CN101183429A - 脸部辨识***及其操作方法和包括该***的安全*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种脸部辨识安全***,其包含使用者与其相互作用的终端,该终端包含至少两个相机、用于判定使用这些相机中的哪一个来捕获该使用者的脸部影像的装置,及用于显示该使用者的该脸部影像的装置,其中这些相机之一配置于另一相机之上。
Description
技术领域
本发明涉及脸部辨识***、安全***及操作该***的方法。具体而言,本发明还涉及包含一个或多个该***或使用该操作方法的门禁***。
背景技术
脸部辨识***已存在一些时间。该***主要试图验证使用者是否为合法或被授权的人,且该***可用于各种应用的安全***中。已开发此技术的一个公司为Cognitec System GmbH(www.cognitec-systems.de)。然而,本发明的发明者已发现,因许多原因,公知的此类***对使用者并不友好,且对维护这类***的管理者也不友好,并常常在其操作中导致高故障率。
本发明试图解决这些对使用者或***管理员不友好的问题,或至少向公众提供替代方法。
发明内容
根据本发明的第一方面,提供一种脸部辨识安全***,其包含使用者与其相互作用的终端,该终端包含至少两个相机、用于判定使用这些相机中的哪一个来捕获使用者的脸部影像的装置,及用于显示使用者的脸部影像的装置,其中这些相机中的一个配置于另一个(其他)相机之上。
优选地,该***可在终端处包含两个相机,且显示装置可配置于两个相机之间。显示于显示装置上的影像为镜像。
在一实施例中,该***可包含一个载有使用者或被授权使用者的脸部影像的信息的数据库。
适当地,该***可经由因特网而连接至该数据库。此配置的优点为可自远离该***的位置维护及更新该数据库。
有利地,该***可包含用于识别使用者的装置。该***可包含用于检测识别装置的装置。识别装置大体可呈卡式,该卡载有该***的各个被授权使用者的识别信息且提供至该***的各个被授权使用者。或者,检测装置可经调适以检测各使用者独有的其他特征。
根据本发明的第二方面,提供一用于允许或不允许使用者进入的门禁***,其包含如上文所描述的***。门禁***可包含一闸道或一门。在确认使用者的真实性后,该闸道或门可根据脸部辨识***的指令而打开。
根据本发明的第三方面,提供根据使用上文所描述的***来鉴别使用者身份的方法。
根据本发明的第四方面,提供根据使用脸部辨识***来鉴别使用者身份的方法,其包含如下步骤:(a)自试图通过该***的使用者获取第一组数据;(b)基于该第一组数据判定使用相机中的哪一个来捕获使用者的脸部影像;(c)捕获使用者的影像;(d)基于所捕获的影像产生第二组数据;(e)将该第二组数据与载有***的被授权使用者的识别的数据库中的信息进行比较;(f)基于该比较而同步产生第三组数据;及(g)基于该第三组数据,允许或拒绝使用者通过该***。在一实施例中,该方法可进一步包含在显示装置中显示使用者的脸部影像的步骤。
附图说明
图1说明根据本发明的一实施例的脸部辨识***或门禁***的终端透视图;
图2是图1所示终端的正视图;及
图3说明根据本发明一实施例的***操作逻辑的流程图。
主要元件符号说明
2终端
4相机
6监视器
8相机
10指示器
12检测器
具体实施方式
如上文所论述,脸部辨识***已存在一些时间。用于将所捕获的使用者脸部影像与储存在数据库中的影像进行比较并接着判定该使用者是否为被授权使用者的电脑软件并不陌生。公知的脸部辨识***通常设计有一终端,使用者通过该终端与该***相互作用。在使用时,使用者站在终端前,以便驻留在终端处的相机可捕获使用者的脸部影像。然而,因为该终端通常固定地安装在墙壁上或柱体上,且在该终端处将相机固定至距地面的某一高度,所以在影像捕获处理期间常常出现问题。因使用者有不同身高且相机被固定地安装,所以适当地捕获使用者的脸部影像常常不令人满意。本发明或如下文所描述的根据本发明的实施例试图解决与此问题相关联的问题。
如图1所示,根据本发明的第一实施例的脸部辨识***包含使用者与其相互作用的终端2。终端以合适高度固定地安装在一墙壁上。图1及图2分别展示展示终端2的正视图及透视图的示意图。终端2形状大体为长方形,且垂直地安置在墙壁上。自终端2的上端至下端,提供第一影像捕获装置(诸如相机4)、用于显示使用者的脸部影像的装置(诸如监视器6)、第二影像捕获装置(诸如相机8)、多个指示器10及用于检测使用者的识别的装置(诸如检测器12)。监视器6具有多种功能,这些功能之一为向使用者提供生物反馈,且随后在描述中将更详细地解释该功能。
虽未在图1及图2中展示,但该终端也包含用于判定使用相机4、8中哪一个相机来捕获使用者的脸部影像的装置。在此实施例中,此判定装置包含用于进行判定功能的电脑算法,但在其他实施例中,判定装置可包含经调适以进行判定程序的电路。***还包含先前颁予被授权使用该***的使用者的识别卡(例如,感应卡、智能卡等)。识别卡载有各被授权使用者的信息概况,诸如使用者的名字、进入权级别及身高(或身高类型)。来自该终端的检测器经调适以检测识别卡并自使用者的卡提取信息。应注意,可使用各种识别卡。这些卡包括接触型识别卡、非接触型识别卡、长距离RFID卡、短距离RFID卡、EM卡、Mifare卡及基于Wiegand的卡。视使用哪一种卡类型而定,判定装置将包括适于检测特定卡类型的各个读取器。
在此实施例中,终端2处的第一相机4经配置使得其位于距地面约5′9″处并接近监视器6,且终端2处的第二相机8经配置使得其位于距地面约5′3″处并接近监视器6且也在第一相机4之下。监视器6位于终端2处,在第一相机与第二相机之间。检测器12位于终端2的下端,在第二相机8之下。
此外,在此实施例中,有两种身高类型,即指定至较高的人的类型H及指定至较矮的人的类型h。在此实施例中,5英尺6英时或更高的人被分类为类型H,且低于5英尺6英时的人被分类为类型h。此身高类型是储存于其标识卡中的信息概况的一部分。为解释该***的特性及操作,在如下情境中假定使用者为类型H的人。
参看图3,处于其待用模式的***14准备好(类型H使用者的)脸部进行辨识或验证。当使用者走近终端2时,将在监视器6处提示其在检测器12处登录其识别卡。作为回应,使用者将其识别卡置放在检测器12处(见16)。检测器12接着首先试图验证该卡是否为有效卡(见18)。若该卡非有效卡,则其将输出信号至监视器6用于将错误消息显示在监视器6上(见20),且***接着返回至其待用模式(见22)。若该卡为有效卡,则其将试图自储存在卡中的概况提取其他信息并确定被验证的人的身高类型(即,类型H或类型h的使用者)(见24)。接着当该人被识别为类型H时(如上文在此实施例中所指示,使用者为类型H的人且识别卡在信息概况中向其指定此类型H信息),检测器将输出一信号以便启动位于较高位置的第一相机4(见20)。一旦相机4启动,其将经调适以在相机距离(自约5′6″至6′)捕获使用者的脸部影像。在捕获影像之后,所捕获的影像将转换为信息以供与数据库中的信息进行比较,从而试图确定具有该特定所捕获脸部影像的人是否为被授权通过该***的人(见28)。若发现所捕获的脸部影像并不对应于记录上的任何信息,则***将中止辨识处理(见30)并输出信号以将错误消息提示至监视器(见32),且接着立即返回至其待用模式(见34)。该***也将与此″不成功″辨识有关的信息登录在日志表上为供将来参考(见36)。若发现所捕获的脸部影像对应于被授权使用者的信息,则***将输出一信号将个人化问候消息提示至监视器(见38)。在***连接至入口闸道的情境中,该***也可经调适以输出用于自动开启该闸道或打开该闸道的信号。该***同样还将与此″成功″辨识有关得到信息登录在日志表上为供将来参考(见40)。***接着返回至其待用模式用于下一辨识实施(见42)。
当然,当***用以辨识类型h的被授权使用者的脸部影像时,将替代地启动下部相机8,但其余算法大体类似。
上文所描述的***在若干方面就技术而言是重要的。首先,在公知脸部辨识***中仅提供一相机。若相机相对于使用者过高地安装在固定物上,则相机倾向于捕获使用者脸部的顶部透视图,或者若使用者很矮,则相机倾向于捕获使用者前额的影像。应理解,连接至***的数据库载有使用者(或被授权的使用者)脸部影像的信息,且若所捕获的影像并非真正为使用者的脸部影像而是其前额影像,则尽管使用者很可能为被授权使用者,但辨识***将不能适当地区别使用者并允许该使用者通过该***。若相机相对于使用者过低地安装在固定物上,则相机倾向于捕获使用者脸部的下部透视图,或者若使用者很高,则相机倾向于捕获使用者下巴的影像。再者,此将类似地导致不成功的辨识实施。相反,根据上文所描述的实施例,通过使用双相机配置,该***能够在两个相机之间选择适当的相机以更精确地捕获使用者的脸部影像。
第二,在公知脸部辨识***中无用于向使用者提供反馈的装置可用。通常情况为,使用者并未站在相机正前方,且未意识到其站在对于辨识处理不适当的位置,从而该***将不能适当地执行辨识实施。相反,根据上文所说明的实施例,通过使用一监视器,使用者可看到在其走近终端时其影像是否出现在屏幕中。由于使用者在监视器中寻找其影像的自然倾向,使用者会在终端前移动自身直至其正面影像充分在监视器中显示。监视器的引入本质上产生生物反馈,由此使用者可因辨识***的作用而被引至适当位置。
根据本发明的第二实施例与第一实施例类似,除了监视器经调适以显示使用者的镜像,使得随着使用者向右移动,该影像将跟随并向右移动,且反之亦然。因为使用者可跟随影像的移动并相应地调整其位置,所以此设计是有利的。
根据本发明的第三实施例与第一实施例类似,除了未提供用于显示使用者的影像的装置。虽然此实施例欠佳,但其仍是有利的,因为使用两个相机至少可处理较宽范围的不同身高的使用者。
根据本发明的第四实施例与第一实施例类似,除了仅提供一相机。虽然此实施例欠佳,但其仍是有利的,因为在用于生物反馈目的的监视器的存在下,使用者至少可在监视器辅助下对自身进行定位以由***进行辨识。
根据本发明的第五实施例与第一实施例类似,除了检测器经调适以辨识被授权使用者的指纹。指纹辨识可用于(i)识别特定被授权使用者为哪一身高类型;及/或(ii)识别使用者究竟是否为被授权使用者。
可设想,在另一实施例中,具有脸部影像或被授权脸部影像的数据库可位于远程位置且终端经由因特网连接至该数据库。因许多原因,这是有利的。首先,可在远程位置进行数据库的维护。第二,因数据库在远程位置,可避免盗窃终端处的个人信息。第三,数据库可能包括罪犯的脸部影像,且若辨识***检测到该罪犯,该***可经调适而自动地通知执法机关。
还可设想,脸部辨识***可包含在门禁***中,用于允许或拒绝经由该***的入口进入建筑物。脸部辨识***可包含在其他***(诸如自动柜员机)中,由此允许使用者仅在其已通过脸部辨识***之后执行任何交易。
应注意,上文各种算法的执行可经由电路、软件编程、固件编程或其他硬件编程而进行,且使用任一执行模式皆并不偏离本发明的发明特征。
Claims (13)
1.一种脸部辨识安全***,其包含使用者与其相互作用的终端,该终端包含至少两个相机;用于判定使用这些相机中的哪一个来捕获该使用者的脸部影像的判定装置;及用于显示该使用者的该脸部影像的显示装置,其中这些相机之一配置于另一相机之上。
2.如权利要求1的***,其包含该两个相机,其中该显示装置配置于该两个相机之间。
3.如权利要求1或2的***,其中该影像为镜像。
4.如权利要求1或2的***,其进一步包含载有使用者的脸部影像信息的数据库。
5.如权利要求4的***,其中该数据库包含被授权使用者的脸部影像信息。
6.如权利要求4的***,其中该***经由因特网连接至该数据库。
7.如权利要求1或2的***,其进一步包含用于识别使用者的识别装置。
8.如权利要求7的***,其进一步包含用于检测该识别装置的检测装置。
9.如权利要求8的***,其中该识别装置大体呈卡式,该卡载有该***的各被授权使用者的识别信息且提供至该***的各被授权使用者。
10.一种用于允许或不允许使用者进入的门禁***,其包含如权利要求1或2的脸部辨识***。
11.一种通过使用如权利要求1或2的***来鉴别使用者身份的方法。
12.一种通过使用脸部辨识***来鉴别使用者身份的方法,其包含如下步骤:
(i)自该试图通过该***的使用者获取第一组数据;
(ii)基于该第一组数据判定使用相机中的哪一个来捕获该使用者的脸部影像;
(iii)捕获该使用者的该脸部影像;
(iv)基于该所捕获的影像产生第二组数据;
(v)将该第二组数据与载有该***的被授权使用者的识别的数据库中的信息进行比较;
(vi)基于步骤(v)中的该比较产生第三组数据;及
(vii)基于该第三组数据,允许或拒绝该使用者通过该***。
13.如权利要求12的方法,其包含在显示装置中显示该使用者的该脸部影像的步骤。
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