一种基于人脸比对的多通讯方式全角度抓拍摄像机的制作方法

本发明属于ai人工智能识别技术领域，尤其涉及对现场人流高速动态抓拍、识别、比对、过滤的智能硬件设备，具体涉及一种基于人脸比对的多通讯方式全角度抓拍摄像机。

背景技术：

传统的人脸识别摄像机仅能对进入拍摄区域的人进行人脸捕捉，然后将人脸图像进行裁剪发送到后端服务器进行比对分析，这样会对后端的人脸识别服务器造成极大并发量且不必要的流量资源浪费。

当一个人反复进入拍摄区域时，传统的人脸识别摄像机会将其照片多次反复推送到后端服务器进行比对处理，造成后端比对服务器的高并发量，导致处理运行速度慢，资源占用严重，流量大量被无端消耗浪费。

当一个人在拍摄区域内全程没有露过正脸，传统的人脸识别摄像机将会推送一张不合格的人脸照片给服务器，大量侧脸照片会造成同一个人在服务器中存有多张人脸图片，在日后的实际图片比对中出现大量的错误比对结果。

传统的人脸识别摄像机并不能将现场的店员或工作人员进行识别比对过滤，造成大量的工作人员照片进行比对，既占用了服务器资源，同时也造成了不必要的图像处理和流量资源浪费。

传统的人脸识别摄像机只能通过网线连接和服务器进行网络通信，使用场景局限，并且需要通过安装支架和其他辅材配合才能实现现场安装，并且安装完毕后，后期的角度及方向调整困难，不利于安装人员的现场安装操作。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的传统的人脸识别摄像机资源占用严重、比对精度不高等问题，本发明提出了一种基于人脸比对的多通讯方式全角度抓拍摄像机，采用如下技术方案实现：

包括摄像头、图像处理模块、前端比对模块、ddr存储模块和通信模块；

所述摄像头用于对进入拍摄区域的人脸进行抓拍；

所述图像处理模块用于对摄像头抓拍到的人脸照片进行预处理；

所述前端比对模块用于对图像处理模块预处理得到的人脸照片进行分析；

所述ddr存储模块用于存储黑名单人脸数据、对抓拍的人脸进行缓存；

所述通信模块用于对前端比对模块筛选出的人脸照片向云端服务器进行传输。

进一步的，所述摄像头按照10张/秒的速度对进入拍摄区域的人脸进行抓拍，得到同一人脸的一组照片信息。

进一步的，所述图像处理模块的预处理为：

通过对摄像头抓拍到的人脸照片进行特征点标记，包括对人脸眼睛、鼻子、嘴巴、眉毛和轮廓的特征点进行标号，其中，每只眼睛标号数为6-10个、鼻子标号数为8-12个、嘴巴标号数为15-20个、每条眉毛标号数为4-10个、轮廓标号数为15-20个。

进一步的，所述前端比对模块包括正脸角度判断模块、黑白名单库比对模块和延时过滤模块；

所述正脸角度判断模块用于在同一组照片中根据人脸的左右眼睛轮廓和脸部外形轮廓比例的对称原则确认人脸的左侧、右侧的角度是否符合正脸，通过人脸上下嘴唇的轮廓，眉毛与眼睛的轮廓距离比例，来判断图片中人脸的状态是抬头、低头的角度是否符合正脸，筛选出同一组照片中的正脸照片；

所述黑白名单库比对模块用于将正脸角度判断模块选定的正脸照片与ddr存储模块中的黑白名单库进行对比，若正脸照片与白名单库对应或与黑白名单库均不对应则继续向下传输，若正脸照片与黑名单库对应则中止传输；

所述延时过滤模块包含缓存区，所述缓存区存储缓存时间内所有正脸照片，延时过滤模块用于将黑白名单库比对完的人脸图片与缓存区正脸照片进行比对如果照片与缓存区照片达到相似度阈值，图片将被过滤不向云端传输，反之照片将通过网络向云端比对服务器传输。

更进一步的，所述正脸角度判断模块选择左眼标号为37-42，右眼标号为43-46，鼻子标号为28-36、嘴巴标号数为49-58、左眉毛标号为18-22、右眉毛标号为23-27，轮廓标号为1-17，所述标号根据如下规则进行正脸角度判断：

当标号满足(x37-x40)/(x43-x46)>1.2或(x37-x40)/(x43-x46)<0.8，则判断该人脸图片为左右方向侧脸，非正脸图片，其中x37、x40、x43和x46表示标号为37、40、43和46的特征点的横坐标；

当标号满足(y18-y37)/(y20-y37)>0.9或(y50-y61)/(y51-y61)>0.8,则判断图片中的人脸为低头角度，其中，y18、y20、y37、y50、y51和y61表示标号为18、20、37、50、51和61的特征点的纵坐标；

当标号满足(y18-y37)/(y20-y37)>0.9或(y61-y60)/(y61-y58)>0.8,则判断图片中的人脸为抬头角度，其中y60和y58表示标号为60和58的特征点的纵坐标。

更进一步的，所述延时过滤模块的相似度阈值为80％。

进一步的，所述通信模块包括4g/5g模块或wifi模块。

本发明还具有如下有益效果：

(1)本发明在人脸识别摄像机里内置了人脸识别算法和ddr存储模块，可以预存黑白名单，根据实际需求可以选择只推送名单库中人脸照片，或者过滤名单库中人脸照片，或者推送全部抓拍到的人脸照片。此外还可以控制同一人设定时间内不重复推送。

(2)本发明的人脸识别摄像机会对进入拍摄区域的人脸进行全程追踪，选择一张最优的正脸人脸照片推送；如果最优照片中人脸角度大于全方位12度时，照片角度达不到推送标准，设备将自动过滤未达标的人脸照片。

(3)本发明在人脸识别摄像机里内置了4g/5g通信模块和wifi通信模块，摄像机可以根据实际情况使用网线、流量卡或者wifi和服务器进行网络通信，具有更广泛的应用场景。

(4)本发明使用了一体化万向节结构，便于设备的现场固定安装和设备的角度调整。

附图说明

图1是本发明的摄像机的组成框图；

图2是本发明摄像机的工作流程图；

图3是本发明实施例的人脸特征点标记图；

图4是本发明摄像机的结构示意图；

具体实施方式

以下给出本发明的具体实施方式，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

一种基于人脸比对的多通讯方式全角度抓拍摄像机，包括摄像头、图像处理模块、前端比对模块、ddr存储模块和通信模块；

所述摄像头用于对进入拍摄区域的人脸进行抓拍；

所述图像处理模块用于对摄像头抓拍到的人脸照片进行预处理；

所述前端比对模块用于对图像处理模块预处理得到的人脸照片进行分析；

所述ddr存储模块用于存储黑名单人脸数据、对抓拍的人脸进行缓存；

所述通信模块用于对前端比对模块筛选出的人脸照片向云端服务器进行传输。

本发明的人脸比对分析摄像机很好的解决了人脸进入拍摄区域的持续跟踪拍摄、优选照片推送、干扰信号筛除的功能，大大增强了设备的ai人工智能能力，实现了减少并发量传输、去除干扰无效照片的传输和比对，提升了云服务器的计算能力和处理速度；

例如：以一个零售门店安装的硬件传输数据对比来看，传统的摄像机有大量的重复照片和侧脸照片，日均传输人脸图片760张，而采用本发明新技术的同一门店日传输人脸图片46张；大大的提高了效率，减少了不必要的资源浪费。

具体的，所述摄像头按照10张/秒的速度对进入拍摄区域的人脸进行抓拍，得到同一人脸的一组照片信息，所述拍摄区域为摄像头俯拍的通道出入口处。

优选的，摄像机的安装要求为：摄像机俯视角度10°±3，水平偏转角度α＜10°，最大检测宽度为2.5m，安装高度h＝2.05-2.2(m)，安装距离d＝6-8(m)

具体的，所述图像处理模块的预处理为通过对摄像头抓拍到的人脸照片进行特征点标记，包括对人脸眼睛、鼻子、嘴巴、眉毛和轮廓的特征点进行标号，每只眼睛标号数为6-10个、鼻子标号数为8-12个、嘴巴标号数为15-20个、每条眉毛标号数为4-10个、轮廓标号数为15-20个。

优选的，如图3所示，两只眼睛标号分别为37-42号、43-48号，鼻子标号为28-36号，嘴巴标号为49-68号，两条眉毛标号分别为18-22号、23-27号，轮廓标号为1-17号。

具体的，所述前端比对模块包括正脸角度判断模块、黑白名单库比对模块和延时过滤模块；

所述正脸角度判断模块用于在同一组照片中根据人脸的左右眼睛轮廓和脸部外形轮廓比例的对称原则确认人脸的左侧、右侧的角度是否符合正脸，通过人脸上下嘴唇的轮廓，眉毛与眼睛的轮廓距离比例，来判断图片中人脸的状态是抬头、低头的角度是否符合正脸，筛选出同一组照片中的正脸照片；

优选的，所述正脸角度判断模块选择左眼标号为37-42，右眼标号为43-46，鼻子标号为28-36、嘴巴标号数为49-58、左眉毛标号为18-22、右眉毛标号为23-27，轮廓标号为1-17，所述标号根据如下规则进行正脸角度判断：

当标号满足(x37-x40)/(x43-x46)>1.2或(x37-x40)/(x43-x46)<0.8，则判断该人脸图片为左右方向侧脸，非正脸图片，其中x37、x40、x43和x46表示标号为37、40、43和46的特征点的横坐标；

当标号满足(y18-y37)/(y20-y37)>0.9或(y50-y61)/(y51-y61)>0.8,则判断图片中的人脸为低头角度，其中，y18、y20、y37、y50、y51和y61表示标号为18、20、37、50、51和61的特征点的纵坐标；

当标号满足(y18-y37)/(y20-y37)>0.9或(y61-y60)/(y61-y58)>0.8,则判断图片中的人脸为抬头角度，其中y60和y58表示标号为60和58的特征点的纵坐标。

然后按照“优先清晰度、优先正脸”筛选的条件在一组照片中优选输出一张正脸清晰的照片；

所述黑白名单库比对模块用于将正脸角度判断模块选定的正脸照片与ddr存储模块中的黑白名单库进行对比，若正脸照片与白名单库对应或与黑白名单库均不对应则继续向下传输，若正脸照片与黑名单库对应则中止传输；

优选的，所述黑名单库为工作人员的人脸图片信息，所述白名单库为客户的人脸图片信息；

所述延时过滤模块包含缓存区，所述缓存区存储缓存时间内所有正脸照片，延时过滤模块用于将黑白名单库比对完的人脸图片与缓存区正脸照片进行比对，包括眉毛长宽比例、眉毛间距比例、眼睛长宽比例、眼睛间距比例、鼻子长宽比例、嘴巴长宽比例、外脸轮廓、以及五官位置比例的比对，如果照片与缓存区照片相似度达到阈值，图片将被过滤不向云端传输，保证同一人脸在设定时间内不重复推送，反之照片将通过网络向云端比对服务器传输，

优选的，设定的阈值为达到80％相似度。

优选的，所述延时过滤模块的缓存时间设置为6分钟。

具体的，所述通信模块包括4g/5g模块或wifi模块，可以根据实际情况使用网线、流量卡或者wifi和服务器进行网络通信，具有更广泛的应用场景。

具体的，所述摄像机的支架位置设置有改进的万向节，保证了设备和安装支架的一体化结构，并能很方便的进行设备的全方位360旋转安装，便于工人安装的简易型和便捷性。

具体的，此外摄像机还内置了看门狗，用来定时重复摄像机，防止产品长期在线运行中，由于外力或特殊原因摄像机识别运算陷入程序死循环导致设备无法正常工作。

如图2所示本发明的基于人脸比对的多通讯方式全角度抓拍摄像机的工作流程如下：

(1)人脸进入拍摄区域，摄像机开始跟踪抓拍客户；

(2)人脸离开拍摄区域，摄像机筛选最优正脸照片，若人脸照片达到推送标准则推送人脸至执行下一步，否则不推送；

(3)黑名单库检索人脸照片，若在黑名单库检索到匹配的人脸信息则不推送人脸，否则推送人脸至下一步；

(4)人脸缓存库检索人脸照片，若检索到符合匹配的人脸信息则不推送人脸，否则推送人脸照片至服务器端并将当前人脸照片添加人脸缓存库。