[发明专利]一种基于人脸识别技术的门禁系统及解锁方法

说明书

技术领域

本发明涉及属于生物识别技术领域，尤其涉及一种使用人脸识别技术来解锁门和保险箱的技术，具体地，涉及一种基于人脸识别技术的门禁系统及解锁方法。

背景技术

门禁系统是随着自动识别技术的发展而迅速发展的，在经历过早期的第一代门禁技术(键盘密码方式)、第二代门禁技术(磁卡方式)和第三代门禁技术(接触式1C卡方式)之后，RFID技术与生物特征识别技术如今已经成为当代门禁技术的主流。

生物特征识别门禁系统是以人体生物特征作为辨识条件的门禁系统，主要包括指纹识别、掌纹识别、语音识别和人脸识别等，这些生物特征相同的概率达到数十亿分之一。

近年来，基于生物特征的身份认证技术的迅速发展，门禁系统得到了飞跃式的发展。其中，利用人脸特征进行身份验证又是最自然、最直接的手段，相比其他人体生物特征(指纹、静脉、瞳孔和签名等)人脸识别具有主动性、非侵犯性、用户友好等特点，易于为用户所接受。

人脸识别解锁(face-to-unlock)，是指通过识别人脸来允许用户解锁门和保险箱的门禁系统。本领域技术人员清楚，人脸识别解锁方法均需要提取人脸图像数据和摄像数据进行脸部特征分析的过程，采用光学人脸图像数据和摄像数据进行采集脸部特征分析时目前的主流技术。

然而，不论是基于二维的或者是三维的光学人脸图像数据和摄像数据进行采集脸部特征和判断，均存在如下问题：

①、假冒者可以通过使用光学摄像头拍摄的二维图像照片或一个三维的假人可以达到顺利解锁的目的，安全性较差，很难避免拿用户的照片、录像或者蜡像来欺骗解锁。

②、如果使用光学摄像头拍摄三维的光学人脸图像数据和摄像数据，并用三维的算法进行人脸脸部特征提取和判断，算法复杂，需要强大的后台处理能力，不适合仅使用直流电源供电的门和保险箱的门禁装置。

发明内容

为了实现上述目标，本发明提供了一种基于人脸识别技术的门禁系统，本发明的技术方案如下：

一种基于人脸识别技术的门禁系统，其包括壳体、门把手、位于所述门把手之上且嵌设于所述门外部分壳体中的交互单元、锁紧单元、控制所述锁紧单元启闭的触发单元和人脸识别单元；其中，所述交互单元的操作面的底面凸出于所述门外部分壳体的表面，即所述交互单元的操作面与所述门外部分壳体成锐角；所述人脸识别单元包括数据存储模块、图像采集模块、影像处理模块和判断模块；图像采集模块包括红外摄像头和光学摄像头，所述红外摄像头和光学摄像头平行放置且并行设于所述交互单元的操作面上，以使所述红外摄像头和光学摄像头的两光轴互相平行且与所述交互单元的操作面相垂直；影像处理模块，其分别接收所述红外摄像头和光学摄像头在预定时间段内同时采集到的同一目标人脸的多组三维图像数据对，确定所述多组图像数据对中图像数据特征的区域，并从上述图像数据特征的区域提取同一目标人脸的图像数据特征并形成二维的红外摄像图像数据特征和光学摄像图像数据特征对；其中，所述图像数据特征包括同一目标人脸的五官轮廓特征点和所述五官轮廓特征点间的距离关系；初始化时，所述红外摄像图像数据特征和光学摄像图像数据特征对为特定目标人脸的比对参照图谱，且所述比对参照图谱被存储在所述数据存储模块中，以形成比对参照图谱集；判断模块利用所述红外摄像头的图像数据判定是否是人脸的图像数据，并根据所述红外摄像图像数据特征和光学摄像图像数据特征对，同特定目标人脸的比对参照图谱集进行比较，判断目标人脸相似度是否满足阈值的要求，并将判断结果发送出去；所述触发单元接收判断单元的判断结果，控制所述锁紧单元的启闭。

优选地，所述图像数据特征中同一目标人脸的五官轮廓特征点，分布于目标人脸的脸盘、眉毛、眼睛、鼻子和/或嘴唇上，且所述红外摄像图像数据特征和光学摄像图像数据特征对相应点的位置确定，同所述红外摄像头和光学摄像头相对的安装位置相关。

优选地，所述阈值取决于同一目标人脸中的每一个五官轮廓特征点和所述五官轮廓特征点间的距离与比对参照图谱中相应值偏差的容忍度相关。

优选地，所述交互单元的操作面还包括影像显示区、触摸屏区和硬件按钮开关区，所述影像显示区用于显示所述光学摄像头拍摄的目标人脸图像；所述触摸屏区用于人机交互界面；硬件按钮开关区用于启闭电源和/或所述红外摄像头和光学摄像头拍摄的启动。

优选地，所述图像采集模块还包括预处理子模块，用于在进行图像采集前，将所述光学摄像头采集到的用户人脸图像显示在所述影像显示区，以便用户通过调整自身的位置将用户人脸的五官图像预对准在所述影像显示区指定的方框中。