CN112764516A - 一种生物特征识别控制方法及存储介质 - Google Patents

一种生物特征识别控制方法及存储介质 Download PDF

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CN112764516A CN202011633528.4A CN202011633528A CN112764516A CN 112764516 A CN112764516 A CN 112764516A CN 202011633528 A CN202011633528 A CN 202011633528A CN 112764516 A CN112764516 A CN 112764516A
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Abstract

本申请提供了一种生物特征识别控制方法，用于控制一生物特征识别装置对来访者进行基于三维数据的生物特征识别以验证来访者的身份，包括如下步骤：获取前方场景的图像信息；分析所获取的图像信息中是否具有预设的来访者生物特征信息；及若获取的图像信息中不存在预设的来访者生物特征信息，使得基于三维数据的身份识别操作保持停止状态。本申请还提供一种存储介质。

Description

一种生物特征识别控制方法及存储介质
技术领域
本申请属于生物特征识别领域，尤其涉及一种生物特征识别控制方法及存储介质。
背景技术
随着技术进步和人们生活水平不断地提高，越来越多的电子设备上设置有生物特征识别装置以识别用户的身份。例如：具有指纹或人脸识别功能的智能门锁等。当有使用者靠近时，所述智能门锁通常会点亮显示屏以提示使用者进行身份识别。然而，很多情况实际上是使用者并不真的想要去开门，而仅仅是路过而已，但是现有的智能门锁却很容易因路过的使用者频繁地点亮屏幕和启动生物特征识别装置，这样不但会显著地增加智能门锁的功耗负担，而且容易给使用者留下智能门锁很“傻”的不良印象，对产品的品牌形象造成负面影响。
发明内容
本申请所要解决的技术问题在于提供一种生物特征识别方法及存储介质，以解决上述提出的技术问题。
本申请实施例提供一种生物特征识别控制方法，用于控制一生物特征识别装置对来访者进行基于三维数据的生物特征识别以验证来访者的身份，包括如下步骤：
获取前方场景的图像信息；
分析所获取的图像信息中是否具有预设的来访者生物特征信息；及
若获取的图像信息中不存在预设的来访者生物特征信息，使得基于三维数据的身份识别操作保持停止状态。
在某些实施例中，所述预设的来访者生物特征信息为人脸特征信息，包括人脸的五官及五官的比例、尺寸、颜色、亮度和轮廓。
在某些实施例中，若获取的图像信息中存在预设的来访者生物特征信息，则获取场景的深度信息；
判断来访者是否已进入预设的识别范围内；及
若判断来访者未进入预设的识别范围内，则使得基于三维数据的身份识别操作保持停止状态。
在某些实施例中，所述识别范围定义为距离所述电子设备一预设的识别距离阈值以内的至少部分空间范围，所述识别距离阈值可以为0.3米、0.5米、0.6米、0.8米、1米、1.2米、或1.5米。
在某些实施例中，若判断来访者进入预设的识别范围内，则判断所述来访者的脸部是否面向所述生物特征识别装置；及
若判断所述来访者的脸部未朝向所述生物特征识别装置，则使得基于三维数据的身份识别操作保持停止状态。
在某些实施例中，基于三维数据的身份识别操作保持停止状态包括停止获取来访者的三维数据、停止通过对获取的来访者三维数据与预设的授权者身份特征模板的匹配分析进行身份识别、和/或停止显示信息或保持熄屏状态。
在某些实施例中，包括步骤：
若判断来访者进入预设的识别范围内，则执行基于三维数据的身份识别。
在某些实施例中，所述生物特征装置包括用于获取图像信息的第一感测器及用于获取深度信息的第二感测器，所述第二感测器具有一预设的基线，所述生物特征识别装置定义一水平参考面，所述基线位于该水平参考面内，所述水平参考面内垂直所述基线指向生物特征识别装置外侧的方向定义为参考方向，若所述来访者的脸部朝向在水平参考面上的投影与所述参考方向之间的夹角小于预设的朝向角度阈值，则认为所述来访者面向所述生物特征识别装置，所述朝向角度阈值可以为15度、20度、30度、45度、50度、或60度。
在某些实施例中，计算所述观看者脸部朝向的方法包括如下步骤：
提取出所述来访者脸部特征点的三维数据；
连接所提取的脸部特征点以构建出相应的脸部参考面；及
计算出所述脸部参考面的垂直向量作为所述脸部朝向的向量。
在某些实施例中，在获取前方场景的图像信息之前，还包括如下步骤：
感测是否有来访者进入预设的感测范围内，在感测到有来访者进入预设感测范围才开始获取前方场景的图像信息。
在某些实施例中，所述感应范围为距离所述生物特征识别装置一预设感测距离阈值以内的至少部分空间范围，所述感测距离阈值可以为1米、2米、3米、4米、或5米。
本申请提供一种存储介质，用于存储可由一个或多个处理器执行的程序代码。所述程序能够由所述处理器执行以实施如上述实施例所述的生物特征识别控制方法。
本申请所提供的生物特征识别控制方法及存储介质通过按照功耗的高低分级感测来访者的接近程度和操作意图，在确认来访者的确是想进行身份识别后再点亮屏幕和启动功耗最高的基于三维数据的身份识别，从而避免高功耗部件长期工作，不仅能降低电子设备的整体功耗而且使得电子设备的外在反应更符合使用者的实际意图，让所述生物特征识别装置或电子设备显得更加地智能。
本申请实施例的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请实施例的实践了解到。
附图说明
图1是本申请一实施例提供的设置有生物特征识别装置的电子设备的结构示意图。
图2是图1中所述生物特征识别装置的功能模块示意图。
图3是图2中所述第二感测器另一实施例的功能模块示意图。
图4是图2中所述第一感测器和第二感测器另一实施例的功能模块示意图。
图5是本申请一实施例中所述生物特征识别装置的功能模块示意图。
图6是本申请一实施例中所述生物特征识别装置的功能模块示意图。
图7是本申请实施例提供的判断来访者是否面向生物识别装置的原理图。
图8是本申请一实施例中所述生物特征识别装置的功能模块示意图。
图9是本申请一实施例提供的来访者脸部朝向的计算原理图。
图10是本申请一实施例提供的来访者脸部朝向的计算原理图。
图11是本申请一实施例中所述生物特征识别装置的功能模块示意图。
图12是本申请一实施例提供的生物特征识别控制方法流程图。
图13是本申请一实施例提供的生物特征识别控制方法流程图。
图14是本申请一实施例提供的生物特征识别控制方法流程图。
图15是本申请一实施例提供的生物特征识别控制方法流程图。
图16是图15中步骤S1050的分步骤流程图。
图17是本申请一实施例提供的生物特征识别控制方法流程图。
具体实施例
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或排列顺序。由此，限定有“第一”、“第二”的技术特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述技术特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定或限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体化连接；可以是机械连接，也可以是电连接或相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件之间的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下文的公开提供了许多不同的实施例或示例用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文仅对特定例子的部件和设定进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复使用参考数字和/或参考字母，这种重复使用是为了简化和清楚地表述本申请，其本身不指示所讨论的各种实施例和/或设定之间的特定关系。此外，本申请在下文描述中所提供的各种特定的工艺和材料仅为实现本申请技术方案的示例，但是本领域普通技术人员应该意识到本申请的技术方案也可以通过下文未描述的其他工艺和/或其他材料来实现。
进一步地，所描述的特征、结构可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下文的描述中，提供许多具体细节以便能够充分理解本申请的实施例。然而，本领域技术人员应意识到，即使没有所述特定细节中的一个或更多，或者采用其它的结构、组元等，也可以实践本申请的技术方案。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构或者操作以避免模糊本申请之重点。
请参阅图1，为本申请实施例提供的设置有生物特征识别装置1的电子设备2的结构示意图。所述生物特征识别装置1用于对来访者进行基于三维数据的生物特征识别以验证来访者的身份。所述生物特征例如为但不限于：人脸、虹膜、指纹、静脉等。所述生物特征识别装置1可以安装在需要进行身份验证的电子设备2上以提供相应的身份验证的功能。所述电子设备2例如为但不限于：智能门锁、监控摄像头、门禁***、交通工具、无人售货超市、自助结账终端等。
请同时参阅图2，为本申请实施例提供的所述生物特征识别装置1的功能模块示意图。可选地，在一些实施例中，所述生物特征识别装置1包括第一感测器12、第二感测器14、处理器16及控制***18。所述第一感测器12用于获取场景的图像信息。所述第二感测器14用于获取场景的深度信息，所述深度信息进行分析后可被用于身份识别或状态感知等。所述处理器16分别连接第一感测器12和第二感测器14，并通过执行所述控制***18中的功能模块来控制所述第一感测器12和第二感测器14以实现相应的生物特征识别功能。
例如，在一些实施例中，所述处理器16控制所述第一感测器12获取场景的图像信息，并感测所获取的图像信息中是否有来访者的预设生物特征信息存在。所述处理器16在感测到所获取的图像信息中存在具有预设生物特征信息的来访者后启动所述第二感测器14以感测所述来访者是否进入预设的识别范围。若所述来访者进入了预设的识别范围内，所述处理器16通过匹配和分析所述第二感测器14获取的来访者三维数据与预存的授权者身份特征模板之间的差异以识别所述来访者是否为预设的授权者。
可选地，在一些实施例中，所述深度信息包括来访者与生物特征识别装置1或电子设备2之间的距离和来访者脸部的三维数据。通过对来访者脸部三维数据的逻辑运算可实现来访者脸部的三维重建，以构造出来访者脸部的三维点云。所述生物特征识别装置11通过匹配和分析所获取的来访者脸部的三维数据与授权者身份特征模板，比如：脸部的三维数据，之间的差异可以进行身份识别。所述授权者脸部的三维数据可通过所述第二感测器14对授权者的脸部进行三维扫描而获得，并可将其存储为授权者的身份特征模板以便后续身份识别时使用。此外，在一些实施例中，所述第二感测器14还可以采用红外光线进行三维数据的采集和识别，使得即使在黑暗环境中也能准确地获取来访者脸部的三维数据，具有较好的适应性和稳定性。而且，因人体皮肤对红外光的反射和吸收存在差异，所述第二感测器14还能用于分辨真实的人体皮肤与伪造的人脸模型或人脸照片，提高身份识别的可靠性。
所述生物特征识别装置1还可以包括存储介质13及电源15。所述第一感测器12、第二感测器14、处理器16、电源15、存储介质13及控制***18之间可以通过总线相互连接以互相传输数据和信号。
所述电源15可以通过连接市电并进行对应的适配处理后为电子设备2的各个部件提供电力。所述电源15也可以包括电池等储能元件，以通过电池为各个部件提供电力。
所述存储介质13包括但不限于闪存(Flash Memory)、带电可擦写可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable read only memory,EEPROM)、可编程只读存储器(Programmable read only memory,PROM)、以及硬盘。所述存储介质13用于存储预设的授权者的身份特征模板、识别过程中产生的中间数据、用于实现识别和控制功能的计算机软件代码等。
可选地，在一些实施例中，所述存储介质13、电源15、处理器16也可以设置在所述电子设备2中，本申请对此不做具体限定。
所述第一感测器12用于获取场景的图像信息，例如：所述生物特征识别装置1或电子设备2前方的二维照片。通过对所述图像信息的分析可判断出所述图像信息是否具有预设的生物特征信息，进而判断场景中是否有人出现。预设的生物特征信息例如为人脸特征信息，可以包括人脸的五官：眉毛、眼睛、耳朵、鼻子、嘴巴，及其五官的比例、尺寸、颜色、亮度和轮廓等。可选地，在一些实施例中，所述图像信息可以为可见光图像也可以为非可见光图像，例如：红外或近红外光图像。
可选地，在一些实施例中，所述第一感测器12包括第一发射单元122和第一接收单元124。所述第一发射单元122用于以泛光形式发出第一光信号照射前方场景，为获取场景的图像信息提供必要的照明。所述第一光信号可以为可见光或非可见光，例如：红外光或近红外光。所述第一接收单元124用于接收被反射回来的第一光信号以获取相应的图像信息。可选地，所述第一接收单元124例如为图像传感器。
可以理解的是，在其他一些实施例中，所述第一发射单元122也可以被省略，所述第一接收单元124通过接收被反射回来的环境光以获取场景的图像信息。
所述第二感测器14用于获取场景的深度信息。可选地，在一些实施例中，所述第二感测器14可以包括与所采用的一种或多种三维感测原理对应的一组或多组元器件。可选地，在一些实施例中，所述第二感测器14包括第二发射单元142和第二接收单元144，所述第二发射单元142用于发出第二光信号照射场景。所述第二接收单元144用于接收被反射回来的第二光信号以获取场景的深度信息。
可选地，在一些实施例中，若根据结构光感测原理获取深度信息，则所述第二发射单元142发出的第二光信号为结构光光束，所述第二接收单元144例如为图像传感器，用于接收被反射回来的第二光信号以获取场景的结构光图像。通过将所获取的场景结构光图像与预设的结构光参考图像进行比较分析即可得到场景的深度信息。
可选地，在一些实施例中，若根据飞行时间(Time of Flight,TOF)感测原理获取深度信息，则所述第二发射单元142发出的第二光信号为光脉冲，所述第二接收单元144用于接收反射回来的第二光信号。通过计算分析所述第二光信号的发出时刻与接收时刻的时间差以得出场景的深度信息。
可选地，在一些实施例中，如图3所示，若根据双目视觉感测原理来获取深度信息，则所述第二感测器14至少包括第二接收单元144和第三接收单元。所述第二接收单元144和第三接收单元分别为位于不同角度的两个图像传感器，以分别从不同角度获取图像。通过对不同角度所获取图像的分析可以得出场景的深度信息。
可选地，在一些实施例中，如图4所示，因为所述第一感测器12和第二感测器14可以分别在不同时段工作，所述第一感测器12和第二感测器14可共享一个公共接收单元126，所述公共接收单元126例如为图像传感器。如图所示，所述第一感测器12包括第一发射单元122和公共接收单元126。所述第二感测器14包括第二发射单元142和公共接收单元126。
可选地，在一些实施例中，所述控制***18包括一个或多个功能模块180，所述功能模块180包括但不限于设置模块181、图像信息获取模块182、图像信息分析模块183、深度信息获取模块184、判断模块185及识别模块186。所述功能模块180可以是固化在对应存储介质13内的韧体或者是存储在存储介质13内的计算机软件代码。所述功能模块180由对应的一个或多个处理器16执行以控制相关部件来实现对应的功能，例如：信息保护功能。
可以理解的是，在其他一些实施例中，所述控制***18中的一个或多个功能模块180的对应功能也可以通过硬件来实现，例如可用下列硬件中的任一项或者其中多项的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路、具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路、可编程门阵列(PGA)、现场可编程门阵列(FPGA)等。
所述设置模块181用于预先设置在进行信息保护过程中需要用到的各种参数信息。所述参数信息包括但不限于预设的生物特征信息、用于判断是否启动身份验证的验证启动条件、进行深度信息计算所需要的参考图像以及进行身份识别所需要的身份特征模板。所述参数信息可以存储在所述存储介质13内。可以理解的是，所述参数信息可以在出厂前由生产商预先设置，也可以在产品使用过程中由用户自行设置或进行调整。
可选地，在一些实施例中，所述验证启动条件包括第一验证启动条件和第二验证启动条件。所述第一验证启动条件为：获取的图像信息中存在预设的生物特征信息。第二验证启动条件为：所述来访者已进入预设的识别范围内。所述识别范围可以通过与所述电子设备2或生物特征识别装置1之间的距离阈值进行定义。例如，在一些实施例中，所述识别范围可以为距离所述电子设备2或生物特征识别装置1一预设的识别距离阈值以内的至少部分空间范围。可选地，所述识别距离阈值可以为0.3米、0.5米、0.6米、0.8米、1米、1.2米、1.5米或其他合适距离。可以理解的是，所述识别距离为便于所述第二感测器14获取高精度深度信息的工作距离。因所述第二感测器14需要获取来访者的深度信息，特别是来访者脸部的三维数据，以用于后续的身份识别，所以如果来访者位于距离较近的识别范围内可有利于所述第二感测器14获取具有较高精度的深度信息。
可选地，在一些实施例中，所述生物特征识别装置1设置为需要同时满足第一验证启动条件和第二验证启动条件才执行基于三维数据的身份识别。
所述图像信息获取模块182用于控制所述第一感测器12获取前方场景的图像信息。所述图像信息分析模块183用于分析所获取的场景图像信息是否存在预设的生物特征信息。例如，在一些实施例中，所述图像信息分析模块183可以对所获取的图像信息进行分析以得到图像中的特征点，比如：图像的边界轮廓等，并将所述图像中的特征点与预设的生物特征信息进行比对以判断所获取的图像信息中是否存在预设的生物特征信息，比如：人脸的五官等。若所述图像信息中存在预设的人脸特征信息，说明前方场景中的来访者是可能想要进行身份验证的人，可以作为启动深度感测以进行身份验证的条件。
所述深度信息获取模块184用于控制所述第二感测器14获取场景的深度数据，并分析处理所述第二感测器14采集的深度数据以获取场景中的深度信息。可选地，在一些实施例中，所述深度信息包括来访者与生物特征识别装置1或电子设备2之间的距离以及来访者脸部的三维数据。其中，获取所述深度信息的方法根据所述第二感测器14采用的三维感测原理而定。例如：在一些实施例中，所述第二感测器14采用结构光感测原理，向场景所在空间投射结构光光束，例如：非规则排布的散斑光束，再获取所述结构光光束在场景所在空间内形成的结构光图像。所述深度信息获取模块184通过计算所获取的结构光图像与预设的参考图像之间的畸变值来获取来访者脸部或场景空间的深度信息。在其他一些实施例中，所述第二感测器14采用TOF原理，以特定频率/时间周期向来访者或其所在空间发射光脉冲，再接收来访者或其所在空间对应反射回来的光脉冲。所述深度信息获取模块184通过计算光脉冲从发射到被接收所需的时间差值来获取来访者或其所在空间的深度信息。在其他一些实施例中，所述第二感测器14和所述深度信息获取模块184也可以采用双目视觉感测原理来获取来访者或其所在空间的深度信息。
所述判断模块185用于根据预设的识别距离阈值与所获取的来访者的深度信息来判断所述来访者是否已进入预设的识别范围内。
若所述来访者的深度信息显示来访者与所述生物特征识别装置1或电子设备2之间的距离已大于或等于预设的识别距离阈值，则判断所述来访者已进入预设的识别范围内。
若所述来访者的深度信息显示来访者与所述生物特征识别装置1或电子设备2之间的距离小于预设的识别距离阈值，则判断所述来访者并没有进入预设的识别范围内。
所述识别模块186用于识别所述来访者的身份是否为预设的授权者。可选地，在一些实施例中，所述识别模块186通过匹配和分析第二感测器14获取的来访者脸部三维数据与预设的授权者身份特征模板之间的差异，以识别所述来访者是否为预设的授权者。可以理解的是，所述识别模块186在完成识别后可根据识别结果发出对应的不同信号，例如：若识别出来访者是预设的授权者则发出识别通过信号，若识别出来访者不是预设授权者则发出身份验证失败信号。
可选地，在一些实施例中，所述处理器16在满足所述验证启动条件时控制所述识别模块186根据第二感测器14获取的来访者脸部三维数据识别来访者是否为预设的授权者。
可选地，在一些实施例中，所述处理器16在不满足所述验证启动条件时控制所述识别模块186停止执行基于三维数据的身份识别。
可选地，在一些实施例中，如图5所示，所述控制***18还包括一操作模块187，所述操作模块187用于根据身份识别的结果控制相应的硬件或运行相应的软件以执行对应的操作。例如：可以根据身份识别的结果执行支付、开锁、进入特定的应用程序或操作界面、或者获取特定的操作权限等。
可选地，在一些实施例中，如图1和图6所示，所述生物特征识别装置1还包括显示屏3，所述控制***18相应地还可以包括显示控制模块188。所述显示屏3用于显示图像或文字以提示或引导来访者进行身份识别。所述显示控制模块188用于控制所述显示屏3开启或关闭。可选地，所述处理器16在满足所述验证启动条件时通过所述显示控制模块188控制显示屏3点亮或启动，在不满足所述验证启动条件时通过所述显示控制模块188保持显示屏3关闭或熄屏。也就是说，所述生物特征识别装置1至少在判断出前方确实有来访者，且靠得足够接近而便于获取高精度的三维数据时才启动显示屏3和第二感测器14进行基于三维数据的身份识别。这样可以显著地降低所述生物特征识别装置1的整体功耗，而且在最后确实要进行身份识别时才点亮屏幕使得所述生物特征识别装置1显得更智能，有利于用户体验的提升和品牌形象的塑造。
可选地，在另外一些实施例中，所述显示屏3也可以设置在电子设备2上，所述生物特征识别装置1通过控制显示控制模块188去点亮或启动所述显示屏3。
可选地，在一些实施例中，所述验证启动条件还包括第三验证启动条件，具体为：所述来访者的脸部应面向所述生物特征识别装置1。所述生物特征识别装置1设置为需要同时满足所述第一、第二、及第三验证启动条件才视为满足所述验证启动条件，以执行基于三维数据的身份识别。如图7所示，所述第二感测器14中的第二发射单元142和第二接收单元144沿一预设的基线L排布，所述生物特征识别装置1可定义一水平参考面H，所述基线在该水平参考面H内。所述水平参考面H内垂直所述基线L指向生物特征识别装置1外侧方向定义为参考方向R。若所述来访者的脸部朝向F在水平参考面H上的投影F1与所述参考方向R之间的夹角α小于预设的朝向角度阈值，则定义所述来访者面向所述生物特征识别装置1，此时所述第二感测器14能够获取较为全面的脸部三维数据。若所述来访者的脸部朝向F在水平面上的投影与所述参考方向R之间的夹角大于预设的朝向角度阈值，则定义所述来访者未面向所述生物特征识别装置1。可选地，在一些实施例中，所述朝向角度阈值可以为15度、20度、30度、45度、50度、或60度等。
在大多数情况下，当所述来访者想要进行身份验证时会主动地把脸朝向所述生物特征识别装置1，而当来访者的脸部明显偏离生物特征识别装置1时往往都是不想进行身份识别的，比如：来访者可能只是侧对着生物特征识别装置1在跟其他人聊天等。所以，加入所述第三验证启动条件可以更加准确地筛选出来访者想要进行身份识别的情况。
相应地，在一些实施例中，如图8所示，所述控制***18还包括脸部朝向计算模块189。所述脸部朝向计算模块189用于根据获取的来访者脸部三维数据计算出来访者的脸部朝向F。可选地，在一些实施例中，如图9所示，所述脸部朝向计算模块189提取出所述观看者脸部的特征点，并获取所述脸部特征点的三维数据，连接所提取的脸部特征点以构建出相应的脸部参考面，并根据构建所述脸部参考面的脸部特征点的三维数据计算出所述脸部参考面的垂直向量作为所述脸部朝向F的向量。可选地，所述脸部特征点可以设置为但不限于左眼、右眼、鼻尖、嘴角，所述左/右眼睛也可以是对应的眼角。
所述脸部朝向计算模块189在计算来访者脸部朝向F时连接的来访者脸部特征点的数量可以为三个以上，但要满足用于构建脸部参考面的脸部特征点位于同一平面上，以使得所构建的脸部参考面为平面。可选地，在一些实施例中，所述脸部朝向计算模块189可通过连接来访者脸部的三个特征点来构建脸部参考面。例如：如图9所示，所述左眼、右眼和左边嘴角构成一脸部参考面，计算所述脸部参考面的垂直向量即可以得到来访者的脸部朝向F。
可以理解的是，选取不同的脸部特征点去构造脸部参考面所计算出来的脸部朝向F会稍有差别。可选地，在一些实施例中，如图10所示，也可以对两个不同脸部参考面分别计算出的脸部朝向F1和F2，再求两者向量之和得到的向量方向作为脸部朝向F。以此类推，也可以将多个不同脸部特征点对应构造的多个脸部参考面的垂直向量依次相加而得到最终的脸部朝向F。
可选地，在一些实施例中，所述生物特征识别装置1可设置为只需要满足所述第一、第二、第三验证启动条件中的任意一个即视为满足验证启动条件，进而执行基于三维数据的身份识别。
可选地，在一些实施例中，所述生物特征识别装置1可设置为需要满足所述第一、第二、第三验证启动条件中的任意两个的组合即视为满足所述验证启动条件，进而可启动基于三维数据的身份验证。
可选地，在一些实施例中，如图11所示，所述生物特征识别装置11还可以包括接近感应器17。所述接近感应器17用于感应是否有来访者进入预设的感测范围内。所述处理器16在接近感应器17感应到有来访者进入预设的感应范围后再启动所述第一感测器12和/或第二感测器14。
所述感应范围可以通过与所述电子设备2或生物特征识别装置1之间的距离阈值进行定义。例如，在一些实施例中，所述感应范围可以为距离所述电子设备2或生物特征识别装置1一预设感测距离阈值以内的至少部分空间范围。可选地，所述感测距离阈值可以为1米、2米、3米、4米、5米、或其他合适的距离。也就是说，有来访者进入所述感应范围，所述接近感应器17就能够感应到来访者并发出相应的感测信号。可以理解的是，所述接近感应器17只需要对预设距离以内的来访者做出是或否的判断，而并不需要得出与来访者之间的具体距离，所以可采取精度较低的低功耗感测方法。可选地，在一些实施例中，所述接近感应器17可以为但不限于人体热释电红外(Pyroelectric Infra-Red,PIR)感应器、电容式接近感应传感器、电感式接近感应传感器等。因所述接近感应器17的功耗较低，能够以预设的频率间隔持续感测是否有来访者进入感应范围内，比如：每秒1至60中的任意数值的次数。
相应地，在一些实施例中，所述控制***18还包括接近感应模块189。所述设置模块181可用于预设接近感测的频率，比如但不限于：每秒1至60中的任意数值的次数。所述接近感应模块189用于控制所述接近感应器17以预设的接近感测频率去感应是否有来访者进入预设的感应范围内，并在感应到有来访者进入所述感应范围后发出相关信号。
可以理解的是，在其他一些实施例中，所述生物特征识别装置1也可以省略所述接近感应器17，所述控制***18对应省略所述接近感应模块189。所述处理器16通过所述图像信息获取模块182控制所述第一感测器12以预设频率获取前方场景的图像信息。所述预设频率例如但不限于：每秒1至60中的任意数值的次数。所述处理器16控制所述图像信息分析模块183分析所获取的图像信息是否存在预设的生物特征信息，以作为启动基于三维数据的身份感测的条件。
可选地，在一些实施例中，如图1所示，所述电子设备2为智能门锁。所述智能门锁2包括锁体22和所述生物特征识别装置1。所述锁体22用于锁上或解锁安装了所述智能门锁的门体4。所述生物特征识别装置1在识别出所述来访者为预设的授权者时控制所述锁体22进行解锁。例如：请同时参阅图5，所述处理器16在满足所述验证启动条件时控制所述识别模块186根据第二感测器14获取的来访者脸部三维数据识别来访者是否为预设的授权者，并在识别出来访者是预设的授权者时通过所述操作模块187控制锁体进行解锁。
可选地，在一些实施例中，所述智能门锁2包括显示屏3。所述显示屏3用于显示图像或文字以提示或引导来访者进行身份识别。所述生物特征识别装置1在满足所述验证启动条件时控制所述显示屏3点亮或启动，在不满足所述验证启动条件时保持显示屏3关闭或熄屏。
请一并参阅图12和图2，本申请实施例还提供一种生物特征识别装置1的控制方法。所述生物特征识别控制方法包括如下步骤：
步骤S101，获取前方场景的图像信息。
可选地，在一些实施例中，所述处理器16通过执行图像信息获取模块182以控制所述第一感测器12获取前方场景的图像信息。通过对所述图像信息的分析可判断出所述图像信息是否具有预设的生物特征信息，进而判断场景中是否有人出现。预设的生物特征信息例如为人脸特征信息，可以包括人脸的五官：眉毛、眼睛、耳朵、鼻子、嘴巴，及五官比例、尺寸、颜色、亮度和轮廓等。
可选地，在一些实施例中，所述图像信息可以为可见光二维图像也可以为非可见光二维图像，例如：红外二维图像或近红外光二维图像。
步骤S102，分析所获取的图像信息中是否具有预设的来访者生物特征信息。
可选地，在一些实施例中，所述处理器16通过执行图像信息分析模块183对所获取的图像信息进行分析以得到图像中的特征点，比如：图像的边界轮廓等，并将所述图像中的特征点与所述生物特征信息进行比对以判断所获取的图像信息中是否存在预设的来访者生物特征信息。所述预设的来访者生物特征信息为人脸特征信息，包括人脸的五官及五官的比例、尺寸、颜色、亮度和轮廓。
步骤S103，使得基于三维数据的身份识别操作保持停止状态，继续执行步骤S101：获取前方场景的图像信息。
可选地，在一些实施例中，若获取的图像信息中不存在预设的生物特征信息，所述处理器16可通过执行图像信息获取模块182控制所述第一感测器12以预设频率继续再获取前方场景的图像信息，在另一些实施例中，所述处理器16也可以根据其他控制信号再决定是否继续获取前方场景的图像信息。
其中，基于三维数据的身份识别操作保持停止状态包括但不限于停止获取来访者的三维数据、停止通过将获取的来访者三维数据与预设的授权者身份特征模板的匹配分析进行身份识别、和/或停止显示信息或保持熄屏状态。
步骤S104，获取场景的深度信息。
可选地，在一些实施例中，若获取的图像信息中存在预设的来访者生物特征信息，所述处理器16通过执行深度信息获取模块184控制所述第二感测器14获取场景的深度信息。
所述深度信息包括来访者与生物特征识别装置1或电子设备2之间的距离以及来访者脸部的三维数据。其中，获取场景深度信息的三维感测原理包括但不限于结构光感测原理、TOF原理、双目视觉感测原理。
步骤S105，判断所述来访者是否已进入预设的识别范围内。
所述识别范围可以通过与所述电子设备2或生物特征识别装置1之间的距离阈值进行定义。例如，在一些实施例中，所述识别范围可以为距离所述电子设备2或生物特征识别装置1一预设的识别距离阈值以内的至少部分空间范围。可选地，所述识别距离阈值可以为0.3米、0.5米、0.6米、0.8米、1米、1.2米、1.5米或其他合适距离。
可选地，在一些实施例中，所述处理器16通过执行判断模块185以根据预设的识别距离阈值与所获取的来访者的深度信息来判断所述来访者是否已进入预设的识别范围内。若所述来访者的深度信息显示来访者与所述生物特征识别装置1或电子设备2之间的距离已大于或等于预设的识别距离阈值，则判断所述来访者已进入预设的识别范围内。若所述来访者的深度信息显示来访者与所述生物特征识别装置1或电子设备2之间的距离小于预设的识别距离阈值，则判断所述来访者并没有进入预设的识别范围内。
可选地，在一些实施例中，若判断所述来访者未进入预设的识别范围内，则执行步骤S103：使得基于三维数据的身份识别操作保持停止状态，继续执行步骤S101：获取前方场景的图像信息或者步骤S104：获取场景的深度信息。
步骤S106，执行基于三维数据的身份识别。
可选地，在一些实施例中，若判断所述来访者已进入预设的识别范围内，所述处理器16通过执行深度信息获取模块184、识别模块186和/或显示控制模块188以实现基于三维数据的身份识别。
可选地，在一些实施例中，执行基于三维数据的身份识别包括通过所述第二感测器14获取来访者脸部的三维数据、通过显示控制模块188来启动或点亮所述显示屏和/或通过执行识别模块186以匹配和分析第二感测器14获取的来访者脸部三维数据与预设的授权者身份特征模板之间的差异来识别所述来访者是否为预设的授权者。
可选地，在一些实施例中，如图13所示，所述步骤S106后还进一步包括：
步骤S107，根据身份识别的结果执行对应的操作。
可选地，在一些实施例中，所述处理器16通过执行操作模块187以根据身份识别的结果控制相应的硬件或运行相应的软件以执行对应的操作。例如：若身份识别通过后，执行支付、开锁、进入特定的应用程序或操作界面、或者获取特定操作权限等授权操作。若身份识别失败，则发出身份验证失败的提示、发出警报、和/或通知预设的授权者或控制中心。
可选地，在一些实施例中，如图14所示，所述步骤S104和S105也可以省略，若获取的图像信息中存在预设的生物特征信息，则直接执行步骤S106。
可选地，在一些实施例中，如图15所示，在步骤S106之前还包括：
步骤S1050，判断所述来访者的脸部是否面向所述生物特征识别装置1，并在同时满足所述来访者的脸部面向生物特征识别装置1时再执行步骤S106。
可选地，在一些实施例中，若获取的图像信息中存在预设的来访者生物特征信息，则执行步骤S1050。
可选地，在一些实施例中，若判断来访者已进入预设的识别范围内，则执行步骤S1050。
可选地，在一些实施例中，若判断来访者的脸部未面向生物特征识别装置，则执行步骤S103：使得基于三维数据的身份识别操作保持停止状态，继续执行步骤S101：获取前方场景的图像信息或者步骤S104：获取场景的深度信息。
可选地，在一些实施例中，如图16所示，所述步骤S1050可以包括如下分步骤：
步骤S1051，提取出所述来访者脸部特征点的三维数据。可选地，在一些实施例中，所述处理器16通过执行脸部朝向计算模块189从所获取的来访者脸部三维数据中提取出脸部特征点的三维数据。可选地，所述脸部特征点可以设置为但不限于左眼、右眼、鼻尖、嘴角，所述左/右眼睛也可以是对应的眼角。
步骤S1052，连接所提取的脸部特征点以构建出相应的脸部参考面。可选地，在一些实施例中，所述处理器16通过执行脸部朝向计算模块189连接所提取的来访者脸部特征点，以构建出相应的脸部参考面。在此步骤中，所连接的来访者脸部特征点的数量也可以为三个以上，但需要满足用于构建脸部参考面的脸部特征点需要位于同一平面上，以使得所构建的脸部参考面为平面。可选地，在一些实施例中，可通过连接来访者脸部的三个特征点来构建脸部参考面。例如：如图4所示，所述左眼、右眼和左边嘴角构成一脸部参考面，计算所述脸部参考面的垂直向量即可以得到来访者的脸部朝向F。
步骤S1053，计算出所述脸部参考面的垂直向量作为所述脸部朝向F的向量。可选地，在一些实施例中，所述处理器16通过执行脸部朝向计算模块189163根据构建脸部参考面的脸部特征点的三维数据计算出所述脸部参考面的垂直向量，以作为所述脸部朝向F的向量。
可以理解的是，选取不同的脸部特征点去构造脸部参考面所计算出来的脸部朝向F会稍有差别。可选地，在一些实施例中，也可以对两个不同脸部参考面分别计算出的脸部朝向F，再求两者向量之和得到的向量方向作为脸部朝向F。以此类推，也可以将多个不同脸部特征点对应构造的多个脸部参考面的垂直向量依次相加而得到最终确定的脸部朝向F。
步骤S1054，将来访者脸部朝向F与所述生物特征识别装置1定义的参考方向R进行比较，以判断来访者的脸部是否面向所述生物特征识别装置1。
所述生物特征识别装置1定义的参考方向R为在水平面内垂直所述第二感测器14的基线L指向外侧的方向。若所述来访者的脸部朝向F在水平面上的投影与所述参考方向R之间的夹角小于预设的朝向角度阈值，则定义所述来访者面向所述生物特征识别装置1，此时所述第二感测器14能够获取较为全面的脸部三维数据。若所述来访者的脸部朝向F在水平面上的投影与所述参考方向R之间的夹角大于预设的朝向角度阈值，则定义所述来访者未面向所述生物特征识别装置1。
请一并参阅图11和图17，在另外一些实施例中，本申请提供的生物特征识别控制方法还包括在步骤S101之前执行的步骤S100：
步骤S100，感测是否有来访者进入预设的感测范围内，在感测到有来访者进入预设感测范围才开始执行所述步骤S101。
可选地，在一些实施例中，所述处理器16通过执行接近感应模块189以控制所述接近感应器1716以预设的接近感测频率去感应是否有来访者进入预设的感应范围内，并在感应到有来访者进入所述感应范围后发出启动所述第一感测器12的相关信号。
所述接近感应器17用于感应是否有来访者进入预设的感应范围内。所述感应范围可以通过与所述电子设备2或生物特征识别装置1之间的距离阈值进行定义。例如，在一些实施例中，所述感应范围可以为距离所述电子设备2或生物特征识别装置1一预设感测距离阈值以内的至少部分空间范围。可选地，所述感测距离阈值可以为1米、2米、3米、4米、5米、或其他合适的距离。
可选地，在一些实施例中，所述接近感应器17可以为但不限于人体热释电红外(Pyroelectric Infra-Red,PIR)感应器、电容式接近感应传感器、电感式接近感应传感器等。因所述接近感应器17的功耗较低，能够以预设的频率间隔持续感测是否有来访者进入感应范围内，比如：每秒1至60中的任意数值的次数。
可以理解的是，所述接近感应器17只需要对预设距离以内的来访者做出是或否的判断，而并不需要得出与来访者之间的具体距离，所以可采取精度较低的低功耗测量原理。所述接近感应器1716的工作功耗明显小于所述第一感测器12或第二感测器14的工作功耗。
本申请所提供的生物特征识别装置1及对应的生物特征识别控制方法通过按照功耗的高低分级感测来访者的接近程度和操作意图，在确认来访者的确是想进行身份识别后再点亮屏幕和启动功耗最高的基于三维数据的身份识别，从而避免高功耗部件长期工作，不仅能降低电子设备2的整体功耗而且使得电子设备2的外在反应更符合使用者的实际意图，让所述生物特征识别装置1或电子设备2显得更加地智能。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“某些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施例的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备(如基于计算机的***、包括处理模块的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***)使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储介质13(RAM)，只读存储介质13(ROM)，可擦除可编辑只读存储介质13(EPROM或闪速存储介质13)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储介质13中。
应当理解，本申请的实施例的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施例中，多个步骤或方法可以用存储在存储介质13中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施例中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生物特征识别控制方法，其特征在于，用于控制一生物特征识别装置对来访者进行基于三维数据的生物特征识别以验证来访者的身份，包括如下步骤：
获取前方场景的图像信息；
分析所获取的图像信息中是否具有预设的来访者生物特征信息；及
若获取的图像信息中不存在预设的来访者生物特征信息，则使得基于三维数据的身份识别操作保持停止状态。
2.如权利要求1所述的生物特征识别控制方法，其特征在于：所述预设的来访者生物特征信息为人脸特征信息，包括人脸的五官及五官的比例、尺寸、颜色、亮度和轮廓。
3.如权利要求1所述的生物特征识别控制方法，其特征在于：包括步骤：
若获取的图像信息中存在预设的来访者生物特征信息，则获取场景的深度信息；
判断来访者是否已进入预设的识别范围内；及
若判断来访者未进入预设的识别范围内，则使得基于三维数据的身份识别操作保持停止状态。
4.如权利要求3所述的生物特征识别控制方法，其特征在于，包括步骤：
若判断来访者进入预设的识别范围内，则判断所述来访者的脸部是否面向所述生物特征识别装置；及
若判断所述来访者的脸部未朝向所述生物特征识别装置，则使得基于三维数据的身份识别操作保持停止状态。
5.如权利要求1、3或4中任意一项所述的生物特征识别控制方法，其特征在于，基于三维数据的身份识别操作保持停止状态包括停止获取来访者的三维数据、停止通过获取的来访者三维数据与预设的授权者身份特征模板的匹配分析进行身份识别、停止显示信息和/或保持熄屏状态。
6.如权利要求3所述的生物特征识别控制方法，其特征在于，包括步骤：
若判断来访者进入预设的识别范围内，则执行基于三维数据的身份识别。
7.如权利要求4所述的生物特征识别控制方法，其特征在于，所述生物特征装置包括用于获取图像信息的第一感测器及用于获取深度信息的第二感测器，所述第二感测器具有一预设的基线，所述生物特征识别装置定义一水平参考面，所述基线位于该水平参考面内，所述水平参考面内垂直所述基线指向生物特征识别装置外侧的方向定义为参考方向，若所述来访者的脸部朝向在水平参考面上的投影与所述参考方向之间的夹角小于预设的朝向角度阈值，则认为所述来访者面向所述生物特征识别装置，所述朝向角度阈值可以为15度、20度、30度、45度、50度、或60度。
8.如权利要求7所述的生物特征识别控制方法，其特征在于：计算所述观看者脸部朝向的方法包括如下步骤：
提取出所述来访者脸部特征点的三维数据；
连接所提取的脸部特征点以构建出相应的脸部参考面；及
计算出所述脸部参考面的垂直向量作为所述脸部朝向的向量。
9.如权利要求1-8中任意一项所述的生物特征识别控制方法，其特征在于：在获取前方场景的图像信息之前，还包括如下步骤：
感测是否有来访者进入预设的感测范围内，在感测到有来访者进入预设感测范围才开始获取前方场景的图像信息。
10.一种存储介质，用于存储可由一个或多个处理器执行的程序代码，其特征在于：所述程序能够由所述处理器执行以实施如权利要求1-9中任意一项所述的生物特征识别控制方法。
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