专利名称：一种具备人脸检测功能的门铃系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及门铃系统，更具体地说，涉及一种具备人脸检测功能的门 铃系统。
背景技术：
人的主要特征是在人脸， 一般来说主要是通过人脸来区分人的身份，因此 针对人的视频监控系统中只有拍摄到人脸的视频才是重要的。
基于智能视频的人脸检测/捕捉运用了人脸识别技术，但又不完全与人脸 识别的过程相同。人脸检测/捕捉是人脸识别的一个初步过程，运用建好的人 脸模型特征，逐步对视频中的画面分块进行分析比较，如果找到符合人脸特征 的视频画面块，就会自动将该画面块从大的整体的视频中抠出保存。其过程必
须满足两个特点1、人脸视频模型必须有一定的通用性，无论是男女老少、 长发短发、不同人种肤色，均可检测出来；2、满足通用性外还必须满足准确 性，减少画面中非人脸的误判。然而，这其实是相互矛盾的，这就需要根据实 际进行^'务正。
如今，可视门铃已经广泛应用在家庭里面及办公领域，所谓可视门铃就是 具备门外视频采集功能，室内通过显示设备看到门外按门铃的人员视频的门 铃。如图l所示，可视门铃一般包括视频采集、双向对话、门铃按钮功能的门 外机l和双向对话、显示视频、开门按^L的门内机2，开门按^L连接到安装在 门上的电磁锁19。门外摄像机拍摄的主要目标是人脸，只有拍摄到人脸的视 频才是有效的视频。然而，是否拍摄到人脸必须由人工看到门内的显示屏才能 判断，这就存在以下问题
1、人为遮挡、躲避门外摄像头，使得拍摄不到人脸的情况下也就无法判 断人的身份，但是门外人员还可以操作门铃的按钮；2、 无意躲避门外摄像头，但由于门外人员站的位置不合适也拍摄不到人 脸，但也可以操作门铃按钮；
3、 在没有拍摄到人脸的情况下就无法记录有效的视频，也就无法查看什 么人按门铃的开门记录。
总而言之，现在的可视门铃存在的主要缺陷就是由于种种原因拍摄不到有 效的人脸，而设置在门外的呼叫按钮仍可操作，如此会给用户带来各种困扰及 不便。如果可视门铃具备人脸测功能，即只有视频检测到有效的人脸时呼叫按 钮才可能被门外人员操作，以上问题均可解决。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述由于种种原因拍 摄不到有效的人脸，而设置在门外的呼叫按钮仍可操作，如此会给用户带来各 种困扰及不便的缺陷，提供一种具备人脸检测功能的门铃系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种具备人脸检测 功能的门铃系统，包括摄像装置及呼叫按钮，其还包括与所述摄像装置及呼叫 按钮连接并设有人脸检测模块的处理单元，所述处理单元中的人脸检测模块对 所述摄像装置釆集到的视频信号进行视频分析处理，当检测出所述视频信号中 存在人脸时，所述处理单元将所述呼叫按钮设置为有效。
在本实用新型所述的门铃系统中，所述人脸检测模块在超过预设的时间没 有检测到人脸时，所述处理单元将所述呼叫按钮设置为无效。
在本实用新型所述的门铃系统中，所述处理单元还设有存储模块，所述处 理单元还设有存储模块，当所述人脸检测模块检测出所述视频信号中存在人脸 时，所述处理单元通过摄像装置摄录人脸的有效照片或视频保存在所述存储模 块中。
在本实用新型所述的门铃系统中，所述门铃系统还包括与所述处理单元连
接用于显示所述摄像装置采集到的视频信号的显示装置。
在本实用新型所述的门铃系统中，所述门铃系统还包括与所述处理单元连
接用于相互交换语音信号的门外对讲机及门内对讲机。在本实用新型所述的门铃系统中，所述门铃系统还包括与所述处理单元连 接用于在所述呼叫按钮被按下时发出声音的门铃喇叭。
在本实用新型所述的门铃系统中，所述门铃系统还包括安装在门上的电磁 锁以及与所述电磁锁连接的开门4务組。
在本实用新型所述的门铃系统中，所述门铃系统包括门外机和门内机，所 述门外机由安装在门外的摄像装置、呼叫按钮及门外对讲机组成，所述门内机 由安装在门内的处理单元、显示装置、门内对讲机、门铃喇叭及开门按钮组成。
在本实用新型所述的门铃系统中，所述门铃系统包括门外机和门内机，所 述门外机由安装在门外的摄像装置、呼叫按钮、门外对讲机及处理单元组成， 所述门内机由安装在门内的显示装置、门内对讲机、门铃喇P八及开门按钮组成。
在本实用新型所述的门铃系统中，所述门铃系统包括门外机、门内机及门 铃控制器，所述门外机由安装在门外的摄像装置、呼叫按钮及门外对讲机组成， 所述门内机由安装在门内的显示装置、门内对讲机、门铃喇叭及开门按钮组成， 所述处理单元单独组成门铃控制器。
实施本实用新型的具备人脸片企测功能的门铃系统，具有以下有益效果
1、 每次操:作都可以有效保存人脸浮见频，以便在一^殳时间后可以查询什么
人曾经按过门铃；
2、 只有检测到了人脸，人才可以操作门外的呼叫按钮呼叫室内，如此可 防止有意遮挡摄像机或躲避摄像机进行打扰性的操作；
3、 人脸检测采用软件实现，成本较低、易于实现；
4、 人脸检测算法精确、可靠度较高，在不同的光线和不同肤色的人都能 适用；
5、 能区分真实人脸和平面照片、面具等，只有是真实的人脸才有效；
6、 检测速度快，0.1秒/0. 3秒就可完成检测和人脸信号的存储。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中 图l是本实用新型传统的可视门铃的结构示意图；图2是本实用新型的门铃系统的一个实施例的结构示意图； 图3是本实用新型的门铃系统的 一个实施例的工作流程图； 图4a是本实用新型的门铃系统的一个实施例的第一优选方式的结构示意
图4b是本实用新型的门铃系统的一个实施例的第二优选方式的结构示意
图4c是本实用新型的门铃系统的一个实施例的第三优选方式的结构示意
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明 白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解， 此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图2所示，本实用新型具备人脸检测功能的门铃系统包括摄像装置11、 呼叫按钮12、门外对讲机13、显示装置14、处理单元15、门内对讲机16、 门铃喇叭17、开门按钮18及电磁锁19。处理单元15设有人脸检测模块151 和存储模块152,存储模块152用于在人脸检测模块151检测到人脸时抓取人 脸的有效照片并对其进行保存。摄像装置ll、呼呼按钮12、门外对讲机13、 显示设置14、门内对讲机16及门铃喇叭17分别与处理单元15电连接。显示 装置14还与摄像装置11连接，用于显示摄像装置11采集到的视频信号。门 外对讲机13及门内对讲机16分别与处理单元15连接，用于相互交换语音信 号，以便门外与门内的人员能够进行双向通话，其中门外对讲机13及门内对 讲机16分别设有相互连接麦克风和扬声器。此外，门铃喇叭17用于在呼叫按 钮12被按下时发出声音，如此在门内的人员便可知道门外有人来访，若需要 开门则按下开门按钮18,进而将安装在门上的电磁锁19打开。
处理单元15对摄像装置11采集到的视频信号进行视频分析处理，当视频 信号中存在人脸时，人脸检测模块151识别并检测出人脸，处理单元15将呼 叫按钮12设置为有效并启动摄像装置11开始对人脸的摄录。本实用新型可以通过摄像装置11将有效的人脸摄录成录像或照片格式，然后保存在处理单元
15的存储模块152中，以便以后可以查询什么人曾经按过呼叫按钮12。当人 脸检测模块151在超过预设的时间没有检测到人脸时，处理单元15将呼叫按 钮12设置为无效。处理单元15将呼叫按钮12设置为有效或无效可以通过连 接开关器件来实现，即处理单元15输出一个高电平或低电平使开关器件导通 或关断。当然，设置呼叫4安4丑12有效或无效的步骤也可以通过其它的方式来 实现。
本实用新型的门铃系统具备人脸检测功能，人脸检测的运算主要通过处理 单元15进行，该处理单元15可以是DSP或ARM平台，通过在上述DSP或ARM 平台上运行人脸检测模块151,通过分析视频里是否存在人脸图像，如果存在 则设置呼叫按钮12有效供外来人员操作，否则无效。另外，运行人脸检测模 块151的DSP或ARM平台集成了门铃的控制功能，是否将门外的呼叫按钮设置 为有效要由它运算后决定。
同样，本实用新型还可以增加报警功能，例如当人脸检测模块151没在检 测到人脸时，此时安装于门外的呼叫按钮12是不能被操作的，若呼叫按钮12 被按下，处理单元15则控制一个发光或发声的装置发出报警的灯光或声音。 实现这种报警的功能，可以在上述门铃系统的J^出上增加一个发光或发声的装 置，若是只需要发出声响进行报警，则可将上述的门铃喇叭17作为报警装置。 为了区别于呼叫按钮12有效操作时门铃喇叭17发出的声响，可以在呼叫按钮 12无效操作时将门铃喇叭17两端的电压调高或调低，以便门铃喇叭17发出 的声音可以与呼叫按4丑12有效操作时发出的声音不同。
如图3所示，在步骤302，在门铃系统启动人脸检测功能后，通过安装在 门外的摄像装置11采集视频信号，采集到视频信号可以显示在安装在门内的 显示装置14上。同时，在步骤304，采集到的视频信号进入DSP/ARM平台(即 处理单元15)进行视频分析处理。当有摄像装置11的画面有人脸出现时，也 就是当釆集到的视频信号存在人脸时，处理单元15中运行的人脸检测模块151 即刻检测出人脸，并抓取3张有效的人脸照片存储在存储单元152。在此只是 例举抓取3张有效的图片存储起来，所抓取有效图片的数量可由DSP/ARM平台内部程序设定。此时，在步骤306,处理单元15将安装在门外的呼叫按钮12 设置为有效，如果门外的人员可以操作门铃系统的呼叫按钮12,通过操作呼 叫按钮12便可以通过步骤308呼叫门内机。另外，在步骤310，如果人脸检 测模块152检测到人脸，本实用新型人脸检测模块152还会执行一个步骤(即 步骤310),即检测是否能连续检测到人脸。在步骤312，如果预设的l秒内无 法检测到人脸(1秒只是作为示例，其时长可预先设定)，处理单元15会将呼 叫按钮12设置为无效，此时门外机回到不可操作状态。此外，在人脸检测模 块151没有检测到人脸或者在超出预设时间没有持续检测到人脸时，此时处理 单元15会将门外的呼叫按钮12设置为无效，如果门外有人蓄意不让摄像装置 11拍摄不到脸而按下呼叫按钮12，本实用新型还可增加一个发光或发声的报 警装置(附图中没有示出)发出报警信号。
还有，门铃系统的人脸检测功能是周期性地进行的，可以通过设置一个开 关进行开启或关闭，或者在室内的主人出门或进门之后再开启。例如，在用户 出行或者回家之后，可以通过上述设置的开关运行人脸检测模块151。这样在 有人故意躲避摄像装置11，或者将脸挡住以至摄像装置11拍摄不到人脸时按 下呼叫按钮12,此时呼叫按钮12的操作是无效的，因而用户可以不受这种打 扰。考虑到发生这种情况多为不良的企图或者蓄意的行为，本实用新型在此还 可以增加报警功能，在呼叫按钮12无效时被按下，则增加一个报警装置发出 报警信号。另外，如果门外的人员是不小心或者位置没站好，使摄像装置11
行双向对话，然后再考虑通过开门按钮18来打开电磁锁19。
图4a是本实用新型的门铃系统的一个实施例的第一优选方式的结构示意 图。门铃系统包括门外机1和门内机2,门外机1由安装在门外的摄像装置11 、 呼叫按钮12及门外对讲机13组成，门内机2由安装在门内的处理单元15、 显示装置14、门内对讲机16、门铃喇叭17及开门按钮18组成。处理单元15 设有人脸检测模块151和存储模块152，存储模块152用于在人脸检测模块151 检测到人脸时抓取人脸的有效照片并对其进行保存。摄像装置11、呼呼按钮 12、门外对讲机13、显示设置14、门内对讲机16及门铃喇叭17分别与处理单元15电连接。显示装置14还与摄像装置11连接，用于显示摄像装置11 采集到的视频信号。门外对讲机13及门内对讲机16分别与处理单元15连接， 用于相互交换语音信号，以便门外与门内的人员能够进行双向通话。门铃喇叭 17用于在呼叫按钮12被按下时发出声音，如此在门内的人员便可知道门外有 人来访，若需要开门则按下开门按钮18,进而将安装在门上的电磁锁19打开。 处理单元15对摄像装置11采集到的视频信号进行视频分析处理，当视频信号 中存在人脸时，人脸检测模块151识别并检测出人脸，处理单元15将呼叫按 钮12设置为有效。当人脸4企测模块151在超过预设的时间没有检测到人脸时， 处理单元15将呼叫按钮12设置为无效。
图4b是本实用新型的门铃系统的一个实施例的第二优选方式的结构示意 图。门铃系统包括门外机1和门内机2,门外机1由安装在门外的摄像装置11 、 呼叫按钮12、门外对讲机13及处理单元15组成，门内机2由安装在门内的 显示装置14、门内对讲机16、门铃喇叭17及开门按钮18组成。图4b所示门 铃系统的工作原理同图4a及以下的图4c都相同，根据需要可以按照各种方式 对其进行组装。
图4c是本实用新型的门铃系统的一个实施例的第三优选方式的结构示意 图。门铃系统包括门外机l、门内机2及门铃控制器3，门外机l由安装在门 外的摄像装置11、呼叫按钮12及门外对讲机13组成，门内机2由安装在门 内的显示装置14、门内对讲机16、门铃喇叭17及开门按钮18组成，处理单 元15单独组成门铃控制器3。门铃控制器3可以制造成一个单独的商品，通 过相应的连接方式可以加载到现在的可视门铃中，以便可视门铃具备人脸检测 的功能。
本实用新型的门铃系统具备人脸检测功能，人脸检测的运算主要通过处理 单元15进行，该处理单元15可以是DSP或ARM平台，通过在上述DSP或ARM 平台上运行人脸检测模块151,通过分析视频里是否存在人脸图像，如果存在 则设置呼叫按钮12有效供外来人员操作，否则无效。另外，运行人脸检测模 块151的DSP或ARM平台集成了门铃的控制功能，是否将门外的呼叫按钮设置 为有效要由它运算后决定。相比现有的可视门铃系统，本实用新型的门铃系统
1具有如下特点每次操作都可以有效保存人脸的有效视频或图片，以便在一段 时间后可以查询什么人曾经按过门铃；设置只有检测到了人脸，人才可以操作 门外的呼叫按钮呼叫室内，如此可防止有意遮挡摄像机或躲避摄#^几进行打扰 性的操作；人脸检测采用软件实现，成本较低、易于实现；人脸检测算法精确、 可靠度较高，在不同的光线和不同肤色的人都能适用；能区分真实人脸和平面 照片、面具等等，只有是真实的人脸才有效；检测速度快，0.1秒/0. 3秒就可 完成检测和人脸信号的存储。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，
凡是本实用新型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 包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1、一种具备人脸检测功能的门铃系统，包括摄像装置(11)及呼叫按钮(12)，其特征在于，还包括与所述摄像装置(11)及呼叫按钮(12)连接并设有人脸检测模块(151)的处理单元(15)，所述处理单元(15)中的人脸检测模块(151)对所述摄像装置(11)采集到的视频信号进行视频分析处理，当检测出所述视频信号中存在人脸时，所述处理单元(15)将所述呼叫按钮(12)设置为有效。
2、 根据权利要求1所述的门铃系统，其特征在于，所述人脸检测模块(151) 在超过预设的时间没有检测到人脸时，所述处理单元(15)将所述呼叫按钮(12) 设置为无效。
3、 根据权利要求1所述的门铃系统，其特征在于，所述处理单元(15)还 设有存储模块(152),当所述人脸检测模块(151)检测出所述视频信号中存在人 脸时，所述处理单元(15)通过摄像装置(11)摄录人脸的有效照片或-见频保存在 所述存储模块(152)中。
4、 根据权利要求1所述的门铃系统，其特征在于，所述门铃系统还包括 与所述处理单元(15)连接用于显示所述摄像装置(11)采集到的视频信号的显 示装置(14)。
5、 根据权利要求1所述的门铃系统，其特征在于，所述门铃系统还包括 讲机(16)。
6、 根据权利要求1所述的门铃系统，其特征在于，所述门铃系统还包括 与所述处理单元(15)连接用于在所述呼叫按钮(12)被按下时发出声音的门铃 喇口八(17)。
7、 根据权利要求1所述的门铃系统，其特征在于，所述门铃系统还包括 安装在门上的电》兹锁(19)以及与所述电i兹锁(19)连接的开门按钮(18)。
8、 根据权利要求1至7任一项所述的门铃系统，其特征在于，所述门铃 系统包括门外机(l)和门内机(2),所述门外机(l)由安装在门外的摄像装置 (11)、呼叫按钮(12)及门外对讲机(13)组成，所述门内机(2)由安装在门内的处理单元(15)、显示装置(14)、门内对讲机(16)、门铃喇叭(17)及开门按钮(18) 组成。
9、 根据权利要求1至7任一项所述的门铃系统，其特征在于，所述门铃 系统包括门外机(1)和门内机(2)，所述门外机(1)由安装在门外的摄像装置 (11)、呼叫按钮(12)、门外对讲机(13)及处理单元(15)组成，所述门内机(2) 由安装在门内的显示装置(14)、门内对讲机(16)、门铃喇叭(17)及开门按钮(18) 组成。
10、 根据权利要求1至7任一项所述的门铃系统，其特征在于，所述门铃 系统包括门外机(l)、门内机(2)及门铃控制器(3),所述门外机(l)由安装在门 外的摄像装置(ll)、呼叫按钮(12)及门外对讲机(13)组成，所述门内机(2)由 安装在门内的显示装置(14)、门内对讲机(16)、门铃喇叭(17)及开门按钮(18) 组成，所述处理单元(15)单独组成门铃控制器(3)。
专利摘要本实用新型涉及一种具备人脸检测功能的门铃系统，包括摄像装置及呼叫按钮，还包括与摄像装置及呼叫按钮连接并设有人脸检测模块的处理单元，所述处理单元中的人脸检测模块对所述摄像装置采集到的视频信号进行视频分析处理，当在视频信号中检测到存在人脸时，处理单元将所述呼叫按钮设置为有效，并启动摄像装置摄录人脸。本实用新型的门铃系统，保证了有效人脸条件下启动门铃及记录有效人脸，从而减少门外呼叫按钮被非法滥用而给用户带来各种困扰，保证在检测到人脸才可以操作门外的呼叫按钮进行呼叫。此外，每次操作都可以有效保存人脸图象视频，以便以后查询什么人曾经按过门铃。
文档编号G08B3/10GK201233630SQ20082009588
公开日2009年5月6日 申请日期2008年7月29日 优先权日2008年7月29日
发明者李维超 申请人:深圳市飞瑞斯科技有限公司