CN108763893A - 基于人脸识别的读写装置、方法及电子设备 - Google Patents

基于人脸识别的读写装置、方法及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于人脸识别的信息读写方法，包括如下步骤：当侦测到电子设备与外接读写设备连接时，将摄像头启动以采集当前人脸图像信息；对采集到的人脸图像信息进行转换以得到初始图像，并对初始图像进行编码获得数字图像序列以进行传输；对接收到的数字图像序列进行解码以得到初始图像，并对初始图像进行预处理以得到灰度图像；判断灰度图像和预存的人脸图像信息的相似度是否大于预设值，并当灰度图像和预存的人脸图像信息的相似度大于预设值时，产生切换指令；依据切换指令，将电子设备切换到可读写模式。本发明提供的基于人脸识别的信息读写方法提高了对电子设备读写的安全性。本发明还提供一种基于人脸识别的读写装置及电子设备。

Description

基于人脸识别的读写装置、方法及电子设备
【技术领域】
本发明涉及信息读写技术领域，尤其涉及一种基于人脸识别的读写装置、方法及电子设备。
【背景技术】
随着科技的发展，电子设备，例如，手机，已经成为人们工作和生活中必不可少的工具。目前，用户通常将手机通过USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)与电脑相连以对手机中存储的内容进行读取或者通过电脑来对手机的配置进行更改以及将相关资料写入到手机中。
然而，在电脑对手机进行读写的过程中，只需要手机处于解锁状态即可，亦即，若用户的手机在解锁过程中被他人盗用并与电脑相连，将导致用户的隐私信息泄露，进而影响用户信息的安全性。
鉴于此，实有必要提供一种基于人脸识别的读写装置、方法及电子设备以克服上述缺陷。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种安全性较高的基于人脸识别的读写装置、方法及电子设备。
为了实现上述目的，本发明提供一种基于人脸识别的读写装置，应用于电子设备中，所述电子设备包括摄像头；基于人脸识别的读写装置包括：
侦测模块，用于当侦测到所述电子设备与外接读写设备连接时，将所述摄像头启动以采集当前人脸图像信息；
转换编码模块，用于对采集到的人脸图像信息进行转换以得到初始图像，并对所述初始图像进行编码获得数字图像序列以进行传输；
图像处理模块，用于对接收到的数字图像序列进行解码以得到所述初始图像，并对所述初始图像进行预处理以得到灰度图像；
判断模块，用于判断所述灰度图像和预存的人脸图像信息的相似度是否大于预设值，并当所述灰度图像和预存的人脸图像信息的相似度大于预设值时，产生切换指令；
以及读写模块，用于依据所述切换指令，将所述电子设备切换到可读写模式。
本发明还提供一种基于人脸识别的信息读写方法，应用于电子设备中，所述电子设备包括摄像头；所述基于人脸识别的信息读写方法包括如下步骤：
当侦测到所述电子设备与外接读写设备连接时，将所述摄像头启动以采集当前人脸图像信息；
对采集到的人脸图像信息进行转换以得到初始图像，并对所述初始图像进行编码获得数字图像序列以进行传输；
对接收到的数字图像序列进行解码以得到所述初始图像，并对所述初始图像进行预处理以得到灰度图像；
判断所述灰度图像和预存的人脸图像信息的相似度是否大于预设值，并当所述灰度图像和预存的人脸图像信息的相似度大于预设值时，产生切换指令；
依据所述切换指令，将所述电子设备切换到可读写模式。
本发明还提供一种电子设备，包括摄像头、存储器以及处理器；所述存储器中存有如上所述的基于人脸识别的读写装置。
本发明所提供的基于人脸识别的读写装置、方法及电子设备，当电子设备与外接设备相连时，基于人脸识别的读写装置通过摄像头采集当前人脸图像信息，并当判定当前人脸图像信息为用户本人操作时，才将电子设备切换到读写模式。若当前人脸图像信息并不是用户本人，即使电子设备处于解锁模式，也不能对电子设备进行读写操作，进而提高了电子设备的安全性，避免了用户的隐私信息因电子设备被盗用而泄露的情况发生。
为使发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
【附图说明】
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。
图1为本发明实较佳施例提供的电子设备的方框示意图。
图2为图1中基于人脸识别的读写装置的功能模块图。
图3为本发明较佳实施例提供的基于人脸识别的信息读写方法的流程图。
图4为图2中图像处理模块的子功能模块图。
图5为图像处理模块对图像进行处理的子流程图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。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。
当一个元件被认为与另一个元件“相连”时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
请参阅图1，图1是本发明较佳实施例提供的电子设备100的方框示意图。本发明实施例中的电子设备100可以是，但不限于，智能手机、平板电脑等。电子设备100包括：存储器110、处理器120、摄像头130以及基于人脸识别的读写装置200。
存储器110、处理器120及摄像头130各元件之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器110中存储有基于人脸识别的读写装置200，基于人脸识别的读写装置200包括至少一个能够以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器110中的软件功能模块。处理器120通过运行存储在存储器110内的软件程序以及模块，如本发明实施例中的基于人脸识别的读写装置200，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现本发明实施例中的基于人脸识别的信息读写方法。
其中，存储器110可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器110用于存储程序，处理器120在接收到执行指令后执行程序。可以理解，处理器120以及其他可能的组件对存储器110的访问可在存储控制器的控制下进行。
处理器130可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器130可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等。还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
其中，摄像头130用于采集人脸的图像信息，在本实施方式中，摄像头130设置于电子设备100带有屏幕的一侧，即摄像头130为前置摄像头。可以理解，电池设备100还可以包括其他摄像头，例如，设置于电子设备100与屏幕相背的一侧的摄像头，即后置摄像头，用于拍摄影像或者风景。
可以理解，图1所示的结构仅为示意，电子设备100还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
请再参阅图2，其为本发明较佳实施例提供的基于人脸识别的读写装置200的功能模块图。基于人脸识别的读写装置200包括侦测模块210、转换编码模块220、图像处理模块230、判断模块240以及读写模块250。可以理解地，上述各功能模块可以软件程序的形式存储于存储器110中，并由处理器120执行。替代实施例中，上述各功能模块也可为具有特定功能的硬件，例如，烧录有特定软件程序的芯片。
下面结合图3对上述各功能模块进行详细的介绍。
如图3所示，其为本发明较佳实施例提供的基于人脸识别的读写方法的流程图。所应说明的是，本发明的方法并不受限于下述步骤的顺序，且其他实施例中，本发明的方法可以只包括以下步骤的其中一部分，或者其中一个步骤可以被拆分为几个步骤。
步骤S21，侦测模块210用于当侦测到电子设备100与外接读写设备连接时，将摄像头130启动以采集当前人脸图像信息。
可以理解，当电子设备100通过USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)与读写设备连接时，侦测模块210会通过电子设备100的USB接口侦测到连接信号，此时，侦测模块210将摄像头130开启以捕捉当前人脸图像信息。需要说明的是，在本实施方式中，电子设备100以手机为例，外接读写设备以笔记本电脑为例。
步骤S22，转换编码模块220用于对采集到的人脸图像信息进行转换以得到初始图像，并对初始图像进行编码获得数字图像序列以进行传输。
具体的，转换编码模块220与摄像头130相连，首先将摄像头130采集到的人脸图像信息由光信号转成电信号以得到初始图像；然后对初始图像进行编码以得到数字图像序列。其中，数字图像序列为可以传输的二进制码、八进制码或者十六进制码等数字编码。可以理解，通过摄像头130采集的人脸图像信息为光学信号，需要先转换成电信号，再进行编码才能进行传输。
步骤S23，图像处理模块230用于对接收到的数字图像序列进行解码以得到初始图像，并对初始图像进行预处理以得到灰度图像。
具体地，图像处理模块230对初始图像进行灰度化及光照补偿预处理以得到灰度图像，在本实施方式中，由于对初始图像进行灰度化及光照补偿预处理，进而能够提高图像质量。
步骤S24，判断模块240用于判断灰度图像和预存的人脸图像信息的相似度是否大于预设值；若灰度图像和预存的人脸图像信息的相似度大于预设值，则产生切换指令，并进入步骤S25；若灰度图像和预存的人脸图像信息的相似度不大于预设值，则判断模块240不发出任何指令。
可以理解，存储器110中预存有用户的人脸图像信息，因此，可以通过当前人脸图像信息和预存人脸图像信息进行比对来确定对当前用户是否为用户本人。
步骤S25，读写模块250用于依据切换指令，将电子设备100切换到可读写模式。
可以理解，若经判断模块240判断当前人脸图像信息和预存的人脸图像信息的相似度大于预设值，则表明当前操作人员为本人操作，因此，读写模块250依据切换指令将电子设备100切换到可读写模式，亦即，此时，外接读写设备可对电子设备100进行读写。需要说明的是，在读写模式下，用户可以对电子设备100进行其他操作，也可以限定只能对电子设备100进行读写资料(即读资料或者存资料)，因此，本实施方式中的读写模式和电子设备100的解锁模式并不相同，可以依据用户具体的需求而进行相关功能的限定。
本发明所提供的基于人脸识别的读写装置200、方法及电子设备100，当电子设备100与外接设备相连时，基于人脸识别的读写装置200通过摄像头130采集当前人脸图像信息，并当判定当前人脸图像信息为用户本人操作时，才将电子设备100切换到读写模式。若当前人脸图像信息并不是用户本人，即使电子设备100处于解锁模式，也不能对电子设备100进行读写操作，进而提高了电子设备100的安全性，避免了用户的隐私信息因电子设备100被盗用而泄露的情况发生。
为了提高判断灰度图像和预存的人脸图像信息的相似度的准确率，请再参阅图4，其为图像处理模块230的子功能模块图。图像处理模块230包括预处理单元231、特征提取单元232以及确认单元233。其中，预处理单元231用于对初始图像进行预处理以得到灰度图像。
下面结合图5对上述各功能单元进行详细的介绍。
步骤S231，预处理单元231还用于对灰度图像进行二层小波变换以得到低频近似分量和水平高频分量。
小波变换是由傅里叶变换延伸出来，能够提供多分辨率和多尺度分析，它已经在图像处理分析、计算机视觉、信号处理等方面得到了成果应用。基于小波变换的人脸识别方法，通过图像的多尺度分解，可将人脸分解成高低频不同部分，提高了识别准确率。
步骤S232，特征提取单元232用于对第二层低频近似分量和第二层水平高频分量进行基于投影的奇异值分解特征提取。
步骤S233，特征提取单元232还用于对眉毛、眼睛、鼻尖、嘴巴4个区域分别进行基于投影的奇异值分解特征提取。
在本实施方式中，为进一步增强提取特征的有效性，特征提取单元232还用于选取眉毛、眼睛、鼻尖、嘴巴4个位置的代数特征作为人脸的局部特征，即分别对这4个区域分别进行基于投影的奇异值分解特征提取，提取的个数按照4个位置对于不同人脸的贡献率(比例1:2:1:2)确定。可以理解，在其他实施方式中，也可以只对第二层低频近似分量和第二层水平高频分量进行基于投影的奇异值分解特征提取。
步骤S234，确认单元233用于按照从大到小的顺序提取预设数量的奇异值作为有效特征值。
在本实施方式中，预设数量为16，亦即，提取16个奇异值作为有效特征值。具体地，将步骤S232中对第二层低频近似分量和第二层水平高频分量进行基于投影的奇异值分解特征提取得到的两组数据进行排序得到从大到小排序的前16个奇异值作为有效特征值。在其他实施例中，也可以是将步骤S232中对第二层低频近似分量和第二层水平高频分量进行基于投影的奇异值分解特征提取得到的两组数据，结合步骤S233中对眉毛、眼睛、鼻尖、嘴巴4个区域分别进行基于投影的奇异值分解特征提取得到的一组数据，对三组数据进行从大到小排序得到前16个奇异值作为有效特征值。判断模块240依据提取的16个有效特征值与预存的用户的人脸图像的有效特征数据模板进行搜索匹配比对，进而实现当前人脸图像与预存人脸图像的相似度匹配判断。本实施方式中，一方面采用整体与部分奇异值分解的特征相结合，另一方面充分应用人脸五官的水平方向特性，提取出小波域水平方向高频图像的奇异值特征，然后将3组特征充分融合，有效地提取出反映该图像最有效的代数特征，进一步提高了人脸的识别率。
需要说明的是，在本实施方式中判断模块240用于基于预设数量的有效特征值对灰度图像与预存的人脸图像信息的相似度进行判断。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于人脸识别的读写装置，应用于电子设备中，所述电子设备包括摄像头；其特征在于，所述基于人脸识别的读写装置包括：
侦测模块，用于当侦测到所述电子设备与外接读写设备连接时，将所述摄像头启动以采集当前人脸图像信息；
转换编码模块，用于对采集到的人脸图像信息进行转换以得到初始图像，并对所述初始图像进行编码获得数字图像序列以进行传输；
图像处理模块，用于对接收到的数字图像序列进行解码以得到所述初始图像，并对所述初始图像进行预处理以得到灰度图像；
判断模块，用于判断所述灰度图像和预存的人脸图像信息的相似度是否大于预设值，并当所述灰度图像和预存的人脸图像信息的相似度大于预设值时，产生切换指令；
以及读写模块，用于依据所述切换指令，将所述电子设备切换到可读写模式。
2.如权利要求1所述的基于人脸识别的读写装置，其特征在于，所述图像处理模块包括：
预处理单元，用于对所述灰度图像进行二层小波变换以得到低频近似分量和水平高频分量；
特征提取单元，用于对第二层低频近似分量和第二层水平高频分量进行基于投影的奇异值分解特征提取；
以及确认单元，用于按照从大到小的顺序提取预设数量的奇异值作为有效特征值。
3.如权利要求2所述的基于人脸识别的读写装置，其特征在于，所述特征提取单元还用于对眉毛、眼睛、鼻尖及嘴巴4个区域分别进行基于投影的奇异值分解特征提取。
4.如权利要求1所述的基于人脸识别的读写装置，其特征在于，所述转换编码模块将采集到的人脸图像信息由光信号转成电信号以得到所述初始图像。
5.如权利要求1所述的基于人脸识别的读写装置，其特征在于，所述图像处理模块用于对所述初始图像进行灰度化及光照补偿预处理以得到灰度图像。
6.一种基于人脸识别的信息读写方法，应用于电子设备中，所述电子设备包括摄像头；其特征在于，所述基于人脸识别的信息读写方法包括如下步骤：
当侦测到所述电子设备与外接读写设备连接时，将所述摄像头启动以采集当前人脸图像信息；
对采集到的人脸图像信息进行转换以得到初始图像，并对所述初始图像进行编码获得数字图像序列以进行传输；
对接收到的数字图像序列进行解码以得到所述初始图像，并对所述初始图像进行预处理以得到灰度图像；
判断所述灰度图像和预存的人脸图像信息的相似度是否大于预设值，并当所述灰度图像和预存的人脸图像信息的相似度大于预设值时，产生切换指令；
依据所述切换指令，将所述电子设备切换到可读写模式。
7.如权利要求6所述的基于人脸识别的信息读写方法，其特征在于，所述“对所述初始图像进行预处理以得到灰度图像”之步骤还包括如下步骤：
对所述灰度图像进行二层小波变换以得到低频近似分量和水平高频分量；
对第二层低频近似分量和第二层水平高频分量进行基于投影的奇异值分解特征提取；
按照从大到小的顺序提取预设数量的奇异值作为有效特征值。
8.如权利要求7所述的基于人脸识别的信息读写方法，其特征在于，在所述按照从大到小的顺序提取预设数量的奇异值作为有效特征值之步骤前还包括如下步骤：
对眉毛、眼睛、鼻尖及嘴巴4个区域分别进行基于投影的奇异值分解特征提取。
9.如权利要求6所述的基于人脸识别的信息读写方法，其特征在于，将采集到的人脸图像信息由光信号转成电信号以得到所述初始图像。
10.一种电子设备，包括摄像头、存储器以及处理器；其特征在于，所述存储器中存有如权利要求1-5中任意一项所述的基于人脸识别的读写装置。
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