CN215495177U - 一种人脸识别模组、电子设备以及门 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种人脸识别模组，包括依次排列的红外摄像头模组、红外补光灯、彩色补光灯和彩色摄像头模组，还包括第一线路板，第一线路板包括相背的第一表面和第二表面，第一表面有第一控制电路，第二表面有第二控制电路，红外补光灯和彩色补光灯分别与第一控制电路电连接，红外摄像头模组、彩色摄像头模组分别与第二控制电路电连接。本实用新型还公开了一种包括该人脸识别模组的电子设备以及包括该人脸识别模组的门，本申请的方案，能够实现人脸活体检测，抵御2D照片或3D仿真人脸模型的入侵，安全性能高，且结构简单、成本低。

Description

一种人脸识别模组、电子设备以及门

技术领域

本实用新型涉及智能设备领域，尤其涉及一种人脸识别模组、电子设备以及门。

背景技术

人脸识别作为一种生物识别技术，近几年由于人工智能的突飞猛进地发展，广泛地应用了在安防、新零售、移动支付等领域，比其他生物识别，诸如指纹识别，虹膜识别，更加得直接、友好、便捷。然而现有技术的人脸识别效率很低，对光线变化敏感，且由于摄像头采集的活体人脸和照片都是二维图像，单纯的图像算法很难区分判断到底是照片还是人脸，若采用TOF方案(Time of Flight，飞行时间，其实是一种深度信息测量方案)或结构光模组则整体结构设计复杂，成本及功耗高，没法大规模在不同领域中进行商用，比如门禁系统。

实用新型内容

本实用新型提供一种人脸识别模组，通过设置红外摄像头模组、彩色摄像头模组、彩色补光灯和红外补光灯，可以解决现有技术中摄像头采集的二维图像数据无法区分照片与人脸，但是TOF方案或结构光模组又太复杂，成本过高的问题。

第一方面，提供一种人脸识别模组，包括依次排列的红外摄像头模组、红外补光灯、彩色补光灯和彩色摄像头模组，还包括第一线路板，所述第一线路板包括相背的第一表面和第二表面，所述第一表面有第一控制电路，所述第二表面有第二控制电路，所述红外补光灯和所述彩色补光灯分别与所述第一控制电路电连接，所述红外摄像头模组、所述彩色摄像头模组分别与所述第二控制电路电连接。

本申请的方案，通过设置红外摄像头模组和彩色摄像头模组能够实现3D深度信息采集，实现人脸活体检测，抵御2D照片或3D(3 Dimensions，三个维度)仿真人脸模型的入侵，安全性能高。相比于TOF方案或结构光模组等方案，本实施例结构简单、成本更低，应用范围广泛；通过设置彩色补光灯和红外补光灯，可以弥补光线的不足，从而提高红外摄像头和彩色摄像头采集图像的效果。且彩色补光灯和红外补光灯设置在红外摄像头模组和彩色摄像头模组之间可以更好地起到补光效果。

一种实施方式中，人脸识别模组还包括第一柔性电路板和第二柔性电路板，所述红外摄像头模组通过所述第一柔性电路板与所述第二控制电路电连接，所述红外摄像头模组与所述第一线路板位于所述第一柔性电路板的同一面；所述彩色摄像头模组通过所述第二柔性电路板与所述第二控制电路电连接，所述彩色摄像头模组与所述第一线路板位于所述第二柔性电路板的同一面。

本实施方式的方案，通过将红外摄像头模组与第一线路板设置在第一柔性电路板的同一面，及将彩色摄像头模组与第一线路板设置在第二柔性电路板的同一面，使得第一柔性电路板和第二柔性电路板无需弯折，结构稳定性强，产品良率高。

一种实施方式中，所述第一柔性电路板和所述第二柔性电路板为同一个柔性电路板。

本实施方式的方案，通过一个柔性电路板将红外摄像头模组和彩色摄像头模组集成在第一线路板上，可以简化模组结构。

一种实施方式中，所述第一线路板上设有第一安装垫和第二安装垫，所述第一安装垫用于承载所述红外补光灯，所述第二安装垫用于承载所述彩色补光灯。

本实施方式的方案，第一安装垫和第二安装垫的作用在于，使得两个补光灯的顶面与支架齐平或高度合适。

一种实施方式中，还包括支架，所述支架设有容置腔，所述第一线路板置于所述容置腔内，所述支架内有第一通孔和第二通孔，所述红外补光灯和所述彩色补光灯分别置于所述第一通孔和所述第二通孔。

本实施方式的方案，支架用于容纳第一线路板、红外补光灯、彩色补光灯等结构，起到保护作用

一种实施方式中，所述第一线路板通过双面胶和液体胶固定于所述容置腔内，所述双面胶贴附于所述支架的表面，所述双面胶的贴附范围不超出所述容置腔的台阶边缘，所述液体胶设于所述双面胶的外周。

本实施方式的方案，通过双面胶和液体胶连接第一线路板和支架，代替了现有技术中采用螺丝固定第一线路板和支架的方式，使得人脸识别模组的尺寸可以做到更小型化。

一种实施方式中，所述支架还包括设于所述容置腔两侧的第三通孔和第四通孔，所述第三通孔设于所述第一通孔背离所述第二通孔的一侧，所述第四通孔设于所述第二通孔背离所述第一通孔的一侧，所述红外摄像头模组置于所述第三通孔，所述彩色摄像头模组置于所述第四通孔。

本实施方式的方案，支架的第三通孔和第四通孔分别用于容纳红外摄像头模组和彩色摄像头模组，起到限位并保护的作用，而且，将红外摄像头模组和彩色摄像头模组置于支架可以充分利用支架的空间，降低人脸识别模组的厚度。

一种实施方式中，所述人脸识别模组包括芯片、第二线路板和第三线路板，所述第一线路板和所述第二线路板通过第一连接器连接，所述支架靠近所述第二线路板的一侧设有开口，所述第一连接器置于所述开口，所述第二线路板和所述第三线路板通过第二连接器连接，所述第二线路板有连接电路，所述第三线路板有第二控制电路，所述连接电路电连接所述第一控制电路和所述第二控制电路，所述芯片与所述第二控制电路电连接，所述芯片用于接收所述彩色摄像头模组拍摄的彩色图像数据，根据所述彩色图像数据判断环境光线的明暗，调整所述彩色补光灯和/或所述红外补光灯的亮度；所述芯片用于接收所述红外摄像头模组拍摄的红外图像数据，根据所述红外图像数据判断待检测对象是否为活体。

本实施方式的方案，通过彩色摄像头模组采集彩色图像数据，再通过芯片算法解析识别，如判断环境光太暗，再开启补光灯进行补光，以此来实现光线传感器模组的功能，无需额外设置光线传感器模块，使得结构简单，实现低功耗；芯片还用于接收红外摄像头模组拍摄的红外图像数据，根据红外图像数据判断待检测对象是否为活体，抵御2D照片或3D仿真人脸模型的入侵，提高安全性。

第二方面，提供一种电子设备，包括显示屏和所述人脸识别模组，所述显示屏与第三线路板的第二控制电路电连接，所述红外摄像头模组、所述彩色摄像头模组、所述彩色补光灯和所述红外补光灯设于所述电子设备的非显示区域。

本实施方式的方案，在通过彩色摄像头模组和红外摄像头模组采集图像时，可以通过显示屏实时显示采集到的图像。

第三方面，提供一种门，包括门锁、控制单元和所述的人脸识别系统，所述控制单元分别与所述芯片、所述门锁电连接，所述控制单元接收所述芯片输出的人脸认证通过指令或人脸认证不通过指令并生成开关控制信号，所述门锁响应所述开关控制信号打开门锁或不打开门锁。

将本申请的人脸识别模组作为门的组成部分运用于门禁领域，具有应用频率高、更新换代周期长和身份识别等特征，满足了现代人生活对安全和便捷的需求，市场前景广阔。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种人脸识别模组的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种人脸识别模组的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种人脸识别模组的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种人脸识别模组中支架的结构示意图和双面胶与支架之间的位置关系示意图；

图5是本实用新型实施例提供的另一种人脸识别模组的正面结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的另一种人脸识别模组的背面结构示意图；

图7本实用新型实施例提供的一种人脸识别模组的工作原理示意图。

附图标记说明：

11－红外摄像头模组、12－红外补光灯、13－彩色补光灯、14－彩色摄像头模组、111－第一柔性电路板、121－第二柔性电路板、16－第一线路板、112－第三连接器、122－第四连接器、15－支架、152－第一通孔、153－第二通孔、17－双面胶、156－液体胶、151－第三通孔、154－第四通孔、191－芯片、18－第二线路板、19－第三线路板、181－第一连接器和192－第二连接器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实施例提供一种人脸识别模组，包括依次排列的红外摄像头模组11、彩色摄像头模组14、彩色补光灯13和红外补光灯12，彩色摄像头模组14位于彩色补光灯13远离红外补光灯12的一侧，红外摄像头模组11位于红外补光灯12远离彩色补光灯13的一侧。即红外摄像头模组11、红外补光灯12、彩色补光灯13和彩色摄像头模组14依次排列，红外摄像头模组11、红外补光灯12、彩色补光灯13和彩色摄像头模组14可以排列在一条直线上，也可以有所错位。

人脸识别模组还包括第一线路板16，第一线路板16包括相背的第一表面和第二表面，第一表面有第一控制电路，第二表面有第二控制电路，第一线路板16设有通孔，第一控制电路和第二控制电路通过通孔电连接，红外补光灯12和彩色补光灯13分别与第一控制电路电连接，红外摄像头模组11、彩色摄像头模组14分别与第二控制电路电连接。第一线路板通过第一控制电路和第二控制电路将彩色摄像头模组14、红外摄像头模组11、红外补光灯12、彩色补光灯13集成于一体，实现各个模组、补光灯之间的信号传输。

其中，彩色摄像头模组14通过分析采集到人像的破绽如：摩尔纹、成像畸形、图像里面漏出的各种类型的边框、图像质量、反射率等，并结合分析全局特征和局部微纹理信息有效过滤假体。在一种实施方式中，彩色摄像头模组14可用于智能门锁、可视门铃和报警抓拍等功能。红外摄像头模组11用于采集活体人脸信息的原理在于，红外摄像头模组11滤除了特定波段的光线，天生抵御基于屏幕的假脸攻击。不管是可见光还是红外光，本质都是电磁波。物体成像与其表面材质的反射特性有关，而真实人脸和纸片、屏幕、立体面具等攻击媒介的反射特性都是不同的，所以成像效果也不同。这种表面材质差异在红外波反射方面会更加明显。当屏幕上的人脸出现在红外摄像头模组11前，红外成像的画面里只有白花花一片，连人脸都无法显示，攻击也就无法得逞。因此，红外摄像头模组11能够在一些自助需要身份检测的设备上能避免用照片代替人像等伪造手段，适用于大多数的自助检测设备。彩色摄像头模组14和红外摄像头模组11共同构成双目摄像头，既能够实现3D深度信息采集，也能够实现人脸活体检测，安全性能高。3D结构光虽然也能够实现活体检测，但是成本高，结构复杂。本实施例的方案成本较低，应用场景广泛。

两个补光灯可以弥补光线的不足，从而提高双目摄像头采集图像的效果。红外补光灯12和彩色补光灯13位于红外摄像头模组11和彩色摄像头模组14之间，可以使得两个补光灯的光线更加均匀地被双目摄像头获取，进一步提高双目摄像头采集图像的效果。

在一种实施方式中，第一线路板16上设有第一安装垫和第二安装垫，第一安装垫用于承载红外补光灯12，第二安装垫用于承载彩色补光灯13。第一安装垫和第二安装垫的作用在于，使得两个补光灯的顶面与支架齐平或高度合适。

一种实施方式中，彩色补光灯13和/或红外补光灯12的光源采用发光二极管。采用发光二极管(LED，Light－Emitting Diode)作为光源更为节能且效率更高。LED补光灯可以昼夜常亮，使用寿命长，LED光源的使用寿命为50000小时。

如图1－图3所示，一种实施方式中，还包括第一柔性电路板111和第二柔性电路板121，红外摄像头模组11通过第一柔性电路板111与第一线路板16的第二控制电路电连接，红外摄像头模组11与第一线路板16位于第一柔性电路板111的同一面；彩色摄像头模组14通过第二柔性电路板121与第一线路板16第二控制电路电连接，彩色摄像头模组14与第一线路板16位于第二柔性电路板121的同一面。具体的，第一线路板16和第一柔性电路板111之间通过第三连接器112连接，第一线路板16和第二柔性电路板121通过第四连接器122连接。第三连接器112和第四连接器122均电连接至第二控制电路，在一种实施方式中，第三连接器112和第四连接器122采用B2B(board to board，板到板)连接器。现有技术中，通常是将连接有模组的柔性电路板绕折反扣到线路板背面，如此绕折柔性电路板的问题在于，柔性电路板在绕折的过程中产生应力，容易断裂从而导致断路，产品的质量存在隐患。本实施方式中，红外摄像头模组11与第一线路板16位于第一柔性电路板111的同一面，及将彩色摄像头模组14与第一线路板16位于第二柔性电路板121的同一面，则第一柔性电路板111和第二柔性电路板121无需弯折，结构稳定性强，产品良率高。

在一种实施方式中，第一柔性电路板与第二柔性电路板采用同一个柔性电路板。通过一个柔性电路板将红外摄像头模组和彩色摄像头模组集成在第一线路板上，可以简化模组结构。

如图4所示，一种实施方式中，还包括支架15，支架15设有容置腔，支架15内有第一通孔152和第二通孔153，第一线路板16置于容置腔内，第一线路板16有朝向容置腔的第一表面，红外补光灯12和彩色补光灯13设于第一表面并分别置于第一通孔152和第二通孔153。在一种实施方式中，红外补光灯12和彩色补光灯13的视场角(Field of View，FOV)为120°。

一种实施方式中，第一线路板16通过双面胶17和液体胶156固定于容置腔内，如图4所示，双面胶17贴附于支架15的表面，双面胶17的贴附范围不超出容置腔的台阶边缘，液体胶156设于双面胶17的外周。在一种实施方式中，在第一线路板16的四个角点分别点上UV胶(Ultraviolet Rays glue，光敏胶或紫外光固化胶)。从而在双面胶17的基础上进一步加固了第一线路板16和支架15的连接。通过双面胶17+液体胶156的方式连接第一线路板16和支架15，代替了现有技术中采用螺丝固定第一线路板16和支架15的方式，使得人脸识别模组的尺寸可以做到更小型化。

一种实施方式中，支架15还包括设于容置腔两侧的第三通孔151和第四通孔154，第三通孔151设于第一通孔152背离第二通孔153的一侧，第四通孔154设于第二通孔153背离第一通孔152的一侧，红外摄像头模组11置于第三通孔151，彩色摄像头模组14置于第四通孔154。红外摄像头模组11通过液体胶156固定在第三通孔151上，彩色摄像头模组14通过液体胶156固定在第四通孔154上。摄像头模组厚度大于补光灯模组的厚度，将红外摄像头模组11和彩色摄像头模组14置于支架15可以充分利用支架15的空间，降低人脸识别模组的厚度，有利于结构小型化设计。

如图5和图6所示，一种实施方式中，人脸识别模组包括芯片191、第二线路板18和第三线路板19，支架15的一侧包括开口，第二线路板18的一端通过该开口连接至第一线路板16，第二线路板18和第一线路板16通过第一连接器181连接，第二线路板18的另一端连接第三线路板19，第二线路板18和第三线路板19通过第二连接器192连接。在一种实施方式中，第一连接器181和第二连接器192为ZIF连接器(Zero Insertion Force，零插入力)。第二线路板18上有连接电路，第三线路板19上有第二控制电路，连接电路电连接第一控制电路和第二控制电路，芯片191与第二控制电路电连接，芯片191通过第一线路板16的第一控制电路－第二线路板18的连接电路－第三线路板19的第二控制电路与彩色摄像头模组14、红外摄像头模组11、红外补光灯12、彩色补光灯13实现电连接。在一种实施方式中，芯片与彩色摄像头模组、红外摄像头模组位于第三线路板的同一侧。

一方面，芯片191用于接收彩色摄像头模组14拍摄的彩色图像数据，根据彩色图像数据判断环境光线的明暗，调整彩色补光灯13和/或红外补光灯12的亮度；具体的，本实施方案直接通过彩色摄像头模组14采集彩色图像数据，再通过芯片191算法解析识别，如判断环境光太暗，再开启补光灯进行补光，以此来实现光线传感器模组的功能，无需额外设置光线传感器模块，使得结构简单，实现低功耗，在一种实施方式中，待机电流可以实现低至10u。在芯片191的算法指引下，红外补光灯12和彩色补光灯13支持人脸感应自动亮光，提高夜间识别率，夜间当识别到人脸时，补光灯自动开启，没有检测到人脸时，补光灯自动熄灭。补光灯还具有白天与日光叠加使用和夜间独立对人脸照明兼容使用的特点，白天可以平抑逆光，夜间自动补光或平衡日常夜间照明的灯光，使双目摄像头有较好的宽动态。

另一方面，芯片191还用于接收红外摄像头模组11拍摄的红外图像数据，根据红外图像数据判断待检测对象是否为活体。在芯片191强大的AI算法支持下，充分利用红外人脸信息和可见光(420nm－650nm)更宽阔的光谱信息，进行人脸识别、人脸比对、活体检测，而且同时通过双目摄像头得到的特征点视差计算出人脸的3D深度信息，最后将全部信息通过融合算法与原始数据进行匹配，所有信息匹配成功后才能认定认证通过，安全性得到极大地提升，误识率仅为数十万分之一。同时对包括室内、室外的光线环境均能很好适应，也能有效地防止多种材质的相片、视频和3D仿真人脸模型的攻击。

具体的，如图7的工作原理示意图，红外摄像头模组11采集红外图像数据并发送芯片191，彩色摄像头模组14采集彩色图像数据并发送给芯片191，芯片191根据上述图像数据处理得到彩色人脸特征值、红外人脸特征值以及“红外+彩色活体信息数据”，计算出人脸的3D深度信息，并将全部信息通过融合算法与人脸数据库中的原始人脸特征信息进行匹配。根据活体信息数据和匹配结果，判断被检测对象是否为活体，如果是2D照片或3D仿真人脸模型，则输出人脸认证不通过指令，如果是活体且信息匹配成功(已注册活体用户)则输出人脸认证通过指令，若如果是活体但信息匹配失败(未注册活体用户)则输出人脸认证不通过指令。

第二方面，提供一种电子设备，包括显示屏和人脸识别模组，显示屏与第三线路板19的第二控制电路电连接，红外摄像头模组11、彩色摄像头模组14、彩色补光灯13和红外补光灯12设于电子设备的非显示区域。

第三方面，提供一种门，包括门锁、控制单元和人脸识别系统，控制单元分别与芯片191、门锁电连接，控制单元接收芯片191输出的人脸认证通过指令或人脸认证不通过指令并生成开关控制信号，门锁响应开关控制信号打开门锁或不打开门锁。具体的，控制单元接收芯片191输出的人脸认证通过指令，则生成开关开启控制信号并发送给门锁，门锁响应开关开启控制信号打开门锁；控制单元接收芯片191输出的人脸认证不通过指令，则生成开关关闭控制信号并发送给门锁，门锁响应开关关闭控制信号则不打开门锁。在一种实施方式中，还包括警报系统，如果芯片191根据活体信息数据判断被检测对象是2D照片或3D仿真人脸模型，则输出人脸认证不通过指令，且警报系统会发出警报以提示存在恶意伪装的非法入侵；将本实施方式的人脸识别模组运用于门禁领域，具有应用频率高、更新换代周期长和身份识别等特征，满足了现代人生活对安全和便捷的需求，市场前景广阔。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种人脸识别模组，其特征在于，包括依次排列的红外摄像头模组、红外补光灯、彩色补光灯和彩色摄像头模组，还包括第一线路板，所述第一线路板包括相背的第一表面和第二表面，所述第一表面有第一控制电路，所述第二表面有第二控制电路，所述红外补光灯和所述彩色补光灯分别与所述第一控制电路电连接，所述红外摄像头模组、所述彩色摄像头模组分别与所述第二控制电路电连接。

2.根据权利要求1所述的人脸识别模组，其特征在于，还包括第一柔性电路板和第二柔性电路板，所述红外摄像头模组通过所述第一柔性电路板与所述第二控制电路电连接，所述红外摄像头模组与所述第一线路板位于所述第一柔性电路板的同一面；所述彩色摄像头模组通过所述第二柔性电路板与所述第二控制电路电连接，所述彩色摄像头模组与所述第一线路板位于所述第二柔性电路板的同一面。

3.根据权利要求2所述的人脸识别模组，其特征在于，所述第一柔性电路板和所述第二柔性电路板为同一个柔性电路板。

4.根据权利要求2或3所述的人脸识别模组，其特征在于，所述第一线路板上设有第一安装垫和第二安装垫，所述第一安装垫用于承载所述红外补光灯，所述第二安装垫用于承载所述彩色补光灯。

5.根据权利要求4所述的人脸识别模组，其特征在于，还包括支架，所述支架设有容置腔，所述第一线路板置于所述容置腔内，所述支架内有第一通孔和第二通孔，所述红外补光灯和所述彩色补光灯分别置于所述第一通孔和所述第二通孔。

6.根据权利要求5所述的人脸识别模组，其特征在于，所述第一线路板通过双面胶和液体胶固定于所述容置腔内，所述双面胶贴附于所述支架的表面，所述双面胶的贴附范围不超出所述容置腔的台阶边缘，所述液体胶设于所述双面胶的外周。

7.根据权利要求6所述的人脸识别模组，其特征在于，所述支架还包括设于所述容置腔两侧的第三通孔和第四通孔，所述第三通孔设于所述第一通孔背离所述第二通孔的一侧，所述第四通孔设于所述第二通孔背离所述第一通孔的一侧，所述红外摄像头模组置于所述第三通孔，所述彩色摄像头模组置于所述第四通孔。

8.根据权利要求5－7任一项所述的人脸识别模组，其特征在于，所述人脸识别模组包括芯片、第二线路板和第三线路板，所述第一线路板和所述第二线路板通过第一连接器连接，所述支架靠近所述第二线路板的一侧设有开口，所述第一连接器置于所述开口，所述第二线路板和所述第三线路板通过第二连接器连接，所述第二线路板有连接电路，所述第三线路板有第二控制电路，所述连接电路电连接所述第一控制电路和所述第二控制电路，所述芯片与所述第二控制电路电连接，所述芯片用于接收所述彩色摄像头模组拍摄的彩色图像数据，根据所述彩色图像数据判断环境光线的明暗，调整所述彩色补光灯和/或所述红外补光灯的亮度；所述芯片用于接收所述红外摄像头模组拍摄的红外图像数据，根据所述红外图像数据判断待检测对象是否为活体。

9.一种电子设备，其特征在于，包括显示屏和权利要求1－8任一项所述的人脸识别模组，所述显示屏与第三线路板的第二控制电路电连接，所述红外摄像头模组、所述彩色摄像头模组、所述彩色补光灯和所述红外补光灯设于所述电子设备的非显示区域。

10.一种门，其特征在于，包括门锁、控制单元和权利要求9所述的电子设备，所述控制单元分别与芯片、所述门锁电连接，所述控制单元接收芯片输出的人脸认证通过指令或人脸认证不通过指令并生成开关控制信号，所述门锁响应所述开关控制信号打开门锁或不打开门锁。

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