TWM602236U - 單機人臉辨識系統 - Google Patents

Abstract

本創作一種單機人臉辨識系統，設置於一電子載具，包含：一輸入單元、一活體辨識單元、一計算處理單元及一輸出單元，該輸入單元用以對使用者臉部進行動態抓取多維度臉部，該活體辨識單元用以判斷所檢測是否為活體，該計算處理單元包含一資料庫及一處理器，該資料庫用以儲存複數個特定人士的臉部影像資料與身分資料，該處理器係用以接收來自該鏡頭動態抓取多維度臉部產生的臉部特徵值，與資料中的臉部影像資料進行比對分析，以辨識使用者身分，該輸出單元用以顯示該鏡頭所拍攝到的影像及辨識成功訊息；藉此，俾達建置方式簡易快速，並且進行辨識時係採用多維度抓取動態捕捉使用者臉部特徵點，而可提供更方便、更具安全性的效果。

Description

單機人臉辨識系統

本創作係有關於一種辨識系統，尤指一種單機人臉辨識系統。

按，人臉辨識系統係指利用分析比較人臉視覺特徵信息進行身份鑑別的計算機技術，近年來人臉辨識的科技運用範圍逐漸擴大，未來甚至會取代公司識別證等各種證件。

一般來說，人臉辨識系統包括圖像攝取、人臉定位、圖像預處理、以及人臉識別（身份確認或者身份查找）。系統輸入一般是一張或者一系列含有未確定身份的人臉圖像，以及人臉資料庫中的若干已知身份的人臉圖象或者相應的編碼，而其輸出則是一系列相似度得分，表明待識別的人臉的身份。

惟，該習知人臉辨識系統，大都為二維辨識，辨識準確率不佳，容易被有心人士以照片騙過辨識系統，可靠度和安全性都不敷使用，並且只適用靜態辨識，移動狀態下無法辨識，進行辨識時須正面直視設備，又習知人臉辨識系統包含有一電子裝置以及一經由網路連接該電子裝置的伺服端，該電子裝置上設有一鏡頭，因而硬體系統建置方式麻煩不便，成本支出提高，無法簡便應用到更加複雜的服務之中。

本創作人有鑑於習知人臉辨識系統具有上述缺點，是以乃思及創作的意念，經多方探討與試作樣品試驗，及多次修正改良後，遂推出本創作。

本創作提供一種單機人臉辨識系統，設置於一電子載具，包含：一輸入單元，為一鏡頭，用以利用鏡頭探測方式，檢測使用者臉部位置，以及對使用者進行動態抓取多維度臉部；一活體辨識單元，用以判斷所檢測是否為活體；一計算處理單元，包含一資料庫及一處理器，該資料庫用以儲存複數個特定人士的臉部影像資料與身分資料，該臉部影像資料係從各個角度來分析該特徵點，並根據該特徵點區分群組，該處理器用以接收來自該鏡頭動態抓取多維度臉部的影像，進行正規化，產生臉部特徵值，與資料中的臉部影像資料進行比對分析，根據分析的結果給出一相似值，通過該相似值辨識使用者身分；及一輸出單元，用以顯示該鏡頭所拍攝到的影像及辨識成功訊息。

本創作單機人臉辨識系統之主要目的，在於其係裝設於一電子載具中，為單機型態，並且硬體系統建置方式簡易快速，建置方便性佳，成本支出降低。

本創作單機人臉辨識系統之次一目的，在於其進行辨識時，係採用動態抓取多維度臉部，因而不須正面直視鏡頭，並可於移動狀態下進行辨識，準確性佳，以及可避免有心人士以照片騙過人臉辨識系統，提供更方便、更具安全性的效果。

以下茲配合本創作較佳實施例之圖式進一步說明如下，以期能使熟悉本創作相關技術之人士，得依本說明書之陳述據以實施。

首先，請配合參閱第一圖至第四圖所示，本創作為一種單機人臉辨識系統1，設置於一電子載具2，該電子載具2可為智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、桌上型電腦等，該單機人臉辨識系統1包含：一輸入單元10、一活體辨識單元20、一計算處理單元30及一輸出單元40。

該輸入單元10為一設於該電子載具2上側的鏡頭，利用鏡頭探測方式，檢測使用者臉部位置，判斷有臉或無臉的狀況，當檢測到使用者臉部時進行動態抓取多維度臉部。

該活體辨識單元20係設於該電子載具2內部，用以判斷所檢測是否為活體。

該計算處理單元30係設於該電子載具2內部，包含一資料庫31及一處理器32，該資料庫31用以儲存複數個特定人士的臉部影像資料與身分資料，該臉部影像資料係實人建置，從各個角度來分析特徵點A，並根據該特徵點A區分群組，該處理器32用以接收來自該鏡頭動態抓取多維度臉部的影像，進行亮度校準之正規化處理，產生臉部特徵值，利用計算機圖像處理技術從資料庫31中提取臉部影像資料，藉由生物統計學的原理進行分析建立數學模型，即人臉特徵模板，從人臉特徵模板與動態抓取多維度臉部產生的臉部特徵值進行比對分析，根據分析的結果給出一相似值，通過該相似值辨識使用者身分。

該輸出單元40為一設於該電子載具2正面的螢幕，用以顯示該鏡頭所拍攝到的影像及辨識成功訊息。

本創作單機人臉辨識系統1係預先於資料庫31內儲存複數個特定人士的臉部影像資料與身分資料，該臉部影像資料係實人建置，從各個角度來分析特徵點A，並根據特徵點A區分群組，使用辨識流程如第二圖所示，利用輸入單元10對使用者進行鏡頭探測S1及檢測臉部位置S2，判斷有臉或無臉的狀況，並且同步將拍攝的影像顯示於輸出單元40，當影片中檢測到使用者臉部時則進行動態抓取多維度臉部S3，接著由活體辨識單元20判斷是否為活體S4，此時如使用者臉部為照片則如第四圖所示因無法捕捉到特徵點A而判斷不為活體S5，而無後續動作，當判斷是活體S6，則進行亮度校準之正規化S7處理，產生臉部特徵值S8，由處理器32利用計算機圖像處理技術從資料庫31中提取臉部影像資料，藉由生物統計學的原理進行分析建立數學模型，即人臉特徵模板，從人臉特徵模板與上述臉部特徵值進行資料庫搜尋比對S9，搜尋最接近的特徵向量S10，根據搜尋的結果給出一相似值，通過該相似值辨識使用者身分，其準確率可高達99.6%以上，如辨識不成功S11則無後續動作，如辨識成功S12則控制輸出單元40顯示辨識成功訊息，並進行解鎖動作。

本創作單機人臉辨識系統1可如第五圖所示，透過API串接機 制連接考勤、防盜主機、門禁、讀卡機、POS(銷售時點情報系統，point of sale)、ERP(企業資源計劃，Enterprise resource planning)、電子鎖等各式系統，在上述應用案例中，不僅可以用於確認使用者身分，同時也包括了人臉辨識分析，像是性別、年齡、表情與視線追蹤，甚至也能用於提升與人相關的智慧應用。

由上述具體實施例之結構，可得到下述之效益：

1.本創作單機人臉辨識系統，其係裝設於一電子載具2中，為單機型態，並且硬體系統建置方式簡易快速，建置方便性佳，成本支出降低，符合經濟效益，市場競爭力提升。

2.本創作單機人臉辨識系統，其進行辨識時，係採用動態抓取多維度臉部，因而不須正面直視鏡頭，並可於移動狀態下進行辨識，以及可避免有心人士以照片騙過人臉辨識系統，讓準確度更上一階，達到強化準確性及提高安全性。

1:單機人臉辨識系統

2:電子載具

10:輸入單元

20:活體辨識單元

30:計算處理單元

31:資料庫

32:處理器

40:輸出單元

A:特徵點

S1:鏡頭探測

S2:檢測臉部位置

S3:動態抓取多維度臉部

S4:判斷是否為活體

S5:不為活體

S6:是活體

S7:正規化

S8:產生臉部特徵值

S9:資料庫搜尋比對

S10:搜尋最接近的特徵向量

S11:辨識不成功

S12:辨識成功

第一圖係本創作單機人臉辨識系統之示意圖。 第二圖係本創作單機人臉辨識系統之方塊圖。 第三圖係本創作單機人臉辨識系統之動態抓取多維度臉部示意圖。 第四圖係本創作單機人臉辨識系統擋掉照片之示意圖。 第五圖係本創作單機人臉辨識系統之應用圖。

1:單機人臉辨識系統

2:電子載具

10:輸入單元

20:活體辨識單元

30:計算處理單元

31:資料庫

32:處理器

40:輸出單元

Claims (6)

1. 一種單機人臉辨識系統，設置於一電子載具，包含：一輸入單元，為一鏡頭，用以利用鏡頭探測方式，檢測使用者臉部位置，以及對使用者進行動態抓取多維度臉部；一活體辨識單元，用以判斷所檢測是否為活體；一計算處理單元，包含一資料庫及一處理器，該資料庫用以儲存複數個特定人士的臉部影像資料與身分資料，該臉部影像資料係從各個角度來分析特徵點，並根據該特徵點區分群組，該處理器用以接收來自該鏡頭動態抓取多維度臉部的影像，進行正規化，產生臉部特徵值，與資料中的臉部影像資料進行比對分析，根據分析的結果給出一相似值，通過該相似值辨識使用者身分；及一輸出單元，用以顯示該鏡頭所拍攝到的影像及辨識成功訊息。
2. 如請求項1所述之單機人臉辨識系統，其中該臉部影像資料係實人建置。
3. 如請求項1所述之單機人臉辨識系統，其中該處理器係利用計算機圖像處理技術從資料庫中提取臉部影像資料，藉由生物統計學的原理進行分析建立數學模型，即人臉特徵模板，從人臉特徵模板與動態抓取多維度臉部產生的臉部特徵值進行比對分析。
4. 如請求項1所述之單機人臉辨識系統，其中該鏡頭係設於該電子載具上側。
5. 如請求項1所述之單機人臉辨識系統，其中該活體辨識單元及該計算處理單元係設於該電子載具內部。
6. 如請求項1所述之單機人臉辨識系統，其中該輸出單元為一設於該電子載具正面的螢幕。

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