CN108986281A - 基于人脸识别的家庭成员智能认证*** - Google Patents

基于人脸识别的家庭成员智能认证*** Download PDF

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孙辉
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Abstract

本发明公开了一种基于人脸识别的家庭成员智能认证***，包括图像采集模块、人脸检测与识别模块、交互模块、通信模块和门锁***，所述通信模块与用户终端通信连接，人脸检测与识别模块的处理步骤包括：对采集的人脸图像进行活体检测；将通过活体检测的人脸图像与预存的人脸图像进行比对，比对成功，控制门锁***开锁，否则不动作；当通过人脸识别外的方式开启门锁***或者门锁***受力超过阈值时，通过通信模块与用户终端通信，并进行报警。可以提高家庭成员认证的安全性、高效性、便捷性和智能性，增加深夜模式和实体钥匙开锁的底层保护逻辑，便于用户应付复杂多变情况，增加使用安全性，极大提升用户家庭的家居环境安全。

Description

基于人脸识别的家庭成员智能认证***
技术领域
本发明涉及安防行业和人工智能技术领域，具体地涉及一种基于人脸识别的家庭成员智能认证***。
背景技术
家庭成员认证一直是安防领域的重点关注任务。传统的家庭成员认证方法是通过实体钥匙-门锁匹配的方法使被认证人获取进入家庭内部空间的权限；这种方法的缺点是家庭成员需要随身携带实体钥匙，而实体钥匙既不方便携带，又容易遗忘或者丢失，给家庭成员造成短期内的不利影响；甚至被不法分子窃取利用，造成家庭人身、财产安全损失；随着信息技术的发展，已经出现了摒弃这种家庭成员认证方式的趋势。基于人脸识别的家庭成员智能认证***采用生物体特征进行安全认证，可以完全克服传统实体钥匙-门锁的缺陷，使家庭成员获取进入家庭权限的过程更加便捷、智能。
现有的基于人脸识别的智能门锁***大都只有人脸识别开锁功能，实用性较差，无法应付复杂多变的情况。
发明内容
为了解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种基于人脸识别的家庭成员智能认证***，提高家庭成员认证的安全性、高效性、便捷性和智能性，增加深夜模式和实体钥匙开锁的底层保护逻辑，便于用户应付复杂多变情况，增加使用安全性，极大提升用户家庭的家居环境安全。
本发明的技术方案是：
一种基于人脸识别的家庭成员智能认证***，包括图像采集模块、人脸检测与识别模块、交互模块、通信模块和门锁***，所述通信模块与用户终端通信连接，人脸检测与识别模块的处理步骤包括：对采集的人脸图像进行活体检测；将通过活体检测的人脸图像与预存的人脸图像进行比对，比对成功，控制门锁***开锁，否则不动作；
当通过人脸识别外的方式开启门锁***或者门锁***受力超过阈值时，通过通信模块与用户终端通信，并进行报警。
优选的技术方案中，在活体检测前进行工作模式的判断，当处于深夜工作模式时，比对成功或者比对失败超过设定次数时，通过通信模块与用户终端通信；当比对失败超过设定次数时，进行报警。
优选的技术方案中，若当前时间处于设定的深夜时间段时，开启深夜工作模式。
优选的技术方案中，对不同的家庭成员的角色设置不同的权限，包括操作权限或者通信权限。
优选的技术方案中，所述用户终端安装有管理APP，用于接收信息和发送指令，管理和查阅用户认证日志。
本发明还公开了一种基于人脸识别的家庭成员智能认证方法，包括以下步骤：
根据当前时间设置不同的工作模式；
当处于正常工作模式时，采集人脸图像，对采集的人脸图像进行活体检测；将通过活体检测的人脸图像与预存的人脸图像进行比对，比对成功，控制门锁***开锁，否则不动作；
当处于深夜工作模式时，比对成功或者比对失败超过设定次数时，通过通信模块与用户终端通信；当比对失败超过设定次数时，进行报警；
当通过人脸识别外的方式开启门锁***或者门锁***受力超过阈值时，通过通信模块与用户终端通信，并进行报警。
优选的技术方案中，对不同的家庭成员的角色设置不同的权限，包括操作权限或者通信权限。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、从整体上消除了家庭程序携带实体钥匙的麻烦，由于采用生物特征进行认证，消除了钥匙丢失、被盗等问题带来的负面隐患，给用户带来安全、高效、便捷和智能的体验。
2、采用活体检测模块，极大了增加了***使用安全性，防止使用照片或者视频非法获取进入权限。
3、采用红外补光模块，有效增加暗光条件（楼道或者夜晚）下的***工作可行性，使该智能***处于24小时工作状态；
4、采用高精度自动变焦鱼眼摄像头，视野范围大，解决了不同身高的被认证人员的图像采集问题，并在采集区有多人认证的情况下具有自主选择性。
5、增加深夜模式和实体钥匙开锁的底层保护逻辑，便于用户应付复杂多变情况，增加使用安全性，极大提升用户家庭的家居环境安全。
6、增加通信模块以及用户手机终端APP，便于用户接收异常情况数据、实时查看家庭门户安全状态以及相关人员入户情况。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明基于人脸识别的家庭成员智能认证***的软硬件模块组成图；
图2为本发明基于人脸识别的家庭成员智能认证***的用户注册流程图；
图3为本发明基于人脸识别的家庭成员智能认证***的用户使用工作流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例：
下面结合附图，对本发明的较佳实施例作进一步说明。
如图1所示，一种基于人脸识别的家庭成员智能认证***，硬件结构包括高精度自动变焦鱼眼摄像头、红外补光装置、安装摄像头的机构、用户交互设备（包括家庭内外显示屏、家庭内外语音播报设备、键盘输入装置等）、供电机构、存储设备、配套的专用门锁以及触发门锁打开的力矩器、深夜提示装置、户外报警装置。
软件功能模块包括图像采集模块、暗光条件的补光模块、活体检测模块、人脸检测与识别模块、被认证人员人脸与人名显示模块、通信模块、报警控制模块以及用户终端（手机、IPAD等）应用APP等。
采用高精度的人脸识别算法和基于样本底库的1：N比对方案。如图2所示，合法家庭成员注册阶段，用户将所有本家庭成员的人脸图像输入到***底库并存储，作为已注册的、具有进入家庭权限的合法家庭成员，每个人输入的人脸图像张数可以为多张、角度也可以为不同的俯仰角或者侧脸；如有必要可对不同的人员（家庭成员）设置不同的权限（如少年儿童设置为低权限，户主或成人设置为高权限；或者某些成员被设置为具有可在手机终端接收消息的权限）。
如图3所示，每个合法人员可通过输入键盘进行认证人名称输入，若认证成功，可对人员进行播报；该***工作时，置于正门外的摄像头24小时监控门外状态，当有人员来访，提示人员进入图像采集状态，采集获取来访人员人脸图像数据。
在人脸识别阶段，首先开启活体检测功能，检测被摄像头读取的被识别人员是正常活体人员而非照片或者视频；然后开启人脸识别功能，将获取的人脸图像与已存储在底库中具有合法权限的人员图像进行对比，同时在户内、户外的实时显示被认证人员头像，判断来访人员是否为合法人员，最终决定是否开启进入家庭的正门；如是合法成员，则在户内、户外通过语音播报器进行播报，***内力矩器功能启动，作用于门锁，使门锁开启，人员正常进入；如判断为非法成员，则力矩器不产生作用，对被认证人员作出提示，以进行下一步工作。
综合采用了活体检测中的眨眼、摇头、红外温度感应灯多项指标，判断户外被认证人员属于活体人员而非照片或者视频，极大地增加了该***使用的安全性。
在弱光条件（楼道内或者夜晚时刻）条件下，使用红外光照增加被验证人员的采集光强，有效解决弱光条件下***的适应性问题，使该智能***处于24小时工作状态。
高精度摄像头增加***工作的准确性和可靠性，自动变焦摄像头能够实时、精确捕捉待识别人脸，并有助于提高在图像采集区有多张人脸的情况下智能认证***的自主选择性；鱼眼摄像头能够实现大范围内的无死角拍摄，既大大简化了摄像头安装机构的复杂性，又能够对不同身高的家庭成员（如成年人和少年儿童之间）具有非常强的适应性。
本发明增加深夜模式和实体钥匙开锁的底层保护逻辑：深夜模式需要用户开启，并定义深夜时间段（如22:00点至凌晨06:00），深夜模式工作时，当被认证人员于深夜时间段认证成功，家庭成员会通过深夜提示装置收到提醒，以判断即将进入家庭内部的人员的情况；当被认证人员于深夜时间段多次认证失败，家庭成员会通过深夜提示装置收到提醒，同时户外报警装置会发出警报。为应对复杂多变的情况，***增加了用户在合法情况下使用底层实体钥匙开锁的功能，并采用具有高安全性的保护逻辑，当被认证人员未经合法手段关闭人脸识别功能而直接使用实体钥匙进入家庭甚至通过暴力手段破坏门锁进入家庭时，用户手机终端APP会收到警报消息，同时户外警报装置会发出强烈警报。
具有相应权限的手机终端进行绑定，当智能***判断发生异常情况，将实时向手机终端APP发送消息，以通知具有相应权限的用户；同时手机终端APP可以查阅该***成功入户人员日志，便于用户管理和更新，给用户带来安全、高效、便捷和智能的体验。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (7)

1.一种基于人脸识别的家庭成员智能认证***，包括图像采集模块、人脸检测与识别模块、交互模块、通信模块和门锁***，其特征在于，所述通信模块与用户终端通信连接，人脸检测与识别模块的处理步骤包括：对采集的人脸图像进行活体检测；将通过活体检测的人脸图像与预存的人脸图像进行比对，比对成功，控制门锁***开锁，否则不动作；
当通过人脸识别外的方式开启门锁***或者门锁***受力超过阈值时，通过通信模块与用户终端通信，并进行报警。
2.根据权利要求1所述的基于人脸识别的家庭成员智能认证***，其特征在于，在活体检测前进行工作模式的判断，当处于深夜工作模式时，比对成功或者比对失败超过设定次数时，通过通信模块与用户终端通信；当比对失败超过设定次数时，进行报警。
3.根据权利要求2所述的基于人脸识别的家庭成员智能认证***，其特征在于，若当前时间处于设定的深夜时间段时，开启深夜工作模式。
4.根据权利要求1所述的基于人脸识别的家庭成员智能认证***，其特征在于，对不同的家庭成员的角色设置不同的权限，包括操作权限或者通信权限。
5.根据权利要求1所述的基于人脸识别的家庭成员智能认证***，其特征在于，所述用户终端安装有管理APP，用于接收信息和发送指令，管理和查阅用户认证日志。
6.一种基于人脸识别的家庭成员智能认证方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据当前时间设置不同的工作模式；
当处于正常工作模式时，采集人脸图像，对采集的人脸图像进行活体检测；将通过活体检测的人脸图像与预存的人脸图像进行比对，比对成功，控制门锁***开锁，否则不动作；
当处于深夜工作模式时，比对成功或者比对失败超过设定次数时，通过通信模块与用户终端通信；当比对失败超过设定次数时，进行报警；
当通过人脸识别外的方式开启门锁***或者门锁***受力超过阈值时，通过通信模块与用户终端通信，并进行报警。
7.根据权利要求6所述的基于人脸识别的家庭成员智能认证方法，其特征在于，对不同的家庭成员的角色设置不同的权限，包括操作权限或者通信权限。
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