适于多种身高人群的人脸识别系统

技术领域

本发明涉及识别图像的技术领域，具体涉及适于多种身高人群的人脸识别系统。

背景技术

随着家居智能化程度的提高，越来越多的居住社区引入了基于人脸识别的门禁系统。目前，基于人脸识别的门禁系统普遍是通过将人脸识别的摄像装置固定在门禁处，保证摄像装置一定的识别范围。但是，对于进入居住社区的人群来说，个别人员的身高较高或较矮，门禁系统还是无法识别到人脸，使用起来不方便。

针对上述门禁系统人脸识别的问题，公开号为CN206179043U的专利公开一种人脸识别系统，该系统由服务器和多个与服务器通讯连接的人脸识别装置组成，每个人脸识别装置包括：三脚架、电动旋转装置以及电动俯仰装置等，采用上述技术方案中，由于人脸识别摄像头安装在支撑板上，而支撑板在三角架、电动旋转装置、电动俯仰装置等装置的配合下，可以方便的调整其高度、方向和角度，因而可以满足不同身高用户的使用要求，提高了用户的体验度，使人脸识别装置具有使用可靠性高、操作舒适的特点。

使用上述系统进行人脸识别时，当用户为进入门禁的儿童时，儿童由于身高较矮，都无法触发系统进行人脸识别，需要对现有的门禁系统进行更新换代才能够适应儿童的人脸识别，门禁系统的改进成本较大。

发明内容

本发明意在提供一种适于多种身高人群的人脸识别系统，以解决身高较矮的儿童无法触发现有门禁系统进行人脸识别的问题。

本方案中的适于多种身高人群的人脸识别系统，包括采集模块、调节模块、控制模块和闸机模块，所述采集模块用于采集用户的人脸图像发送至控制模块，所述调节模块带动采集模块调节位置，所述控制模块将人脸图像与预存的脸部信息进行匹配，在匹配到相同的人脸图像和脸部信息时，所述控制模块控制闸机模块打开供用户通过；

还包括移动触发模块和处理模块，所述移动触发模块距离地面的距离为采集模块距离地面高度的二分之一，所述移动触发模块采集用户在地面以上预设高度和预设距离范围内的行走图像，所述处理模块获取行走图像，所述处理模块判断用户身形是否完整位于行走图像上，所述处理模块在用户身形完整位于行走图像上时向控制模块发送降低调节信号，所述控制模块根据降低调节信号控制调节模块启动。

本方案的有益效果是：

在用户进入社区时，通过调节模块带动采集模块进行位置调整，让采集模块采集人脸图像发送至控制模块进行匹配，在匹配成功时，由控制模块控制闸机模块打开供用户进入；同时，由移动触发模块采集用户在地面以上预设范围内的行走图像，即用户下半身的行走图像，让处理模块根据行走图像识别用户身形，即判断用户位于行走图像上的下半身身形，并判断用户身形是否完整地位于行走图像上，即判断用户是否为儿童，在判断用户身形完整地位于行走图像上时，由处理模块向控制模块发送降低调节信号，以触发控制模块控制调节模块启动调节采集模块的位置，准确采集用户的人脸信息；并且移动触发模块和处理模块可以独立于闸机相关的模块进行设置，移动触发模块和处理模块可以直接附加到现有已有的闸机上，无需对闸机相关的模块进行较大的改进或更换，使用更灵活方便，降低成本。

进一步，所述处理模块将行走图像上用户身形的身形顶边缘与行走图像的顶部边沿进行对比，当身形顶边缘低于图像顶部边沿时，所述处理模块判断用户身形完整位于行走图像上。

有益效果是：当儿童用户靠近闸机模块时，根据儿童用户在行走图像上的身形顶边缘是否低于行走图像的顶部边沿，身形顶边缘未接触到行走图像的顶部边沿，从而判断用户身形是否完整地位于行走图像上，提高儿童用户识别的准确性，以及时触发调节模块对采集模块的位置进行调节。

进一步，当身形顶边缘接触顶部边沿时，所述处理模块从行走图像中识别用户行走时的腿部行走轮廓，当腿部行走轮廓为一个独立的条形柱时，所述处理模块判断用户身形完整位于行走图像上，当腿部行走轮廓为两个独立的条形柱时，所述处理模块判断用户身形位于移动触发模块的采集范围外，所述处理模块向控制模块发送抬升调节信号，所述控制模块根据抬升调节信号控制调节模块启动。

有益效果是：对于闸机的人脸图像采集来说，采集模块预设的正常高度能够满足大部分用户的需求，而移动触发模块的设置对于部分身高较矮的用户来说能够采集到身形整体，对于部分身高较高的用户来说只能够采集到腿部，所以，在用户的身形顶边缘位于行走图像的顶部边沿时，通过识别行走时的腿部行走轮廓，并判断行走轮廓是一个独立的条形柱还是两个独立的条形柱，从而判断用户身形是身高较矮的用户还是身形较高的用户，提高调节采集模块位置的准确性。

进一步，所述移动触发模块连续采集多张行走图像，所述处理模块在用户身形完整位于行走图像时从多张行走图像中识别出同一用户腿部的行走角度，当行走角度小于预设角度时，所述处理模块确认判断该行走图像上的腿部行走轮廓为一个独立的条形柱，所述处理模块向控制模块发送降低调节信号。

有益效果是：由于儿童用户的身高较小，腿也短，儿童用户行走时腿部打开的角度比较小，所以，通过多张行走图像，便于采集到用户行走时的腿部的行走角度，即行走时两腿打开的角度，然后判断行走角度的大小，在行走角度较小时判断腿部行走轮廓为一个独立的条形柱，向控制模块发送降低调节信号，让采集模块的位置降低，提高判断儿童用户的准确性，以及时触发进行人脸识别。

进一步，所述处理模块将多张行走图像上同一位置上用户身形作为一个用户进行识别，所述同一位置为行走图像上像素点坐标加上预设偏差后的位置。

有益效果是：以多张行走图像上同一位置上的用户身形作为一个用户进行识别，提高判断的准确性。

进一步，还包括红外成像模块，在腿部行走轮廓为一个独立的条形柱时，所述处理模块获取向红外成像模块发送成像信号，所述红外成像模块根据成像信号对用户行走的红外图像成像，所述处理模块获取红外图像并识别红外行走轮廓进行判断，在红外行走轮廓顶部接触顶部边沿且红外行走轮廓为两个独立的条形柱时，所述处理模块将用户身形完整位于行走图像上更改成用户身形位于移动触发模块的采集范围外。

有益效果是：由于用户的衣着影响，例如成人用户穿着较长的大衣或者长裙时，由于衣服包裹的误导容易将腿部行走轮廓判断为一个独立的条形柱，不容易准确采集到用户的行走角度，所以，在识别到腿部行走轮廓为一个独立的条形柱时，再进行红外成像，并再次判断行走轮廓，即对红外图像上的红外行走轮廓进行判断，以准确识别到行走图像上两个独立的条形柱，减少衣着对用户身形是否完整位于行走图像上的干扰；不是每个人都进行红外成像并再次判断行走轮廓，节省判断程序。

进一步，所述控制模块在匹配到相同的人脸图像与脸部信息时向处理模块发送计数信号，所述处理模块根据计数信号在预设时长内对通过人数计数得到计数值，所述处理模块在计数值小于预设阈值时获取行走图像。

有益效果是：由于在通过闸机进入社区的用户较多时，即使有儿童需要进入，儿童可以跟随在成人身后进入，例如儿童跟随监护人进入时，通过计数判断进入用户的多少，且只有在进入用户较少而儿童只能自己进入社区时，才获取行走图像进行识别判断，无需单独识别儿童然后打开闸机模块，减少系统在进入社区的人流高峰期的运算处理量，方便使用。

附图说明

图1为本发明适于多种身高人群的人脸识别系统实施例一的示意性框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明。

实施例一

适于多种身高人群的人脸识别系统，如图1所示：包括采集模块、调节模块、控制模块、闸机模块、移动触发模块和处理模块；采集模块可用现有的摄像头，采集模块信号连接控制模块，调节模块可用现有的液压缸进行高度调节，调节模块信号连接控制模块，闸机模块可用现有的门禁闸机设备，闸机模块信号连接控制模块，控制模块可用现有的闸机控制器；控制模块可以通过有线通信或者无线通信方式信号连接处理模块，处理模块可用现有海思的SOC芯片，移动触发模块可用现有的高清摄像头，移动触发模块可以通过垫片和螺钉固定到闸机模块的出入口处，移动触发模块位于采集模块的下方位置处。

采集模块用于采集用户的人脸图像发送至控制模块，控制模块将人脸图像与预存的脸部信息进行匹配，在匹配到人脸图像与预存的脸部信息相同时，预存的脸部信息可以是小区允许通过的业主的人脸信息，控制模块控制闸机模块打开供用户通过；控制模块在匹配到人脸图像与脸部信息相同时向处理模块发送计数信号，即每通过闸机模块一个用户就进行计数，处理模块根据计数信号在预设时长内对通过人数计数得到计数值，预设时长可以根据进入社区的人流高峰时段进行设置，如预设时长可以设置成十五分钟，处理模块在计数值小于预设阈值时获取行走图像，预设阈值可以根据每个社区的需求进行设置，例如预设阈值可以设置成五。

移动触发模块安装时距离地面的距离为采集模块距离地面高度的二分之一，即移动触发模块的高度小于采集模块的高度，移动触发模块采集用户在地面以上预设高度和预设距离范围内的行走图像，预设高度和预设距离根据高清摄像头安装后的视角范围进行设置，处理模块获取行走图像并识别用户身形，处理模块通过对图像进行灰度处理后使用图像梯度算法提取轮廓作为用户身形，处理模块判断用户身形是否完整位于行走图像上，具体判断方法为，处理模块将行走图像上用户身形的身形顶边缘与行走图像的顶部边沿进行对比，身形顶边缘即行走图像上拍摄到用户的轮廓的最高点，顶部边沿即为行走图像的边沿，当身形顶边缘位于顶部边沿下方时，处理模块判断用户身形完整位于行走图像上。

处理模块在用户身形完整位于行走图像上时向控制模块发送降低调节信号，控制模块根据降低调节信号控制调节模块启动，调节模块启动带动采集模块以降低方式调节位置。

当身形顶边缘接触顶部边沿时，即身形顶边缘达到顶部边沿的位置，处理模块从行走图像中识别用户行走时的腿部行走轮廓，腿部行走轮廓为用户身形更具体的轮廓，当腿部行走轮廓为一个独立的条形柱时，处理模块判断用户身形完整位于行走图像上，当腿部行走轮廓为两个独立的条形柱时，处理模块判断用户身形位于移动触发模块的采集范围外，即用户较高只能拍摄到两条腿时，处理模块向控制模块发送抬升调节信号，控制模块根据抬升调节信号控制调节模块启动，由调节模块带动采集模块上升。

移动触发模块连续采集多张行走图像，处理模块在用户身形完整位于行走图像时从多张行走图像中识别出同一用户腿部的行走角度，行走角度即为行走时两条腿的夹角，当行走角度小于预设角度时，预设角度可以根据儿童用户的实际情况进行设置，儿童用户根据实际情况进行设定，例如儿童用户可以五岁以下的儿童，例如预设角度设置成20°，处理模块确认判断该行走图像上的腿部行走轮廓为一个独立的条形柱，处理模块向控制模块发送降低调节信号；处理模块将多张行走图像上同一位置上用户身形作为一个用户进行识别，同一位置为行走图像上像素点坐标加上预设偏差后的位置。

具体实施过程如下：

在使用时，通过采集模块采集人脸图像，然后由控制模块将人脸图像与脸部信息进行匹配，匹配成功时打开闸机模块供通行，同时由控制模块向处理模块发送计数信号，并且由移动触发模块连续采集多张行走图像，行走图像为用户在地面以上预设高度和预设距离范围内行走时的图像，通过处理模块将多张行走图像上同一位置上用户身形作为一个用户进行识别，还让处理模块同时在预设时长内进行计数得到计数值，在计数值小于预设阈值时，处理模块从移动触发模块获取行走图像。

由处理模块从行走图像上识别用户身形，由处理模块将行走图像上用户身形的身形顶边缘与行走图像的顶部边沿进行对比以判断用户身形是否完整位于行走图像上，当身形顶边缘位于顶部边沿下方时，由处理模块判断用户身形完整位于行走图像上；当用户身形完整位于行走图像上时，由处理模块向控制模块发送降低调节信号，让控制模块控制调节模块带动采集模块下降高度采集儿童用户的人脸图像；当身形顶边缘接触顶部边沿时，由处理模块判断用户身形未完整位于行走图像上，此时，再由处理模块从行走图像中识别用户行走时的腿部行走轮廓，当腿部行走轮廓为一个独立的条形柱时，由处理模块判断用户身形完整位于行走图像上，通过处理模块发送降低调节信号，当腿部行走轮廓为两个独立的条形柱时，即只拍摄到业主的两条腿时，由处理模块判断用户身形位于移动触发模块的采集范围外，由处理模块向控制模块发送抬升调节信号，让控制模块根据抬升调节信号控制调节模块启动，由调节模块带动采集模块上升，通过让处理模块在用户身形完整位于行走图像时从多张行走图像中识别出同一用户腿部的行走角度，并在行走角度小于预设角度时判断行走轮廓为一个独立的条形柱，即判断目标为身高较矮的儿童用户。

以让身高较矮的儿童用户也可以单独使用人脸识别系统通过闸机模块，让身高较矮的用户也能使用，增大能够使用的用户范围，多重判断方式减少误判，让调节采集模块高度的动作更准确。

实施例二

与实施例一的区别在于，还包括红外成像模块，在腿部行走轮廓为一个独立的条形柱时，处理模块获取向红外成像模块发送成像信号，红外成像模块根据成像信号对用户行走的红外图像成像，处理模块获取红外图像并识别红外行走轮廓进行判断，在红外行走轮廓顶部接触顶部边沿且红外行走轮廓为两个独立的条形柱时，处理模块将用户身形完整位于行走图像上更改成用户身形位于移动触发模块的采集范围外。

在识别到腿部行走轮廓为一个独立的条形柱时，再进行红外成像，并再次判断行走轮廓，即对红外图像上的红外行走轮廓进行判断，以准确识别到行走图像上两个独立的条形柱，减少衣着对用户身形是否完整位于行走图像上的干扰；不是每个人都进行红外成像并再次判断行走轮廓，节省判断程序。

实施例三

与实施例一的区别是，处理模块在行走角度小于预设角度时计算中心角距离地面的高度值，例如通过在行走图像上设置坐标轴，获取行走角度中心角的第一点坐标和行走角度在地面上的垂点的第二点坐标，以第一点坐标和第二点坐标计算高度值，处理模块将高度值与高度阈值进行对比，当高度值小于高度阈值时，处理模块判断行走轮廓为一个独立的条形柱，这里的“一个”是指数量上的“一”，即判断目标为身高较矮的儿童用户。

由于不同身高人员的行走角度可能一样，所以，在获取到行走角度时通过判断行走角度中心角与地面的高度值，然后根据高度值判断是否为一个独立的条形柱，以准确判断出身高较矮的儿童用户，减少误判用户身高导致采集模块无法采集到相应的人脸信息，提高用户以人脸识别方式进入小区的速度。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。