基于人脸识别的内置型识别门系统及其实现方法

专利名称：基于人脸识别的内置型识别门系统及其实现方法
技术领域：
本发明属于电子设备领域，涉及一种通过人脸识别来实现的门。
背景技术：
人脸识别，则是通过对人体脸部特征的记录、分析与比较来实现的一种生物特征 识别方式。随着计算机技术的发展，目前该技术的应用也日益广泛起来。所有的生物特征识别，均要求具有唯一性、高识别率、低出错率等特点。在进行生 物特征识别时，可通过调整生物特征的识别阈值，来调整识别判断的通过率。在识别阈值设 定的高时，通常冒充识别的可能性就会降低，但有时会造成合法用户也无法识别通过的情 况；在识别阈值设定的低时，又会给冒充一类的非法行为带来可乘之机。这种情况下，采用不同的生物识别技术进行复合，是良好的解决方案。
另一方面，当前已经出现有通过人脸生物特征来实现的门禁装置。由于门结构是 活动的，而且厚度有限制，因此在门结构上设置各种线路、器件等并不方便。如果能够复合当前的生物识别技术，同时，将进行生物识别的主要功能部件，不直 接设置在来回旋转的门上，那么，这将为生物识别技术的应用带来更为广阔的前景。

发明内容
本发明的目的是提供一种基于人脸识别的内置型识别门系统及其实现方法，用以 提供一种能够利用人脸来实现生物识别功能，而主要的识别装置安装在门内侧空间的基于 人脸识别的内置型识别门系统，以及配套的实现方法。一种基于人脸识别的内置型识别门系统，其特征在于该系统包括有透光性门体，它是设置有透明组件的门体结构；人脸识别组件，它是设置在门禁空间内部，用以拍摄透过透明性门体中透明组件 所传入的人脸图像，并进行人脸识别的装置；门禁控制模块，它是通过采集人脸识别组件所获得识别结果，来确定下述的门锁 组件开启状态的模块结构；门锁组件，它是通过接收来自于门禁控制模块的运算识别结果，来对前述透光性 门体的开闭状态进行控制的锁体结构。进一步，所述的基于人脸识别的内置型识别门系统还包括有如下特征所述的透光性门体，是采用具有图像穿透功能的玻璃或塑料板实现的透明结构， 或是通过在门体基材上部所设置的镂空结构实现的。所述的人脸识别组件，它包括有用以对人脸进行摄像的人脸摄像模块，用以存储 具有人脸识别权限的用户人脸数据的标准人脸数据模块，用以对待识别的人脸数据进行存 储的待识别人脸数据模块，用以对前述的标准人脸数据和待识别人脸数据进行比较及识别 的人脸运算识别模块，以及用以向所述的门禁控制模块发送人脸识别结果的人脸识别数据 发送模块。
对应着人脸识别组件，还设置有如下模块中的一种或多种，设置有用以对合法用户的人脸数据进行输入及训练的人脸训练模块，设置有人脸识别报警模块，它是通过前述人脸运算识别模块的识别结果，来启动 报警功能的模块结构，设置有人脸识别阈值管理模块，它是用以确定人脸识别中差异度阈值范围的模块 结构，
设置有监控模块，它包括有对人脸数据进行图片或视频形式记录的内容录制子模 块，用以播放所记录图像或音频内容的监控内容播放子模块，以及用以存储所记录图片或 音频内容的监控内容存储子模块，以及定期对记录内容进行自动删除操作的监控内容自删 除子模块。所述的门锁组件，包括有通过设置在透明性门体以及对应门框两者至少其一处的 阴极锁体控制组件或阳极锁体控制组件两者至少其一。对应着所述的门锁组件，在门框处设置可以通过电磁控制开合的锁壁，来作为阴 极锁体控制模块。一种基于人脸识别的内置型识别门系统的实现方法，该方法是这样实现的，它包 括有如下步骤步骤1，利用人脸识别组件中的人脸训练模块进行人脸识别训练，在标准人脸数据 模块中存储标准人脸生物特征数据；步骤2，利用透明性门体中的透明组件，用户向门体对应的内部空间传入人脸图 像；步骤3，利用人脸识别组件中的人脸摄像模块，来录制人脸数据；步骤4，利用人脸识别组件中的标准人脸数据模块、待识别人脸数据模块和人脸运 算识别模块，对前一步骤中所录制的人脸数据进行识别；步骤5，门禁控制模块根据前一步骤中所获得识别结果，来向门锁组件发出改变其 开闭状态的控制指令。进一步，该方法还包括有如下的技术特征所述的人脸识别训练，是用户在透明性门体的透明组件处，进行人脸数据输入的 方式来实现的。所述的透明性门体中的透明结构，是具有图像穿透功能的玻璃、透明塑料板和镂 空结构中的其中之一实现的。在前述的步骤3或步骤4之后，所录制的人脸数据，可通过监控模块进行存储、播 放或报警。对应着前述的人脸识别组件，还设置有人脸识别报警模块，它是通过前述人脸运 算识别模块的识别结果与识别次数，来触发报警功能的模块结构。本发明的优点在于利用本发明中的人脸识别组件，能够对用户的人脸数据进行 有效识别，进一步，人脸识别组件设置在识别空间的内部，从而可以有效地减少了门体结构 中所需设置的电子部件的种类及数量，使识别装置的结构更加合理，操作与维修更加便利。


下面结合附图对本发明进行更详细的说明。图1是本发明所述的基于人脸识别的内置型识别门系统的结构示意图。图2是本发明所述的基于人脸识别的内置型识别门系统的结构框图。图3是本发明所述的基于人脸识别的内置型识别门系统的实现方法的流程图。
具体实施例方式参图1、图2或图3所示，本发明所述的基于人脸识别的内置型识别门系统100，它 包括有如下的主要组成部分透光性门体110，它是设置有透明组件112的门体结构。该门体结构的具体类型是不限定的，门体基材111的材质也是不限定的。利用其中的透明组件112，可让人脸图像等信息内容传入到门体结构所对应的内 部空间中。人脸识别组件300，它是设置在门禁空间的内部，用以拍摄透过透明性门体110所 传入的人脸图像，并进行人脸生物特征识别的装置。本发明的典型特征，就在于用以进行生物识别的主要结构，设置在门体结构所对 应的内部空间，包括所述的人脸识别组件300。门禁控制模块500，它是通过采集人脸识别组件300所获得的识别结果，来决定下 述门锁组件600开启状态的模块结构。门锁组件600，它是包括有通过设置在透明性门体110以及对应门框120处的阴极 锁体控制组件或阳极锁体控制组件两者至少其一，通过接收来自于门禁控制模块500的识 别运算结果，来对前述透光性门体110的开闭状态进行控制的锁体硬件结构。进一步举例说明所述的透光性门体110，是采用具有图像穿透功能的玻璃实现的。所述的玻璃，为具有抗暴功能的钢化玻璃。所述的透光性门体110，它对应着闭合空间与开放空间两种应用场合。所述的闭合空间，指的是房间与柜子两种对象的空间。所述的开放空间，指的是院落这一类对象所对应的空间。所述的透光性门体上的透明组件112，是通过在门体基材111上部所设置的镂空 结构实现的。所述的人脸识别组件300，它包括有用以对人脸进行摄像的人脸摄像模块310，用以存储具有人脸识别权限的用户人脸数据的标准人脸数据模块330，用以对待识别的人脸 数据进行存储的待识别人脸数据模块340，用以对前述的标准人脸数据和待识别人脸数据 进行比较及识别的人脸运算识别模块350，以及用以向所述的门禁控制模块500发送人脸 识别结果的人脸识别数据发送模块360。对应着人脸识别组件300，还设置有用以对合法用户的人脸数据进行输入及训练 的人脸训练模块320。对应着前述的人脸识别组件300，还设置有人脸识别报警模块370，它是通过前述 人脸运算识别模块350的识别结果，来启动报警功能的模块结构。
对应着所述的人脸识别组件300中的人脸运算识别模块350，设置有人脸识别阈值管理模块351，它是用以确定人脸识别中差异度阈值范围的模块结构。对应着前述的人脸识别组件300，还可以设置监控模块400，它包括有对人脸数据 进行图片或视频形式记录的内容录制子模块410，用以播放所记录图像或音频内容的监控 内容播放子模块420，以及用以存储所记录图片或音频内容的监控内容存储子模块430，以 及定期对记录内容进行自动删除操作的监控内容自删除子模块440。对应着所述的门锁组件600，在门框处设置可以通过电磁控制开合的锁壁，来作为 阴极锁体控制模块610。以具体实施例做进一步说明本发明所描述的透明性门体110，它的重要特性之一，就是要在门体基材111上设 置透明组件112，用以传播图像。参图1所示，在透明性门体110的上部，就设置有透明组件112。透明组件112最 好能够设置在门体基材110的上部，这是因为要传输的识别图像，主要是人脸部分，以及手 写的图像部分。当然，如果整个门体基材111都是透明的话，也是一样的。透明组件112的实现方式主要包括两种，一是在所述的透明性门体110的门体基 材111中设置透明介质，来达到传输图像的目的。透明介质的常见实施例，作为举例而非限定，可选用玻璃或有机玻璃。其中，钢化 玻璃因为强度高，因此，在对保密性、安全性要求比较高的地方，是优选的实施例。透明组件112的另一种实施例，可采用镂空结构来实现。显然，镂空结构的透光性 最好的，当然，需要将镂空结构的位置和尺寸做限定。比如，可将门体基材111设置成不透 明、高强度的结构，而将镂空结构设置在门体基材111的上方，尺寸大小以普通人脸的大小 为基本的参照标准，通常应比该尺寸大些。门体基材111的材质，是不限定的，可根据需要选择相应的材料与结构。参图1所示，在该实施例中，用户就可以在透明组件112上，分别展示自己的人脸 图像。包含有人体生物特征的图像内容，被识别处理服务器200所接收，根据识别结果可控 制门锁组件600。该门锁组件600，只要能感应门禁控制模块500所发出的识别信号，来对透明性门 体110作出打开、闭合一类的控制，就可以了。作为介绍的实施例而非限定，本发明中的门锁组件600包括有如下结构中的一种 或两种(1)阴极锁体控制模块610 ；(2)阳极锁体控制模块620。所述的阴极锁体控制模块610，作为常规的实施例，它是设置在门框120中，用以 阻挡门锁阳极栓体的卡扣槽体，具体可称为阴极锁槽。该卡扣槽体在闭合的状态下，可以直 接阻止门锁阳极栓体的位置移动，从而起到门锁的作用。本发明所述的阴极锁体控制模块610，可包括有前述的卡扣槽体，以及用以响应来 自于门禁控制模块500中控制信号的电动器件。该电动组件，可以使卡扣槽体打开及闭合， 在打开状态下，整个透明性门体110就可以自由开合，在闭合状态下，整个透明性门体110 就被禁闭了。
前述的阳极锁体控制模块620，是用以响应门禁控制模块500中的控制信号，对门锁阳极栓体的位置进行移动的电动器件。作为举例，该门锁阳极栓体可设置在门体基材111 中，通过常规的电磁锁结构来实现。本发明所描述的门禁结构，用途不做限定。可以直接应用于各种各样的房间 ’另 外，其它的密封性空间类型，比如柜子、箱子等等，同样适用；另外，一些开放性空间的门，比 如院落的大门，等等，也都适合使用。结合图3所示，本发明所描述的基于人脸识别的内置型识别门系统100，主要包括 有如下部分透明性门体110，设置在门禁空间内部的人脸识别组件300，以及用以处理人 脸识别组件300，来确定门禁开启状态的门禁控制模块500，以及直接用以实施门禁控制目 的的门锁组件600。所述的人脸识别组件300，它是通过摄录用户的人脸数据，进行用户身份识别的模 块结构。在本发明中，它包括有人脸摄像模块310、人脸训练模块320、标准人脸数据模块 330、待识别人脸数据模块340、人脸运算识别模块350、人脸识别数据发送模块360等，另 外，还可以根据需要设置用以监控门禁开启用户数据的监控模块400。其中的人脸摄像模块310，它是用以拍摄人脸图像数据的模块结构。在本发明中， 用户的人脸通过透明性门体110中的透明组件112，来被设置在门禁空间中的人脸摄像模 块310所拍摄。人脸摄像模块310，包括有摄像用的感光镜头和感光芯片等。另外，还可以 设置补给光源，来用以拍摄更为清晰的人脸照片。拍摄人脸的感光芯片，既可以采用对可见 光进行感光的可见光感光芯片，也可以采用对红外光进行感光的红外光感光芯片。其中的人脸训练模块320，它是用以对具有开启门禁权限的客户的人脸数据进行 训练的模块结构。利用该模块，用户可以启动人脸训练功能，来拍摄具有成功启动人脸识别 权限的标准人脸数据。具有开启权限的用户数量，是不限定。在进行训练时，除了拍摄正面 的人脸数据外，还可以拍摄具有不同偏角的人脸数据。其中的标准人脸数据模块330，在对前述人脸训练模块320所进行的人脸训练数 据进行分析处理后，可将具有识别权限的人脸数据，存储在该标准人脸数据模块330中，作 为识别时的人脸标准参照数据。其中的待识别人脸数据模块340，它是用以储存需要做人脸识别的人脸数据的存 储结构。既可以对即将进行人脸识别的数据进行暂存，也可以对各种试图进行人脸识别的 数据进行长期存储，已备将来查看。其中的人脸运算识别模块350，可利用待识别人脸数据模块340中的人脸数据，与 标准人脸数据模块330进行比较，如果两者比较的结果，其误差在允许阈值之内的话，就可 以视为识别通过，否则，视为识别不通过。其中的误差的允许阈值，可以由用户自己做设定， 也可以由设备供应商预设。其中的人脸识别数据发送模块360，它是用以将人脸运算识别模块350中的识别 结果，向下述的门禁控制模块500进行数据传输的模块结构。在功能上，它可以视为识别结 果的数据传输接口。人脸识别报警模块370，可在用户正常识别的次数超出阈值之后，比如，超过五次 之后，如果再次尝试识别的话，即可报警。报警的方式，比如拉响声音警报，或闪光等，具体 并不限定。
其中的监控模块400，它可以根据需要进行设置，是用以监控试图或曾经进行人脸识别的用户数据的模块结构。作为一种推荐而非限定的实施例，所述的监控模块400可包括如下的组成部分 内容录制子模块410、监控内容播放子模块420、监控内容存储子模块430、监控内容自删除 子模块440。其中的内容录制子模块410，它是用以对需要监控的数据(比如图片或视频数据 等)进行录制的模块结构。在本发明中，可独立设置摄录部件来实现该功能，也可以共用人 脸摄像模块310，来进行图片及视频的录制工作。其中的监控内容播放子模块420，它是用以播放所监控的视频及图片的模块结构。 利用该模块，可以将需要播放的内容，直接用配套显示屏进行播放。其中的监控内容存储子模块430，是用以存储前述的内容录制子模块410所拍摄 的视频及图片资料的模块结构，可通过各种常用的存储器来实现。其中的监控内容自删除子模块440，它可以根据需要设置。用户可以设定自删除数 据的时间，比如，如果将设定的时间取为3个月的话，那么，过了 3个月后，在3个月前所储 存的数据就会被自动删除；另外，可以设定储存量的标准，比如，当储存数据达到总容量的 90 %时，就会自动删除前面所储存的30 %的数据。利用前述的这几个子模块结构，就可以让整个系统在实现良好生物识别的基础 上，还可以实现图像及视频监控的目的。所述的门禁控制模块500，它是用以处理人脸识别组件300的识别信号，以对门锁 组件600进行控制的模块结构。参图3所示，本发明所描述的基于人脸识别的内置型识别门系统100的实现方法， 它具有如下主要步骤步骤1，利用人脸识别组件300中的人脸训练模块320进行人脸识别训练，在标准 人脸数据模块330中存储标准人脸生物特征数据；步骤2，利用透明性门体110中的透明组件112，用户向对应的内部空间传入人脸 图像；步骤3，利用人脸识别组件300中的人脸摄像模块310，来录制人脸数据；步骤4，利用人脸识别组件中的标准人脸数据模块330、待识别人脸数据模块340 和人脸运算识别模块350，对前一步骤中所录制的人脸数据进行识别；步骤5，门禁控制模块500根据前一步骤中所获得识别结果进行运算，来向门锁组 件600发出改变其开闭状态的控制指令。进一步，在步骤4之后，如果识别未通过，则可直接结束操作，或者在识别间隔> T 时段，比如，T = 24小时，用户可以重返步骤4进行识别；或者在连续尝试< N次的情况下， 比如，N = 5次，用户可以重返步骤4进行识别，否则，无法连续进行任意多次的识别尝试。进一步，所述的人脸识别训练的操作过程，适合在与实际应用场所相同或相近的 场所中实施。比如，可以在透光性门体110所在的位置处，对着透明组件112直接进行人脸 识别训练。进一步，该透明性门体110中的透明组件112，是具有图像穿透功能的玻璃、透明 塑料板和镂空结构中的其中之一实现的。
在前述的步骤3或步骤4之后，所录制的人脸数据，可通过监控模块400进行存储、播放或报警。对应着前述的人脸识别组件300，还设置有人脸识别报警模块370，它是通过前述 人脸运算识别模块350的识别结果，来启动报警功能的模块结构。比如，在一个用户尝试识别的无效次数超过N次的情况下(比如N = 5)，则可将该 用户视为非法用户；如果该用户再次去做识别尝试时，则可通过声音、光照、写入报警日志 等形式，进行报警。以上是对本发明的描述而非限定，基于本发明思想的其它实施方式，均在本发明 的保护范围之中。
权利要求
一种基于人脸识别的内置型识别门系统，其特征在于该系统包括有透光性门体，它是设置有透明组件的门体结构；人脸识别组件，它是设置在门禁空间内部，用以拍摄透过透明性门体中透明组件所传入的人脸图像，并进行人脸识别的装置；门禁控制模块，它是通过采集人脸识别组件所获得识别结果，来确定下述的门锁组件开启状态的模块结构；门锁组件，它是通过接收来自于门禁控制模块的运算识别结果，来对前述透光性门体的开闭状态进行控制的锁体结构。
2.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的内置型识别门系统，其特征在于所述 的透光性门体，是采用具有图像穿透功能的玻璃或塑料板实现的透明结构，或是通过在门 体基材上部所设置的镂空结构实现的。
3.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的内置型识别门系统，其特征在于所述 的人脸识别组件，它包括有用以对人脸进行摄像的人脸摄像模块，用以存储具有人脸识别 权限的用户人脸数据的标准人脸数据模块，用以对待识别的人脸数据进行存储的待识别人 脸数据模块，用以对前述的标准人脸数据和待识别人脸数据进行比较及识别的人脸运算识 别模块，以及用以向所述的门禁控制模块发送人脸识别结果的人脸识别数据发送模块。
4.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的内置型识别门系统，其特征在于对应 着人脸识别组件，还设置有如下模块中的一种或多种，设置有用以对合法用户的人脸数据进行输入及训练的人脸训练模块，设置有人脸识别报警模块，它是通过前述人脸运算识别模块的识别结果，来启动报警 功能的模块结构，设置有人脸识别阈值管理模块，它是用以确定人脸识别中差异度阈值范围的模块结构，设置有监控模块，它包括有对人脸数据进行图片或视频形式记录的内容录制子模块， 用以播放所记录图像或音频内容的监控内容播放子模块，以及用以存储所记录图片或音频 内容的监控内容存储子模块，以及定期对记录内容进行自动删除操作的监控内容自删除子 模块。
5.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的内置型识别门系统，其特征在于所述 的门锁组件，包括有通过设置在透明性门体以及对应门框两者至少其一处的阴极锁体控制 组件或阳极锁体控制组件两者至少其一。
6.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的内置型识别门系统，其特征在于对应 着所述的门锁组件，在门框处设置可以通过电磁控制开合的锁壁，来作为阴极锁体控制模 块。
7.一种基于人脸识别的内置型识别门系统的实现方法，其特征在于该方法包括有如下 步骤步骤1，利用人脸识别组件中的人脸训练模块进行人脸识别训练，在标准人脸数据模块 中存储标准人脸生物特征数据；步骤2，利用透明性门体中的透明组件，用户向门体对应的内部空间传入人脸图像；步骤3，利用人脸识别组件中的人脸摄像模块，来录制人脸数据；步骤4，利用人脸识别组件中的标准人脸数据模块、待识别人脸数据模块和人脸运算识 别模块，对前一步骤中所录制的人脸数据进行识别；步骤5，门禁控制模块根据前一步骤中所获得识别结果，来向门锁组件发出改变其开闭 状态的控制指令。
8.根据权利要求7所述的一种基于人脸识别的内置型识别门系统的实现方法，其特征 在于所述的人脸识别训练，是用户在透明性门体的透明组件处，进行人脸数据输入的方式 来实现的。
9.根据权利要求7所述的一种基于人脸识别的内置型识别门系统的实现方法，其特征 在于所述的透明性门体中的透明结构，是具有图像穿透功能的玻璃、透明塑料板和镂空结 构中的其中之一实现的。
10.根据权利要求7所述的一种基于人脸识别的内置型识别门系统的实现方法，其特 征在于在前述的步骤3或步骤4之后，所录制的人脸数据，可通过监控模块进行存储、播放 或报警。
11.根据权利要求7所述的一种基于人脸识别的内置型识别门系统的实现方法，其特 征在于对应着前述的人脸识别组件，还设置有人脸识别报警模块，它是通过前述人脸运算 识别模块的识别结果与识别次数，来触发报警功能的模块结构。
全文摘要
本发明提供一种基于人脸识别的内置型识别门系统及其实现方法，属于电子设备领域，涉及一种通过人脸识别来实现的门。该系统包括有透光性门体，人脸识别组件，门禁控制模块，以及门锁组件。利用本发明中的人脸识别组件，能够对用户的人脸数据进行有效识别，进一步，人脸识别组件设置在识别空间的内部，从而可以有效地减少了门体结构中所需设置的电子部件的种类及数量，使识别装置的结构更加合理，操作与维修更加便利。
文档编号E05B49/00GK101826224SQ20091004716
公开日2010年9月8日 申请日期2009年3月6日 优先权日2009年3月6日
发明者翁普选 申请人:厦门爱登特科技有限公司