一種人臉識(shí)別門(mén)禁系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種人臉識(shí)別門(mén)禁系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]門(mén)禁系統(tǒng)，又稱出入管理控制系統(tǒng)，是一種管理人員進(jìn)出的數(shù)字化管理系統(tǒng)。常見(jiàn)的門(mén)禁系統(tǒng)有:密碼門(mén)禁系統(tǒng)，非接觸IC卡(感應(yīng)式IC卡)門(mén)禁系統(tǒng)，指紋虹膜掌型生物識(shí)別門(mén)禁系統(tǒng)等的總稱。
[0003]出入口門(mén)禁安全管理系統(tǒng)是新型現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng)，它集微機(jī)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施為一體，它涉及電子，機(jī)械，光學(xué)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)，生物技術(shù)等諸多新技術(shù)。它是解決重要部門(mén)出入口實(shí)現(xiàn)安全防范管理的有效措施。適用各種機(jī)要部門(mén)，如銀行、賓館、機(jī)房、軍械庫(kù)、機(jī)要室、辦公間，智能化小區(qū)，工廠等。
[0004]硬件部分可分為:
[0005]多功能掃描儀:獲得實(shí)驗(yàn)人員的掌形信息并向主機(jī)傳送。
[0006]主機(jī):接受從多功能掃描儀傳送過(guò)來(lái)的掌形信息，對(duì)其進(jìn)行判斷并向控制器下達(dá)命令以及接受控制器的信息。
[0007]控制器:接受主機(jī)下達(dá)的命令，并執(zhí)行。
[0008]電機(jī):執(zhí)行控制器的命令，帶動(dòng)傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)。
[0009]傳動(dòng)裝置:傳遞電機(jī)和門(mén)之間的運(yùn)動(dòng)。
[0010]傳感器:對(duì)人的通過(guò)進(jìn)行感應(yīng)。
[0011]報(bào)警系統(tǒng):當(dāng)實(shí)驗(yàn)人員非法進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室時(shí)進(jìn)行報(bào)警。
[0012]在數(shù)字技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展的今天門(mén)禁技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。門(mén)禁系統(tǒng)早已超越了單純的門(mén)道及鑰匙管理，它已經(jīng)逐漸發(fā)展成為一套完整的出入管理系統(tǒng)。它在工作環(huán)境安全、人事考勤管理等行政管理工作中發(fā)揮著巨大的作用。在該系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加相應(yīng)的輔助設(shè)備可以進(jìn)行電梯控制、車(chē)輛進(jìn)出控制，物業(yè)消防監(jiān)控、保安巡檢管理、餐飲收費(fèi)管理等，真正實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)一卡智能管理。
[0013]其原理一般為:讀卡頭用來(lái)讀取刷卡人員的智能卡信息(卡號(hào))，再轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送到門(mén)禁控制器中，控制器根據(jù)接收到的卡號(hào)，通過(guò)軟件判斷該持卡人是否得到過(guò)授權(quán)在此時(shí)間段可以進(jìn)入大門(mén)，根據(jù)判斷的結(jié)果完成開(kāi)鎖、保持閉鎖等工作。對(duì)于聯(lián)網(wǎng)型門(mén)禁系統(tǒng)，控制器也接受來(lái)自管理計(jì)算機(jī)發(fā)送的人員信息和相對(duì)應(yīng)的授權(quán)信息，同時(shí)向計(jì)算機(jī)傳送進(jìn)出門(mén)的刷卡記錄。單個(gè)控制器就可以組成一個(gè)簡(jiǎn)單的門(mén)禁系統(tǒng)，用來(lái)管理一個(gè)或兩個(gè)門(mén)。多個(gè)控制器通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)同計(jì)算機(jī)連接起來(lái)就組成了整個(gè)建筑的門(mén)禁系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)裝有門(mén)禁系統(tǒng)的管理軟件，它管理著系統(tǒng)中所有的信息分析與處理。
[0014]門(mén)禁系統(tǒng)按識(shí)別方式可分為以下幾種:
[0015]1、密碼識(shí)別
[0016]密碼識(shí)別:通過(guò)檢驗(yàn)輸入密碼是否正確來(lái)識(shí)別進(jìn)出權(quán)限。
[0017]這類(lèi)產(chǎn)品又分兩類(lèi):一類(lèi)是普通型，一類(lèi)是亂序鍵盤(pán)型(鍵盤(pán)上的數(shù)字不固定，不定期自動(dòng)變化)。
[0018]普通型:
[0019]優(yōu)點(diǎn):操作方便，無(wú)須攜帶卡片；成本低。
[0020]缺點(diǎn):同時(shí)只能容納三組密碼，容易泄露，安全性很差；無(wú)進(jìn)出記錄；只能單向控制。
[0021]亂序鍵盤(pán)型(鍵盤(pán)上的數(shù)字不固定，不定期自動(dòng)變化):
[0022]優(yōu)點(diǎn):操作方便，無(wú)須攜帶卡片，安全系數(shù)稍高
[0023]缺點(diǎn):密碼容易泄露，安全性還是不高；無(wú)進(jìn)出記錄；只能單向控制。成本高。
[0024]2、卡片識(shí)別
[0025]卡片識(shí)別:通過(guò)讀卡或讀卡加密碼方式來(lái)識(shí)別進(jìn)出權(quán)限，按卡片種類(lèi)又分為
[0026]普通讀卡器:磁卡
[0027]優(yōu)點(diǎn):成本較低；一人一卡(+密碼)，安全一般，可聯(lián)微機(jī)，有開(kāi)門(mén)記錄
[0028]缺點(diǎn):卡片，設(shè)備有磨損，壽命較短；卡片容易復(fù)制；不易雙向控制?？ㄆ畔⑷菀滓蛲饨绱艌?chǎng)丟失，使卡片無(wú)效。
[0029]射頻卡
[0030]優(yōu)點(diǎn):卡片，設(shè)備無(wú)接觸，開(kāi)門(mén)方便安全；壽命長(zhǎng)，理論數(shù)據(jù)至少十年；安全性高，可聯(lián)微機(jī)，有開(kāi)門(mén)記錄；可以實(shí)現(xiàn)雙向控制?？ㄆ茈y被復(fù)制。
[0031]缺點(diǎn):成本較高。
[0032]人臉識(shí)別，是基于人的臉部特征信息進(jìn)行身份識(shí)別的一種生物識(shí)別技術(shù)。用攝像機(jī)或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流，并自動(dòng)在圖像中檢測(cè)和跟蹤人臉，進(jìn)而對(duì)檢測(cè)到的人臉進(jìn)行臉部的一系列相關(guān)技術(shù)，通常也叫做人像識(shí)別、面部識(shí)別。
[0033]人臉識(shí)別系統(tǒng)主要包括四個(gè)組成部分，分別為:人臉圖像采集及檢測(cè)、人臉圖像預(yù)處理、人臉圖像特征提取以及匹配與識(shí)別。
[0034]人臉圖像采集:不同的人臉圖像都能通過(guò)攝像鏡頭采集下來(lái)，比如靜態(tài)圖像、動(dòng)態(tài)圖像、不同的位置、不同表情等方面都可以得到很好的采集。當(dāng)用戶在采集設(shè)備的拍攝范圍內(nèi)時(shí)，采集設(shè)備會(huì)自動(dòng)搜索并拍攝用戶的人臉圖像。
[0035]人臉檢測(cè):人臉檢測(cè)在實(shí)際中主要用于人臉識(shí)別的預(yù)處理，即在圖像中準(zhǔn)確標(biāo)定出人臉的位置和大小。人臉圖像中包含的模式特征十分豐富，如直方圖特征、顏色特征、模板特征、結(jié)構(gòu)特征及Haar特征等。人臉檢測(cè)就是把這其中有用的信息挑出來(lái)，并利用這些特征實(shí)現(xiàn)人臉檢測(cè)。
[0036]主流的人臉檢測(cè)方法基于以上特征采用Adaboost學(xué)習(xí)算法，Adaboost算法是一種用來(lái)分類(lèi)的方法，它把一些比較弱的分類(lèi)方法合在一起，組合出新的很強(qiáng)的分類(lèi)方法。
[0037]人臉檢測(cè)過(guò)程中使用Adaboost算法挑選出一些最能代表人臉的矩形特征(弱分類(lèi)器)，按照加權(quán)投票的方式將弱分類(lèi)器構(gòu)造為一個(gè)強(qiáng)分類(lèi)器，再將訓(xùn)練得到的若干強(qiáng)分類(lèi)器串聯(lián)組成一個(gè)級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的層疊分類(lèi)器，有效地提高分類(lèi)器的檢測(cè)速度。
[0038]人臉圖像預(yù)處理:對(duì)于人臉的圖像預(yù)處理是基于人臉檢測(cè)結(jié)果，對(duì)圖像進(jìn)行處理并最終服務(wù)于特征提取的過(guò)程。系統(tǒng)獲取的原始圖像由于受到各種條件的限制和隨機(jī)干擾，往往不能直接使用，必須在圖像處理的早期階段對(duì)它進(jìn)行灰度校正、噪聲過(guò)濾等圖像預(yù)處理。對(duì)于人臉圖像而言，其預(yù)處理過(guò)程主要包括人臉圖像的光線補(bǔ)償、灰度變換、直方圖均衡化、歸一化、幾何校正、濾波以及銳化等。
[0039]人臉圖像特征提取:人臉識(shí)別系統(tǒng)可使用的特征通常分為視覺(jué)特征、像素統(tǒng)計(jì)特征、人臉圖像變換系數(shù)特征、人臉圖像代數(shù)特征等。人臉特征提取就是針對(duì)人臉的某些特征進(jìn)行的。人臉特征提取，也稱人臉表征，它是對(duì)人臉進(jìn)行特征建模的過(guò)程。人臉特征提取的方法歸納起來(lái)分為兩大類(lèi):一種是基于知識(shí)的表征方法；另外一種是基于代數(shù)特征或統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)的表征方法。
[0040]基于知識(shí)的表征方法主要是根據(jù)人臉器官的形狀描述以及他們之間的距離特性來(lái)獲得有助于人臉?lè)诸?lèi)的特征數(shù)據(jù)，其特征分量通常包括特征點(diǎn)間的歐氏距離、曲率和角度等。人臉由眼睛、鼻子、嘴、下巴等局部構(gòu)成，對(duì)這些局部和它們之間結(jié)構(gòu)關(guān)系的幾何描述，可作為識(shí)別人臉的重要特征，這些特征被稱為幾何特征?；谥R(shí)的人臉表征主要包括基于幾何特征的方法和模板匹配法。
[0041]人臉圖像匹配與識(shí)別:提取的人臉圖像的特征數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的特征模板進(jìn)行搜索匹配，通過(guò)設(shè)定一個(gè)閾值，當(dāng)相似度超過(guò)這一閾值，則把匹配得到的結(jié)果輸出。人臉識(shí)別就是將待識(shí)別的人臉特征與已得到的人臉特征模板進(jìn)行比較，根據(jù)相似程度對(duì)人臉的身份信息進(jìn)行判斷。這一過(guò)程又分為兩類(lèi):一類(lèi)是確認(rèn)，是一對(duì)一進(jìn)行圖像比較的過(guò)程，另一類(lèi)是辨認(rèn)，是一對(duì)多進(jìn)行圖像匹配對(duì)比的過(guò)程。
[0042]現(xiàn)有技術(shù)中，門(mén)禁系統(tǒng)需要通過(guò)預(yù)設(shè)的門(mén)禁卡來(lái)解鎖，尚沒(méi)有一種可以通過(guò)人臉識(shí)別自動(dòng)解鎖的門(mén)禁系統(tǒng)，或者，通過(guò)人體生物識(shí)別的門(mén)禁系統(tǒng)僅是單方面的生物識(shí)別，缺少更為復(fù)雜的驗(yàn)證配合，安全性存在問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0043]本發(fā)明提供一種人臉識(shí)別門(mén)禁系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中門(mén)禁系統(tǒng)安全性低、應(yīng)用性差的問(wèn)題。
[0044]一種人臉識(shí)別門(mén)禁系統(tǒng)，包括:
[0045]密碼驗(yàn)證器，用于接收輸入密碼并發(fā)送主機(jī)；
[0046]攝像頭，用于采集人臉信息并發(fā)送主機(jī)；