人脸识别装置及其识别方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种人脸识别装置及其识别方法，属于计算机视觉图像识别的技术领域。
【背景技术】
[0002]自动识别人脸的技术或设备，在公共安全、智能监控、数字身份认证、电子商务、多媒体和数字娱乐等许多领域都具有巨大的应用价值和广泛的应用市场；同时，因为人脸识别的研究涉及的学科众多，具有重要的理论研究价值，受到各国政府、科研单位以及军事、安全、情报部门的广泛关注和高度重视。
[0003]经过几十年的研究，人脸识别已经取得了长足的发展与进步。尤其是最近十年间，以“人脸”为对象的计算机视觉研究已经成为一个极其重要、研究方向众多并有着广泛应用前景的学术和科技领域。其中，人脸检测识别技术是计算机自动处理人脸图像的前端工作，如何在复杂背景下，处理各种不同光照、姿态与表情变化多端的人脸检测与识别的问题已经得到了较好的解决。当前研究表明，计算机已经具备实时检测出图像中的人脸功能，并且人脸检测算法已经达到较高的性能。同样受到广泛关注的还有针对人脸识别的研究，近十年间涌现出了很多的研究方法和成果。从各种机构与组织的人脸识别评测结果可以看到，受控条件下的人脸识别率已经有了大幅度的提高，这预示着人脸识别将会有广泛的应用前景。“人脸”作为计算机视觉中一个非常重要的研究对象，其研究成果推动着研究产业化的逐步实现，而市场越来越多的实际应用需求，又对“人脸”的相关研究提出了越来越高的性能要求与标准。当前很热的互联网金融也将人脸识别作为一种可靠性值得信赖的身份认证方式。其次，不同主机或终端运行的人脸识别功能模块通常都需要分别进行相应的二次开发，这就需要开发者具有相当的软件研发能力。然而在许多应用场景下，使用者并不具有软件开发能力，导致不同环境下的人脸识别功能模块的开发也存在很大问题，限制了推广应用。再次，活体检测功能对于人脸识别技术真正走向实用是个十分关键的环节，能否确实防止利用照片或视频来伪造人脸，对人脸识别的实用化过程中的安全性保障起着至关重要的决定作用。
[0004]目前基于单摄像头的活体检测算法都无法真正做到准确无误的活体检测。真正可靠、有效的活体检测方法需要多摄像头配合协作运行，然而，目前的主机或终端往往是只安装配置了单一摄像头，造成活体检测成为限制人脸识别功能推广应用的瓶颈。为了解决人脸自动识别技术的上述三个现有缺陷，许多计算机行业的科技人员都在进行广泛的研究和试验。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的是提供一种人脸识别装置及其识别方法，本发明人脸识别装置利用专设功能模块和相关部件的组合，能够较好地一体化解决现有技术中三项技术缺陷:只配置单摄像头、需要软件二次开发和不能可靠确认与完成活体检测的问题，从而实现了人脸识别技术的真正实用化。
[0006]为了达到上述目的，本发明提供了一种人脸识别装置，其特征在于:该装置直接连接在主机或终端上，具有独立工作的辨识人脸图像、以确认该人脸图像的身份的功能；设有:双摄像头、人脸识别处理器模块、人脸样本数据库模块和通讯模块共四个组成部件；其中:
[0007]双摄像头，分别为可见光摄像头和近红外摄像头，用于分别获取人脸的可见光照片和近红外照片，以供进行人脸检测和人脸识别，确认每个人脸图像的身份；人脸的可见光照片和近红外照片还能够相互配合，一起用于活体检测与判断；
[0008]人脸样本数据库存储器，用于存储人脸图像和/或从人脸图像中提取的人脸特征数据、以及其身份数据，以供人脸识别处理模块调用匹配，进行人脸检测和人脸识别，确认每个人脸图像的身份；
[0009]人脸识别处理器模块，负责接收双摄像头传送来的人脸照片，再与人脸样本数据库内存储的人脸图像和/或从人脸图像中提取的人脸特征数据进行匹配检测，以判断确认该人脸图像的身份；并将检测判断结果经由通讯模块发送给主机或终端；设有:人脸检测、人脸识别、活体检测、私钥加密、以及接收主机控制信号和信息共五个单元；
[0010]通讯模块，负责该装置与主机或终端的信息交互功能；设有包括USB、串口和SPI总线中的一个或多个接口，其用直接连接方式连接主机或终端，以使具备不同接口的各种主机或终端都能连接该装置而具备人脸识别功能。
[0011]为了达到上述目的，本发明还提供了一种采用本发明人脸识别装置的识别方法，其特征在于:所述方法包括下列操作步骤:
[0012]步骤1，人脸识别装置直接连接主机或终端，再配置人脸样本数据库的人脸图像和/或从人脸图像中提取的人脸特征数据、以及其身份信息，还要配置各种预置参数；
[0013]步骤2，人脸识别装置进行人脸识别和活体检测；
[0014]步骤3，人脸识别装置将检测辨识结果加密传递给主机或终端，主机或终端接收该识别结果执行相应操作。
[0015]本发明人脸识别装置的应用场合十分广泛，适用于任何一台需要具备人脸识别功能的主机或终端，几乎适用于未来的金融、公共安全、智能监控、数字身份认证、电子商务和数字娱乐、多媒体等许多领域。下面例举几个具体的应用场合:移动支付场景中的各种收款终端，在执行互联网支付时，添置人脸识别功能进行付款方的身份验证。ATM取款时，进行取款人的身份验证。机场、海关、车站等各个通关口或单位、学校小区的出入口的身份识别。
[0016]本发明人脸识别装置的创新优点是:该装置的结构简单、创新，自带双摄像头，不再需要主机配备摄像头，解决了摄像头的统一性问题；同时，依托双摄像头较好地解决了活体检测的技术瓶颈，使得人脸识别能够更加安全、可靠，并真正地实际应用于互联网场景。主机或终端只需要插上本装置(或直接装设在主机或终端内部)，再安装相应的密钥解密的现有功能模块，就可以直接读取人脸识别的身份识别和活体检测的结果，使得人脸识别真正、便利地进入实用化和普及化。
[0017]此外，本发明人脸识别装置能够使得需要具备人脸识别功能的各种主机、终端或其他装置都能够迅速升级而配置为具有人脸识别功能的主机、终端或其他智能装置；而且，升级简单、配置便捷，即插即用，使用容易、方便，不需要用户具有很强的软件开发能力，识别结果采用加密方法，准确、安全、可靠。利用双摄像头方案解决活体检测难题，能够防止和抵御照片和视频的伪造登录手段，使得人脸识别能够真正安全地使用于互联网场景。
【附图说明】
[0018]图1是本发明人脸识别装置结构组成示意图。
[0019]图2是本发明人脸识别装置的识别方法操作步骤流程图。
【具体实施方式】
[0020]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
[0021]参见图1，介绍本发明人脸识别装置的结构组成:该装置直接与主机或终端相连接，具有独立工作的辨识人脸图像、以确认该人脸图像的身份的功能。该人脸识别装置设有四个组成部件:双摄像头、人脸样本数据库存储器、人脸识别处理器模块和通讯模块。其中:
[0022]双摄像头(即可见光摄像头和近红外摄像头)，分别用于获取人脸的可见光照片和近红外照片，以供进行人脸检测和人脸识别，确认每个人脸图像的身份。人脸的可见光照片和近红外照片还能用于相互配合，一起用于活体检测与判断。
[0023]人脸样本数据库存储器，用于存储人脸图像和/或从人脸图像中提取的人脸特征数据、以及其身份数据，以供人脸识别处理器模块调用匹配，进行人脸检测和人脸识别，确认每个人脸图像的身份。
[0024]人脸识别处理器模块，负责