一种门禁人脸识别系统及方法与流程

1.本发明涉及人脸识别自动控制技术领域，具体涉及一种门禁人脸识别系统及方法。


背景技术：

2.人脸识别，是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸进行脸部识别的一系列相关技术，通常也叫做人像识别、面部识别。
3.随着社会的发展，门禁识别的方式包括刷门禁卡、输入密码、指纹识别等，而上班族们上班考勤通常也是通过门禁识别的方式实现。但是，在实际使用的过程中，门禁卡有可能会遗失并且忘带卡会很麻烦，密码也有可能会外泄，并不能确定进入人员确为公司工作人员，对于涉及重大机密的办公场所来说，很有可能因此对企业造成巨大的损失，存在安全隐患；而指纹识别对于大公司来说，上班高峰时期，人数较多，排队指纹打卡则会造成拥堵，耽误工作时间。目前，越来越多的领域开始提供刷脸服务，人们可以通过刷脸来进行购物与身份识别，准确性高，人们无需携带身份证件也可以证明自己的身份，极大地方便了人们的生活，这为办公场所的门禁考勤提供了新的思考方向。因此，设计一种安全稳定的无需特意配合便能够准确识别用户身份，控制相关工作区域的门开启和关闭，进行考勤管理与记录导出的门禁识别方法及系统对于本领域人员来说很有现实意义。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：为了解决现有门禁考勤系统操作效率低、安全性低、准确性较低的问题，本发明提供了一种门禁人脸识别系统及方法。
5.本发明采用的技术方案如下：
6.一种门禁人脸识别系统，
7.包括人脸识别仪模块，与所述人脸识别仪模块相连的门禁控制器模块与管理软件模块；所述门禁控制器模块与电控锁模块相连；
8.所述人脸识别仪模块，用于采集与识别需要进入人员的面部图像，存储刷脸记录；
9.所述管理软件模块，用于对导入的面部模板进行管理，查询与导出考勤数据；
10.所述门禁控制器模块，用于联动所述电控锁模块控制门的开启。
11.优选地，所述人脸识别仪模块包括：
12.人脸比对主控服务器与人脸比对副控服务器；
13.所述人脸比对主控服务器为默认比对服务器，当所述人脸比对主控服务器故障时，自动切换至所述人脸比对副控服务器，执行比对任务；
14.当所述人脸比对主控服务器故障恢复时，自动从所述人脸比对副控服务器切换至所述人脸比对主控服务器，继续执行比对任务。
15.优选地，所述门禁控制器模块还与开关按钮相连。
16.优选地，所述人脸识别仪模块还与电源模块相连。
17.优选地，所述管理软件模块使用企业内部局域网络进行管理。
18.一种门禁人脸识别方法，包括以下步骤：
19.导入准入人员的面部模板；
20.采集需要进入人员的图像；
21.将采集到的需要进入人员的图像与导入的面部模板进行比对，判断采集到的图像与导入的面部模板是否匹配；
22.若匹配，则控制准入人员所属办公区域的门开启；
23.若不匹配，则进入结束步骤。
24.优选地，所述将采集到的需要进入人员的图像与导入的面部模板进行比对，判断采集到的图像与导入的面部模板是否匹配的步骤中，具体包括：
25.面部图像预处理，包括人脸扶正处理、人脸图像的增强处理、归一化处理，用于获取视频帧中的面部图像；
26.面部图像特征提取，利用所述面部图像对人脸进行特征建模，得到面部图像特征数据；
27.面部图像匹配与识别，比较所述面部模板与所述面部图像的特征数据得到相似度，判断所述面部模板与所述面部图像是否匹配。
28.优选地，所述面部图像特征数据包括：特征点间的欧氏距离、曲率、角度。
29.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
30.1、本发明中，可通过实时图像的采集，来识别需要进入人员的面部图像，无需特意配合即可进行身份识别，操作简单，效率较高。
31.2、本发明中，设置有门禁控制器模块，其可根据人脸识别仪模块的识别结果，通过对电控锁模块进行控制，实现需要进入人员所属区域大门的启闭，避免跨区域人员进入，规范办公场所的秩序，简单灵活，安全性高。
32.3、本发明中，设置有管理软件模块，公司管理人员可以通过该模块，使用企业内部局域网络快速查看与导出职工的出勤记录，进一步提高了安全性，并且简便了考勤工作，提高了工作效率。
33.4、本发明中，设置有人脸识别仪模块，该模块中的人脸比对主控服务器与副控服务器可根据实际情况切换，保证了门禁系统的有效运作，稳定可靠。
附图说明
34.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，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
35.图1为本发明的原理框图；
36.图2为本发明的流程示意图。
具体实施方式
37.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
38.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.需要说明的是，术语“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、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
40.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
41.实施例1
42.本发明较佳实施例提供的一种门禁人脸识别系统，如图1所示：
43.包括人脸识别仪模块，与所述人脸识别仪模块相连的门禁控制器模块与管理软件模块；所述门禁控制器模块与电控锁模块相连；所述人脸识别仪模块，用于采集与识别需要进入人员的面部图像，存储刷脸记录；所述管理软件模块，用于对导入的面部模板进行管理，查询与导出考勤数据；所述门禁控制器模块，用于联动所述电控锁模块控制门的开启。本发明中设置的门禁控制器模块，可根据人脸识别仪模块的识别结果，通过对电控锁模块进行控制，实现需要进入人员所属区域大门的启闭，避免跨区域人员进入，规范办公场所的秩序，简单灵活，安全性高。公司管理人员可以通过管理软件模块模块，使用企业内部局域网络快速查看与导出职工的出勤记录，进一步提高了安全性，并且简便了考勤工作，提高了工作效率。
44.所述人脸识别仪模块包括人脸比对主控服务器与人脸比对副控服务器。
45.所述人脸比对主控服务器为默认比对服务器，当所述人脸比对主控服务器故障时，自动切换至所述人脸比对副控服务器，执行比对任务；当所述人脸比对主控服务器故障恢复时，自动从所述人脸比对副控服务器切换至所述人脸比对主控服务器，继续执行比对任务。主副控服务器可根据实际情况切换，保证了门禁系统的有效运作，稳定可靠。
46.所述门禁控制器模块还与开关按钮相连，在特殊情况下，如人脸识别仪模块、门禁控制器模块、电控锁模块等出现故障时，还可通过开关按钮直接进行开关门控制，避免影响办公区域正常工作。
47.所述人脸识别仪模块还与电源模块相连，所述电源模块提供系统运作电源和电锁的执行结构的电源供应，可以就近取电。
48.所述管理软件模块使用企业内部局域网络进行管理，成本较低、数据传输速度快、安全稳定。
49.一种门禁人脸识别方法，如图2所示，包括以下步骤：
50.导入准入人员的面部模板；采集需要进入人员的图像；将采集到的需要进入人员的图像与导入的面部模板进行比对，判断采集到的图像与导入的面部模板是否匹配；若匹配，则控制准入人员所属办公区域的门开启；若不匹配，则进入结束步骤。本发明可通过实时图像的采集，来识别需要进入人员的面部图像，无需特意配合即可进行身份识别，操作简单，效率较高。
51.现如今，微信和支付宝推出的刷脸支付的使用过程十分简单，只需要用户在刷脸支付系统上注册成为会员，系统就可以将用户的各种信息导入，付费时选择人脸支付，即可快速完成支付过程。人脸识别技术中被广泛采用的区域特征分析算法，它融合了计算机图像处理技术与生物统计学原理于一体，利用计算机图像处理技术从视频中提取人像特征点，利用生物统计学的原理进行分析建立数学模型,即人脸特征模板。利用已建成的人脸特征模板与被测者的人的面像进行特征分析，根据分析的结果来给出一个相似度值，利用这个值即可确定是否为同一人。本发明将刷脸与办公人员门禁考勤结合在一起，可以大大方便管理人员对出勤情况进行查看，可以快速导出与制作考勤表，提高工作效率。
52.所述将采集到的需要进入人员的图像与导入的面部模板进行比对，判断采集到的图像与导入的面部模板是否匹配的步骤中，具体包括：
53.面部图像预处理是人脸识别过程中的一个重要环节。输入图像由于图像采集环境的不同，如光照明暗程度以及设备性能的优劣等，往往存在有噪声，对比度不够等缺点。另外，距离远近，焦距大小等又使得人脸在整幅图像中间的大小和位置不确定。为了保证人脸图像中人脸大小，位置以及人脸图像质量的一致性，必须对图像进行预处理。面部图像预处理包括人脸扶正处理、人脸图像的增强处理、归一化处理，用于获取视频帧中的面部图像。其中，人脸扶正处理是为了得到人脸位置端正的人脸图像；人脸图像的增强处理是为了改善人脸图像的质量，不仅在视觉上使图像更加清晰，而且使图像更利于计算机的处理与识别；归一化处理的目标是取得尺寸一致，灰度取值范围相同的标准化人脸图像。
54.面部图像特征提取，利用所述面部图像对人脸进行特征建模，得到面部图像特征数据。人脸识别系统可使用的特征通常分为视觉特征、像素统计特征、人脸图像变换系数特征、人脸图像代数特征等。人脸特征提取就是针对人脸的某些特征进行的。人脸特征提取，也称人脸表征，它是对人脸进行特征建模的过程。人脸特征提取的方法归纳起来分为两大类：一种是基于知识的表征方法；另外一种是基于代数特征或统计学习的表征方法。基于知识的表征方法主要是根据人脸器官的形状描述以及他们之间的距离特性来获得有助于人脸分类的特征数据，其特征分量通常包括特征点间的欧氏距离、曲率和角度等。人脸由眼睛、鼻子、嘴、下巴等局部构成，对这些局部和它们之间结构关系的几何描述，可作为识别人脸的重要特征，这些特征被称为几何特征。基于知识的人脸表征主要包括基于几何特征的方法和模板匹配法。
55.面部图像匹配与识别，比较所述面部模板与所述面部图像的特征数据得到相似度，判断所述面部模板与所述面部图像是否匹配。将提取的面部图像的特征数据与数据库中存储的特征模板进行搜索匹配，可以预先在系统中设定一个阈值，当相似度等于或超过这一阈值，则把匹配得到的结果输出，控制相应区域的大门开启，若相似度低于这个阈值，则说明所采集的面部图像与面部模板不匹配，相应区域的大门保持关闭状态。其实，人脸识
别就是将待识别的人脸特征与已得到的人脸特征模板进行比较，根据相似程度对人脸的身份信息进行判断。
56.本发明实际应用的过程如下：
57.由于本发明是通过核对需要进入人员的面部来进行身份识别的，那么首先需要向每位员工进行人脸信息的登记，可通过清晰照片导入面部模板或面部扫描建立面部模板，根据其部门来划分该进出的权限。
58.办公人员进入所属办公区域的大门附近，办公人员无需特意配合，安装在附近的人脸识别仪可采集到实时图像，人脸识别仪识别需要进入人员的面部图像，将采集到的面部图像与系统内导入的公司员工的面部模板进行比对，得到相似度，若相似度等于或超过系统内预先设定的阈值，则门禁控制器控制电控锁开启办公人员所属区域的大门，若相似度低于系统内预先设定的阈值，则门禁控制器控制电控锁保持办公人员所属区域的大门处于关闭状态。
59.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。