面部图像两侧之间的标准面积差Sc，中控单元将水平人脸图像中过鼻尖图像中心点竖直方向线为分割线，将面部图像分为两个区域，中控单元计算两个区域面部图像的实时面积差Sr，中控单元将实时面积差Sr与标准面积差Sc进行对比，

当Sr≤Sc时，所述中控单元判定实时面积差在标准面积差范围内，中控单元完成对人脸图像的修正，生成请求人脸图像；

当Sr＞Sc时，所述中控单元判定实时面积差不在标准面积差范围内，中控单元将对面部图像的亮度进行判定，以确定对水平人脸图像的修正。

对人脸图像的两侧面部图像面积进行检测，可以确定在进行人脸采集时图像的采集角度，当中控单元判定两侧面部面积的实时面积差在标准面积差范围内时，将该人脸图像直接生成请求人脸图像进行识别对比，在判定实时面积差不在标准面积差范围内时，对两侧部分的亮度差进行进一步判定，以确定是否收到采集角度的影响，保障了采集图像修正的精准度。

具体而言，所述中控单元内设有第一亮度差K1与第二亮度差K2，其中，K1＜K2，当所述中控单元判定实时面积差不在标准面积差范围内时，中控单元获取面部图像两侧的最大亮度差Kd，中控单元将最大亮度差Kd与第一亮度差K1和第二亮度差K2进行对比，

当Kd＜K1时，所述中控单元判定最大亮度差低于第一亮度差，中控单元完成对人脸图像的修正，生成请求人脸图像；

当K1≤Kd≤K2时，所述中控单元判定最大亮度差在第一亮度差与第二亮度差之间，中控单元将根据面部图像两侧宽度进行拉伸补充；

当Kd＞K2时，所述中控单元判定最大亮度差高于第二亮度差，所述采集单元将重新进行采集人脸图像。

在对采集图像的亮度差进行判定时，当亮度差较小时，表示在人脸图像采集过程中未出现大程度的采集角度偏移，将其直接判断为请求人脸图像，进行对比识别，在亮度差较大时，表示发生严重的采集角度变化，重新进行采集人脸图像，在亮度差适中时，通过对图像的部分拉伸，达到还原的效果，极大程度地对已采集图像进行修正，减少了二次采集的过程，提高了人脸识别效率。

具体而言，当所述中控单元判定最大亮度差在第一亮度差与第二亮度差之间时，中控单元分别检测鼻尖图像中心点到水平方向面部边缘的距离，将距离短的一侧面部图像水平拉伸至鼻尖图像中心点到水平方向另一侧的面部边缘的距离，中控单元重新获取人脸图像中面部面积占比，并计算采集距离Lc’，进行重新判定，直至生成请求人脸图像。

在对面部面积较小的一侧进行拉伸时，将其拉伸至与另一侧同等宽度，使修正后的面部特征能够更明显的体现，也减少了后续人脸对比的运行量，提高了人脸识别效率，同时由于面部面积的改变重新进行采集距离判定，进一步提高了采集的人脸图像的图像精度，使人脸识别更准确，增加了所述安全管理系统的安全性。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于数字教材储备的安全管理系统，其特征在于，包括，

储备单元，其内部储存有教材数据，所述教材数据包括，一级教材、二级教材和三级教材，在外部操作端对所述储备单元内部的教材数据进行获取时，储备单元对获取教材的等级进行判定，当获取教材为一级教材时，所述储备单元将直接允许获取，当获取教材为二级教材或三级教材时，所述储备单元将进行权限匹配请求，以确定是否允许获取；

权限单元，其内部储存有二级教材权限人的身份信息与三级教材权限人的身份信息，所述身份信息包括提前录入的各权限人的标准人脸图像；

采集单元，其与所述储备单元相连，所述采集单元能够采集人脸图像，在所述储备单元进行权限匹配请求时，所述采集单元在所述外部操作端向教材获取人进行人脸图像采集询问，在教材获取人拒绝人脸图像采集时，所述储备单元不允许教材获取人获取教材数据，在教材获取人接受人脸图像采集时，所述采集单元能够提示教材获取人进行距离角度调整，并获取不少于三张人脸图像，采集单元能够将获取的若干张人脸图像进行图像整合，并生成一张实时人脸图像；

中控单元，其与所述储备单元、所述权限单元和所述采集单元分别相连，在所述采集单元生成实时人脸图像时，所述中控单元能够根据图像中面部面积占比计算采集距离，并确定采集距离是否在标准范围内，当采集距离不在标准范围内时，所述中控单元能够根据清晰度对图像进行放大或特征区域比例对图像进行缩小，将图像调整为标距人脸图像，中控单元能够根据标距人脸图像中两眼部图像的水平差判定是否对面部图像进行旋转，并通过面部图像旋转判定图像为水平人脸图像，中控单元还能够根据水平人脸图像两侧面部面积与亮度差，选择对面部图像进行补充，生成请求人脸图像，所述中控单元能够将请求人脸图像与所述权限单元内二级教材或三级教材的各权限人的标准人脸图像进行特征分析与图像对比，判定请求人脸图像是否符合标准人脸图像，中控单元并将判定结果传输至所述储备单元，储备单元根据判定结果确定是否允许获取相应等级的教材数据；

所述中控单元内设有第一亮度差K1与第二亮度差K2，其中，K1＜K2，当所述中控单元判定实时面积差不在标准面积差范围内时，中控单元获取面部图像两侧的最大亮度差Kd，中控单元将最大亮度差Kd与第一亮度差K1和第二亮度差K2进行对比，

当Kd＜K1时，所述中控单元判定最大亮度差低于第一亮度差，中控单元完成对人脸图像的修正，生成请求人脸图像；

当K1≤Kd≤K2时，所述中控单元判定最大亮度差在第一亮度差与第二亮度差之间，中控单元将根据面部图像两侧宽度进行拉伸补充；

当Kd＞K2时，所述中控单元判定最大亮度差高于第二亮度差，所述采集单元将重新进行采集人脸图像；

当所述中控单元判定最大亮度差在第一亮度差与第二亮度差之间时，中控单元分别检测鼻尖图像中心点到水平方向面部边缘的距离，将距离短的一侧面部图像水平拉伸至鼻尖图像中心点到水平方向另一侧的面部边缘的距离，中控单元重新获取人脸图像中面部面积占比，并计算采集距离Lc’，进行重新判定，直至生成请求人脸图像。

2.根据权利要求1所述的用于数字教材储备的安全管理系统，其特征在于，所述中控单元内设有标准距离Lb与标准距离差ΔLb，在所述中控单元对实时人脸图像进行修正时，中控单元根据实时人脸图像中面部面积占比计算采集距离Lc，中控单元根据采集距离Lc与标准距离Lb计算采集距离差ΔLc，ΔLc=|Lb-Lc|中控单元将采集距离差ΔLc与标准距离差ΔLb进行对比，

当ΔLc≤ΔLb时，所述中控单元判定采集距离差在标准距离差范围内，中控单元将实时人脸图像判定为标距人脸图像；

当ΔLc＞ΔLb时，所述中控单元判定采集距离差不在标准距离差范围内，中控单元将根据采集距离与标准距离的大小对实时人脸图像进行判定，以确定能否将实时人脸图像调整为标距人脸图像。

3.根据权利要求2所述的用于数字教材储备的安全管理系统，其特征在于，当所述中控单元判定采集距离差不在标准距离差范围内时，中控单元将采集距离Lc与标准距离Lb进行对比，

当Lc＞Lb时，所述中控单元判定采集距离高于标准距离，中控单元将获取实时人脸图像的清晰度，以确定是否能通过放大人脸部分使实时人脸图像调整为标距人脸图像；

当Lc＜Lb时，所述中控单元判定采集距离低于标准距离，中控单元将获取面部特征部分面积比例，以确定是否能通过面部图像缩小使实时人脸图像调整为标距人脸图像。

4.根据权利要求3所述的用于数字教材储备的安全管理系统，其特征在于，所述中控单元能设有距离清晰度参数J，当所述中控单元判定采集距离高于标准距离时，中控单元计算标准清晰度Pb，Pb=Lc×J，中控单元获取实时人脸图像的实时清晰度Ps，中控单元将实时清晰度Ps与标准清晰度Pb进行对比，

当Ps≥Pb时，所述中控单元判断实时人脸图像清晰度到达标准清晰度范围，中控单元将实时人脸图像以人脸部分为中心进行放大，放大比例为T1,T1=Lc/Lb，并将放大后的人脸图像判定为标距人脸图像；

当Ps＜Pb时，所述中控单元判断实时人脸图像清晰度未到达标准清晰度范围，所述采集单元将重新进行采集人脸图像。

5.据权利要求4所述的用于数字教材储备的安全管理系统，其特征在于，所述中控单元内设有缩图标准比例Qb，当所述中控单元判定采集距离低于标准距离时，中控单元对实时人脸图像中两处眼部与一处嘴部的中心位置点进行标记，形成三个标记点,并获取三个标记点形成闭合三角形的面积，中控单元计算该三角形面积占实时人脸图像的实时特征比例Qt，中控单元将实时特征比例Qt与缩图标准比例Qb进行对比，

当Qt＞Qb时，所述中控单元判定实时特征比例超出缩图标准比例，所述采集单元将重新进行采集人脸图像；

当Qt≤Qb时，所述中控单元判定实时特征比例未超出缩图标准比例，中控单元将实时人脸图像以鼻尖图像中心点为中心进行缩小，缩小比例为T2,T2=Lc/Lb，并将缩小后的人脸图像判定为标距人脸图像。

6.据权利要求5所述的用于数字教材储备的安全管理系统，其特征在于，所述中控单元内设有第一眼部水平差H1与第二眼部水平差H2，其中，H1＜H2，中控单元获取标距人脸图像中两眼部水平线之间的距离为眼部水平差Hy，中控单元将标距人脸图像的眼部水平差Hy分别与第一眼部水平差H1和第二眼部水平差H2进行对比，

当Hy＜H1时，所述中控单元判定眼部水平差低于第一眼部水平差，中控单元不对标距人脸图像的面部进行旋转，并将标距人脸图像判定为水平人脸图像；

当H1≤Hy≤H2时，所述中控单元判定眼部水平差在第一眼部水平差与第二眼部水平差之间，中控单元将确定面部旋转中心点，并对标距人脸图像进行旋转，以将标距人脸图像调整为水平人脸图像；

当Hy＞H2时，所述中控单元判定眼部水平差高于第二眼部水平差，所述采集单元将重新进行采集人脸图像。

7.据权利要求6所述的用于数字教材储备的安全管理系统，其特征在于，当所述中控单元判定眼部水平差在第一眼部水平差与第二眼部水平差之间时，中控单元检测两眼之间连线的垂直平分线与图像竖直方向的夹角A，中控单元将标距人脸图像中人脸部分进行旋转，旋转角度为A，旋转方向为眼部水平方向高的一侧，旋转中心点为鼻尖图像中心点，中控单元将旋转完成的标距人脸图像判定为水平人脸图像。

8.据权利要求7所述的用于数字教材储备的安全管理系统，其特征在于，所述中控单元内设有面部图像两侧之间的标准面积差Sc，中控单元将水平人脸图像中过鼻尖图像中心点竖直方向线为分割线，将面部图像分为两个区域，中控单元计算两个区域面部图像的实时面积差Sr，中控单元将实时面积差Sr与标准面积差Sc进行对比，

当Sr≤Sc时，所述中控单元判定实时面积差在标准面积差范围内，中控单元完成对人脸图像的修正，生成请求人脸图像；

当Sr＞Sc时，所述中控单元判定实时面积差不在标准面积差范围内，中控单元将对面部图像的亮度进行判定，以确定对水平人脸图像的修正。

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