[发明专利]基于人脸识别的家居门禁控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于人脸识别的家居门禁控制方法，属于安全监控领域。

背景技术

人脸识别技术在不同的技术领域中，目前逐步有了不同的应用。和其它的生物识别技术如指纹、虹膜等相比，人脸识别因为具有自然友好、对用户干扰少、易被用户接受等优点而拥有更广阔的应用前景，如门禁系统、视频监控、机场安检等。在门禁方面，人脸识别的应用主要侧重于办公门禁，目前的解决方案是：采用一个彩色摄像机，对采集到的视频进行人脸检测和人脸特征比对，相比对的是注册到系统中的用户模板特征；若比对相似度超过某一阈值，则认为是合法用户，从而控制门锁打开，允许用户进入，否则门锁关闭，不允许进入，通过人脸识别技术实现用户身份验证。

传统的门禁系统的身份鉴别手段包括口令、密码、证件以及磁卡、IC卡等方式，由于与身份人的可分离性，造成伪造、盗用、破译等现象，已不能完全满足现代社会经济活动和社会安全防范的需要。而人体的生物属性是人的本体所独有的，且人的某些生物属性如指纹、虹膜、影像等属性对于不同个体是唯一的，将其应用与门禁系统可以杜绝伪造、盗用、破译等现象的产生。特别是人脸图象具有唯一性和稳定性，已成为公知的身份鉴别标志。目前，指纹门禁系统都需要有专用的图像采集设备来获取图像，且图象采集是触摸式或接触式的，不卫生，且会给使用者带来不适；而人脸识别由光线变化造成的同一人脸的图像差别要远远大于不同人脸的图像差别。现有的人脸识别技术中主要依赖的是“被动”光源，即环境光源。但是，在实际的应用过程中，环境光千差万别，并且难以控制。环境光源的变化会使得获取的人脸发生显著变化，导致所提取人脸特征发生显著变化，进而导致人脸特征对比准确率下降。因此，如何设计一种能克服环境光对人脸图像稳定性影响的家居门禁控制方法成为本领域普通技术人员努力的方向。

发明内容

本发明目的是提供一种基于人脸识别的家居门禁控制方法，该家居门禁控制方法能克服环境光对人脸图像稳定性的影响，且能帮助用户定位其人脸位置以获取稳定的人脸图像，以实现高识别率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于人脸识别的家居门禁控制方法，包括：

步骤一、将室外待监测空间分为上视频场景域和下视频场景域，第一可见光摄像头和第一红外光摄像头分别用于采集上视频场景域的可见光图像和红外图像，第二可见光摄像头和第二红外光摄像头分别用于采集下视频场景域的可见光图像和红外图像；

步骤二、检测待监测空间中是否有来自人体发射的红外线，如果有则启动红外补光光源，对所述待监测空间进行红外补光；

步骤三、将来自所述待监测空间的光谱进行滤光获得红外光谱段的红外光；

步骤四、所述第一、第二红外光摄像头交替采集来自所述上视频场景域和下视频场景域的所述红外光，从而获得相应的红外图像信息，并对所获得的红外图像信息进行灰度化、光照补偿预处理，从而获得红外灰度图像；

步骤五、识别出人脸图像在所述红外灰度图像中的位置区域，并根据此位置区域推定待识别人脸在视频场景中的实际位置；如果人脸在上视频场景域位置适合则选用所述上视频场景域采集的红外灰度图像，否则，切换到下视频场景域位置，如果人脸在下视频场景域位置适合则选用所述下视频场景域采集的红外灰度图像；

步骤六、根据步骤四采集的图像中人脸中各个器官的位置信息，对图像进行包括旋转、缩放、剪切操作获得归一化红外灰度图像；

步骤七、从所述步骤五中归一化红外灰度图像提取出人脸部件特征，包括裸脸、眉毛、眼睛、鼻尖、嘴人脸部件，并利用主分量分析方法提取人脸部件的特征值；

步骤八、将所述人脸部件的特征值与人脸数据存储区的已知人脸数据信息进行计算相似度和相似度排序比对，判断所述人脸部件的特征值与已知人脸数据信息的相识度是否达到相似阈值；

步骤九、当所述相识度达到设定的相似阈值，则产生用于驱动电控锁开关的控制信号。

作为优选，所述步骤三中滤光获得红外光谱段的红外光的波长为850nm或和940nm。

作为优选，所述步骤五中，如果人脸在上视频场景域位置大于1/5场景高度，则选用所述上视频场景域采集的红外灰度图像，如果人脸在下视频场景域位置小于4/5场景高度，则选用所述下视频场景域采集的红外灰度图像。

作为优选，所述步骤四进一步包括中对所述红外图像信息进行图像抽样、图像滤波和图像格式转换处理。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：