CN115171260A - 一种基于人脸识别的智能门禁系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于人脸识别的智能门禁系统，具体涉及人脸识别技术领域，包括门禁采集模块、存储模块、图像数据处理模块、控制模块、安全预警模块、通信模块以及人机交互模块，所述图像数据处理模块是基于存储模块中的图像或数据智能提取、人脸识别、预处理以及访客二维码验证的过程，将处理结果传输至控制模块，本发明通过设有人机交互模块用于访客利用手机、电脑登记来访时间以及访客的基本信息，经业主确认无误后生成访客二维码，便于访客二维码验证单元利用图像灰度化、中值滤波以及图像二值化对二维码进行二维码矫正、特征分析，并与存储模块中的目标二维码进行比对确认，实现对访客的快速识别验证。

Description

一种基于人脸识别的智能门禁系统
技术领域
本发明涉及人脸识别技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于人脸识别的智能门禁系统。
背景技术
人脸识别系统是利用摄像机和摄像头采集人脸的图像或视频流自动在图像中检测和跟踪人脸，并对检测到的人脸进行脸部识别的一系列相关技术识别人的脸部特征来解锁，具有验证速度快，操作简单且适合所以类型的身份验证，为人员快速通关节省了时间，给人们带来了诸多的方便与益处。
人脸识别智能门禁系统包括门禁采集模块、识别对比模块、CPU处理模块、存储模块以及门禁控制模块，当业主在人脸识别门禁系统前时，门禁采集模块对业主拍摄业主图像或获取视频流对业主进行跟踪采集，并将数据传输至是识别对比模块，通过抽取存储模块中的数据并对业主采集的脸部识别特征数据进行对比识别，对比识别通过后门禁控制模块对合法业主开门从而实现人脸识别智能门禁系统的功能。
在现有技术中，现有的人脸识别智能门禁系统需要提前将合法业主的人脸面部识别特征提前获取后使用具有长期验证权限，当小区在节假日或有访问业主来拜访时，大多数来访人员都是需要在小区门卫处进行访客登记确认后才能进入小区大门的门禁，然后再通过合法业主的允许后开启进入楼栋门禁，一旦来访人员过多且不在同一时段来访，反复操作给物业管理以及业主造成了各种不便。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种基于人脸识别的智能门禁系统，通过设有人机交互模块用于访客利用手机、电脑登记来访时间以及访客的基本信息，经业主确认无误后生成访客二维码，便于访客二维码验证单元利用图像灰度化、中值滤波以及图像二值化对二维码进行二维码矫正、特征分析，并与存储模块中的目标二维码进行比对确认，实现对访客的快速识别验证，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于人脸识别的智能门禁系统，其特征在于：包括门禁采集模块、存储模块、图像数据处理模块、控制模块、安全预警模块、通信模块以及人机交互模块，所述门禁采集模块用于高清摄像头的3D多维人像采集、视频流自动在图像中检测和跟踪人脸面部特征，将图像传输至存储模块，所述存储模块用于存储卡中的图像存储、数据存储，所述图像数据处理模块是基于存储模块中的图像或数据智能提取、人脸识别、预处理以及访客二维码验证的过程，将处理结果传输至控制模块，所述控制模块用于智能门禁验证是否通过的开关以及控制各个模块的运行情况，所述安全预警模块为智能门禁系统的信息安全监护、故障预警以及故障位置信息发送至云服务模块，所述云服务模块用于智能门禁系统的自我检测、自我更新以及故障信息采集与传输，所述人机交互模块用于业主移动设备的业主人脸图像采集、访问业主的基本信息以及访问时间的确认。
在一个优选的实施方式中，所述图像数据处理模块包括预处理单元、特征提取单元以及人脸识别单元，所述预处理单元为校正人脸尺寸、检测人脸几何特征的变化获取规范的人脸图像，所述特征提取单元是指从人脸图像中提取出人脸具有代表性的特征信息，利用主成分分析法、粒子群算法以及遗传算法对人脸面部信息进行提取，所述人脸识别单元是根据所提取的特征信息将待识别的人脸与存储模块中的人脸进行图像取证检测、生物信号的检测找到存储模块中最相似的人脸，所述图像数据处理模块还包括访客二维码验证单元，所述访客二维码验证单元利用图像灰度化、中值滤波以及图像二值化对二维码进行二维码矫正、特征分析，并与存储模块中的目标二维码进行比对确认，若通过则将信息传输至控制模块，由控制模块打开门禁，若不通过，无法打门禁。
在一个优选的实施方式中，所述门禁采集模块采用3D多维人像采集技术获取人脸特征，包括获取人脸几何特征、获取神经网络特征以及采集访客二维码信息，所述人脸几何特征是指对光照强度无要求的情况下从面部点与点之间的距离和比率作为特征，利用摄像机或摄像头快速获取人脸几何图像，所述获取神经网络特征是指根据若干个神经单元状态的概率对人脸图像进行获取采集，所述访客二维码采集是指访客提前在人机交互模块填写访客信息及访客到访时间信息的访问二维码采集，同时门禁采集模块通过摄像头实时监控访客与业主的面部特征。
在一个优选的实施方式中，所述安全预警模块包括安全监护单元、故障预警发送单元以及故障位置发送单元，所述安全监护单元是对门禁的系统中各个模块运行的监护以及图像数据处理模块的监护，其中图像数据处理模块的监护是指通过不自然的人脸图像快速辨别不通过后对门禁采集模块进行二次或多次采集，图像数据处理模块进行二次人脸识别验证，所述故障预警发送单元是指设备和系统端口或通信模块出现异常情况及时拦截并向云服务模块发出预警，所述故障位置发送单元是指系统发生故障时及时向云服务模块发送故障位置。
在一个优选的实施方式中，所述云服务模块包括故障预警传输单元以及故障位置传输单元，所述故障预警传输单元是用于云服务模块接收到故障预警信息，并将预警信息分类通过通信模块转发至运维人员移动端，所述故障位置传输单元用于云服务模块接受故障位置信息通过通信模块转发至运维人员手机移动端，快速维修门禁系统，云服务模块还包括系统检测单元，所述系统检测单元对智能门禁系统的自我检测、自我更新。
在一个优选的实施方式中，所述人机交互模块用于业主利用手机、电脑获取人脸3D动态图像、楼栋号、楼层号信息以及访客的基本信息、访客到访时间的确认和访客时长的确认，人机交互模块还用于访客利用手机、电脑登记来访时间以及访客的基本信息，经业主确认无误后生成访客二维码，所述访客二维码由业主自定义访客来访时长，所述访客的基本信息包括访客需要到访的具体地址、访客姓名、联系方式。
在一个优选的实施方式中，所述特征提取单元中的主成分分析法利用K-L变换人脸的主要成分构成特征脸空间，识别时将待识别图像映射到特征脸子空间得到投影系数通过与存储模块中的各个人像图像进行对比。
在一个优选的实施方式中，具体包括下列步骤：
S1、所述门禁采集模块利用高清摄像头的3D多维人像采集、视频流自动在图像中检测和跟踪人脸面部特征，将图像传输至存储模块，所述存储模块进行图像存储、数据存储；
S2、所述图像数据处理模块将待识别的人像与存储模块中的图像或数据智能提取、人脸识别、预处理以及访客二维码验证的过程，将处理结果传输至控制模块，所述控制模块是否通过开启智能门禁以及控制各个模块的运行情况；
S3、所述安全预警模块对智能门禁系统的信息安全监护、故障预警以及故障位置信息发送云服务模块，所述云服务模块对智能门禁系统的自我检测、自我更新以及故障信息采集与传输；
S4、所述人机交互模块通过业主移动设备的业主人脸图像采集、访问业主的基本信息以及访问时间的确认。
本发明的技术效果和优点：
本发明具体采用通过设有人机交互模块用于访客利用手机、电脑登记来访时间以及访客的基本信息，经业主确认无误后生成访客二维码，便于访客二维码验证单元利用图像灰度化、中值滤波以及图像二值化对二维码进行二维码矫正、特征分析，并与存储模块中的目标二维码进行比对确认，实现对访客的快速识别验证，给物业管理以及业主带来便利。
附图说明
图1为本发明的系统整体结构框图。
图2为本发明的门禁采集模块结构框图。
图3为本发明的图像数据处理模块结构框图。
图4为本发明的安全预警模块结构框图。
图5为本发明的云服务模块结构框图。
图6为本发明的访客二维码验证流程图。
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。
实施例
本实施例提供了如图1所示一种基于人脸识别的智能门禁系统的系统，包括门禁采集模块、存储模块、图像数据处理模块、控制模块、安全预警模块、通信模块以及人机交互模块，所述门禁采集模块用于高清摄像头的3D多维人像采集、视频流自动在图像中检测和跟踪人脸面部特征，将图像传输至存储模块，所述存储模块用于存储卡中的图像存储、数据存储，所述图像数据处理模块是基于存储模块中的图像或数据智能提取、人脸识别、预处理以及访客二维码验证的过程，将处理结果传输至控制模块，所述控制模块用于智能门禁验证是否通过的开关以及控制各个模块的运行情况，所述安全预警模块为智能门禁系统的信息安全监护、故障预警以及故障位置信息发送至云服务模块，所述云服务模块用于智能门禁系统的自我检测、自我更新以及故障信息采集与传输，所述人机交互模块用于业主移动设备的业主人脸图像采集、访问业主的基本信息以及访问时间的确认。
S1、门禁采集模块利用高清摄像头的3D多维人像采集、视频流自动在图像中检测和跟踪人脸面部特征，将图像传输至存储模块，由存储模块进行图像存储、数据存储；
本实施例需要具体说明的是门禁采集模块采用3D多维人像采集技术获取人脸特征，包括获取人脸几何特征、获取神经网络特征以及采集访客二维码信息，所述人脸几何特征是指对光照强度无要求的情况下从面部点与点之间的距离和比率作为特征，利用摄像机或摄像头快速获取人脸几何图像，所述获取神经网络特征是指根据若干个神经单元状态的概率对人脸图像进行获取采集，所述访客二维码采集是指访客提前在人机交互模块填写访客信息及访客到访时间信息的访问二维码采集，同时门禁采集模块通过摄像头实时监控访客与业主的面部特征。
S2、图像数据处理模块将待识别的人像与存储模块中的图像或数据智能提取、人脸识别、预处理以及访客二维码验证的过程，将处理结果传输至控制模块，由控制模块是否通过开启智能门禁以及控制各个模块的运行情况；
本实施例需要具体说明的是图像数据处理模块包括预处理单元、特征提取单元以及人脸识别单元，所述预处理单元为校正人脸尺寸、检测人脸几何特征的变化获取规范的人脸图像，所述特征提取单元是指从人脸图像中提取出人脸具有代表性的特征信息，利用主成分分析法、粒子群算法以及遗传算法对人脸面部信息进行提取，所述人脸识别单元是根据所提取的特征信息将待识别的人脸与存储模块中的人脸进行图像取证检测、生物信号的检测找到存储模块中最相似的人脸，所述图像数据处理模块还包括访客二维码验证单元，所述访客二维码验证单元利用图像灰度化、中值滤波以及图像二值化对二维码进行二维码矫正、特征分析，并与存储模块中的目标二维码进行比对确认，若通过则将信息传输至控制模块，由控制模块打开门禁，若不通过，无法打门禁。
本实施例需要具体说明的是特征提取单元中的主成分分析法利用K-L变换人脸的主要成分构成特征脸空间，识别时将待识别图像映射到特征脸子空间得到投影系数通过与存储模块中的各个人像图像进行对比，本实施例为现有技术，在此不做具体说明。
S3、安全预警模块对智能门禁系统的信息安全监护、故障预警以及故障位置信息发送云服务模块，所述云服务模块对智能门禁系统的自我检测、自我更新以及故障信息采集与传输；
本实施例需要具体说明的是安全预警模块包括安全监护单元、故障预警发送单元以及故障位置发送单元，所述安全监护单元是对门禁的系统中各个模块运行的监护以及图像数据处理模块的监护，其中图像数据处理模块的监护是指通过不自然的人脸图像快速辨别不通过后对门禁采集模块进行二次或多次采集，图像数据处理模块进行二次人脸识别验证，所述故障预警发送单元是指设备和系统端口或通信模块出现异常情况及时拦截并向云服务模块发出预警，所述故障位置发送单元是指系统发生故障时及时向云服务模块发送故障位置。
本实施例需要具体说明的是云服务模块包括故障预警传输单元以及故障位置传输单元，所述故障预警传输单元是用于云服务模块接收到故障预警信息，并将预警信息分类通过通信模块转发至运维人员移动端，所述故障位置传输单元用于云服务模块接受故障位置信息通过通信模块转发至运维人员手机移动端，便于运维人员快速准确地到达故障智能门禁系统位置，快速维修门禁系统，云服务模块还包括系统检测单元，所述系统检测单元对智能门禁系统的自我检测、自我更新，便于智能门禁系统保持最新运行系统，减少不法分子的侵入盗取业主信息。
S4、人机交互模块通过业主移动设备的业主人脸图像采集、访问业主的基本信息以及访问时间的确认。
本实施例需要具体说明的是人机交互模块用于业主利用手机、电脑获取人脸3D动态图像、楼栋号、楼层号信息以及访客的基本信息、访客到访时间的确认和访客时长的确认，人机交互模块还用于访客利用手机、电脑登记来访时间以及访客的基本信息，经业主确认无误后生成访客二维码，所述访客二维码由业主自定义访客来访时长，具有时效性，所述访客的基本信息包括访客需要到访的具体地址、访客姓名、联系方式，本实施例根据物业和业主需求设定，在此不做具体限定。
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，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)

1.一种基于人脸识别的智能门禁系统，其特征在于：包括门禁采集模块、存储模块、图像数据处理模块、控制模块、安全预警模块、通信模块以及人机交互模块，所述门禁采集模块用于高清摄像头的3D多维人像采集、视频流自动在图像中检测和跟踪人脸面部特征，将图像传输至存储模块，所述存储模块用于存储卡中的图像存储、数据存储，所述图像数据处理模块是基于存储模块中的图像或数据智能提取、人脸识别、预处理以及访客二维码验证的过程，将处理结果传输至控制模块，所述控制模块用于智能门禁验证是否通过的开关以及控制各个模块的运行情况，所述安全预警模块为智能门禁系统的信息安全监护、故障预警以及故障位置信息发送至云服务模块，所述云服务模块用于智能门禁系统的自我检测、自我更新以及故障信息采集与传输，所述人机交互模块用于业主移动设备的业主人脸图像采集、访问业主的基本信息以及访问时间的确认。
2.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的智能门禁系统，其特征在于：所述图像数据处理模块包括预处理单元、特征提取单元以及人脸识别单元，所述预处理单元为校正人脸尺寸、检测人脸几何特征的变化获取规范的人脸图像，所述特征提取单元是指从人脸图像中提取出人脸具有代表性的特征信息，利用主成分分析法、粒子群算法以及遗传算法对人脸面部信息进行提取，所述人脸识别单元是根据所提取的特征信息将待识别的人脸与存储模块中的人脸进行图像取证检测、生物信号的检测找到存储模块中最相似的人脸，所述图像数据处理模块还包括访客二维码验证单元，所述访客二维码验证单元利用图像灰度化、中值滤波以及图像二值化对二维码进行二维码矫正、特征分析，并与存储模块中的目标二维码进行比对确认，若通过则将信息传输至控制模块，由控制模块打开门禁，若不通过，无法打门禁。
3.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的智能门禁系统，其特征在于：所述门禁采集模块采用3D多维人像采集技术获取人脸特征，包括获取人脸几何特征、获取神经网络特征以及采集访客二维码信息，所述人脸几何特征是指对光照强度无要求的情况下从面部点与点之间的距离和比率作为特征，利用摄像机或摄像头快速获取人脸几何图像，所述获取神经网络特征是指根据若干个神经单元状态的概率对人脸图像进行获取采集，所述访客二维码采集是指访客提前在人机交互模块填写访客信息及访客到访时间信息的访问二维码采集，同时门禁采集模块通过摄像头实时监控访客与业主的面部特征。
4.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的智能门禁系统，其特征在于：所述安全预警模块包括安全监护单元、故障预警发送单元以及故障位置发送单元，所述安全监护单元是对门禁的系统中各个模块运行的监护以及图像数据处理模块的监护，其中图像数据处理模块的监护是指通过不自然的人脸图像快速辨别不通过后对门禁采集模块进行二次或多次采集，图像数据处理模块进行二次人脸识别验证，所述故障预警发送单元是指设备和系统端口或通信模块出现异常情况及时拦截并向云服务模块发出预警，所述故障位置发送单元是指系统发生故障时及时向云服务模块发送故障位置。
5.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的智能门禁系统，其特征在于：所述云服务模块包括故障预警传输单元以及故障位置传输单元，所述故障预警传输单元是用于云服务模块接收到故障预警信息，并将预警信息分类通过通信模块转发至运维人员移动端，所述故障位置传输单元用于云服务模块接受故障位置信息通过通信模块转发至运维人员手机移动端，快速维修门禁系统，云服务模块还包括系统检测单元，所述系统检测单元对智能门禁系统的自我检测、自我更新。
6.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的智能门禁系统，其特征在于：所述人机交互模块用于业主利用手机、电脑获取人脸3D动态图像、楼栋号、楼层号信息以及访客的基本信息、访客到访时间的确认和访客时长的确认，人机交互模块还用于访客利用手机、电脑登记来访时间以及访客的基本信息，经业主确认无误后生成访客二维码，所述访客二维码由业主自定义访客来访时长，所述访客的基本信息包括访客需要到访的具体地址、访客姓名、联系方式。
7.根据权利要求2所述的一种基于人脸识别的智能门禁系统，其特征在于：所述特征提取单元中的主成分分析法利用K-L变换人脸的主要成分构成特征脸空间，识别时将待识别图像映射到特征脸子空间得到投影系数通过与存储模块中的各个人像图像进行对比。
8.根据权利要求1-7任一所述的一种基于人脸识别的智能门禁系统的控制方法，其特征在于：具体包括下列步骤：
S1、所述门禁采集模块利用高清摄像头的3D多维人像采集、视频流自动在图像中检测和跟踪人脸面部特征，将图像传输至存储模块，所述存储模块进行图像存储、数据存储；
S2、所述图像数据处理模块将待识别的人像与存储模块中的图像或数据智能提取、人脸识别、预处理以及访客二维码验证的过程，将处理结果传输至控制模块，所述控制模块是否通过开启智能门禁以及控制各个模块的运行情况；
S3、所述安全预警模块对智能门禁系统的信息安全监护、故障预警以及故障位置信息发送云服务模块，所述云服务模块对智能门禁系统的自我检测、自我更新以及故障信息采集与传输；
S4、所述人机交互模块通过业主移动设备的业主人脸图像采集、访问业主的基本信息以及访问时间的确认。
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