一种基于人脸识别的食堂支付系统的制作方法

本发明涉及电子领域，尤其涉及一种基于人脸识别的食堂支付系统。

背景技术：

在一些大中型的企业、事业单位(如医院、学校)、工厂、商业楼宇或者工业园区等，都设有内部的食堂，方便员工的生活，为员工提供福利。现行食堂的支付系统大多数是通过先充值刷ic卡支付的支付管理模式。在食堂的消费群体中主要是员工以及少数访客或者外来人员。对于员工，用人单位会有不同标准的福利；对于公务接待的访客，将由企业或者单位按用餐标准接待；对于另一些访客，需要访客自己支付用餐费用。

目前，在实际使用过程中，员工的就餐卡容易出现冒用或者代刷，一卡多人消费，从而浪费了用人单位给予员工的福利。对于属于公务接待的访客，接待单位希望进行准确地记录就餐人员和接待部门，避免公务接待被滥用，造成不必要的铺张浪费。而对于自己付费的访客消费，则希望能够就餐支付快速和方便。因此，需要一种新的支付手段，在满足现有支付功能的基础上，可以从根本上杜绝他人冒用或者代刷就餐卡现象，从而避免浪费，节约成本，支付流程方式更加准确、方便和快捷。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种基于人脸识别的食堂支付系统，以解决上述技术问题。

本发明提供的基于人脸识别的食堂支付系统，包括：

点餐子系统、支付子系统、一体机和通信单元，所述点餐子系统和支付子系统通过通信单元与一体机连接；

所述支付子系统包括：

用户管理单元，用于进行用户管理；

用户注册单元，用于进行人脸识别信息注册；

人脸特征库，用于存储人脸特征信息；

计费单元，用于根据用户的点餐信息进行计费；

所述一体机包括：

壳体、控制单元、第一验证单元和显示单元；

所述第一验证单元包括：人脸图像采集子单元和人脸识别子单元；所述控制单元和人脸识别子单元设置于壳体内部，所述显示单元设置于壳体外部；

用户通过所述点餐子系统进行点餐，生成点餐信息，通过第一验证单元验证成功后，所述支付子系统根据点餐信息进行相应的扣费。

进一步，所述点餐子系统包括：

信息接收单元，用于与用户进行人机交互，获取用户的点餐信息；所述信息接收单元包括用于进行触摸点餐的图形化模块和/或用于接收用户语音点餐的语音模块；

餐单发送单元，用于根据点餐信息生成配餐单，并将所述配餐单发送至餐单接收单元

餐单接收单元，用于接收配餐单，以供配餐人员进行相应的配餐。

进一步，所述支付子系统还包括公务接待消费模块和访客消费模块，所述公务接待消费模块用于设置接待标准和扣费规则，并记录接待部门以及被接待者的人脸图像信息；所述访客消费模块，用于设置访客的消费模式和扣费规则。

进一步，所述人脸图像采集子单元包括依次连接的图像采集模块、人脸采集模块和活体检测模块，所述图像采集模块设置于壳体外部，所述人脸采集模块和活体检测模块设置于壳体内部。

进一步，所述人脸识别子单元包括：

人脸质量评估模块，用于对采集的人脸图像进行质量评估，输出质量评估达标且最优的人脸图像进行标定，如果采集的人脸图像经过质量评估后均不达标，则反馈给图像采集模块重新采集；

人脸特征分析模块，用于对标定的人脸图像进行人脸特征提取，获取人脸特征信息数据；

人脸数据对比模块，用于将获取的人脸特征信息数据与支付子系统中的人脸特征库中的数据进行对比，获取识别结果。

进一步，还包括输入模块，

当识别结果为注册用户时，通过所述显示单元提示用户输入密码，

如果用户管理单元验证密码正确，则通过计费单元进行计费；

如果用户管理单元验证密码错误，则从人脸识别结果中选择相似度满足预先设定的识别阈值的前n位用户进行密码匹配，若存在密码匹配正确的用户，则通过显示单元显示密码匹配正确的用户信息，并通过支付子系统进行扣费，以及显示本次消费金额和余额；若所有用户密码均不能匹配，则不能进行消费；

当识别结果为非注册用户时，提示用户不能进行人脸识别支付；

或者：

在进行支付时，通过显示单元提示用户输入密码；

用户管理单元通过密码匹配找到注册的用户，并建立识别小库，再在所述识别小库中进行人脸识别；

如果人脸识别结果满足预设的识别阈值，则选择与采集的人脸图像中相似度最高的用户为最终识别结果，显示屏显示用户信息，支付系统进行扣费，并显示本次消费金额和余额；

如果人脸识别结果不满足预设的识别阈值，则通过显示单元提示用户不能进行人脸识别消费支付。

进一步，所述点餐子系统还包括自动配餐单元，所述自动配餐单元包括配餐控制器、承载模块和传送模块，所述配餐控制器根据配餐单选择盛放相应菜品的承载模块，并控制传送模块将所述承载模块传递到指定位置。

进一步，所述显示单元包括第一显示模块和第二显示模块，所述第一显示模块的显示屏与第二显示模块的显示屏背向设置。

进一步，还包括用于当第一验证单元验证失败时进行二次验证的第二验证单元，所述第二验证单元包括ic卡识别模块，所述ic卡识别模块与控制单元连接。

进一步，所述支付子系统还包括用于当用户余额不足时进行提醒的余额提醒模块和统计用户消费记录、生成统计报表的统计模块。

本发明的有益效果：本发明中的基于人脸识别的食堂支付系统，针对食堂的注册用户，可以完全取代传统的ic卡消费，可以节约成本；刷脸就完成整个支付过程，真正实现一人一“卡”，人脸识别更高效、准确、方便，从根本上可以杜绝传统食堂支付方式中的错刷、多人消费一卡等情况的发生，避免造成管理混乱；本发明可以有效降低识别的错误率，保证了人脸识别消费的正确性，并且可以针对食堂不同的招待对象，进行区别支付，记录更加准确，同时也有效的避免了浪费，使用方便。

附图说明

图1是本发明实施例中基于人脸识别的消费支付系统的结构示意图。

图2是本发明实施例中基于人脸识别的消费支付系统的一体机的外部结构示意图。

图3是本发明实施例中基于人脸识别的消费支付的一体机的原理示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所示，本实施例中的基于人脸识别的食堂支付系统，包括：点餐子系统、支付子系统、一体机和通信单元，所述点餐子系统和支付子系统通过通信单元与一体机连接；

支付子系统包括：

用户管理单元，用于进行用户管理；

用户注册单元，用于进行人脸识别信息注册；

人脸特征库，用于存储人脸特征信息；

计费单元，用于根据用户的点餐信息进行计费；

一体机包括：

壳体、控制单元、第一验证单元和显示单元；

第一验证单元包括：人脸图像采集子单元和人脸识别子单元；所述控制单元和人脸识别子单元设置于壳体内部，所述显示单元设置于壳体外部；

用户通过所述点餐子系统进行点餐，生成点餐信息，通过第一验证单元验证成功后，所述支付子系统根据点餐信息进行相应的扣费，本实施例中的一体机的结构如图3所示。

在本实施例中，在本实施例中，用户管理单元可以进行资源管理、资源权限管理、数据权限管理、单位信息管理、系统参数设置、自动任务管理、系统数据清理等系统管理行为，也可以进行注册人脸照片、信息、设置密码、管理人员信息等用户管理行为，本实施例中的用户注册单元，用于对人脸图像进行人脸检测和人脸特征提取，得到人脸特征信息数据，并将该人脸特征数据存储到人脸特征库中，在实际应用过程中，结合人脸识别，再将输入的密码与用户密码进行比对，验证成功则扣费。通过计费单元可扣除消费金额，计算出余额。优选地，支付子系统还包括用于当用户余额不足时进行提醒的余额提醒模块和统计用户消费记录、生成统计报表的统计模块。通过余额提醒模块扣除消费金额，计算出余额，当余额不足时，可以进行提醒。通过统计模块可以统计消费记录，生成表报，生成当月、上月的详细消费记录日志，可查询每笔消费记录，同时记录当时刷脸支付消费的人脸信息。

在本实施例中，点餐子系统包括：

信息接收单元，用于与用户进行人机交互，获取用户的点餐信息；所述信息接收单元包括用于进行触摸点餐的图形化模块和/或用于接收用户语音点餐的语音模块；

餐单发送单元，用于根据点餐信息生成配餐单，并将所述配餐单发送至餐单接收单元

餐单接收单元，用于接收配餐单，以供配餐人员进行相应的配餐；

优选地，还包括自动配餐单元，自动配餐单元包括配餐控制器、承载模块和传送模块，所述配餐控制器根据配餐单选择盛放相应菜品的承载模块，并控制传送模块将所述承载模块传递到指定位置，传送模块可以采用传送带等常规的传送工具，在实际工作时，可以将承载模块进行相应的编号或预先设定的特定位置，通过编号或特定位置建立与菜品之间的映射关系，配餐控制器就可以根据餐单选择对应编号或特定位置的承载模块，进而通过传送模块传递到预先指定的位置，例如传送到配餐人员的操作范围，当然，也可以直接传送到用户的取餐位置。

在本实施例中，支付子系统还包括公务接待消费模块和访客消费模块，所述公务接待消费模块用于设置接待标准和扣费规则，并记录接待部门以及被接待者的人脸图像信息；所述访客消费模块，用于设置访客的消费模式和扣费规则。通过公务接待消费模块可以设置公务接待消费的模式，设置接待标准和扣费规则，完成扣费；以及，记录接待部门名称以及被接待客人的人脸图像。通过访客消费模块可以设置访客消费的模式，设置扣费规则，完成扣费。

在本实施例中，人脸识别子单元包括：人脸质量评估模块，用于对采集的人脸图像进行质量评估，输出质量评估达标且最优的人脸图像进行标定，如果采集的人脸图像经过质量评估后均不达标，则反馈给图像采集模块重新采集；人脸特征分析模块，用于对标定的人脸图像进行人脸特征提取，获取人脸特征信息数据；人脸数据对比模块，用于将获取的人脸特征信息数据与支付子系统中的人脸特征库中的数据进行对比，获取识别结果。通过人脸质量评估模块可以对采集到的序列人脸图像进行质量评估，从而筛选出可以用于后续处理的人脸图像，在从筛选出的人脸图像进行人脸特征提取，得到人脸特征信息数据，再将将采集的人脸特征信息数据与人脸特征库中的数据进行对比，就可以获取更加精准的识别结果。

在本实施例中，还包括输入模块，通过输入模块可以输入数字和字母构成的密码，输入模块可以采用实体的键盘输入结构，也可以采用触摸屏等输入结构，在本实施例中，支付的过程可以采用两种不同的方式进行：

方式一：

s11根据一体机识别的结果，

若识别结果为注册用户，则提醒用户输入密码：

若密码验证正确，则显示屏显示用户信息，支付系统进行扣费，并显示本次消费金额和余额。

若密码验证错误，则从人脸识别结果中选择相似度满足识别阈值的前n位用户进行密码匹配，若存在密码匹配正确的用户，则显示屏显示密码匹配正确的用户信息，支付系统进行扣费，并显示本次消费金额和余额；若所有用户密码均不能匹配，则不能进行消费。

s12若为非注册用户，则不能进行“刷脸”消费支付。

方式二：

s21首先提醒用户输入密码；

s22通过密码匹配找到注册的用户，建立识别小库，再在小库中进行人脸识别；

s23人脸识别结果满足识别阈值，选择最高相似度阈值的用户为最终识别结果，显示屏显示用户信息，支付系统进行扣费，并显示本次消费金额和余额；

s24人脸识别结果不满足识别阈值，不能进行刷脸消费支付。

支付过程结束后，计费的信息会通过通讯模块，显示在一体机上。统计的信息也可以根据用户的指令访问，并显示在一体机上。

如图2所示，在本实施例中，显示单元包括第一显示模块1和第二显示模块2，所述第一显示模块1的显示屏与第二显示模块2的显示屏背向设置，采用第一显示模块1和第二显示模块2，进行双屏显示，通过第一显示模块1的显示屏与第二显示模块2的显示屏背向设置，可以使消费者看一个屏，工作人员看一个屏，优选地，可以显示模块背部与壳体之间设置有活动部，通过采用活动连接的方式，以便于进行角度调节。

在本实施例中，还包括用于当第一验证单元验证失败时进行二次验证的第二验证单元，所述第二验证单元包括ic卡识别模块，所述ic卡识别模块与控制单元连接。

在本实施例中，活体检测模块包括三维摄像装置、双目摄像装置、近红外检测装置或动作指令活体检测装置中的一种或几种的组合，活体检测模块主要用来检测采集的图像是否为真人，以防止恶意者伪造和窃取他人的生物特征用于身份认证，通过活体检测功能，判断提交的生物特征是否来自有生命的个体，动作指令活体检测装置可以利用人脸识别技术通行的活体检测技术一般采用指令动作配合的方式，如人脸左转、右转、张嘴、眨眼等，指令配合错误则认为是伪造欺骗。仅红外检测装置基于光流法而实现，无需指令配合，检测成功率较高。根据光流法，利用图像序列中的像素强度数据的时域变化和相关性来确定各自像素位置的“运动”。三维摄像装置可以利用3d摄像头拍摄人脸,得到相应的人脸区域的3d数据,并基于这些数据做进一步的分析,最终判断出这个人脸是来自活体还是非活体。基于活体和非活体的3d人脸数据，选择最具有区分度的特征来训练分类器，利用训练好的分类器来区分活体和非活体。选择的特征既包含全局的信息，也包含了局部的信息，这样的特征有利于算法的稳定性和鲁棒性。双目摄像头是基于多光谱技术和人脸所特有的皮肤材质特征。在多光谱光源的照射下，采集到的真实人脸材质和各种伪造人脸材质会在特制摄像头中出现明显的差异。这种差异可以通过图像处理技术和机器学习方法进行量化。利用深度学习模式，让计算机能够自主判断待检测样本是否为真实人脸，从而达到无人工监督的活体检测的目的。

本实施例中的控制单元、配餐控制器等处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、网络处理器(networkprocessor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessing，简称dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称asic)、现场可编程门阵列(field－programmablegatearray，简称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。

注意，在实施例的对应附图中，用线来表示信号，一些线比较粗，以表示更多的构成信号路径(constituentsignalpath)和/或一些线的一个或多个末端具有箭头，以表示主要信息流向，这些标识不是想要进行限制，事实上，结合一个或多个事例性实施例使用这些线有助于更容易地接电路或逻辑单元，任何所代表的信号(由设计需求或偏好所决定)实际上可以包括可以在任意一个方向传送的并且可以以任何适当类型的信号方案实现的一个或多个信号。

除非另外规定，否则使用序数形容词“第一”、“第二”等来描述共同的对象，仅表示指代相同对象的不同实例，而并不是要暗示这样描述的对象必须采用给定的顺序，无论是时间地、空间地、排序地或任何其他方式。

说明书对“实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、或“其他实施例”的提及表示结合实施例说明的特定特征、结构或特性包括在至少一些实施例中，但不必是全部实施例。“实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”的多次出现不一定全部都指代相同的实施例。如果说明书描述了部件、特征、结构或特性“可以”、“或许”或“能够”被包括，则该特定部件、特征、结构或特性“可以”、“或许”或“能够”被包括，则该特定部件、特征、结构或特性不是必须被包括的。如果说明书或权利要求提及“一”元件，并非表示仅有一个元件。如果说明书或权利要求提及“一另外的”元件，并不排除存在多于一个的另外的元件。

尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变形对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。