CN211979685U - 人脸检测设备及门禁系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种人脸检测设备及门禁系统，人脸检测设备包括：摄像头模组，摄像头模组包括可见光摄像头和红外光摄像头，可见光摄像头用以对拍摄区域进行拍摄获得可见光图像，红外光摄像头用以对拍摄区域进行拍摄获得红外光图像；温度感测器，温度感测器用以采集拍摄区域内人脸的温度信息；网络接口；中央处理器，中央处理器与摄像头模组、温度感测器和网络接口分别相连，用以对可见光图像和红外光图像进行人脸识别，并将识别结果和温度信息通过网络接口发送至云端服务器。由此，不仅能够实现人脸的准确识别，同时能够实现体温检测以及数据的共享，并且所有功能均由一个中央处理器控制完成，CPU资源占用少，成本低。

Description

人脸检测设备及门禁系统

技术领域

本实用新型涉及检测设备技术领域，特别是涉及一种人脸检测设备及门禁系统。

背景技术

随着科技的不断发展，越来越多的检测设备具有生物特征识别功能。所谓生物特征识别是指通过计算机利用人体所固有的生理特征(如指纹、虹膜、面相、DNA等)或行为特征(如步态、击键习惯等)来进行个人身份鉴定的技术。目前较为常见的有指纹识别和人脸识别，通过指纹识别和人脸识别实现多种功能，如门禁通行、设备解锁以及工作考勤等。

对于人脸识别，目前的人脸识别系统能够实现彩色图像显示和活体检测，保证人脸识别的准确性，有效防止被照片、视频以及仿真模型等的欺骗，但是其存在CPU资源占用多、不具有体温检测以及无法实现数据信息共享的缺陷。

实用新型内容

基于此，有必要针对目前的人脸识别系统存在CPU资源占用多、不具有体温检测以及无法实现数据信息共享的问题，提供一种人脸检测设备及门禁系统。

一种人脸检测设备，包括：

摄像头模组，摄像头模组包括可见光摄像头和红外光摄像头，可见光摄像头用以对拍摄区域进行拍摄获得可见光图像，红外光摄像头用以对拍摄区域进行拍摄获得红外光图像；

温度感测器，温度感测器用以采集拍摄区域内人脸的温度信息；

网络接口；

中央处理器，中央处理器与摄像头模组、温度感测器和网络接口分别相连，用以对可见光图像和红外光图像进行人脸识别，并将识别结果和温度信息通过网络接口发送至云端服务器。

在其中一个实施例中，人脸检测设备还包括：存储器，存储器与中央处理器相连，用以存储识别结果和温度信息。

在其中一个实施例中，温度感测器包括红外热成像摄像头或红外热电堆传感器。

在其中一个实施例中，人脸检测设备还包括：红外补光灯，红外补光灯与中央处理器相连，用以对红外光摄像头进行补光。

在其中一个实施例中，人脸检测设备还包括：显示器，显示器与中央处理器相连，用以显示识别结果和温度信息。

在其中一个实施例中，显示器为触控显示器，触控显示器还用以接收用户的操作信息。

在其中一个实施例中，人脸检测设备还包括：播放器，播放器与中央处理器相连，用以播放识别结果和温度信息。

在其中一个实施例中，人脸检测设备还包括：控制接口，控制接口与中央处理器相连，用以输出控制信号至被控设备。

在其中一个实施例中，人脸检测设备还包括：USB接口，USB接口与中央处理器相连，用以进行数据的导入/导出和/或中央处理器的供电。

一种门禁系统，其包括上述的人脸检测设备。

上述人脸检测设备及门禁系统，通过摄像头模组中的可见光摄像头对拍摄区域进行拍摄获得可见光图像，并通过摄像头模组中的红外光摄像头对拍摄区域进行拍摄获得红外光图像，以及通过温度感测器采集拍摄区域内人脸的温度信息，并通过中央处理器对可见光图像和红外光图像进行人脸识别，并将识别结果和温度信息通过网络接口发送至云端服务器。由此，通过摄像头模组实现彩色图像显示和活体检测，进而实现人脸的准确识别，防止误识别，准确率高，同时通过温度感测器实现体温检测，以及通过网络接口实现数据共享，并且所有功能均由一个中央处理器控制完成，CPU资源占用少，成本低。

附图说明

图1为一个实施例中人脸检测设备的结构示意图；

图2为另一个实施例中人脸检测设备的结构示意图；

图3为一个实施例中人脸检测设备的布局图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

图1为一个实施例中人脸检测设备的结构示意图，参考图1所示，人脸检测设备100包括：摄像头模组110、温度感测器120、网络接口130和中央处理器140，其中，摄像头模组110包括可见光摄像头111和红外光摄像头112，可见光摄像头111用以对拍摄区域进行拍摄获得可见光图像，红外光摄像头112用以对拍摄区域进行拍摄获得红外光图像；温度感测器120用以采集拍摄区域内人脸的温度信息；中央处理器140与摄像头模组110、温度感测器120和网络接口130分别相连，用以对可见光图像和红外光图像进行人脸识别，并将识别结果和温度信息通过网络接口130发送至云端服务器200。

具体地，摄像头模组110可为双目摄像头，包括可见光摄像头111和红外光摄像头112，其中可见光摄像头111主要用于对拍摄区域进行拍摄以获得至少一张可见光图像，以实现人脸识别，可见光摄像头111可为普通用高清彩色摄像头。红外光摄像头112主要用于对拍摄区域进行拍摄以获得至少一张红外光图像，以实现活体检测，红外光摄像头112可为普通红外摄像头或点阵红外摄像头。温度感测器120可包括红外热成像摄像头、红外热电堆传感器或者其它非接触式温度感测器，其中，红外热电堆传感器可以为红外热电堆测温传感器或者红外热电堆阵列传感器，以实现非接触式温度检测，不仅检测速度快，而且可以避免检测过程中的交叉感染以及实现人员不配合时的检测。

中央处理器140可以为MCU(Micro Controller Unit，微控制单元)等，中央处理器140可采用有线或者无线的方式与摄像头模组110和温度感测器120建立通信连接，当采用有线方式时，中央处理器140与摄像头模组110之间可通过一路CSI(Channel StateInformation，信道状态信息)接口和两路IIC(Inter Integrated Circuit，集成电路总线)接口建立通信连接，以实现图像的采集和对摄像头模组110的控制，中央处理器140与温度感测器120之间可通过一路IIC接口建立通信连接，以实现温度信息的采集和对温度感测器120的控制。中央处理器140与网络接口130之间可通过RGMII(Reduced Gigabit MediaIndependent Interface，精简吉比特介质独立接口)接口建立通信连接，RGMII接口采用四位数据接口，支持上升沿和下降沿同时传输数据，传输速率可达1000Mbps，传输速率高，同时可兼容10Mbps和100Mbps的数据传输。

在进行人脸识别时，中央处理器140同时输出图像获取指令至可见光摄像头111和红外光摄像头112，以使两者同时工作，同时中央处理器140输出温度获取指令至温度感测器120，以使其工作。可见光摄像头111和红外光摄像头112在接收到图像获取指令后，开始对同一拍摄区域进行拍摄，以获得可见光图像和红外光图像，并发送至中央处理器140，温度感测器120在接收到温度获取指令后，开始对拍摄区域进行温度检测，以获得温度信息，并发送至中央处理器140。中央处理器140在接收到可见光图像和红外光图像后，对可见光图像进行人脸特征识别，以确定拍摄区域内是否存在人脸(现有技术)，同时对红外光图像进行活体识别，以确定拍摄区域内是否存在活体(现有技术)。当拍摄区域内存在人脸且为活体时，中央处理器140将其与预存的人脸特征信息进行比对，以确定该人脸是否合法，如果合法，则将合法人员的人脸特征信息和温度信息通过网络接口130对应存储至云端服务器200，以便于实现人员信息及温度信息的共享，进而便于实现人员管理以及特殊场合下温度信息的获取，例如，在流感期间，可通过共享的数据信息快速查找到温度超过人体正常体温的人员，以及与之接触的人员等，以便于对这些人员进行温度监控。

需要说明的是，中央处理器140也可以在确定拍摄区域内存在人脸且为活体时，或者在确定该人脸合法时，再控制温度感测器120工作，以获取该人脸的温度信息，具体采用哪种方式，这里不做限制。

本实施例中，通过摄像头模组实现彩色图像显示和活体检测，进而实现人脸的准确识别，同时通过温度感测器实现体温检测，以及通过网络接口实现数据共享，并且所有功能均由一个中央处理器控制完成，CPU资源占用少。

在一个实施例中，人脸检测设备100还包括存储器(图中未示出)，存储器与中央处理器140相连，用以存储识别结果和温度信息。存储器可以为集成于中央处理器140的内置存储器(如内存)，也可以为独立于中央处理器140的外置存储器(如存储芯片、存储卡等)，主要用于实现识别结果、温度信息以及其它相关信息的本地存储，同时作为云端服务器200数据存储的缓存，例如，当中央处理器140与云端服务器200之间的网络通信异常时，可先将识别结果和温度信息等暂存至存储器中，待网络通信恢复正常后，再通过网络接口130存储至云端服务器200，从而可以保证所有的数据均能够存储至云端服务器。

本实施例中，通过存储器进行数据的存储，不仅可以实现本地存储，而且可作为云端服务器数据存储的缓存，保证数据能够完整地存储至云端服务器。

在一个实施例中，参考图2所示，人脸检测设备100还包括红外补光灯150，红外补光灯150与中央处理器140相连，用以对红外光摄像头112进行补光，以实现人脸数据采集，进而实现活体检测。具体来说，在中央处理器140发送图像获取指令至红外光摄像头112时，还可通过GPIO(General Purpose Input/Output，通用型输入输出)接口与红外补光灯150建立通信连接，并发送红外补光灯点亮指令，如PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制指令至红外补光灯150，以控制红外补光灯150向拍摄区域发射红外光，红外光到达拍摄区域后，发生漫反射，被红外光摄像头112接收，形成视频图像，然后通过红外光摄像头112内部的视频解码器对该视频图像进行解码，以获得至少一张红外光图像，并将其发送至中央处理器140，由中央处理器140实现拍摄区域内的活体检测。

本实施例中，通过红外补光灯对红外光摄像头进行补光，能够保证红外光摄像头获得清晰的红外光图像，进行实现活体的准确检测。

可选地，在一个实施例中，人脸检测设备100还可包括可见光补光灯(图中未示出)，通过该可见光补光灯对可见光摄像头111进行补光，以提高拍摄的可见光图像的清晰度，进而提高人脸识别的准确度，适用于光线较暗的场所。进一步地，人脸检测设备100还可包括光线感应器(图中未示出)，通过该光线感应器检测周围环境光照强度，并将其发送至中央处理器140，由中央处理器140在判定光照强度低于预设光照强度时，自动启动可见光补光灯工作。

本实施例中，通过可见光补光灯对可见光摄像头进行补光，能够保证可见光摄像头获得清晰的可见光图像，进行实现人脸的准确识别，同时通过光线感应器实时检测周围环境光照强度，进而实现可见光补光灯的自动启动，有效避免了人工开启或者由中央处理器定时开启导致的开启时机不合理，进而导致电能浪费或者无法获得清晰图像的问题。

在一个实施例中，参考图2所示，人脸检测设备100还包括显示器160，显示器160与中央处理器140相连，用以显示识别结果、温度信息以及其它需要显示的信息，以通过可视化方式对用户进行提醒。例如，可将可见光摄像头111拍摄的可见光图像显示在显示器160的中间，将红外光摄像头112拍摄的红外光图像显示在显示器160的右上角，以及将温度感测器120采集的温度信息显示在显示器160的左上角，并在人脸识别成功后，弹出识别成功信息框，以对用户进行提醒，使得用户能够实时了解当前识别情况。

在一个实施例中，参考图2所示，人脸检测设备100还包括播放器170，播放器170与中央处理器140相连，用以播放识别结果、温度信息以及其它需要播报的信息，以通过语音方式对用户进行提醒。播放器170可以为声卡，播放器170与中央处理器140之间可通过IIS(Integrate Interface of Sound，集成音频)接口建立通信连接，在识别过程中，中央处理器140可将相关语音数据通过IIS接口传输至声卡的数字功放进行播放。

在一个实施例中，显示器160为触控显示器，触控显示器还用以接收用户的操作信息，操作信息可包括用户注册信息、数据查看信息、数据删除信息、数据导入/导出信息以及其它涉及用户操作的信息。

作为一个示例，用户可通过触控显示器打开用户注册界面，在用户注册界面输入相关信息，可包括姓名、联系方式以及当前住址等，具体可根据人脸检测设备100的实际用途选择设置，例如，当人脸检测设备100用于办公楼门禁系统时，输入的相关信息可包括姓名、联系方式和公司名称；当人脸检测设备100用于公司考勤时，输入的相关信息可包括姓名、工号和上下班设定时间等。

在相关信息输入完成后，用户可通过触控显示器点击人脸录入功能，此时中央处理器140控制摄像头模组110工作以获得可见光图像和红外光图像，并对其进行识别，以判断是否为活体人脸，如果是，则进一步判断该人脸是否完全处于识别框内，如果否，中央处理器140则通过触控显示器和/或播放器170提醒用户调整人脸位置，以使其完全落入识别框内。当人脸完全落入识别框内时，中央处理器140将识别获得的人脸特征信息以及用户注册信息对应存储至存储器中，同时通过网络接口130对应存储至云端服务器200。在用户注册过程中，中央处理器140还通过触控显示器对用户进行提醒，以及在注册完成后，通过触控显示器和/或播放器170提醒用户是否成功注册，例如，在注册过程中，通过进度条等提示用户当前所处阶段，以及在注册完成后，通过弹出的注册成功/失败界面，对用户进行提醒，同时通过播放器170播放注册成功/失败信息。

当其他设备或应用场合需要使用上述人脸特征信息以及用户注册信息时，可通过网络直接从云端服务器200中将所需数据下载下来，实现了人脸特征信息等的共享，有效避免了设备更新或者多台设备同时使用时的重复注册。

作为另一个示例，用户可通过触控显示器对存储的相关信息进行查看、修改以及删除等，例如，当人脸检测设备100用于公司考勤时，在新员工注册完成后，可通过触控显示器调取该员工的注册信息，以确定注册信息是否正确，如果信息不正确，则可以通过触控显示器进行修改；当某一员工离职时，可通过触控显示器调取该员工的注册信息，并将其删除。

本实施例中，通过一个触控显示器即可实现友好人机交互，不仅使用方便，而且体积小、美观且有利于功能的扩展。

在一个实施例中，参考图2所示，人脸检测设备100还包括控制接口180，控制接口180与中央处理器140相连，用以输出控制信号至被控设备，被控设备可包括电子锁(如办公楼电子锁以及汽车电子锁等)以及楼层控制设备等，具体可根据人脸检测设备100的实际用途选择设置。

作为一个示例，当人脸检测设备100用于办公楼门禁系统时，中央处理器140通过摄像头模组110对拍摄区域进行拍摄以获得可见光图像和红外光图像，并进行人脸识别和活体检测，如果拍摄区域内存在人脸且为活体，则从云端服务器200中获取已经注册的人脸特征信息，并将其与识别的人脸进行特征比对，以确定当前识别的人脸是否合法。如果合法，则进一步通过温度感测器120采集人脸的温度信息，并将其与预存的人脸正常温度信息进行比较判断，以确定当前人脸的温度信息是否正常，即确定当前人员的体温是否正常。如果正常，则通过显示器160显示通过信息以及温度信息等，并通过控制接口180如UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)接口与被控设备如办公楼门禁电子锁建立通信连接，以输出控制信号至办公楼门禁电子锁，以使其解锁，从而使得温度正常的合法人员通过，同时中央处理器140还将识别结果和温度信息对应存储至云端服务器200；如果体温不正常，则通过显示器160显示不通过信息以及温度信息等，并将识别结果、温度信息以及温度不正常信息对应存储至云端服务器200，同时办公楼门禁电子锁处于锁止状态，以禁止该人员进入。如果识别的人脸不合法，则通过显示器160显示人脸不合法，同时办公楼门禁电子锁处于锁止状态，以禁止该人员进入。

本实施例中，不仅能够实现人脸识别以及人脸温度的采集和判断，而且能够根据识别、判断结果通过控制接口自动控制被控设备，从而可不用专人去识别录入体温和放行，只要是成功注册的用户均可以自动记录体温和门禁放行。

在一个实施例中，参考图2所示，人脸检测设备100还包括USB接口190，USB接口190与中央处理器140相连，用以进行数据的导入/导出和/或中央处理器140的供电。具体来说，可通过USB接口190对中央处理器140供电，例如供电电压可以为5V，当然也可以为其它电压，具体需要根据USB接口190的耐压以及中央处理器140的工作电压确定，当然也可以采用其它接口对中央处理器140进行供电，具体这里不做限制。另外，也可通过USB接口190进行数据的导入/导出，例如，将U盘连接至USB接口190，并通过触控显示屏进行操作，以实现数据的导入/导出，当然也可以通过网络接口130实现数据的导入/导出，具体这里不做限制。此外，还可以通过USB接口190进行软件升级，以实现软件的本地升级，以及通过网络接口130进行软件升级，以实现软件的在线升级。

本实施例中，通过一个USB接口即可实现中央处理器的供电以及数据的导入和导出，实现了接口共用功能，有效减少了接口的使用数量，进而减少了电路板的设计复杂度、人脸检测设备的体积以及成本等。

在一个实施例中，参考图3所示，人脸检测设备100还包括安装板和电路板，其中安装板位于电路板上方，用以安装摄像头模组110和红外补光灯，例如，将摄像头模组110安装于安装板的中部，将红外补光灯安装于靠近摄像头模组中红外光摄像头112的一侧，以便于对红外光摄像头112进行补光。

中央处理器140及其外围电路等构成核心板位于整个电路板的中部；网络接口130、播放器170、控制接口180和USB接口190设于核心板的两侧，例如，网络接口130和播放器170设于核心板的右侧，控制接口180和USB接口190设于核心板的左侧；显示器160位于电路板的上方且平行于电路板，并且显示器160还通过显示柔性电路板与中央处理器140建立通信连接，显示柔性电路板位于核心板的上方；摄像头模组110通过摄像头柔性电路板与中央处理器140建立通信连接，摄像头柔性电路板与显示柔性电路板并排设置且位于显示柔性板的上方；温度感测器120设于摄像头柔性电路板的上方，且显示器160避开温度感测器120设置，以保证温度感测器120能够实现温度采集。需要说明的是，该结构仅作为本申请人脸检测设备的示例性说明，并不作为对其的限制。

综上所述，本申请的人脸检测设备，能够通过摄像头模组实现彩色图像显示和活体检测，进而实现人脸的准确识别，防止误识别，准确率高，同时通过温度感测器实现体温检测，以及通过网络接口实现数据共享，并且所有功能均由一个中央处理器控制完成，CPU资源占用少，成本低。另外，还可以通过声光方式对用户进行提醒，根据识别结果和温度信息通过控制接口对被控设备进行自动控制，以及通过USB接口实现供电和数据的本地导入/导出等，功能较为全面且整个设备具有体积小、美观以及成本低的优点，能够作为独立设备使用，也可以嵌入至其它设备中使用，具有较强的灵活性。

本申请还提供了一种门禁系统，其包括上述的人脸检测设备。

需要说明的是，关于本申请的门禁系统的描述可参考本申请关于人脸检测设备的描述，具体这里就不再详述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种人脸检测设备，其特征在于，包括：

摄像头模组，所述摄像头模组包括可见光摄像头和红外光摄像头，所述可见光摄像头用以对拍摄区域进行拍摄获得可见光图像，所述红外光摄像头用以对所述拍摄区域进行拍摄获得红外光图像；

温度感测器，所述温度感测器用以采集所述拍摄区域内人脸的温度信息；

网络接口；

中央处理器，所述中央处理器与所述摄像头模组、所述温度感测器和所述网络接口分别相连，用以对所述可见光图像和所述红外光图像进行人脸识别，并将识别结果和所述温度信息通过所述网络接口发送至云端服务器。

2.根据权利要求1所述的人脸检测设备，其特征在于，所述人脸检测设备还包括：存储器，所述存储器与所述中央处理器相连，用以存储所述识别结果和所述温度信息。

3.根据权利要求1所述的人脸检测设备，其特征在于，所述温度感测器包括红外热成像摄像头或红外热电堆传感器。

4.根据权利要求1所述的人脸检测设备，其特征在于，所述人脸检测设备还包括：红外补光灯，所述红外补光灯与所述中央处理器相连，用以对所述红外光摄像头进行补光。

5.根据权利要求1所述的人脸检测设备，其特征在于，所述人脸检测设备还包括：显示器，所述显示器与所述中央处理器相连，用以显示所述识别结果和所述温度信息。

6.根据权利要求5所述的人脸检测设备，其特征在于，所述显示器为触控显示器，所述触控显示器还用以接收用户的操作信息。

7.根据权利要求1所述的人脸检测设备，其特征在于，所述人脸检测设备还包括：播放器，所述播放器与所述中央处理器相连，用以播放所述识别结果和所述温度信息。

8.根据权利要求1所述的人脸检测设备，其特征在于，所述人脸检测设备还包括：控制接口，所述控制接口与所述中央处理器相连，用以输出控制信号至被控设备。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的人脸检测设备，其特征在于，所述人脸检测设备还包括：USB接口，所述USB接口与所述中央处理器相连，用以进行数据的导入/导出和/或所述中央处理器的供电。

10.一种门禁系统，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的人脸检测设备。

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