[發明專利]一種基于人臉識別技術的門禁系統及解鎖方法

在審

• 申請號: 201710056099.0
• 申請日: 2017-01-25
• 公開（公告）號: CN106815914A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 辛明江
• 申請（專利權）人: 辛明江
• 主分類號: G07C9/00
• 分類號: G07C9/00
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙)31275
• 代理人: 吳世華,陳慧弘

技術領域

本發明涉及屬于生物識別技術領域，尤其涉及一種使用人臉識別技術來解鎖門和保險箱的技術，具體地，涉及一種基于人臉識別技術的門禁系統及解鎖方法。

背景技術

門禁系統是隨著自動識別技術的發展而迅速發展的，在經歷過早期的第一代門禁技術(鍵盤密碼方式)、第二代門禁技術(磁卡方式)和第三代門禁技術(接觸式1C卡方式)之后，RFID技術與生物特征識別技術如今已經成為當代門禁技術的主流。

生物特征識別門禁系統是以人體生物特征作為辨識條件的門禁系統，主要包括指紋識別、掌紋識別、語音識別和人臉識別等，這些生物特征相同的概率達到數十億分之一。

近年來，基于生物特征的身份認證技術的迅速發展，門禁系統得到了飛躍式的發展。其中，利用人臉特征進行身份驗證又是最自然、最直接的手段，相比其他人體生物特征(指紋、靜脈、瞳孔和簽名等)人臉識別具有主動性、非侵犯性、用戶友好等特點，易于為用戶所接受。

人臉識別解鎖(face-to-unlock)，是指通過識別人臉來允許用戶解鎖門和保險箱的門禁系統。本領域技術人員清楚，人臉識別解鎖方法均需要提取人臉圖像數據和攝像數據進行臉部特征分析的過程，采用光學人臉圖像數據和攝像數據進行采集臉部特征分析時目前的主流技術。

然而，不論是基于二維的或者是三維的光學人臉圖像數據和攝像數據進行采集臉部特征和判斷，均存在如下問題：

①、假冒者可以通過使用光學攝像頭拍攝的二維圖像照片或一個三維的假人可以達到順利解鎖的目的，安全性較差，很難避免拿用戶的照片、錄像或者蠟像來欺騙解鎖。

②、如果使用光學攝像頭拍攝三維的光學人臉圖像數據和攝像數據，并用三維的算法進行人臉臉部特征提取和判斷，算法復雜，需要強大的后臺處理能力，不適合僅使用直流電源供電的門和保險箱的門禁裝置。

發明內容

為了實現上述目標，本發明提供了一種基于人臉識別技術的門禁系統，本發明的技術方案如下：

一種基于人臉識別技術的門禁系統，其包括殼體、門把手、位于所述門把手之上且嵌設于所述門外部分殼體中的交互單元、鎖緊單元、控制所述鎖緊單元啟閉的觸發單元和人臉識別單元；其中，所述交互單元的操作面的底面凸出于所述門外部分殼體的表面，即所述交互單元的操作面與所述門外部分殼體成銳角；所述人臉識別單元包括數據存儲模塊、圖像采集模塊、影像處理模塊和判斷模塊；圖像采集模塊包括紅外攝像頭和光學攝像頭，所述紅外攝像頭和光學攝像頭平行放置且并行設于所述交互單元的操作面上，以使所述紅外攝像頭和光學攝像頭的兩光軸互相平行且與所述交互單元的操作面相垂直；影像處理模塊，其分別接收所述紅外攝像頭和光學攝像頭在預定時間段內同時采集到的同一目標人臉的多組三維圖像數據對，確定所述多組圖像數據對中圖像數據特征的區域，并從上述圖像數據特征的區域提取同一目標人臉的圖像數據特征并形成二維的紅外攝像圖像數據特征和光學攝像圖像數據特征對；其中，所述圖像數據特征包括同一目標人臉的五官輪廓特征點和所述五官輪廓特征點間的距離關系；初始化時，所述紅外攝像圖像數據特征和光學攝像圖像數據特征對為特定目標人臉的比對參照圖譜，且所述比對參照圖譜被存儲在所述數據存儲模塊中，以形成比對參照圖譜集；判斷模塊利用所述紅外攝像頭的圖像數據判定是否是人臉的圖像數據，并根據所述紅外攝像圖像數據特征和光學攝像圖像數據特征對，同特定目標人臉的比對參照圖譜集進行比較，判斷目標人臉相似度是否滿足閾值的要求，并將判斷結果發送出去；所述觸發單元接收判斷單元的判斷結果，控制所述鎖緊單元的啟閉。

優選地，所述圖像數據特征中同一目標人臉的五官輪廓特征點，分布于目標人臉的臉盤、眉毛、眼睛、鼻子和/或嘴唇上，且所述紅外攝像圖像數據特征和光學攝像圖像數據特征對相應點的位置確定，同所述紅外攝像頭和光學攝像頭相對的安裝位置相關。

優選地，所述閾值取決于同一目標人臉中的每一個五官輪廓特征點和所述五官輪廓特征點間的距離與比對參照圖譜中相應值偏差的容忍度相關。

優選地，所述交互單元的操作面還包括影像顯示區、觸摸屏區和硬件按鈕開關區，所述影像顯示區用于顯示所述光學攝像頭拍攝的目標人臉圖像；所述觸摸屏區用于人機交互界面；硬件按鈕開關區用于啟閉電源和/或所述紅外攝像頭和光學攝像頭拍攝的啟動。

優選地，所述圖像采集模塊還包括預處理子模塊，用于在進行圖像采集前，將所述光學攝像頭采集到的用戶人臉圖像顯示在所述影像顯示區，以便用戶通過調整自身的位置將用戶人臉的五官圖像預對準在所述影像顯示區指定的方框中。