一种双目摄像头人脸识别门禁设备及其控制方法与流程

本发明实施例涉及门禁监控技术领域，尤其涉及一种双目摄像头人脸识别门禁设备及其控制方法。

背景技术：

随着科技的进步和社会的发展，人脸识别技术已经开始应用到门禁设备中。现有人脸识别门禁设备主要由单摄像头进行图像采集，通过对采集到的图像进行人脸区域定位，完成人脸识别，进而判断是否开锁。

更具安全性的人脸识别门禁设备具有活体防伪手段，通常是在人脸识别时要求用户进行眨眼、点头、张嘴等动作，以防止静态图像冒充活体。但是该方法需要用户在进行人脸识别时配合指令完成相应的动作，操作比较繁琐，降低了用户体验。并且利用视频图片动态编辑方法，即可轻松破解该活体防伪方式，

具有活体防伪手段的人脸识别门禁还可以通过红外探测器来实现。在进行人脸识别的过程中同时检测人脸区域与周围环境的温差，利用有生命表征的物体与周围环境的温差与没有生命表征的物体与周围环境的温差是不一样的原理，来判断正在识别的人脸图像是否来自真实人脸。但是该方法无法彻底解决采用照片、视频或面具等多种技术手段仿冒他人面部信息的恶意行为，安全性能较差。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种双目摄像头人脸识别门禁设备及其控制方法，以解决现有的人脸识别技术安全性能差的问题。

本发明实施例提供了一种双目摄像头人脸识别门禁设备，包括主控单元，与主控单元连接的可见光摄像头，与所述主控单元连接的人脸检测单元，通过第一开关与所述主控单元连接近红外摄像头和近红外补光灯，与所述主控单元连接的活体检测单元，与所述活体检测单元和所述主控单元连接的人脸识别单元，通过第二开关与所述主控单元连接的门锁装置，与所述主控单元连接的光强感应单元，通过第三开关连接所述主控单元的人体感应单元，与所述主控单元连接的至少一个白光补光灯，以及设置在所述白光补光灯与所述主控单元之间的第四开关

其中：

当所述主控单元通过所述光强感应单元的感应信号，判断出当前环境的光照强度低于预设阈值时，向所述第三开关发送接通指令；

当所述主控单元通过所述人体感应单元的感应信号，判断出所述门禁设备的预设范围内有目标物时，向至少一个所述第四开关发送接通指令；

当所述主控单元通过所述人脸检测单元的检测信号，判断出所述可见光摄像头采集到人脸图像时，向所述第一开关发送接通指令，并将所述可见光摄像头采集的彩色图像以及所述近红外摄像头采集的红外图像发送给所述活体检测单元；

所述活体检测单元，用于通过所述彩色图像和所述红外图像检测当前使用者是否为真人，如果是，将所述可见光采集的彩色图像发送给所述人脸识别单元；

当所述主控单元通过所述人脸识别单元的输出信号判断出人脸识别成功时，向所述第二开关发送接通指令。

进一步地，还包括设置在所述主控单元与所述可见光摄像头之间的第五开关；

当所述主控单元通过所述人体感应单元的感应信号，判断出所述门禁设备的预设范围内有目标物时，向所述第五开关发送接通指令，并将所述可见光摄像头采集的图像发送给所述人脸检测单元。

进一步地，所述人体感应单元包括人体接近感应器；

当所述主控单元通过所述人体接近感应器的感应信号，判断出所述门禁设备的预设范围内有人时，向至少一个所述第四开关发送接通指令。

进一步地，当所述主控单元通过所述光强感应单元的感应信号，判断出当前环境的光照强度不低于预设阈值时，向所述第三开关发送断开指令，向所述第五开关发送接通指令，并将所述可见光摄像头采集的图像发送给所述人脸检测单元。

进一步地，所述主控单元对小于所述预设阈值的光照强度进行分级，设定每一级光照强度对应预设数量的白光补光灯；

当所述主控单元判断出所述门禁设备的预设范围内有目标物时，根据当前环境的光照强度级别，开启预设数量的白光补光灯。

进一步地，当所述主控单元通过所述人脸检测单元的检测信号，判断出在所述可见光摄像头开启后的预设时间内所述可见光摄像头未采集到人脸图像时，向所述第四开关和所述第五开关发送断开指令。，

本发明实施例还提供了一种双目摄像头人脸识别门禁设备的控制方法，所述门禁设备包括可见光摄像头、近红外摄像头、至少一个白光补光灯和近红外补光灯；所述方法包括：

检测当前环境的光照强度，当所述光照强度低于预设阈值时，开始检测所述门禁设备的预设范围内是否有目标物；

当所述门禁设备的预设范围内有目标物时，开启至少一个所述白光补光灯；

判断所述可见光摄像头是否采集到人脸图像，如果是，转下一步；

开启所述近红外摄像头和所述近红外补光灯，并通过所述可见光摄像头采集的彩色图像以及所述近红外摄像头采集的红外图像检测当前使用者是否为真人；

当检测到所述当前使用者为真人时，对所述彩色图像进行人脸识别；

当人脸识别成功时，控制打开门锁装置。

进一步地，判断所述可见光摄像头采集的图像中是否存在人脸的步骤之前，还包括：

当检测到所述门禁设备的预设范围内有目标物时，开启所述可见光摄像头，并通过所述可见光摄像头采集图像。

进一步地，判断所述可见光摄像头采集的图像中是否存在人脸的步骤之前，还包括：

当检测到当前环境的光照强度不低于预设阈值时，开启所述可见光摄像头，并通过所述可见光摄像头采集图像。

进一步地，所述方法还包括：

对小于所述预设阈值的光照强度进行分级，设定每一级光照强度对应预设数量的白光补光灯；

当所述门禁设备的预设范围内有目标物时，开启至少一个所述白光补光灯的步骤包括：

当所述门禁设备的预设范围内有目标物时，根据当前环境的光照强度级别，开启预设数量的白光补光灯。

本发明实施例提供的一种双目摄像头人脸识别门禁设备，能够通过可见光摄像头采集的彩色图像和近红外摄像头采集的红外图像，进行活体检测，从而避免照片、视频以及面具等手段的伪造认证，提高了监控的安全性能；当光照强度较低，并且感应到目标物接近监控设备才开启白光补光灯，能够实现在最低能耗的情况下，保证可见光摄像头采集到可辨识的图像；当可见光摄像头采集到到人脸图像时，才开启近红外摄像头和近红外补光灯，从而降低近红外摄像头和近红外补光灯的能耗，并延长其使用寿命。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种双目摄像头人脸识别门禁设备的结构框图；

图2为本发明实施例提供的一种双目摄像头人脸识别门禁设备的外部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种双目摄像头人脸识别门禁设备的控制方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的另一种双目摄像头人脸识别门禁设备的控制方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的又一种双目摄像头人脸识别门禁设备的控制方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种双目摄像头人脸识别门禁设备，包括主控单元1，与主控单元1连接的可见光摄像头2，与所述主控单元1连接的人脸检测单元3，通过第一开关4与所述主控单元1连接近红外摄像头5和近红外补光灯6，与所述主控单元1连接的活体检测单元7，与所述活体检测单元7和所述主控单元1连接的人脸识别单元8，通过第二开关9与所述主控单元1连接的门锁装置10，与所述主控单元1连接的光强感应单元11，通过第三开关12连接所述主控单元1的人体感应单元13，与所述主控单元1连接的至少一个白光补光灯14，设置在所述白光补光灯14与所述主控单元1之间的第四开关15，以及与所述主控单元1连接的显示屏17和扬声器18。

其中：

当所述主控单元1通过所述光强感应单元11的感应信号，判断出当前环境的光照强度低于预设阈值时，向所述第三开关12发送接通指令，以开启所述人体感应单元13。

当光照强度不低于预设阈值时，可以控制光强感应单元11处于关闭状态，只有当光照强度低于预设阈值时，光强感应单元11才开始工作，从而降低光强感应单元11能耗。

所述光强感应单元11可以包括光敏传感器，用以检测环境中的光照强度。

当所述主控单元1通过所述人体感应单元13的感应信号，判断出所述门禁设备的预设范围内有目标物时，向所述至少一个第四开关15发送接通指令。

人体感应单元13可以包括雷达传感器和红外感应传感器。如图2所示，人体感应单元13和光照强度感应单元11可以通过光敏雷达感应器19实现。

当光照强度较低时，只有感应到目标物时，才开启光强感应单元11，用以保证可见光摄像头2采集到可辨识的图像，并且能够降低光强感应单元11的能耗。

进一步地，所述人体感应单元13可以包括人体接近感应器。通过调节人体感应器，可适应不同距离范围的人体检测。比如，可以设置为感应到3米内的人体时，向主控单元发送感应信号。当所述主控单元1通过所述人体接近感应器的感应信号，判断出所述门禁设备的预设范围内有人时，向所述至少一个第四开关15发送接通指令。

使用人体接近感应器能够保证当有其他物体靠近门禁设备时，不开启白光补光灯14，而只有人靠近门禁设备时，才开启白光补光灯14，从而降低白光补光灯14的开启次数，减低能耗，也能够延长白光补光灯14的使用寿命。

在具体实现中，所述主控单元1对小于所述预设阈值的光照强度进行分级，设定每一级光照强度对应预设数量的白光补光灯14。例如，该预设阈值可以设置为10lux(勒克斯)。在现实应用中，可以根据不同的需求，通过实验测量每一级的光照强度对应的白光补光灯数量，在此不作具体限制。

当所述主控单元1判断出所述门禁设备的预设范围内有目标物时，根据当前环境的光照强度级别，开启预设数量的白光补光灯14。

如图2所述，该门禁设备可以设置四个白光补光灯14，分别位于该设备主体结构的四个边角位置上，补光较均匀。并且可以根据当前光照强度的级别，控制开启相应的白光补光灯14，以使在最低能耗的情况下，保证可见光摄像头2采集到可辨识的图像。

当所述主控单元1通过所述人脸检测单元3的检测信号，判断出所述可见光摄像头2采集到人脸图像时，向所述第一开关4发送接通指令，并将所述可见光摄像头2采集的彩色图像以及所述近红外摄像头5采集的红外图像发送给所述活体检测单元7。

当感应该门禁设备的到预设范围内有目标物时，并不是直接控制开启近红外摄像头5和近红外补光灯6，以通过可见光摄像头2和近红外摄像头5同时采集彩色图像和红外图像，而是先识别可见光摄像头2采集的图像中是否存在人脸，只有存在人脸的情况下，才开启近红外摄像头5和近红外补光灯6，以同时采集彩色图像和红外图像，从而降低近红外摄像头5和近红外补光灯6能耗。

在本发明实施例的一种优选方式中，该门禁设备还包括设置在所述主控单元1与所述可见光摄像头2之间的第五开关16；

当所述主控单元1通过所述人体感应单元13的感应信号，判断出所述门禁设备的预设范围内有目标物时，向所述第五开关16发送接通指令，并将所述可见光摄像头2采集的图像发送给所述人脸检测单元3。

当光照强度较低时，可以通过人体感应单元13的感应信号控制可见光摄像头2的工作状态，避免可见光摄像头2一直处于待机状态，从而降低了可见光摄像头2的能耗。

当判断出门禁设备的预设范围内有目标物时，控制可见光摄像头2和近红外摄像头5同步采集彩色图像和红外图像。

在通过可见光摄像头2采集彩色图像和通过近红外摄像头5采集红外图像时，可以通过显示屏17实时显示采集到的图像。

当所述主控单元1通过所述光强感应单元11的感应信号，判断出当前环境的光照强度不低于预设阈值时，向所述第三开关12发送断开指令，向所述第五开关16发送接通指令，并将所述可见光摄像头2采集的图像发送给所述人脸检测单元3。

当光照强度较高，不需要白光补光时，可以控制人体感应单元13为关闭状态，避免了感应到有目标物时，生成的感应信号开启白光补光灯14，从而有效控制白光补光灯14的通断。

由于光照强度较高，人体感应单元13为关闭状态，所以可以控制可见光摄像头2在光照强度不小于预设阈值时，处于常开状态，从而检测是否有使用者在使用该门禁设备，进而控制近红外摄像头5和近红外补光灯6的通断。

所述活体检测单元7，用于通过所述彩色图像和所述红外图像检测当前使用者是否为真人，如果是，将所述可见光采集的彩色图像发送给所述人脸识别单元8。

在检测当前使用者是否为真人时，可以通过多光谱活体防伪算法，对彩色图像和红外图像进行综合分析，完成精准的活体判断，从而有效防止非生物手段的伪造攻击，例如图片、视频或面具等手段。

当所述主控单元1通过所述人脸识别单元8的输出信号判断出人脸识别成功时，向所述第二开关9发送接通指令。

人脸识别单元8可以调用特征抽取算法，抽取人脸图像的特征，该人脸图像可以为用于活体检测的彩色图像中的人脸图像，然后与存储的人脸特征进行比对，如果确定当前正在识别的人脸图像与存储的人脸特征相同时，则识别成功，并生成开锁指令。

当人脸识别成功后，可以通过显示屏17显示识别成功，或者通过扬声器18发送识别成功的消息。

当所述主控单元1通过所述人脸检测单元3的检测信号，判断出在所述可见光摄像头2开启后的预设时间内所述可见光摄像头2未采集到人脸图像时，向所述第四开关15和所述第五开关16发送断开指令。

当光照强度较低，并且检测到有目标物接近门禁设备时，但可见光摄像头2未采集到人脸图像，则经过预设时间后，可以关闭处于开启状态的白光补光灯14和可见光摄像头2。

当光照强度较低，可见光摄像头2的通断受人体感应单元13的感应信号控制时，如果检测到有目标物接近门禁设备时，但可见光摄像头2未采集到人脸图像，则经过预设时间后，也可以关闭可见光摄像头2。

本发明实施例提供的一种双目摄像头人脸识别门禁设备，能够通过可见光摄像头采集的彩色图像和近红外摄像头采集的红外图像，进行活体检测，从而避免照片、视频以及面具等手段的伪造认证，提高了监控的安全性能；当光照强度较低，并且感应到目标物接近监控设备才开启白光补光灯，能够实现在最低能耗的情况下，保证可见光摄像头采集到可辨识的图像；当可见光摄像头采集到到人脸图像时，才开启近红外摄像头和近红外补光灯，从而降低近红外摄像头和近红外补光灯的能耗，并延长其使用寿命。

如图3所示，本发明实施例提供了一种双目摄像头人脸识别门禁设备的控制方法，该门禁设备包括可见光摄像头、近红外摄像头、至少一个白光补光灯和近红外补光灯；该方法包括：

步骤31，检测当前环境的光照强度，当所述光照强度低于预设阈值时，开始检测所述门禁设备的预设范围内是否有目标物。

步骤32，当检测到所述门禁设备的预设范围内有目标物时，开启至少一个所述白光补光灯。

进一步地，当检测到所述门禁设备的预设范围内有人时，开启至少一个所述白光补光灯

对小于所述预设阈值的光照强度进行分级，设定每一级光照强度对应预设数量的白光补光灯。

步骤32具体可以包括：

当所述门禁设备的预设范围内有目标物时，根据当前环境的光照强度级别，开启预设数量的白光补光灯。

在本发明实施例的一种示例中，当检测到所述光照强度低于预设阈值时，控制可见光摄像头处于关闭状态，而只有当检测到门禁设备的预设范围内有目标物时，才开启可见光摄像头，并通过所述可见光摄像头采集图像。

步骤33，判断所述可见光摄像头是否采集到人脸图像，如果是，转下一步。

当判断出在所述可见光摄像头开启后的预设时间内所述可见光摄像头未采集到人脸图像时开启，可以关闭白光补光灯。

步骤34，开启所述近红外摄像头和所述近红外补光灯，并通过所述可见光摄像头采集的彩色图像以及所述近红外摄像头采集的红外图像检测当前使用者是否为真人。

步骤35，当检测到所述当前使用者为真人时，对所述彩色图像进行人脸识别。

步骤36，当人脸识别成功时，控制打开门锁装置。

如图4所示，本发明实施例提供了另一种双目摄像头人脸识别门禁设备的控制方法，该门禁设备包括可见光摄像头、近红外摄像头、至少一个白光补光灯和近红外补光灯；该方法包括：

步骤41，检测当前环境的光照强度，当所述光照强度低于预设阈值时，关闭所述可见光摄像头，并开始检测所述门禁设备的预设范围内是否有目标物；

步骤42，当所述门禁设备的预设范围内有目标物时，开启至少一个所述白光补光灯，并开启所述可见光摄像头；

步骤43，判断所述可见光摄像头是否采集到人脸图像，如果是，转下一步；

当判断出在所述可见光摄像头开启后的预设时间内所述可见光摄像头未采集到人脸图像时，可以关闭白光补光灯和可见光摄像头。

步骤44，开启所述近红外摄像头和所述近红外补光灯，并通过所述可见光摄像头采集的彩色图像以及所述近红外摄像头采集的红外图像检测当前使用者是否为真人；

步骤45，当检测到所述当前使用者为真人时，对所述彩色图像进行人脸识别；

步骤46，当人脸识别成功时，控制打开门锁装置，并关闭可见光摄像头、近红外摄像头、白光补光灯和近红外补光灯。

如图5所示，本发明实施例提供了又一种双目摄像头人脸识别门禁设备的控制方法，该门禁设备包括可见光摄像头、近红外摄像头、至少一个白光补光灯和近红外补光灯；该方法包括：

步骤51，当检测到当前环境的光照强度不低于预设阈值时，开启所述可见光摄像头，通过所述可见光摄像头采集图像，并控制白光补光灯处于关闭状态。

当检测到当前环境的光照强度不低于预设阈值时，控制可见光摄像头处于常开状态，实时采集图像，用以实时检测是否有使用者正在使用门禁设备。

当检测到当前环境的光照强度不低于预设阈值时，可以控制白光补光灯处于关闭状态。

步骤52，当判断出所述可见光摄像头采集到人脸图像时，开启所述近红外摄像头和所述近红外补光灯。

开启步骤53，开启通过所述可见光摄像头采集的彩色图像以及所述近红外摄像头采集的红外图像检测当前使用者是否为真人。

步骤54，当检测到所述当前使用者为真人时，对所述彩色图像进行人脸识别。

步骤55，当人脸识别成功时，控制打开门锁装，并关闭所述近红外摄像头和所述近红外补光灯。

图3至图5所示的实施例提供的一种双目摄像头人脸识别门禁设备的控制方法，能够通过可见光摄像头采集的彩色图像和近红外摄像头采集的红外图像，进行活体检测，从而避免照片、视频以及面具等手段的伪造认证，提高了监控的安全性能；当光照强度较低，并且感应到目标物接近监控设备才开启白光补光灯，能够实现在最低能耗的情况下，保证可见光摄像头采集到可辨识的图像；当可见光摄像头采集到到人脸图像时，才开启近红外摄像头和近红外补光灯，从而降低近红外摄像头和近红外补光灯的能耗，并延长其使用寿命。

其中，图3至图5所示的实施例与图1和图2所示的实施例中的内容基本相同，所以描述的比较简单，相关之处参见图1和图2所示的实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以生成一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令生成用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令生成包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以生成计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种双目摄像头人脸识别门禁设备及其控制方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。