CN112465999A - 基于人脸与指静脉融合识别的考勤设备及考勤*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于人脸与指静脉融合识别的考勤设备。包括：图像采集装置，用于获取目标用户的人脸与指静脉图像；图像识别装置，用于识别目标用户人脸与指静脉图像中对应身份信息；红外测温装置，用于检测目标用户体温；语音播报装置，用于播报目标用户的基本信息，以及数据处理与存储控制器。本发明还提供了一种基于人脸与指静脉融合识别的考勤***，包括：生物信息采集***、体温检测***、数据处理与存储***、人机交互***和网络通讯***。本发明能够有效解决单一生物特征识别考勤所导致的识别率低、环境适应性差等问题，进而能够提高考勤效率与考勤真实性，并提供健康辅助监测。
Description
技术领域
本发明涉及考勤技术领域。更具体地说，本发明涉及一种基于人脸与指静脉融合识别的考勤设备及考勤***。
背景技术
考勤的方式主要有以下发展阶段：早期的考勤方式为纸质考勤，需要本人签到确认出勤时间，必须有专人负责监督，后期需要人工统计，费时费力、效率低。随着无线射频技术的发展，磁卡、IC卡、激光条码卡等非接触感应卡考勤***取代了早期的纸质考勤，这种非接触感应卡考勤方式普遍存在人卡分离、易丢失、易代刷、维护成本高等弊端。近年来，生物识别技术得到空前发展，使得指纹识别、人脸识别、虹膜识别、手指静脉识别等生物识别技术被广泛应用于考勤***。这种只采用单一生物特征作为识别技术的考勤***在特征采集以及识别率等发面均存在一些局限性，并不能满足实际应用中的所有要求。例如，当被考勤者手指上沾有污渍、水，或者手指受伤，会影响指纹和手指静脉的识别；当被考勤者戴口罩或戴眼镜时，会导致人脸、虹膜识别失败。
针对单一生物特征识别考勤***所存在的识别率低、环境适应性差等问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于人脸与指静脉融合识别的考勤设备及考勤***，以解决单一生物特征识别考勤造成的识别率低、环境适应性差等问题。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种基于人脸与指静脉融合识别的考勤设备。
根据本申请的基于人脸与指静脉融合识别的考勤设备，包括：人脸图像采集装置，用于采集目标用户人脸图像；指静脉图像采集装置，用于采集目标用户指静脉图像；图像识别装置，用于识别目标用户人脸图像与指静脉图像对应的身份信息；体温检测装置，用于检测目标用户体温；语音提示装置，用于播报所述用户考勤成功后的基本信息；以及数据处理与存储控制器，与所述人脸图像与指静脉图像采集装置、所述图像识别装置、所述体温检测装置相连接，用于处理并存储所述采集装置获取的图像信息、所述体温检测装置获取的用户体温信息。
在本发明中，所述人脸图像采集装置，用于获取目标用户人脸彩色图像。
在本发明中，所述指静脉图像采集装置，用于获取目标用户指静脉图像；进一步的，根据人体一般手指宽度，所述指静脉图像采集装置预留1.5～2.5cm的凹槽，用于固定手指位置，便于手指静脉图像的采集；进一步的，所述指静脉图像采集装置具有遮阳板，用于遮挡指静脉图像在采集过程中受外部光源影响。
在本发明中，所述体温检测装置，当检测到有用户靠近时，用于检测目标用户体温。
在本发明中，所述语音提示装置，用于语音播报识别后得到的目标用户身份信息与体温信息。
在本发明中，还包括高清电容触摸显示屏，用于显示识别后得到的目标用户身份信息与体温信息。
为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，提供了一种基于人脸与指静脉融合识别的考勤***。
根据本申请的基于人脸与指静脉融合识别的考勤***包括：生物信息采集***、体温检测***、数据处理与存储***、人机交互***和网络通讯***。
在本申请实施例中，采用基于人脸与指静脉融合识别的考勤方式，通过人脸图像采集装置、指静脉图像采集装置、图像识别装置、体温检测装置以及所述其他装置相结合，不仅能够达到对所述用户人脸与指静脉图像对应身份信息的识别目的，而且还可以达到对所述用户体温检测的目的，从而可以有效解决由于单一生物特征识别考勤所导致的识别率低、环境适应性差等问题，进而可以实现对所述用户身体健康状况检测并记录。
本发明的优点是：
(1)采用人脸与指静脉融合，即体表生物特征信息与体内生物特征信息融合，提高识别速度和考勤效率，保证了考勤的真实性，有效防止考勤造假情况；
(2)采用非接触式体温检测，并与考勤***相结合，有效记录用户体温信息，提供健康辅助监测；
(3)指静脉采集装置预留凹槽和装备遮光板，提高了用户体验感的同时，保证了指静脉图像采集的有效性。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的考勤***整体结构图；
图2是本发明实施例二提供的考勤设备外观图；
图3是本发明实施例三提供的人脸图像与指静脉图像采集流程图；
图4是本发明实施例四提供的人脸图像与指静脉图像匹配流程图；
图5是本发明实施例提供的人脸和指静脉融合识别方法示意图。
附图标记
201、考勤设备高清电容触摸显示屏；202、人脸图像采集摄像头；203、红外测温传感器；204、指静脉图像采集遮光板；205、指静脉图像采集装置；206、考勤设备扬声器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的具体技术方案进行清楚、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，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例一
如图1所示，本发明提供了一种基于人脸与指静脉融合识别的考勤***，包括：生物信息采集***，用于采集目标用户人脸图像与指静脉图像；体温检测***，用于检测目标用户体温信息的；数据处理与存储***，用于处理与存储获取的图像信息和体温信息；匹配识别***，用于对目标用户人脸图像与指静脉图像信息进行匹配识别；人机交互***，用于显示和语言播报目标用户基本信息；网络通讯***，用于联网通讯。
本实施例的目标用户具体是指待考勤的员工。
进一步的，本实施例中所述的生物采集***，包括人脸图像采集，采用无畸变高清摄像头；手指静脉图像采集，采用无畸变红外高清摄像头。目标用户手指伸入采集装置，触碰到触摸开关后，红外摄像头会开启进行手指静脉图像的采集。目标用户靠近考勤机，首先会被红外测温传感器所感应到，然后会开启人脸识别摄像头。触摸开关没有被触及或红外温传感器没有感应到目标用户时，所述无畸变高清摄像头与所述无畸变红外高清摄像头均处于待机状态。
进一步的，本实施例中所述的体温检测***，采用红外测温传感器，目标用户人脸图像采集和识别的同时，进行红外体温检测，并将检测的体温信息传输到所述的数据处理与存储***。
进一步的，本实施例中所述的数据处理与存储***，用于将采集到的人脸图像和指静脉图像经过数字图像处理与卷积神经网络，提取图像特征，如果所述用户为首次使用，需要将提取的特征形成注册模板，方便考勤时与之进行匹配，并且所述数据处理与存储***还用于存储所述用户的身份信息，包括姓名、性别、年龄、职位、部门、工号以及考勤时的体温信息，方便后期需要可以形成数据报表。
进一步的，本实施例中所述的匹配识别***，用于将本实施例中所述的无畸变高清摄像头与所述无畸变红外高清摄像头所采集得到的图像信息，与所述数据处理与存储***中的注册模板进行模板匹配，匹配成功则为考勤成功。
进一步的，本实施例中所述的人机交互***，通过高清电容触摸显示屏显示所述用户的基本信息，包括：姓名、性别、部门、工号、体温，所述基本信息可以根据需要实现增添和删改。通过扬声器进行语音播报考勤成功与否。
进一步的，本实施例中所述的网络通讯***，支持WiFi无线网络、蓝牙、ZigBee等无线传输网络相连接。
实施例二
如图2所示，本发明提供了一种基于人脸与指静脉融合识别的考勤设备，包括高清电容触摸显示屏201，人脸图像采集摄像头202，红外测温传感器203，指静脉图像采集遮光板204，指静脉图像采集装置205，考勤设备扬声器206。
进一步的，本实施例中所述的指静脉图像采集遮光板204，用于遮挡目标用于在采集手机静脉时受外部光源的影响。
进一步的，本实施例中所述的指静脉图像采集装置205，预留1.5～2.5cm的凹槽，用于固定手指位置，避免因手指旋转偏移所导致手指静脉图像采集不准确。
实施例三
如图3所示为本发明人脸图像与指静脉图像采集流程图。采集过程分为人脸图像采集和手指静脉图像采集，将采集得到的人脸图像和手指静脉图像进行特征提取，只有特征充分的图像才可以形成注册模板。下面结合图2说明本申请的采集过程：
1.目标用户将人脸靠近红外测温传感器203，进行体温检测；通过人脸图像采集摄像头202采集人脸图像；将手指伸入指静脉图像采集装置205，触及触摸开关采集手指静脉图像；
2.采集到的图像信息经过数据处理与存储***，得到图像特征信息，特征信息充分可形成注册模板，并存储相关信息，便于考勤时与之匹配；
3.如果特征信息不清晰或不充足，考勤设备高清电容触摸显示屏201会提示特征提取实现，需要重新进行图像信息采集；
4.目标用户完成上述过程后，将得到的体温数据、图像数据、基本身份信息保存到数据处理与存储***中。
实施例四
如图4所示为本发明人脸图像与指静脉图像匹配流程图。匹配过程需要先采集人脸图像和手指静脉图像，并记录体温信息；然后将采集到人脸图像和手指静脉图像分别与注册模板进行匹配，分别会得到一个匹配分数；将人脸图像匹配分数与手指静脉图像匹配分数相加，如果匹配总分数大于1.5，则视为匹配成功，标记为出勤，并将信息进行存储。下面结合图2说明本申请的匹配过程：
1.目标用户将人脸靠近红外测温传感器203，进行体温检测；通过人脸图像采集摄像头202采集人脸图像；将手指伸入指静脉图像采集装置205，触及触摸开关采集手指静脉图像；
2.分别将人脸图像和手指静脉图像特征信息与对应注册模板进行匹配，得到人脸图像匹配分数和手指静脉图像匹配分数；
3.匹配分数相加，当总匹配分数大于1.5时，视为匹配成功，标记为出勤，当总匹配分数小于1.5时，需要重新返回第一步进行图像采集；
4.匹配成功在考勤设备高清电容触摸显示屏201中显示成功出勤，考勤设备扬声器206会进行语音播报成功出勤。
如图5所示为本发明提供的一种人脸与指静脉融合识别方法示意图，该示意图具体包括以下步骤：
步骤S501，通过本发明所述的生物采集装置，包括脸图像采集装置，获取多张原始人脸彩色图像；指静脉图像采集装置，获取多张指静脉灰度图；
步骤S502，分别判断所获取的人脸彩色图像以及指静脉灰度图的质量，其中至少包含分别判断人脸图像和指静脉图像的清晰度、角度、对比度、有效区域面积中的一种；
步骤S503，在所获取的图像信息满足预设的情况下，通过对原始人脸彩色图像的RGB三通道进行降维处理后提取图像特征；通过对指静脉灰度图进行线性归一化、曲率检测、形态滤波处理后提取清晰指静脉脉骨特征图；
步骤S504，将人脸图像特征和清晰的指静脉脉骨特征图作为注册模板；
步骤S505，判断待考勤目标用户的图像特性与注册模板的图像特征信息是否匹配。
显然，本发明的上述实施例仅是为了清楚地说明本申请所作的举例，其描述较为具体详细，但并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，但是应当指出的是，凡在不脱离本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种基于人脸与指静脉融合识别的考勤设备，其特征在于，包括人脸图像采集装置，用于采集目标用户人脸图像；指静脉图像采集装置，用于采集目标用户指静脉图像；图像识别装置，用于识别目标用户人脸图像与指静脉图像对应的身份信息；体温检测装置，用于检测目标用户体温；语音提示装置，用于播报所述用户考勤成功后的基本信息；以及数据处理与存储控制器，与所述人脸图像与指静脉图像采集装置、所述图像识别装置、所述体温检测装置相连接，用于处理并存储所述采集装置获取的图像信息、所述体温检测装置获取的用户体温信息。
2.根据权力要求1所述的人脸与指静脉融合识别的考勤设备，其特征在于，所述人脸图像采集装置为无畸变高清摄像头，用于获取目标用户人脸图像。
3.根据权力要求1所述的人脸与指静脉融合识别的考勤设备，其特征在于，所述指静脉图像采集装置为无畸变红外摄像头，用于获取目标用户手指静脉图像。
4.根据权力要求1所述的人脸与指静脉融合识别的考勤设备，其特征在于，所述指静脉图像采集装置内部有触摸开关，触摸开关未被触及时考勤设备处于待机状态。
5.根据权力要求1所述的人脸与指静脉融合识别的考勤设备，其特征在于，所述指静脉图像采集装置设有1.5～2.5cm的凹槽，用于固定手指位置，避免因手指旋转偏移所导致手指静脉图像采集不准确。
6.根据权力要求1所述的人脸与指静脉融合识别的考勤设备，其特征在于，所述指静脉图像采集装置外部有遮光板，用于遮挡目标用于在采集手机静脉时受外部光源的影响。
7.根据权力要求1所述的人脸与指静脉融合识别的考勤设备，其特征在于，所述体温检测装置为红外测温传感器，当目标用户靠近时用于检测体温。
8.根据权力要求1所述的人脸与指静脉融合识别的考勤设备，其特征在于，所述语音提示装置为扬声器，用于语音播报考勤实况。
9.根据权力要求1所述的人脸与指静脉融合识别的考勤设备，其特征在于，还包括WiFi无线网络模块、无线蓝牙模块、ZigBee无线传输模块中的一种。
10.一种基于人脸与指静脉融合识别的考勤***，其特征在于，包括步骤：
通过生物采集装置，包括脸图像采集装置，获取多张原始人脸彩色图像；指静脉图像采集装置，获取多张指静脉灰度图；
分别判断所获取的人脸彩色图像以及指静脉灰度图的质量，其中至少包含分别判断人脸图像和指静脉图像的清晰度、角度、对比度、有效区域面积中的一种；
在所获取的图像信息满足预设的情况下，通过对原始人脸彩色图像的RGB三通道进行降维处理后提取图像特征；通过对指静脉灰度图进行线性归一化、曲率检测、形态滤波处理后提取清晰指静脉脉骨特征图；
将人脸图像特征和清晰的指静脉脉骨特征图作为注册模板；
判断待考勤目标用户的图像特性与注册模板的图像特征信息是否匹配。
11.一种基于人脸与指静脉融合识别的考勤***，其特征在于，包括：权力1-9中任一项所述的考勤设备，还包括生物信息采集***、体温检测***、数据处理与存储***、人机交互***和网络通讯***，其中，
所述生物信息采集***，包括人脸图像采集和手指静脉图像采集；所述体温检测***，用于检测目标用户体温；所述数据处理与存储***，包括生物图像信息处理、人脸图像和指静脉图像特征提取、体温信息存储和目标用户基本身份信息存储；所述人机交互***，包括：通过屏幕显示目标用户基本信息和体温数据，通过扬声器播报考勤实况。
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