專利名稱：基于人臉識別的家居門禁控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于人臉識別的家居門禁控制方法，屬于安全監(jiān)控領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
人臉識別技術(shù)在不同的技術(shù)領(lǐng)域中，目前逐步有了不同的應用。和其它的生物識別技術(shù)如指紋、虹膜等相比，人臉識別因為具有自然友好、對用戶干擾少、易被用戶接受等優(yōu)點而擁有更廣闊的應用前景，如門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、機場安檢等。在門禁方面，人臉識別的應用主要側(cè)重于辦公門禁，目前的解決方案是采用一個彩色攝像機，對采集到的視頻進行人臉檢測和人臉特征比對，相比對的是注冊到系統(tǒng)中的用戶模板特征；若比對相似度超過某一閾值，則認為是合法用戶，從而控制門鎖打開，允許用戶進入，否則門鎖關(guān)閉，不允許進入，通過人臉識別技術(shù)實現(xiàn)用戶身份驗證。
傳統(tǒng)的門禁系統(tǒng)的身份鑒別手段包括口令、密碼、證件以及磁卡、IC卡等方式，由于與身份人的可分離性，造成偽造、盜用、破譯等現(xiàn)象，已不能完全滿足現(xiàn)代社會經(jīng)濟活動和社會安全防范的需要。而人體的生物屬性是人的本體所獨有的，且人的某些生物屬性如指紋、虹膜、影像等屬性對于不同個體是唯一的，將其應用與門禁系統(tǒng)可以杜絕偽造、盜用、破譯等現(xiàn)象的產(chǎn)生。特別是人臉圖象具有唯一性和穩(wěn)定性，已成為公知的身份鑒別標志。目前，指紋門禁系統(tǒng)都需要有專用的圖像采集設(shè)備來獲取圖像，且圖象采集是觸摸式或接觸式的，不衛(wèi)生，且會給使用者帶來不適；而人臉識別由光線變化造成的同一人臉的圖像差別要遠遠大于不同人臉的圖像差別?，F(xiàn)有的人臉識別技術(shù)中主要依賴的是“被動”光源，即環(huán)境光源。但是，在實際的應用過程中，環(huán)境光千差萬別，并且難以控制。環(huán)境光源的變化會使得獲取的人臉發(fā)生顯著變化，導致所提取人臉特征發(fā)生顯著變化，進而導致人臉特征對比準確率下降。因此，如何設(shè)計一種能克服環(huán)境光對人臉圖像穩(wěn)定性影響的家居門禁控制方法成為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員努力的方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種基于人臉識別的家居門禁控制方法，該家居門禁控制方法能克服環(huán)境光對人臉圖像穩(wěn)定性的影響，且能幫助用戶定位其人臉位置以獲取穩(wěn)定的人臉圖像，以實現(xiàn)高識別率。為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種基于人臉識別的家居門禁控制方法，包括步驟一、將室外待監(jiān)測空間分為上視頻場景域和下視頻場景域，第一可見光攝像頭和第一紅外光攝像頭分別用于采集上視頻場景域的可見光圖像和紅外圖像，第二可見光攝像頭和第二紅外光攝像頭分別用于采集下視頻場景域的可見光圖像和紅外圖像；步驟二、檢測待監(jiān)測空間中是否有來自人體發(fā)射的紅外線，如果有則啟動紅外補光光源，對所述待監(jiān)測空間進行紅外補光；步驟三、將來自所述待監(jiān)測空間的光譜進行濾光獲得紅外光譜段的紅外光；
步驟四、所述第一、第二紅外光攝像頭交替采集來自所述上視頻場景域和下視頻場景域的所述紅外光，從而獲得相應的紅外圖像信息，并對所獲得的紅外圖像信息進行灰度化、光照補償預處理，從而獲得紅外灰度圖像；步驟五、識別出人臉圖像在所述紅外灰度圖像中的位置區(qū)域，并根據(jù)此位置區(qū)域推定待識別人臉在視頻場景中的實際位置；如果人臉在上視頻場景域位置適合則選用所述上視頻場景域采集的紅外灰度圖像，否則，切換到下視頻場景域位置，如果人臉在下視頻場景域位置適合則選用所述下視頻場景域采集的紅外灰度圖像；步驟六、根據(jù)步驟四采集的圖像中人臉中各個器官的位置信息，對圖像進行包括旋轉(zhuǎn)、縮放、剪切操作獲得歸一化紅外灰度圖像；步驟七、從所述步驟五中歸一化紅外灰度圖像提取出人臉部件特征，包括裸臉、眉毛、眼睛、鼻尖、嘴人臉部件，并利用主分量分析方法提取人臉部件的特征值；步驟八、將所述人臉部件的特征值與人臉數(shù)據(jù)存儲區(qū)的已知人臉數(shù)據(jù)信息進行計 算相似度和相似度排序比對，判斷所述人臉部件的特征值與已知人臉數(shù)據(jù)信息的相識度是否達到相似閾值；步驟九、當所述相識度達到設(shè)定的相似閾值，則產(chǎn)生用于驅(qū)動電控鎖開關(guān)的控制信號。作為優(yōu)選，所述步驟三中濾光獲得紅外光譜段的紅外光的波長為850nm或和940nm。作為優(yōu)選，所述步驟五中，如果人臉在上視頻場景域位置大于1/5場景高度，則選用所述上視頻場景域采集的紅外灰度圖像，如果人臉在下視頻場景域位置小于4/5場景高度，則選用所述下視頻場景域采集的紅外灰度圖像。作為優(yōu)選，所述步驟四進一步包括中對所述紅外圖像信息進行圖像抽樣、圖像濾波和圖像格式轉(zhuǎn)換處理。由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點和效果本發(fā)明基于人臉識別的家居門禁控制方法，該家居門禁控制方法能克服了環(huán)境光對人臉圖像穩(wěn)定性的影響，且能幫助用戶定位其人臉位置以獲取穩(wěn)定的人臉圖像，實現(xiàn)了高識別率。


附圖I為本發(fā)明基于人臉識別的家居門禁控制方法流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述實施例一種基于人臉識別的家居門禁控制方法，包括步驟一、將室外待監(jiān)測空間分為上視頻場景域和下視頻場景域，第一可見光攝像頭和第一紅外光攝像頭分別用于采集上視頻場景域的可見光圖像和紅外圖像，第二可見光攝像頭和第二紅外光攝像頭分別用于采集下視頻場景域的可見光圖像和紅外圖像；步驟二、檢測待監(jiān)測空間中是否有來自人體發(fā)射的紅外線，如果有則啟動紅外補光光源，對所述待監(jiān)測空間進行紅外補光；
步驟三、將來自所述待監(jiān)測空間的光譜進行濾光獲得紅外光譜段的紅外光，此濾光獲得紅外光譜段的紅外光的波長為850nm或和940nm ；步驟四、所述第一、第二紅外光攝像頭交替采集來自所述上視頻場景域和下視頻場景域的所述紅外光，從而獲得相應的紅外圖像信息，并對所獲得的紅外圖像信息進行灰度化、光照補償預處理，從而獲得紅外灰度圖像；步驟五、識別出人臉圖像在所述紅外灰度圖像中的位置區(qū)域，并根據(jù)此位置區(qū)域推定待識別人臉在視頻場景中的實際位置；如果人臉在上視頻場景域位置大于1/5場景高度則選用所述上視頻場景域采集的紅外灰度圖像，否則，切換到下視頻場景域位置如果人臉在下視頻場景域位置小于4/5場景高度則選用所述下視頻場景域采集的紅外灰度圖像；
步驟六、根據(jù)步驟四采集的圖像中人臉中各個器官的位置信息，對圖像進行包括旋轉(zhuǎn)、縮放、剪切操作獲得歸一化紅外灰度圖像；步驟七、從所述步驟五中歸一化紅外灰度圖像提取出人臉部件特征，包括裸臉、眉毛、眼睛、鼻尖、嘴人臉部件，并利用主分量分析方法提取人臉部件的特征值；步驟八、將所述人臉部件的特征值與人臉數(shù)據(jù)存儲區(qū)的已知人臉數(shù)據(jù)信息進行計算相似度和相似度排序比對，判斷所述人臉部件的特征值與已知人臉數(shù)據(jù)信息的相識度是否達到相似閾值；步驟九、當所述相識度達到設(shè)定的相似閾值，則產(chǎn)生用于驅(qū)動電控鎖開關(guān)的控制信號。上述步驟四進一步包括中對所述紅外圖像信息進行圖像抽樣、圖像濾波和圖像格式轉(zhuǎn)換處理采用上述基于人臉識別的家居門禁控制方法時，該家居門禁控制方法能克服了環(huán)境光對人臉圖像穩(wěn)定性的影響，且能幫助用戶定位其人臉位置以獲取穩(wěn)定的人臉圖像，實現(xiàn)了高識別率。上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于人臉識別的家居門禁控制方法，其特征在于包括 步驟一、將室外待監(jiān)測空間分為上視頻場景域和下視頻場景域，第一可見光攝像頭和第一紅外光攝像頭分別用于采集上視頻場景域的可見光圖像和紅外圖像，第二可見光攝像頭和第二紅外光攝像頭分別用于采集下視頻場景域的可見光圖像和紅外圖像； 步驟二、檢測待監(jiān)測空間中是否有來自人體發(fā)射的紅外線，如果有則啟動紅外補光光源，對所述待監(jiān)測空間進行紅外補光； 步驟三、將來自所述待監(jiān)測空間的光譜進行濾光獲得紅外光譜段的紅外光； 步驟四、所述第一、第二紅外光攝像頭交替采集來自所述上視頻場景域和下視頻場景域的所述紅外光，從而獲得相應的紅外圖像信息，并對所獲得的紅外圖像信息進行灰度化、光照補償預處理，從而獲得紅外灰度圖像； 步驟五、識別出人臉圖像在所述紅外灰度圖像中的位置區(qū)域，并根據(jù)此位置區(qū)域推定待識別人臉在視頻場景中的實際位置；如果人臉在上視頻場景域位置適合則選用所述上視頻場景域采集的紅外灰度圖像，否則，切換到下視頻場景域位置如果人臉在下視頻場景域位置適合則選用所述下視頻場景域采集的紅外灰度圖像； 步驟六、根據(jù)步驟四采集的圖像中人臉中各個器官的位置信息，對圖像進行包括旋轉(zhuǎn)、縮放、剪切操作獲得歸一化紅外灰度圖像； 步驟七、從所述步驟五中歸一化紅外灰度圖像提取出人臉部件特征，包括裸臉、眉毛、眼睛、鼻尖、嘴人臉部件，并利用主分量分析方法提取人臉部件的特征值； 步驟八、將所述人臉部件的特征值與人臉數(shù)據(jù)存儲區(qū)的已知人臉數(shù)據(jù)信息進行計算相似度和相似度排序比對，判斷所述人臉部件的特征值與已知人臉數(shù)據(jù)信息的相識度是否達到相似閾值； 步驟九、當所述相識度達到設(shè)定的相似閾值，則產(chǎn)生用于驅(qū)動電控鎖開關(guān)的控制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的家居門禁控制方法，其特征在于所述步驟三中濾光獲得紅外光譜段的紅外光的波長為850nm或和940nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或者2所述的家居門禁控制方法，其特征在于所述步驟五中，如果人臉在上視頻場景域位置大于1/5場景高度，則選用所述上視頻場景域采集的紅外灰度圖像，如果人臉在下視頻場景域位置小于4/5場景高度，則選用所述下視頻場景域采集的紅外灰度圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的家居門禁控制方法，其特征在于所述步驟四進一步包括中對所述紅外圖像信息進行圖像抽樣、圖像濾波和圖像格式轉(zhuǎn)換處理。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于人臉識別的家居門禁控制方法，包括將室外待監(jiān)測空間分為上視頻場景域和下視頻場景域；對所述待監(jiān)測空間進行紅外補光；將來自所述待監(jiān)測空間的光譜進行濾光獲得紅外光譜段的紅外光；第一、第二紅外光攝像頭交替采集來自所述上視頻場景域和下視頻場景域的所述紅外光，從而獲得相應的紅外圖像信息；推定待識別人臉在視頻場景中的實際位置來切換選擇上視頻場景域和下視頻場景域的紅外灰度圖像；從紅外灰度圖像提取出人臉部件特征；當所述相識度達到設(shè)定的相似閾值，則產(chǎn)生用于驅(qū)動電控鎖開關(guān)的控制信號。本發(fā)明家居門禁控制方法能克服環(huán)境光對人臉圖像穩(wěn)定性的影響，且能幫助用戶定位其人臉位置以獲取穩(wěn)定的人臉圖像，以實現(xiàn)高識別率。
文檔編號G06K9/20GK102955933SQ20111024338
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月24日
發(fā)明者張志偉, 王國田, 舒小保 申請人:蘇州飛銳智能科技有限公司