TWM562435U - 一種活體人臉檢測設備 - Google Patents
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Abstract
一種活體人臉檢測設備，所述活體人臉檢測設備包括：攝像機、紅外
熱電堆感測器、中央處理器；所述攝像機連接所述中央處理器，用於將採集的視頻圖像傳送至所述中央處理器，以識別視頻圖像中的人臉特徵資訊；所述紅外熱電堆感測器連接所述中央處理器，用於採集當前環境的溫度值，並向所述中央處理器發送活體存在判斷結果；所述中央處理器用於控制所述攝像機傳送的視頻圖像的識別，以及控制已識別的所述人臉特徵資訊的輸出。本新型活體人臉檢測設備具有硬體成本低、可靠性強、操作方便的優點
Description
本新型涉及人臉識別技術領域，尤其涉及活體人臉檢測設備。
在智能化日益成熟的現代社會，人臉識別成為生物特徵識別領域一個重要組成單元。在身份識別安全驗證、信用卡驗證、銀行和海關監控、人機交互等應用領域中，人臉識別均比指紋識別、虹膜識別更為方便可靠。由於人臉識別技術使用的是非接觸式採集方式，採集過程更為隱蔽和方便，因此廣泛應用於多種應用場合
現有習用的人臉識別技術是通過攝像機即時獲取視頻圖像，並對視頻圖像進行基於人臉特徵演算法的圖像處理，從而獲取人臉圖像以進行後期應用處理。目前，此類二維人臉識別技術基本成熟，且已有對應的演算法庫用於提供多種人臉識別演算法。然而，人臉識別演算法主要是基於二維動態視頻的推廣，存在極大的安全隱患，例如無法判別視頻圖像的人臉是真人人臉、還是照片中的人臉，這意味著有人拿著某人的照片對著攝像機也可以通過人臉檢測，進而蒙混過關，造成嚴重的安全漏洞，在無人值守的場合尤甚。
為了克服二維人臉識別技術的不足，現已提出各種生物特徵識別方法，例如熱成像活體識別，但此類生物特徵識別設備價格高、體積龐大，不
適合在隱蔽式場合使用。此外，已有研究人員針對三維人臉識別技術開展相關研究。其中，利用雙目攝像機進行三維人臉識別是目前較為流行的可行技術，但由於牽涉到龐大的演算法技術和圖像模型建構、立體比對等，研發成本和難度巨大，也制約了此類三維人臉識別技術的發展。
上述內容僅用於輔助理解本新型的技術方案，並不代表承認上述內容是現有技術。
本新型的主要目的在於提供一種活體人臉檢測設備，旨在解決現有用於識別活體人臉的人臉識別設備硬體成本高的問題。
為實現上述目的，本新型提供一種活體人臉檢測設備，所述活體人臉檢測設備包括：攝像機(Camera)、紅外熱電堆感測器(Thermopile Sensor)、中央處理器(Central Controller)；
所述攝像機連接所述中央處理器，用於將採集的視頻圖像傳送至所述中央處理器，以識別視頻圖像中的人臉特徵資訊；
所述紅外熱電堆感測器連接所述中央處理器，用於採集當前環境的溫度值，並向所述中央處理器發送活體存在判斷結果；
所述中央處理器用於控制所述攝像機傳送的視頻圖像的識別，以及控制已識別的所述人臉特徵資訊的輸出。
較好的，所述活體人臉檢測設備還包括PCB主板，所述攝像機與所述紅外熱電堆感測器相鄰安裝於所述PCB主板上。
較好的，所述攝像機的光軸與所述紅外熱電堆感測器的光軸互相平行。
較好的，所述紅外熱電堆感測器包括紅外熱電堆測溫感測器(Thermopile Sensor)或者紅外熱電堆陣列感測器(Thermopile Array Sensor)。
較好的，所述紅外熱電堆感測器的數量為單個或多個。
較好的，所述紅外熱電堆感測器設置有微控制單元(Micro Control Unit)，所述微控制單元用於基於當前環境溫度值，對測量的溫度值進行溫度回饋補償以得到真實溫度值。
較好的，所述微控制單元還用於將得到的活體存在判斷結果輸出至所述中央處理器。
較好的，所述活體人臉檢測設備還包括人臉識別單元；所述人臉識別單元與所述中央處理器連接，用於將所述中央處理器所接收的視頻圖像進行處理，以識別視頻圖像中的人臉特徵資訊。
較好的，所述活體人臉檢測設備還包括輸出單元；所述輸出單元與所述中央處理器連接，用於輸出所述人臉識別單元識別的人臉特徵資訊。
較好的，所述攝像機還包括視頻編碼單元(Video Encoder)。
本新型實施例提出的一種活體人臉檢測設備，所述活體人臉檢測設備包括：攝像機、紅外熱電堆感測器、中央處理器；所述攝像機連接所述中央處理器，以便將採集的視頻圖像傳送至所述中央處理器；所述紅外熱電堆感測器連接所述中央處理器，用於檢測當前環境的溫度值以便判斷是否當前環境是否存在活體，並向所述中央處理器發送活體存在判斷結果。這樣，通過採用攝像機獲取視頻圖像、識別視頻圖像中的人臉特徵資訊，同時通過採
用紅外熱電堆感測器判斷當前環境是否存在活體。當所述中央處理器接收到當前環境存在活體的判斷結果後，輸出人臉特徵資訊。從而實現在檢測到活體後輸出人臉特徵資訊的活體人臉識別，該活體人臉檢測設備具有硬體成本低、可靠性強、操作方便的優點。
100‧‧‧攝像機
100-01‧‧‧攝像機
100-02‧‧‧攝像機
100-a‧‧‧攝像機輸出端口
100-b‧‧‧攝像機輸出端口
200‧‧‧紅外熱電堆感測器
200-01‧‧‧紅外熱電堆感測器
200-02‧‧‧紅外熱電堆感測器
200-03‧‧‧紅外熱電堆感測器
200-a‧‧‧紅外熱電堆感測器輸出端口
200-b‧‧‧紅外熱電堆感測器輸出端口
200-c‧‧‧紅外熱電堆感測器輸出端口
300‧‧‧中央處理器
400‧‧‧中央處理器
500‧‧‧輸出單元
PCB-01‧‧‧PCB板
PCB-02‧‧‧PCB板
為了更清楚地說明本新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖示出的結構獲得其他的附圖
圖1為本新型活體人臉檢測設備實施例的結構示意圖；圖2為本新型活體人臉檢測設備實施例的活體人臉檢測流程示意圖；圖3為本新型一種活體人臉檢測設備俯視圖；圖4為圖3所示的活體人臉檢測設備正視圖；圖5為本新型另一種活體人臉檢測設備俯視圖；圖6為圖5所示的活體人臉檢測設備正視圖；圖7為採用8*8陣列型檢測的人臉溫度分佈圖；圖8為採用1*2陣列型檢測的人臉溫度分佈圖；圖9為本新型活體人臉檢測設備另一實施例的結構示意圖。
下面將結合本新型實施例中的附圖，對本新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本新型保護的範圍。
需要說明，若本新型實施例中有涉及方向性指示(諸如上、下、左、右、前、後……)，則該方向性指示僅用於解釋在某一特定姿態(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關係、運動情況等，如果該特定姿態發生改變時，則該方向性指示也相應地隨之改變。
另外，若本新型實施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，則該“第一”、“第二”等的描述僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。另外，各個實施例之間的技術方案可以相互結合，但是必須是以本領域普通技術人員能夠實現為基礎，當技術方案的結合出現相互矛盾或無法實現時應當認為這種技術方案的結合不存在，也不在本新型要求的保護範圍之內。
本新型提出一種活體人臉檢測設備。
在本新型一實施例中，如圖1所示，所述活體人臉檢測設備包括：攝像機100、紅外熱電堆感測器200、中央處理器300；所述攝像機100連接所述中央處理器300，用於將採集的視頻圖像傳送至所述中央處理器300，以識別視頻圖像中的人臉特徵資訊；所述紅外熱電堆感測器200連接所述中
央處理器300，用於採集當前環境的溫度值，並向所述中央處理器300發送活體存在判斷結果；所述中央處理器300用於控制所述攝像機100傳送的視頻圖像的識別，以及控制已識別的所述人臉特徵資訊的輸出。在本實施例中，所述紅外熱電堆感測器200具體為紅外熱電堆測溫感測器，例如非陣列式獨立電熱堆單體感測器；所述紅外熱電堆感測器200還可以是紅外熱電堆陣列感測器，陣列類型可包括但不限於：2*2、4*4、8*8、16*16。所述紅外熱電堆感測器200的數量可以是單個，還可以是多個。在本新型各實施例中，較好採用紅外熱電堆陣列感測器。本新型的各實施例以採用紅外熱電堆陣列感測器進行對本新型的具體說明。
如圖2所示，圖2為本實施例提供的活體人臉檢測設備實施活體人臉檢測的流程示意圖。當所述活體人臉檢測設備處於正常工作狀態時，攝像機100在初始化成功後開始採集當前環境下的視頻圖像，並將採集的視頻圖像進行編碼處理，以及將編碼處理後的視頻圖像傳送至中央處理器300。中央處理器300負責控制對所接收的視頻圖像進行人臉圖像識別處理。較好的，中央處理器300向所述活體人臉檢測設備的人臉識別單元下發識別控制指令，以使人臉識別單元對所接收的視頻圖像進行人臉圖像識別處理，並向中央處理器發送人臉圖像識別結果。根據人臉圖像識別結果，若檢測到人臉特徵資訊，則觸發中央處理器300向紅外熱電堆感測器200發送活體存在判斷結果獲取請求。其中，所述人臉特徵資訊包括人臉圖像或者其他人臉特徵資訊
在攝像機100採集視頻圖像的同時，紅外熱電堆感測器200進行陣列初始化，並檢測當前環境的溫度值，篩選出超過預設環境溫度閾值(假設
為30℃)的陣列點，並對這些陣列點進行溫度回饋補償得到陣列點的真實溫度值。進一步地，根據上述篩選出的陣列點獲取到人臉圖像，並判斷該人臉圖像是否在紅外熱電堆感測器200的最佳檢測區，即分析篩選出的陣列點的位置分佈情況，當上述陣列點的位置分佈不在所有陣列點分佈圖像的中心區域時，發出語音提示，用以提示被檢測對象往紅外熱電堆感測器200的檢測元件光軸方向移動。當確認被檢測對象已移動至所有陣列點分佈圖像的中心區域時，紅外熱電堆感測器200根據所檢測的各陣列點的溫度值及預設活體存在判斷規則，判斷當前環境是否存在活體，即可得到活體存在判斷結果。較好的，所述預設活體存在判斷規則為：將陣列點的溫度值與預設溫度閾值比較，當超過預設溫度閾值的陣列點數量與陣列點總數量的比值超過預設比例值時，判定當前環境存在活體。當接收到中央處理器300發送的活體存在判斷結果獲取請求時，向中央處理器300返回對應的活體存在判斷結果。需要注意的是，紅外熱電堆感測器200還可以在檢測到人臉特徵資訊並接收到中央處理器下發溫度檢測指令後，才執行當前環境的溫度值的檢測及後續操作。
所述中央處理器300用於根據接收的所述活體存在判斷結果，判斷是否輸出已識別的所述人臉特徵資訊。具體包括：當判斷存在活體時，輸出已識別的人臉特徵資訊；當判斷不存在活體時，不執行輸出步驟。
本新型技術方案通過採用攝像機與紅外熱電堆感測器的結合，利用攝像機採集當前環境的視頻圖像以識別出人臉特徵資訊，利用紅外熱電堆感測器檢測當前環境溫度值以判斷當前環境是否存在活體。在識別出人臉特徵資訊的前提下，獲取活體判斷結果以判斷是否進行人臉特徵資訊的輸出。基
於攝像機與紅外熱電堆感測器的硬體結合，加上人臉特徵資訊的輸出選擇控制機制，有效地實現了活體檢測和人臉識別及輸出，可靠性強，操作簡便。同時硬體成本較低，有利於實現本新型提供的活體人臉檢測設備的推廣。
在一實施例中，如圖3至圖6所示，所述活體人臉檢測設備還包括PCB主板，攝像機與紅外熱電堆感測器相鄰安裝於所述PCB主板上。較好的，所述攝像機的光軸與所述紅外熱電堆感測器的光軸互相平行，以確保攝像機及紅外熱電堆感測器的檢測精確度
在一實施例中，所述紅外熱電堆感測器的數量為單個或多個。例如，如圖3及圖4所示的一種活體人臉檢測設備包括PCB主板PCB-01，攝像機100-01與紅外熱電堆感測器200-01相鄰安裝於所述PCB主板PCB-01上。紅外熱電堆感測器200-01的數量為單個，此時較好採用紅外電熱堆陣列感測器。此外，攝像機100-01採集的視頻圖像經由100-a輸出端口輸出至中央處理器；紅外熱電堆感測器200-01得到的活體存在判斷結果經由200-a輸出端口輸出至中央處理器。圖5及圖6所示的另一種活體人臉檢測設備包括PCB主板PCB-02，攝像機100-02與紅外熱電堆感測器200-02、200-03分別相鄰安裝於所述PCB主板PCB-02上，此時紅外熱電堆感測器200-02、200-03均較好採用兩個紅外電熱堆單體感測器。此外，攝像機100-02採集的視頻圖像經由100-b輸出端口輸出至中央處理器；紅外熱電堆感測器200-01、200-02得到的活體存在判斷結果分別經由200-b、200-c輸出端口輸出至中央處理器。
需要說明的是，當紅外熱電堆感測器的數量為多個時，採用的紅外熱電堆感測器還可以是紅外電熱堆陣列感測器與紅外電熱堆單體感測器的
組合。紅外熱電堆陣列掃描點數及角度可按被測物距離來決定，具體可為電熱堆單體1*1、1*2，或陣列8*8、16*16、24*32等。本新型提供的活體人臉檢測設備較好採用16x16陣列。此外，採用8*8陣列得到的檢測溫度值分佈圖如圖7所示；在近距離檢測(與被檢測對象的相隔距離在30釐米以內)的特定場合，如手機等可攜式設備上設置有本新型實施例提供的活體人臉檢測設備，可以選用1*2陣列，以降低硬體成本。此時得到的檢測溫度值分佈圖如圖8所示。
在一實施例中，如圖9所示，所述紅外熱電堆感測器200設置有微控制單元201；所述微控制單元201用於基於當前環境溫度值，對測量的溫度值進行溫度回饋補償以得到真實溫度值。
在攝像機100採集視頻圖像的同時，紅外熱電堆感測器200進行陣列初始化，並檢測當前環境的溫度值，篩選出超過預設環境溫度閾值(假設為30℃)的陣列點；考慮到季節變化及環境溫度變化對人體體溫的影響，對這些篩選出的陣列點進行溫度回饋補償以得到陣列點的真實溫度值。具體溫度補償公式參考如下式：Y=kX+m，其中，Y為當前環境溫度變化後經過溫度補償得到的陣列點的溫度值，，X為當前環境溫度值，k為額頭係數(男性為0.080，女性為0.092)，m為額頭溫度常數(男性為32.510，女性為32.394)。根據相關研究，環境溫度對活體溫度的影響在活體檢測的影響並不大，由額頭測溫的例子來看，從23℃-38℃的環境溫度變化過程中，活體額頭溫度的變化大約在1℃上下。經過溫度補償後的各陣列點真實溫度值分佈圖如圖7及圖8所示。
進一步地，所述微控制單元201還用於將得到的活體存在判斷結果輸出至所述中央處理器300。
具體地，所述微控制單元201根據採集的溫度值及預設活體存在判斷規則，判斷所述當前環境是否存在活體，以及將活體存在判斷結果輸出至所述中央處理器300。其中，所述預設活體存在判定規則具體包括：當任一2*2陣列點位檢測區域上的各陣列點位當前溫度值均超過預設溫度閾值(預設溫度閾值為30-40℃)，即判定該檢測區域記憶體在活體。所述微控制單元接收定時採集當前環境溫度值，並遍曆採集的溫度數據，根據溫度數據與預設溫度閾值之間的數值差，區分出超過預設溫度閾值的陣列點，以便按照預設活體存在判定規則，判斷是否存在活體。需要注意的是，本新型提供的活體人臉檢測設備配套使用於手機等便攜近接式終端設置時，若活體人臉檢測設備的紅外熱電堆感測器與被測物間隔距離低於30釐米，且紅外熱電堆感測器為1個或2個獨立非點陣式電熱堆感測器，則只要所述紅外熱電堆感測器的各測量點溫度值均在閾值範圍，即可認定存在檢測區域記憶體在活體
在完成活體存在判斷後，若接收到中央處理器發送的活體存在判斷結果獲取請求時，將活體存在判斷結果輸出至所述中央處理器300。例如，當檢測存在活體，輸出字元“1”；若未檢測到活體，則輸出字元“0”。
在本實施例中，通過紅外熱電堆感測器設置有微控制單元，實現了活體存在的判斷。通過微控制單元對活體對應陣列點溫度值的回饋補償計算，得到活體對應陣列點的真實溫度值，從而真實反映活體的溫度值，提高紅外熱電堆感測器的檢測精確度。
在一實施例中，所述攝像機還包括視頻編碼單元101。
人臉特徵資訊來源為攝像機採集的視頻，為獲取視頻幀圖像，所述視頻編碼單元101用於讀取即時視頻流並解析出視頻幀圖像；在解析出視頻幀圖像後，使用緩存佇列，將幀圖像傳送給中央處理器300。
在一實施例中，所述活體人臉檢測設備還包括人臉識別單元400；所述人臉識別單元400與所述中央處理器300連接，用於將所述中央處理器300所接收的視頻幀圖像進行處理，以識別視頻幀圖像中的人臉特徵資訊。例如，將獲取的彩色視頻幀圖像轉換成灰度圖像，建立灰度圖像直方圖，並將灰度圖像直方圖均衡化；加載圖像處理的訓練庫，基於均衡化後的灰度圖像直方圖檢測灰度圖像中的人臉，並返回一個包含人臉資訊的對象以獲取人臉所在區域，最終提取出人臉圖像。
在一實施例中，所述活體人臉檢測設備還包括輸出單元500；所述輸出單元與所述中央處理器300連接，用於輸出所述人臉識別單元400基於視頻幀圖像識別的人臉特徵資訊。所述輸出單元500將所述人臉識別單元400得到的人臉特徵資訊進行標識，並輸出至其他相關設備，例如門禁裝置、保險櫃，用以協助完成解鎖、解密等安防功能。
以上所述僅為本新型的較好實施例，並非因此限制本新型的專利範圍，凡是在本新型的發明創造構思下，利用本新型說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接/間接運用在其他相關的技術領域均包括在本新型的專利保護範圍內。
本新型目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
Claims (10)
- 一種活體人臉檢測設備，其特徵在於，所述活體人臉檢測設備包括：攝像機、紅外熱電堆感測器、中央處理器；所述攝像機連接所述中央處理器，用於將採集的視頻圖像傳送至所述中央處理器，以識別視頻圖像中的人臉特徵資訊；所述紅外熱電堆感測器連接所述中央處理器，用於採集當前環境的溫度值，並向所述中央處理器發送活體存在判斷結果；所述中央處理器用於控制所述攝像機傳送的視頻圖像的識別，以及控制已識別的所述人臉特徵資訊的輸出。
- 如申請專利範圍第1項所述的活體人臉檢測設備，還包括PCB主板，所述攝像機與所述紅外熱電堆感測器相鄰安裝於所述PCB主板上。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的活體人臉檢測設備，所述攝像機的光軸與所述紅外熱電堆感測器的光軸互相平行。
- 如申請專利範圍第1項所述的活體人臉檢測設備，所述紅外熱電堆感測器包括紅外熱電堆測溫感測器或者紅外熱電堆陣列感測器。
- 如申請專利範圍第1項所述的活體人臉檢測設備，所述紅外熱電堆感測器的數量為單個或多個。
- 如申請專利範圍第1項所述的活體人臉檢測設備，所述紅外熱電堆感測器設置有微控制單元，所述微控制單元用於基於當前環境溫度值，對測量的溫度值進行溫度回饋補償以得到真實溫度值。
- 如申請專利範圍第6項所述的活體人臉檢測設備，所述微控制單元還用於將得到的活體存在判斷結果輸出至所述中央處理器。
- 如申請專利範圍第1項所述的活體人臉檢測設備，還包括人臉識別單元；所述人臉識別單元與所述中央處理器連接，用於將所述中央處理器所接收的視頻圖像進行處理，以識別視頻圖像中的人臉特徵資訊。
- 如申請專利範圍第8項所述的活體人臉檢測設備，還包括輸出單元；所述輸出單元與所述中央處理器連接，用於輸出所述人臉識別單元識別的人臉特徵資訊。
- 如申請專利範圍第1項所述的活體人臉檢測設備，所述攝像機還包括視頻編碼單元。
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW106218759U TWM562435U (zh) | 2017-12-18 | 2017-12-18 | 一種活體人臉檢測設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWM562435U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108764224A (zh) * | 2018-08-17 | 2018-11-06 | 勿识（深圳）智能硬件有限公司 | 活体检测人脸识别装置、方法及系统 |
| CN109711312A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-05-03 | 四川领军智能科技有限公司 | 一种基于静默活体检测人脸识别的人证核验系统及方法 |
-
2017
- 2017-12-18 TW TW106218759U patent/TWM562435U/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108764224A (zh) * | 2018-08-17 | 2018-11-06 | 勿识（深圳）智能硬件有限公司 | 活体检测人脸识别装置、方法及系统 |
| CN109711312A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-05-03 | 四川领军智能科技有限公司 | 一种基于静默活体检测人脸识别的人证核验系统及方法 |
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