CN212433777U - 一种人脸认证设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种人脸认证设备，包括可见光摄像头、近红外摄像头、中央控制器和具备中空腔体的机箱，所述机箱包括机箱主体和位于所述机箱主体顶部的机箱独立腔室；所述可见光摄像头及所述近红外摄像头均设置在所述机箱独立腔室中；所述中央控制器设置在所述机箱主体内，且与所述可见光摄像头及所述近红外摄像头电气连接。本实用新型公开的人脸认证设备，能够提高人脸识别产品的兼容性，适用于环境不同的各类场合。

Description

一种人脸认证设备

技术领域

本实用新型涉及人脸识别技术领域，更具体地说，特别涉及一种人脸认证设备。

背景技术

人脸识别技术是生物识别技术的一种，它是依据独一无二的人脸生理特征，自动进行身份鉴别的一种生物特征识别技术，具有非接触式的数据采集、方便快捷、可交互性强、便于事后追溯等优势。

现有的人脸识别应用领域很广，例如常见的门禁系统也可以采用人脸识别系统，即通过摄像头采集人脸数据，将采集的人脸数据与预先存储的认证数据相对比，如果比对成功，则人脸识别成功。比对失败，则人脸识别失败。

目前采用的摄像头一般为可见光摄像头和近红外摄像头两种，但是可见光摄像头所对应的识别设备存在如下问题：1、采用肉眼可见光源进行辨识，不能在黑暗环境下使用，夜间需要补光。2、容易采用平面照片或者其它非真实人脸进行伪认证，不能有效防伪。而近红外摄像头所对应的识别设备也存在如下问题：1、使用近红外波段中的短波光源，靠反射光源成像，不能在太阳直射环境下使用；2、虽然能够进行有效防伪，但是必须在终端设备上登记人脸特征，方便性不够。

因此，设计一种人脸认证设备，提高人脸识别产品的兼容性，适用于环境不同的各类场合，为行业提供更方便、更精准的人脸识别技术。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题为提供一种人脸认证设备，提高人脸识别产品的兼容性，适用于环境不同的各类场合。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种人脸认证系统，包括：

登记模块，用于登记人脸存储特征；

与所述登记模块相连的设置模块，用于设置所述人脸存储特征的存储特征标记和存储特征来源；

与所述设置模块相连的获取模块并用于获取人脸检测特征，所述设置模块还用于设置所述人脸检测特征的检测特征标记和检测特征来源；

与所述设置模块相连的比对模块，用于比对所述存储特征来源和所述检测特征来源，以及用于比对所述存储特征标记和所述检测特征标记；

所述比对模块还用于比对所述人脸存储特征和所述人脸检测特征；

与所述比对模块相连的认证模块，用于通过人脸认证。

优选的，还包括：

连接在所述登记模块和所述设置模块之间的登记存储模块，所述登记存储模块用于存储所述人脸存储特征；

连接在所述获取模块和所述设置模块之间的获取存储模块，所述获取存储模块用于存储所述人脸检测特征。

优选的，所述获取模块包括可见光摄像模块和近红外摄像模块。

优选的，还包括：

与所述获取模块相连的所述判断模块，用于判断所述检测特征来源；

与所述可见光摄像模块相连的可见光补光模块；

与所述近红外摄像模块相连的近红外补光模块；

若所述判断模块判断为所述可见光标记，则启动所述近红外补光模块，所述获取模块重新获取所述人脸检测特征，并且所述设置模块更新所述人脸检测特征的所述检测特征标记和所述检测特征来源；

若所述判断模块判断为所述近红外标记，则启动所述可见光补光模块，所述获取模块重新获取所述人脸检测特征，并且所述设置模块更新所述人脸检测特征的所述检测特征标记和所述检测特征来源。

一种人脸认证设备，包括可见光摄像头、近红外摄像头、中央控制器和具备中空腔体的机箱，

机箱包括机箱主体和位于机箱主体顶部的机箱独立腔室；

可见光摄像头及近红外摄像头均设置在机箱独立腔室中；

中央控制器设置在机箱主体内且与可见光摄像头及近红外摄像头电气连接。

优选的，机箱还包括与机箱主体活动连接的机箱门板。

优选的，机箱独立腔室可转动。

进一步的，机箱独立腔室中设置有与中央控制器电气连接的可见光补光灯以及近红外补光灯。

优选的，机箱主体的后部设置有用于排气和散热的百叶窗。

优选的，机箱门板上设置有与中央控制器电气连接的语音播放器。

本实用新型提供的人脸认证方法，通过对登记的人脸存储特征和检测的人脸检测特征分别设置特征标记和特征来源，即将特征标记和特征来源作为标识位，在进行具体的人脸特征对比时，可以先进行对标识位的对比，避免直接对比数量更多和体量更大的人脸特征数据，加快了处理速度。而且，由于分别设置了特征标记和特征来源，将光来源作为特征标记的主要属性、设备来源作为特征来源的主要属性，赋予了人脸特征更多的区别属性，能够有效的避免各种非正常的人脸特征数据的干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中人脸认证方法的其中一种实施方式的流程示意图；

图2为本实用新型实施例中人脸认证系统的其中一种实施方式的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中人脸认证设备的其中一种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

如图2所示，本实用新型提供了一种人脸认证系统，包括，

登记模块01，用于登记人脸存储特征；

与登记模块01相连的设置模块02，用于设置人脸存储特征的存储特征标记和存储特征来源；

与设置模块02相连的获取模块03并用于获取人脸检测特征，设置模块 02还用于设置人脸检测特征的检测特征标记和检测特征来源；

与设置模块02相连的比对模块04，用于比对存储特征来源和检测特征来源，以及用于比对存储特征标记和检测特征标记；

比对模块04还用于比对人脸存储特征和人脸检测特征；

与所述比对模块04相连的认证模块05，用于通过人脸认证。

在实际运用中，可以采用计算机或者手机等终端设备作为输入设备，将已有的处理过的人脸存储特征，通过登记模块01与用户一一对应绑定。

设置模块02、对比模块和认证模块05均可以安装在具备运算功能的芯片或PLC上，另外需要注意的是，在本实施例中的相连并不限制具体的连接方式，可以是物理上的硬连接也可以是逻辑上的软件连接，即可以通过实体电气连接也可以通过无线通讯连接，例如通过蓝牙、红外或者电线、电缆等方式，在此不再累述。

优选的，还包括：

连接在登记模块01和设置模块02之间的登记存储模块，登记存储模块用于存储人脸存储特征；

连接在获取模块03和设置模块02之间的获取存储模块，获取存储模块用于存储人脸检测特征。

登记存储模块和获取存储模块可以根据实际需求选择不同的存储设备，由于登记存储模块所需要存储的数据量较大，且一次性批量初始化登记后，后续补充数据的次数会相对较少，可以采用容量大的传统硬盘，当然如果不考虑成本的话，也可以采用读取速度更快但成本更高的固态硬盘。

而获取存储模块由于每次获取的数据量较小，但是补充数据的次数会比较多，或者更新数据的频率会比较快，因此一般采用小容量的固态硬盘，在满足读取速度，提高效应效率的前提下，不会造成过高的成本浪费。

优选的，获取模块03包括可见光摄像部件和近红外摄像部件，一般采用可见光摄像头和近红外摄像头，即获取模块03为了适应更多的时间和天候，采用可见光和近红外的双摄像头模式。

进一步的，还包括：

与获取模块03相连的判断模块06，用于判断检测特征标记；

与可见光摄像部件相连的可见光补光部件；

与近红外摄像部件相连的近红外补光部件；

若判断模块06判断为可见光标记，则启动近红外补光部件，获取模块 03重新获取人脸检测特征，并且设置模块02更新人脸检测特征的检测特征标记和检测特征来源；

若判断模块06判断为近红外标记，则启动可见光补光部件，获取模块 03重新获取人脸检测特征，并且设置模块02更新人脸检测特征的检测特征标记和检测特征来源。

可见光补光部件为可见光补光灯，近红外补光部件为近红外补光灯，均可以根据实际需求选择具体的补光灯数量，以及可以设置可以调节的补光强度。

本实用新型还公开了一种人脸认证设备，如图3所示，包括可见光摄像头1、近红外摄像头2、中央控制器7和具备中空腔体的机箱，

机箱包括机箱主体6和位于机箱主体6顶部的机箱独立腔室；

可见光摄像头1及近红外摄像头2均设置在机箱独立腔室中；

中央控制器7设置在机箱主体6内且与可见光摄像头1及近红外摄像头 2电气连接。

本设备采用可见光与近红外双摄像头模式，即在对人脸存储特征进行登记和获取人脸检测特征时，利用设置在设备上的可见光摄像头1和近红外摄像头2通过摄像获取，以及通过可见光摄像头1识别照片获取，适应更多的需求环境。

而可见光摄像头1及近红外摄像头2可以根据实际需要进行选择，且由于均安装在机箱独立腔室中，可以在不影响机箱主体6内其它设备的前提下，快捷的单独更换或维护可见光摄像头1及近红外摄像头2。

而中央控制器7用于将接收到的人脸存储特征登记入系统，或者存储在存储器例如硬盘、移动硬盘中，将人脸存储特征的存储特征来源进行对应设置，具体为照片来源和设备来源，并对应设置好人脸存储特征的存储特征标记，具体为近红外标记和可见光标记。

在处理完上述步骤后，将特征来源和特征标记分别进行对应的比对，由于特征来源和特征标记本身所含的数据量，相较于人脸存储特征和人脸检测特征的数据量要小很多，即之前设置存储特征标记和存储特征来源是将所有人脸存储特征分成了几个小类，在比对时先对小类进行搜索并比对，然后再比对具体的人脸存储特征，因此比直接比对人脸存储特征和人脸检测特征要减少计算或对比的工作量，加快比对效率。

若比对不成功，例如采集设备为正常运行或未达到环境要求，例如昏暗的阴天造成可见光强度不足，使得可见光摄像头1采集的人脸数据不够清晰，进一步造成人脸检测特征获取无效，或者照片本身的清晰度不足，也会造成人脸检测特征获取无效。在实际运用中会有各种意外或特殊情况造成人脸检测特征获取无效或者存储特征标记和存储特征来源不符合比对规则，此时可以发出提示或警告信息，提醒操作人员进行核对，整个认证步骤停止。

当中央控制器7通过计算比较，人脸存储特征和人脸检测特征符合比对要求，例如人脸检测特征与人脸存储特征的相似度达到比对阈值，即可认为比对成功，此时则通过人脸认证，完成整个认证过程。

在实际运用中，还可以在机箱主体6上设置液晶显示屏5，用于管理员进行人机交互，或者显示认证成功与否信息，也可以用于显示当前日期和时间等信息，具体不再详述。

优选的，机箱还包括与机箱主体6活动连接的机箱门板。

采用与机箱主体6活动连接的机箱门板，能够在需要时打开机箱门板，方便对内部设备的维修或更换。可以根据不同的使用需求，利用不同类型的锁具来实现机箱主体6和机箱门板之间的活动连接，例如本实施例采用三角锁进行固定。

优选的，机箱独立腔室可转动，用于调节可见光摄像头1及近红外摄像头2的角度，可适应各种安装环境，达到良好的识别效果。另外，还包括设置在机箱独立腔室上部的机箱上盖，在需要之时，可以通过打开机箱上盖，方便的对可见光摄像头1及近红外摄像头2进行维修或者更换。

进一步的，机箱独立腔室中设置有与中央控制器7电气连接的可见光补光灯3以及近红外补光灯4。

中央处理器若判断检测特征标记为可见光标记，则启动近红外补光灯4，重新获取人脸检测特征，并且更新人脸检测特征的检测特征标记和检测特征来源；

若判断检测特征标记为近红外标记，则启动可见光补光灯3，重新获取人脸检测特征，并且更新人脸检测特征的检测特征标记和检测特征来源。

可见光补光灯3以及近红外补光灯4均可以根据实际需求选择具体的数量，以及设置可以调节的补光强度。

而可见光补光灯3以及近红外补光灯4具体的设置位置可以根据实际情况进行选择，例如本实施例中，可见光补光灯3在靠近可见光摄像头1的左边，近红外补光灯4在靠近近红外摄像头2的右边。

优选的，机箱主体6的后部设置有用于排气和散热的百叶窗，以保证机箱内部良好的散热，确保设备的稳定运行。

优选的，机箱门板上设置有与中央控制器7电气连接的语音播放器，用于采集成功与否的通知语音，当然也可以播放其它类型的信息，例如时间播报及天气播报等。

其中，本实用新型人脸认证系统和设备所采用的人脸认证方法如下：

一种人脸认证方法，如图1所示，包括如下步骤，

S1.登记人脸存储特征；

对人脸存储特征进行登记有两种方式：第一种方式，管理员进行人脸认证后进入用户管理菜单，用采集设备采集当前用户的人脸存储特征，人脸存储特征与相应的用户直接对应绑定，登记完成。第二种方式，管理员通过上传用户照片，系统采集用户照片中的人脸存储特征，与相应的用户直接对应绑定，登记完成。

这两种方式，即可以在直接对用户本人进行人脸存储特征登记，也可以在用户本人无法到场的情况下，采用照片进行人脸存储特征登记，同时，也可以支持远程上传照片的方式，满足了在各种情况下，不论用户本人是否在场，采集设备是否在线，均可以完成将用户与其人脸存储特征对应绑定，完成人脸存储特征的登记，形成此用户的人脸数据。

上述将人脸存储特征与用户绑定的方式有很多中，本实施例中采用给每个用户设定一个用户ID，将各个用户的人脸存储特征与其各自的用户ID号进行对应，完成一对一的绑定效果，具体步骤不再详述。

S2.设置人脸存储特征的存储特征标记和存储特征来源；

存储特征标记包括可见光标记和近红外标记，即存储特征标记本身为标记位，这个标记位的属性包含可见光标记和近红外标记两个属性，即同一个人脸存储特征的存储特征标记可以只是可见光标记，可以只是近红外标记，也可以是可见光标记和近红外标记皆有。

同理的，同一个人脸存储特征的存储特征来源可以只是设备来源，可以只是照片来源，也可以是设备来源和照片来源皆有。

S3.获取人脸检测特征；

获取的途径有多种，包含设置在设备上的可见光摄像头和近红外摄像头通过摄像获取，以及可见光摄像头通过照片获取。

而在拍摄人脸或者照片后，获取人脸检测特征的具体方法，可以采用本领域的公知技术，例如采集人脸图像数据，通过计算获取人脸向量特征，形成人脸检测特征，在此不再累述。

S4.设置人脸检测特征的检测特征标记和检测特征来源；

根据人脸检测特征的获取设备及采集来源，设置检测特征标记和检测特征来源，与S2中设置特征标记一样，同一个人脸检测特征的检测特征标记可以只是可见光标记，可以只是近红外标记，也可以是可见光标记和近红外标记皆有。

同理的，同一个人脸检测特征的检测特征来源可以只是设备来源，可以只是照片来源，也可以是设备来源和照片来源皆有。

S5.比对存储特征来源和检测特征来源，以及比对存储特征标记和检测特征标记；

S6.若比对成功，则比对人脸存储特征和人脸检测特征；

将特征来源和特征标记分别进行对应的比对，由于特征来源和特征标记本身所含的数据量，相较于人脸存储特征和人脸检测特征的数据量要小很多，即之前设置存储特征标记和存储特征来源是将所有人脸存储特征分成了几个小类，在比对时先对小类进行搜索并比对，然后再比对具体的人脸存储特征，因此比直接比对人脸存储特征和人脸检测特征要减少计算或对比的工作量，加快比对效率。

若比对不成功，例如采集设备为正常运行或未达到环境要求，例如昏暗的阴天造成可见光强度不足，使得可见光摄像头采集的人脸数据不够清晰，进一步造成人脸检测特征获取无效，或者照片本身的清晰度不足，也会造成人脸检测特征获取无效。在实际运用中会有各种意外或特殊情况造成人脸检测特征获取无效或者存储特征标记和存储特征来源不符合比对规则，此时可以发出提示或警告信息，提醒操作人员进行核对，整个认证步骤停止。

S7.若人脸存储特征和人脸检测特征比对成功，则通过人脸认证。

当通过计算比较，人脸存储特征和人脸检测特征符合比对要求，例如人脸检测特征与人脸存储特征的相似度达到比对阈值，即可认为比对成功，此时则通过人脸认证，完成整个认证过程。

若人脸存储特征和人脸检测特征比对不成功，则基本分为两种情况，一种是用户是同一用户，但是由于此用户佩戴了眼镜、帽子等会造成多余检测特征的物件，使得两者之间达不到比对阈值；另一种是检测用户未发生上述情况，但是此用户的人脸存储特征此前未进行登记，或者登记后对应数据损坏，同样会造成两者之间达不到比对阈值。

无论是为何比对不成功，均可以进行相应的提示或警告信息，具体方法和信息内容可以根据需求进行选择，在此不再累述。

优选的，步骤S2具体为：

S21.设置存储特征来源；

S22.若存储特征来源为设备来源，则设置存储特征标记为可见光标记和近红外标记；

S23.若存储特征来源为照片来源，则设置存储特征标记为可见光标记。

若是照片来源，则表示是通过照片数据来登记的人脸存储特征，近红外摄像头是无法直接从照片本身获取到人脸数据的，只有可见光摄像头才能从照片直接获取，而如果是设备来源，则表示是通过摄像头采集数据来登记的人脸存储特征，则近红外标记和可见光标记均为可匹配的设置值。

优选的，步骤S5和步骤S6具体为：

S51.比对存储特征来源和检测特征来源；

S52.若比对成功，则比对存储特征标记和检测特征标记；

S61.若存储特征标记和检测特征标记比对成功，则比对人脸存储特征和人脸检测特征。

即S5步骤可以先比对存储特征来源和检测特征来源，比对成功再比对存储特征标记和检测特征标记，再次比对成功，最后比对人脸存储特征和人脸检测特征，相较于同时比对特征来源和特征标记，可以在存储特征来源和检测特征来源比对不成功后，停止比对存储特征标记和检测特征标记，节省比对时间。

同理的，步骤S5和步骤S6具体为：

S53.比对存储特征标记和检测特征标记；

S54.若比对成功，则比对存储特征来源和检测特征来源；

S62.若存储特征来源和检测特征来源比对成功，则比对人脸存储特征和人脸检测特征。

优选的，在步骤S5之前，还包括：

S41.判断检测特征标记；

S42.若为可见光标记，则进行近红外补光，重新获取人脸检测特征，并更新人脸检测特征的检测特征标记和检测特征来源。

在某些安防要求或者认证要求严格的需求场所，需要在不提高比对阈值的前提下，提高认证强度，那么则采取可见光和近红外同时进行，如果是只有可见光标记，则表示之前是在可见光照强度足够时进行的，此时进行近红外补光，针对获取的近红外数据与之前的可见光数据，重新获取人脸检测特征，同时更新检测特征标记和检测特征来源。

通过近红外补光重新获取的方式，可以使得参与比对的人脸检测特征类型增加，提高认证强度，满足相对严格的认证要求。

同理的，在步骤S5之前，还包括：

S43.判断检测特征来源；

S44.若为近红外标记，则进行可见光补光，重新获取人脸检测特征，并更新人脸检测特征的检测特征标记和检测特征来源。

如果是只有近红外标记，则表示之前是在可见光照强度不够时进行的，此时进行可见光补光，针对获取的可见光数据与之前的近红外数据，重新获取人脸检测特征，同时更新检测特征标记和检测特征来源，起到的效果与上述类似，不再累述。

以上对本实用新型所提供的一种人脸认证设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种人脸认证设备，其特征在于，包括可见光摄像头、近红外摄像头、中央控制器和具备中空腔体的机箱，

所述机箱包括机箱主体和位于所述机箱主体顶部的机箱独立腔室；

所述可见光摄像头及所述近红外摄像头均设置在所述机箱独立腔室中；

所述中央控制器设置在所述机箱主体内，且与所述可见光摄像头及所述近红外摄像头电气连接。

2.如权利要求1所述的人脸认证设备，其特征在于，所述机箱还包括与所述机箱主体活动连接的机箱门板。

3.如权利要求1所述的人脸认证设备，其特征在于，所述机箱独立腔室可转动。

4.如权利要求1所述的人脸认证设备，其特征在于，所述机箱独立腔室中设置有与所述中央控制器电气连接的可见光补光灯以及近红外补光灯。

5.如权利要求1所述的人脸认证设备，其特征在于，所述机箱主体的后部设置有用于排气和散热的百叶窗。

6.如权利要求2所述的人脸认证设备，其特征在于，所述机箱门板上设置有与所述中央控制器电气连接的语音播放器。

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