CN201134110Y - 一种人脸识别系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种人脸识别系统，包括：视频采集模块、预识别模块、触发模块、存储模块以及中心控制模块，所述中心控制模块分别与视频采集模块、预识别模块、触发模块和存储模块相连。应用本方案，中心控制模块根据预识别模块读取的预识别信息从存储模块中提取对应的标准人脸图像，并将视频采集模块采集到的人脸图像与提取的标准人脸图像进行比对，而不是直接与预先存储的所有标准人脸图像进行比对，进而加快了人脸识别的速度。

Description

一种人脸识别系统

技术领域

本实用新型涉及人脸识别技术，特别是涉及一种人脸识别系统。

背景技术

人脸识别是生物识别的一种，首先采集人脸图像，然后将采集到的人脸图像与预先存储的人脸图像进行比对，从而识别每个人脸的身份。人脸识别技术相比于指纹识别、虹膜识别等生物识别技术，具有卫生、方便等优点，因此可以广泛应用于很多领域，比如智能门禁、智能视频监控、对各类银行卡、金融卡等等持卡人进行身份验证以及能够识别主人身份的智能玩具等。

基本的人脸识别系统可以由很多方式实现，目前普遍使用的基本人脸系统的结构如图1所示：

基本的人脸识别系统包括：图像采集模块和中心控制模块，一般来说图像采集模块可以采用摄像机来实现，中心控制模块可以为通用计算机或专用计算机等。下面以采用摄像机作为图像采集模块，采用计算机作为中心控制模块为例，进一步说明基本人脸系统的结构及功能。

系统开始识别之前，预先在计算机中存入每个在档人员的标准人脸图像。这里所述的在档人员是指：具有存档信息的人员，例如，在门禁系统中，在档人员可以为允许通过门禁系统的内部人员；在储蓄卡持卡人的身份验证中，在档人员可以为储蓄卡的合法持有者；所述在档人员的信息在使用人脸识别系统的单位是存有档案的，例如该人员的姓名、年龄等，以备实现人脸识别的两大功能：身份识别或身份验证。

当有访问人员进入摄像机图像采集区域时，摄像机采集访问人员的人脸图像，并将采集到的人脸图像输出至计算机。计算机将接收到的人脸图像与预先存储的所有标准人脸图像逐一进行比对，将比对结果发送至外界设备，同时，也可以存储访问人员的人脸图像。这里所述外界设备可以为门禁控制系统、监控系统或公安档案系统等，用于通过人脸识别实现门禁控制、监控或犯罪分子身份识别等功能。

由以上内容可以得出，现有的人脸识别系统具有以下缺点：

在计算机中存储的数据量很大的情况下，即存储的人脸图像很多的情况下，系统需要将采集到的访问人员的人脸图像与预先存储的海量在档人员的人脸图像逐个进行比对，这需要大量的时间来完成，也就大大降低了识别的速度。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种人脸识别系统，可以提高人脸识别的速度。

为了达到上述目的，本实用新型提出的技术方案为：

一种人脸识别系统，该系统包括：视频采集模块、用于读取访问者预识别信息的预识别模块、用于触发视频采集模块采集人脸图像的触发模块、用于预先存储标准人脸图像的存储模块以及用于根据所述预识别信息提取标准人脸图像进行人脸识别的中心控制模块；

其中，所述中心控制模块的外设部件互连标准PCI接口与视频采集卡的视频输出端口相连，所述视频采集卡的视频输入端口与所述视频采集模块的BNC接口相连；所述中心控制模块的组件对象模型COM接口与接口转换器的输出端口相连，所述接口转换器的输入端口与所述预识别模块的串行接口相连；所述中心控制模块的PCI接口与光隔继电器输出卡的PCI接口相连，光隔继电器输出卡的输入端口与触发模块的数据输出端相连；所述中心控制模块与存储模块相连。

以上方案中，所述视频采集模块为一个或一个以上摄像机。

以上方案中，所述视频采集模块的BNC接口通过SYV75-5视频线与所述视频采集卡的视频输入端口相连。

以上方案中，所述预识别模块为射频识别RFID系统，或为集成电路IC卡系统，或为按键系统。

以上方案中，所述预识别模块为射频识别RFID系统时，所述RFID系统包括：存储有访问者预识别信息的远程识别卡和用于读取所述预识别信息并将所述预识别信息发送至中心控制模块的远程读卡器；

所述远程读卡器的串行接口与接口转换器的输入端口相连。

以上方案中，所述预识别模块的串行接口为RS485接口，所述中心控制模块的串行接口为RS232接口，所述接口转换器为用于将RS232数据转换为RS485数据的232/485转换器。

以上方案中，所述触发模块为红外触发器；所述光隔继电器输出卡的输入端口为37芯D型插头；

所述红外触发器接收端的正极和负极与分别与光隔继电器输出卡的37芯D型插头的正极和负极相连；

所述红外触发器的发射端与电源相连。

以上方案中，所述触发模块与光隔继电器输出卡之间的连线为RVV4*0.85信号线；

所述预识别模块的串行接口与所述接口转换器之间的连接线为RVV4*0.85信号线；

所述接口转换器与所述中心控制模块的COM接口之间的连接线为RVV4*0.85信号线。

以上方案中，所述存储模块为数据库服务器；

所述数据库服务器的245网络接口与交换机的第一245网络接口相连；所述中心控制模块与交换机的第二245网络接口相连。

综上所述，本实用新型提出的人脸识别系统，中心控制模块根据预识别模块读取的预识别信息从存储模块中提取对应的标准人脸图像，并将视频采集模块采集到的人脸图像与提取的标准人脸图像进行比对，而不是直接与预先存储的所有标准人脸图像进行比对，进而加快了人脸识别的速度。

附图说明

图1是现有技术中人脸识别系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一中人脸识别系统的结构示意图；

图3是本实用新型实施例二中人脸识别系统的结构示意图；

图4是本实用新型实施例二中三台摄像机的摆放位置图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步地详细描述。

实施例一

图2显示了本实用新型中人脸识别系统的结构示意图。如图2所示，本实用新型提供的人脸识别系统包括：视频采集模块201、用于读取访问者预识别信息的预识别模块202、用于触发视频采集模块采集人脸图像的触发模块203、用于预先存储标准人脸图像的存储模块204以及用于根据所述预识别信息提取标准人脸图像进行人脸识别的中心控制模块205，

中心控制模块205的外设部件互连标准(PCI，Pheripheral ComponentInterconnect)接口2051与视频采集卡206的视频输出端口2061相连，视频采集卡206的视频输入端口2062与视频采集模块201的刺刀螺母连接器(BNC，Bayonet Nut Connect)接口2011相连。

中心控制模块205的COM接口2052与接口转换器207的输出端口2071相连，接口转换器207的输入端口2072与预识别模块202的串行接口2021相连。

这里，所述预识别模块可以为RFID系统，也可以为IC卡系统或按键系统等现有的识别系统。

中心控制模块205的PCI接口2053与光隔继电器输出卡208的PCI接口2081相连，光隔继电器输出卡208的输入端口2081与触发模块203的数据输出端2031相连。

中心控制模块205与存储模块204相连。

存储模块可以为中心控制模块内部的存储装置；也可以为一个单独的数据库服务器，通过交换机与所述中心控制模块相连，所述数据库服务器的245网络接口与交换机的第一245网络接口相连，所述中心控制模块与交换机的第二245网络接口相连。

系统开始识别前，需要将每个在档人员的预识别信息、个人信息和标准人脸图像相互对应着存储在存储模块204中。所述个人信息包括姓名、年龄等。个人信息不影响本实用新型人脸识别系统的工作，只是有助于查询和监控，在非必要情况下是可以不存储的。

访问者进入远程控制区域时，预识别模块202读取访问者的预识别信息，并将读取到的预识别信息发送至中心控制模块205。中心控制模块205根据存储模块204中的预识别信息判断接收到的预识别信息的合法性，即判断存储模块204中是否存在接收到的预识别信息，如果存在，则认为接收到的预识别信息合法，从存储模块204中选择与所述合法识别信息对应的标准人脸图像。这里，如果预识别系模块202为RFID系统，则预识别信息为访问者携带的远程识别卡中的信息；如果预识别模块202为IC卡系统，则预识别信息为访问者携带的IC卡中的信息；如果预识别模块202为按键系统，则预识别信息为访问者的密码或口令等。中心控制模块205可以根据需要选择存储或不存储合法的预识别信息，例如，在不需要访问数据的情况下，中心控制模块205就可以不存储合法的预识别信息。

访问者进一步进入图像采集区域时，触发模块203接收来自访问者的触发信号，将触发信号发送至中心控制模块205，中心控制模块205根据触发信号命令图像采集模块201对访问者进行人脸图像的采集。触发模块可以由多种方式实现，目前广泛使用的有接触式触发和非接触式触发。例如，接触式触发可以采用IC卡触发或按键触发等，非接触式触发可以采用红外线触发、微波触发等。图像采集模块201对访问者进行人脸图像的采集之后，将采集到的人脸图像发送至中心控制模块205，中心控制模块205模块将图像采集模块201采集到的人脸图像与选择的标准人脸图进行比对，比对方式与现有技术相同，输出比对结果。

至此，实现了人脸识别的功能。

由以上方案可以看出，本实用新型提出的人脸识别系统，中心控制模块根据预识别模块读取的预识别信息从存储模块中提取对应的标准人脸图像，并将视频采集模块采集到的人脸图像与提取的标准人脸图像进行比对，而不是直接与预先存储的所有标准人脸图像进行比对，进而加快了人脸识别的速度。

下面用一个实施例说明本实用新型提供的人脸识别系统。

实施例二

图3为本实用新型实施例的人脸识别系统的结构示意图。如图3所示：

本实施例中，人脸识别系统包括：三台摄像机301、RFID系统302、红外触发器303、数据库服务器304以及计算机305。

RFID系统302包括远程识别卡3021和远程读卡器3022。

计算机305的PCI接口3051与视频采集卡306的视频输出端口3061相连，视频采集卡306的三个视频输入端口3062分别与三台摄像机301的BNC接口3011相连，其中，视频采集卡306的视频输入端口3062与三台摄像机301的BNC接口3011之间采用SYV75-5视频线310连接。本实施例中，视频采集卡采用MicroView四路高速视频采集卡。

计算机305的COM接口3052与接口转换器307的输出端口3071相连，接口转换器307的输入端口3072与远程读卡器3022的串行接口30221相连。其中，COM接口3052与接口转换器307的输出端口3071之间采用RVV4*0.85信号线311连接；接口转换器307的输入端口3072与远程读卡器3022的串行接口30221之间采用RVV4*0.85信号线311连接。

本实施例中，计算机305的COM接口3052为RS232接口，远程读卡器3022的串行接口30221为RS485接口，因此，接口转换器307采用能够将RS485数据转换为RS232数据的232/485接口转换器。232/485接口转换器的输入端口为485端口，输出端口为232端口。

计算机305的PCI接口3053与光隔继电器输出卡308的PCI接口3081相连，光隔继电器输出卡308的37芯D型插头3082的正极30821与红外触发器303接收端3031的正极30311相连，37芯D型插头3082的负极30822与红外触发器303的负极30312相连。红外触发器303的发射端3032与电源312相连。

本实施例中，红外触发器303接收端3031的正极30311和负极30312为引出的两根RVV4*0.85信号线311，红色信号线为正极，黑色信号线为负极。本实施例中，触发模块的数据输出端为红外触发器接收端的正极和负极。37芯D型插头可以有多个正负极，一般情况下，采用的光隔继电器输出卡包括具有19对正负极的37芯D型插头，最多可以连接19个红外触发器。

计算机305通过交换机309与数据库服务器304相连，其中，计算机305的245网络接口3054与交换机309的第一245网络接口3091相连，数据库服务器304的245网络接口3041与交换机309的第二245网络接口3092相连。计算机305、交换机309与数据库服务器304之间采用超5类网线UTP5312连接。

三台摄像机301为电荷耦合器件(CCD，Charge Coupled Device)摄像机，三台摄像机301的摆放位置如图4所示，摄像机A为第一摄像机，正对人脸进入的方向摆放，摄像机B和C对称摆放在摄像机A的两侧，与摄像机A成相同的角度倾斜，一般选择倾斜角度为15～20度。CCD摄像机具有成像像素高、清晰度高、色彩还原系数高以及夜拍能力强等优点。

由于CCD摄像机输出模拟图像，所以这里采用了视频采集卡306，用于将摄像机输出的模拟图像转换成数字图像发送至计算机305。如果摄像机可以直接输出数字图像，将摄像机采集到的图像直接发送至计算机305。

RFID系统302中，远程识别卡3021可以包括存储设备，也可以不包括存储设备。如果远程识别卡3021包括存储设备，则远程识别卡3021中可以存储卡号、个人信息、人脸图像等大量信息；如果远程识别卡3021不包括存储设备，则远程识别卡3021中的信息包括该卡的卡号。本实施例采用的是不包括存储设备的远程识别卡3021，可以提高识别速度。

中心控制模块305为计算机，配置为P4/3.0G，1GB内存，研华EC9-1712LDNA主板。这里可以采用通用计算机或专用计算机作为中心控制模块。

预先在数据库服务器304中存入每个在档人员对应的远程识别卡3021的卡号、个人信息和标准人脸图像。

系统工作时，远程读卡器3022向远程控制区域连续发射一定频率的射频信号，这样，当访问人员进入远程控制区域时，访问人员携带的远程识别卡3021接收到来自远程读卡器3022的射频信号而被激活，远程识别卡3021被激活后，将自身存储的远程识别卡3021的卡号连续发送至远程读卡器3022，远程读卡器3022将接收到的卡号连续发送至计算机305。计算机305判断数据库服务器304中是否存在接收到的卡号，如果存在，则根据所述卡号从数据库服务器304中选择对应的标准人脸图像，为选择的标准人脸图像建立一个临时数据库。由于本实施例采用RFID系统302作为预识别模块，不用接触就可以同时读取多个访问这的预识别信息，方便了使用者，也为进一步的人脸识别节省了时间。

红外触发器303的发射端3032向图像采集区域发送红外信号，当访问人员进一步进入图像采集区域时，红外触发器303的接收端3031检测到有访问人员进入的信息，进而通过光隔继电器输出卡308将该信息转换成计算机可读的电信号发送至计算机305。计算机305接收到来自光隔继电器输出卡308的电信号后，通知三台摄像机301开始对图像采集区域的访问者连续进行人脸图像的采集。红外触发器303避免了由于人脸距离摄像机过远造成的识别问题，例如，在没有红外触发器303的情况下，有访问者没有走到离摄像机位置足够近就离开了，那么摄像机采集到的人脸图像过小，图像质量也就会相对差，这会造成人脸识别系统的错误识别或错误拒绝，如果本实用新型提供的系统包括红外触发器303，会使识别的准确度提高，摄像机也不用一直进行图像采集，节约资源。

三台摄像机301将采集到的多幅图像发送至视频采集卡306，视频采集卡306将来自三台摄像机301的模拟图像转换为数字人脸图像发送至计算机305。

计算机305将来自三台摄像机301的人脸图像与临时数据库中的标准人脸图像进行比对，输出比对结果。

较佳的，由于采用三台摄像机301作为视频采集模块，可以采集到多个角度的人脸图像，根据这些人脸图像，计算机305可以进一步通过图像分割、实时数据处理等技术，进行多人脸识别以及动态识别。

当然，本系统也可以不包括触发模块，摄像机连续对进入视频采集区域进行图像采集，当计算机305判断到采集的图像中存在人脸时，开始进行人脸识别。

本实施例提供的人脸识别系统可以识别的人员数量大于5000，误识率FAR小于15％，FRR小于15％，可同时识别人数大于3人，每次识别时间小于3秒。

应用本实用新型的技术方案，使得基本人脸识别系统不需要将采集到的人脸图像与所有标准人脸图像进行比对，而是预先提取需要进行人脸识别的访问者的标准人脸图像，将采集到的人脸图像与预先提取的标准人脸图像进行比对，减少了比对的次数，也减少了重复率，大大提高了人脸识别的速度。

另外，本实用新型中，中心控制模块可以通过多个摄像机采集到的人脸图像进行多人脸识别和动态识别，提高系统性能。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1、一种人脸识别系统，其特征在于，该系统包括：视频采集模块、用于读取访问者预识别信息的预识别模块、用于触发视频采集模块采集人脸图像的触发模块、用于预先存储标准人脸图像的存储模块以及用于根据所述预识别信息提取标准人脸图像进行人脸识别的中心控制模块；

其中，所述中心控制模块的外设部件互联标准PCI接口与视频采集卡的视频输出端口相连，所述视频采集卡的视频输入端口与所述视频采集模块的刺刀螺母连接器BNC接口相连；所述中心控制模块的组件对象模型COM接口与接口转换器的输出端口相连，所述接口转换器的输入端口与所述预识别模块的串行接口相连；所述中心控制模块的PCI接口与光隔继电器输出卡的PCI接口相连，光隔继电器输出卡的输入端口与触发模块的数据输出端相连；所述中心控制模块与存储模块相连。

2、根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述视频采集模块为一个或一个以上摄像机。

3、根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述视频采集模块的BNC接口通过SYV75-5视频线与所述视频采集卡的视频输入端口相连。

4、根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预识别模块为射频识别RFID系统，或为集成电路IC卡系统，或为按键系统。

5、根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述预识别模块为射频识别RFID系统时，所述RFID系统包括：存储有访问者预识别信息的远程识别卡和用于读取所述预识别信息并将所述预识别信息发送至中心控制模块的远程读卡器；

所述远程读卡器的串行接口与接口转换器的输入端口相连。

6、根据权利要求1、4或5任一所述的系统，其特征在于，所述预识别模块的串行接口为RS485接口，所述中心控制模块的串行接口为RS232接口，所述接口转换器为用于将RS232数据转换为RS485数据的232/485转换器。

7、根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述触发模块为红外触发器；所述光隔继电器输出卡的输入端口为37芯D型插头；

所述红外触发器接收端的正极和负极与分别与光隔继电器输出卡的37芯D型插头的正极和负极相连；

所述红外触发器的发射端与电源相连。

8、根据权利要求1、3或7任一所述的系统，其特征在于，所述触发模块与光隔继电器输出卡之间的连线为RVV4*0.85信号线；

所述预识别模块的串行接口与所述接口转换器之间的连接线为RVV4*0.85信号线；

所述接口转换器与所述中心控制模块的COM接口之间的连接线为RVV4*0.85信号线。

9、根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述存储模块为数据库服务器；

所述数据库服务器的245网络接口与交换机的第一245网络接口相连；所述中心控制模块与交换机的第二245网络接口相连。

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