一种基于国产CPU和OS的人脸实时检测追踪登录装置的制作方法

一种基于国产cpu和os的人脸实时检测追踪登录装置
技术领域
1.本发明涉及人脸追踪登录技术领域，尤其涉及一种基于国产cpu和os的人脸实时检测追踪登录装置。


背景技术：

2.随着国内计算机技术和社会经济的发展，国产化技术加速发展，在国产cpu 和os环境中各个政府以及企业所需的登录方式不仅是单一的用户账号密码登录方式，随着时间的累积用户忘记密码找回密码操作复杂，实时追踪并进行人脸检测登录解决了此弊端，避免了定时抓取视频区域，将没有人脸的图像发到数据库进行比对，降低了性能。


技术实现要素：

3.为了提高国产环境运行速度减小服务器的压力，本发明提供了一种基于国产 cpu和os的人脸实时检测追踪登录装置。将对人脸进行实时监测，监测是否出现人脸以及会出现几张人脸，没有人脸或多张人脸的情况前端不进行抓拍请求后端，仅仅在抓拍到一张人脸的图像时再去和人脸数据库进行对比，其次人脸识别的最大特点就是更具安全、保密和方便性。此外，人脸识别速度快，不易被察觉，与其他生物识别技术相比，人脸识别属于一种自动识别技术，一秒时间内可以识别多次。
4.本发明的技术方案是：
5.一种基于国产cpu和os的人脸实时检测追踪登录装置，包含了人脸图像采集单元、相似度计算单元、人脸特征检索单元、人脸识别确认单元，如下介绍了各个单元的作用：
6.1)人脸图像采集单元，此单元的作用为减轻国产服务器压力前端进行摄像头抓取视频流中的人脸进行抓拍，前端通过调取摄像头装置通过图像库对人脸特征抓取，并采用canvas进行人脸图像的截取，在有人脸的情况下再进行截取，减少了和服务器的交互次数，减轻了服务器的压力。
7.2)相似度计算单元，此单元利用前端传递给后端的图像信息在数据库内进行比对，并提根据计算的相似度比对出符合条件的信息。
8.3)人脸特征检索单元，此单元的作用按照阈值进行检索，每次检索将有多条相似度出的数据，利用阈值取出相似度最高的数据。
9.4)人脸识别确认单元，此单元的作用根据以上三个单元共同作用检索出来的数据，并根据数据确定人脸信息，服务器将人脸信息数据与注册时的数据进行比对，检测出绑定的id,最终返回给前端并提供登录的数据，前端将利用id等进行登录操作。
10.进一步的，人脸实时追踪的流程
11.需要人脸图像采集单进行人脸的采集，对视频帧进行检测，检测图像中是否存在人脸和人脸的个数并对人脸区域标框和截取，采集的方法需要在人脸图像采集单元完成。
12.1)人脸图像采集单元需要摄像头装置，首先前端检测电脑设备是否已经安装了摄像头装置，没有安装摄像头装置不进行摄像头装置的调用并提醒用户未安装摄像头装置，
在检测到已安装摄像头装置后检测浏览器是否支持打开摄像头，在支持的情况下对摄像头装置调用，进行人脸信息的采集；
13.2)人脸图像采集单元对摄像头采集的每一帧图像数据进行监听，拿到的数据在前端训练的图像库tracking.js中进行判断是否符合人脸的特征，前端检测出视频是否出现了人脸，如果出现了人脸特征数据，图像库将计算每一张人脸在视频区域的相对坐标，前端对人脸区域进行标框的视觉上的优化操作，最后将检测的每张人脸相关的数据通过回调函数进行获取。
14.3)人脸图像采集单元对之前监听到的人脸数据进行分情况处理，当多张人脸数据时不符合登录条件，并提醒用户。当在视频中仅出现一张人脸时前端通过拿到的人脸区域的相对坐标，对人脸所在的区域进行画标框处理，没有人脸的时候则不会进行标框处理，对出现一张人脸的此帧图片进行抓取，并根据需求利用 canvas压缩图片，传递给服务器进行处理，。
15.进一步的，特征录入和检索流程
16.还包括一个特征库录入模块。通过人脸图像采集单元前端调取摄像头设备进行人脸信息的采集，将人脸信息录入特征数据库中。
17.人脸图像录入特征库后服务端将对每张的人脸特别进行绑定一个特征值，并将特征值进行保存和绑定当前用户id。
18.人脸特征检索单元提取人脸特征权值参数,然后对特征参数矩阵转换处理,最后应用转化后的矩阵匹配人脸特征检索出符合的人脸特征数据。
19.再进一步的，人脸数据比对并实现登录流程
20.将抓取的人脸数据在后台对比获取到用户信息和权限并登录和对不同用户展示不同的系统内容。
21.1)登录时首先需要在人脸图像采集单元进行人脸的检索和采集，对摄像头采集的视频流的每一帧在图像库中进行通过人物轮廓比较，判断视频帧中是否包括人物图像，如果视频帧中包括人物图像，则可以进一步通过检测视频帧中是否包括人脸器官的特征，比如是否包括人眼、鼻子、嘴巴等人脸器官。即可以通过器官形状进行匹配比较，当视频帧中包括一个人脸器官时进行抓拍图像。
22.2)抓拍的人脸数据在相似度计算单元进行相似对计算并比对，人脸特征检索单元提取人脸特征权值参数,然后对特征参数矩阵转换处理,最后应用转化后的矩阵匹配人脸特征检索出符合的人脸特征数据返回人脸数据绑定的用户信息。
23.3)进行人脸登录时，人脸识别确认单元中确认人脸信息是否符合用户登录条件，确认符合则返回确认状态和权限实现登录并展示此权限对应的系统内容，确认不符合则返回失败状态，提示用户无此账号信息。
24.本发明的有益效果是
25.1)解决了传统用户需要记住密码登录的方式，防止用户随着时间的累积忘记密码，并进行密码不断找回的复杂操作。
26.2)进一步对人脸登录进行了优化，该方法不依靠只设置定时时间后截取照片，设置定时操作直接截取照片容易在未拍到人脸的情况下直接进行截取后进行无用的请求。对人脸的区域进行标框，提高用户体验，减少了不必要的请求，解决了国产cpu和os环境下应
用系统因过多没必要的请求造成的服务器性能容易出现瓶颈的问题。也提醒了用户操作是否正确；
27.3)提供了ai加速卡装置提高了国产服务器的处理速度；
28.4)提供了tracking.js模块，在前端进行人脸检测的操作，防止过多没必要的请求，给国产服务器减轻了压力。
附图说明
29.图1是本发明的人脸采集流程示意图
30.图2是人脸注册检索登录流程
31.图3是人脸登录装置。
具体实施方式
32.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.本发明提供了一种基于国产cpu和os的人脸实时检测追踪登录装置，在人脸图像采集单元进行人脸图像的采集，将采集到的图像在人脸特征检索单元进行人脸的检索，人脸识别确认单元返回确认状态或失败状态，以提供前端状态是否可以成功登录。
34.人脸图像采集单进行人脸的采集，对视频帧进行检测，检测图像中是否存在人脸和人脸的个数并对人脸区域标框和截取，采集的方法需要在人脸图像采集单元完成，如图1所示下面是具体采集方法。
35.1)人脸图像采集单元需要摄像头装置，首先前端检测电脑设备是否已经安装了摄像头装置，没有安装摄像头装置不进行摄像头装置的调用并提醒用户未安装摄像头装置，在检测到已安装摄像头装置后检测浏览器是否支持打开摄像头，在支持的情况下对摄像头装置调用，进行人脸信息的采集；
36.2)人脸图像采集单元对摄像头采集的每一帧图像数据进行监听，拿到的数据在前端训练的图像库tracking.js中进行判断是否符合人脸的特征，前端检测出视频是否出现了人脸，如果出现了人脸特征数据，图像库将计算每一张人脸在视频区域的相对坐标，前端对人脸区域进行标框的视觉上的优化操作，最后将检测的每张人脸相关的数据通过回调函数进行获取。
37.3)人脸图像采集单元对之前监听到的人脸数据进行分情况处理，当多张人脸数据时不符合登录条件，并提醒用户。当在视频中仅出现一张人脸时前端通过拿到的人脸区域的相对坐标，对人脸所在的区域进行画标框处理，没有人脸的时候则不会进行标框处理，对出现一张人脸的此帧图片进行抓取，并根据需求利用canvas压缩图片，传递给服务器进行处理，。
38.特征录入和检索流程
39.1)本专利提供一个特征库录入模块。通过人脸图像采集单元前端调取摄像头设备进行人脸信息的采集，将人脸信息录入特征数据库中。
40.2)人脸图像录入特征库后服务端将对每张的人脸特别进行绑定一个特征值，并将特征值进行保存和绑定当前用户id。
41.3)人脸特征检索单元提取人脸特征权值参数,然后对特征参数矩阵转换处理, 最后应用转化后的矩阵匹配人脸特征检索出符合的人脸特征数据。
42.人脸数据比对并实现登录流程
43.将抓取的人脸数据在后台对比获取到用户信息和权限并登录和对不同用户展示不同的系统内容。
44.1)登录时首先需要在人脸图像采集单元进行人脸的检索和采集，对摄像头采集的视频流的每一帧在图像库中进行通过人物轮廓比较，判断视频帧中是否包括人物图像，如果视频帧中包括人物图像，则可以进一步通过检测视频帧中是否包括人脸器官的特征，比如是否包括人眼、鼻子、嘴巴等人脸器官。即可以通过器官形状进行匹配比较，当视频帧中包括一个人脸器官时进行抓拍图像。
45.2)抓拍的人脸数据在相似度计算单元进行相似对计算并比对，人脸特征检索单元提取人脸特征权值参数,然后对特征参数矩阵转换处理,最后应用转化后的矩阵匹配人脸特征检索出符合的人脸特征数据返回人脸数据绑定的用户信息。
46.3)进行人脸登录时，人脸识别确认单元中确认人脸信息是否符合用户登录条件，确认符合则返回确认状态和权限实现登录并展示此权限对应的系统内容，确认不符合则返回失败状态，提示用户无此账号信息。
47.具体操作流程如下
48.1)如图1所示进行登录时，人脸图像采集单元需要一个摄像头装置，前端浏览器模块需要检测是否存在摄像头并开启摄像头。将摄像头拍到的视频流在 trcking.js图像处理库中进行人脸特征比对，在检测到视频帧中包括人脸图像时，可以预先通过人物轮廓比较，判断视频帧中是否包括人物图像，如果视频帧中包括人物图像，则可以进一步通过检测视频帧中是否包括人脸器官的特征，比如是否包括人眼、鼻子、嘴巴等人脸器官。即可以通过器官形状进行匹配比较，当视频帧中包括一个人脸器官时，则确认当前所采集的视频帧包括人脸图像并返回人脸区域坐标。
49.2)人脸图像采集单元根据人脸信息的坐标使用canvas对人脸区域进行标框处理，将人脸图像使用canvas进行截取压缩等操作并传到后端特征库中进行比对，在人脸特征检索单元根据算法计算出阈值并利用最高的阈值检索出最符合条件的特征，在人脸识别确认单元根据检索到的结果确定是否有绑定的特征信息和登录 id,如果有检索到符合登录条件，返回确认状态则登录成功，失败状态则提示用户登录失败。
50.3)人脸图像采集单元给登录操作设置session，设置session的目的是用于封锁登录操作，在进行五次登录操作以后，将session进行封锁，等待session 失效后再重新开始允许进行登录的操作。
51.以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。