一种基于人脸识别的闭路监控系统以及监控方法与流程

本发明涉及人脸识别，具体为一种基于人脸识别的闭路监控系统以及监控方法。

背景技术：

1、人脸识别是一种利用计算机视觉和模式识别技术来识别和验证人脸身份的技术。它通过分析人脸图像的特征信息，将其与预存储的人脸数据库中的数据进行比对，以确定人脸的身份，基于人脸识别的闭路监控系统是一种结合了人脸识别技术和监控系统的安全应用，人脸识别的闭路监控系统中人脸数据采集是构建人脸识别系统的重要一步；现有技术领域内，人脸数据采集过程中如果面部有雨水或眼镜有雾气的遮挡物，导致图像质量下降，使得人脸细节不清晰或失真，影响后续的特征提取和比对，并且遮挡物能够会覆盖面部的关键区域，无法准确提取面部特征，以及会导致光照条件的变化，改变面部的阴影和亮度分布，进而导致无法准确识别人脸，影响采集过程。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于人脸识别的闭路监控系统以及监控方法，以解决上述背景技术中所提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于人脸识别的闭路监控系统，包括：柜体外壳、安装槽、面部清理机构、眼镜清理机构、交互控制器、补光灯、第一机械臂和信息采集摄像头；

3、安装槽开设在所述柜体外壳的前侧；面部清理机构设置在所述安装槽的内腔；眼镜清理机构安装在所述柜体外壳的外壁左侧；交互控制器固定安装在所述柜体外壳的顶部；补光灯内嵌在所述交互控制器的前侧顶部，所述交互控制器和补光灯电性连接；第一机械臂固定安装在所述交互控制器的顶部中心位置，所述第一机械臂和交互控制器电性连接；信息采集摄像头固定安装在所述第一机械臂的移动端底部，所述信息采集摄像头和交互控制器电性连接。

4、优选的，所述面部清理机构包括：移动模块、第二机械臂、面罩、清理组件和微型热风机；移动模块沿上下方向设置在所述安装槽的内腔后侧，所述移动模块和交互控制器电性连接；第二机械臂固定安装在所述移动模块的移动端前侧，所述第二机械臂和交互控制器电性连接；面罩安装在所述第二机械臂的移动端顶部；清理组件内嵌在所述面罩的内腔；微型热风机设置在所述面罩的内腔左侧，所述微型热风机和交互控制器电性连接。

5、优选的，所述清理组件包括：清理组件外壳、第一锥形齿轮、第二锥形齿轮、安装架和喷口管；清理组件外壳内嵌在所述面罩的内腔右侧开口处；第一锥形齿轮通过销轴转动连接在所述清理组件外壳的内腔左侧顶端开口处，所述第一锥形齿轮的轴心左端延伸出清理组件外壳的外部；第二锥形齿轮通过销轴转动连接在所述清理组件外壳的内腔右侧顶端，所述第二锥形齿轮的轴心左端贯穿第一锥形齿轮的内部；所述安装架的数量为两个，两个所述安装架分别固定连接在第一锥形齿轮和第二锥形齿轮的轴心左侧外部，并且两个安装架间通过销轴转动连接，所述安装架的形状为v形；所述喷口管的数量为两组，每组所述喷口管的数量为两个，两组所述喷口管设置在两个安装架的内侧左右两端，所述喷口管能够与微型热风机通过导管进行连接。

6、优选的，所述清理组件还包括：固定架、转动轴、导轨架、滑块、第一电机、转动座和第三锥形齿轮；固定架设置在所述清理组件外壳的内腔底端；转动轴沿上下方向通过轴承转动连接在所述固定架的内侧，所述转动轴的顶端延伸出固定架的上表面；导轨架固定连接在所述转动轴的外壁；滑块插接在所述导轨架的内侧；第一电机设置在所述清理组件外壳的内腔，所述第一电机的转动轴延伸进固定架的内腔，所述第一电机和交互控制器电性连接；转动座一端通过销轴转动连接在所述滑块的右侧，所述转动座的另一端与第一电机的转动轴固定连接；第三锥形齿轮螺钉连接在所述转动轴的轴心顶部，所述第三锥形齿轮顶部前后两侧分别与第二锥形齿轮和第一锥形齿轮啮合。

7、优选的，所述眼镜清理机构包括：眼镜清理机构外壳、导轨、密封门、电推杆、喷头管、热风泵和升降托举模块；眼镜清理机构外壳固定安装在所述柜体外壳的外壁；导轨沿前后方向安装在所述眼镜清理机构外壳的顶部密封门插接在所述导轨的内侧；电推杆安装在所述导轨的顶部前侧，所述电推杆的伸缩端与密封门的顶端后侧固定连接，所述电推杆和交互控制器电性连接；喷头管沿周向设置在所述眼镜清理机构外壳的内腔外侧；热风泵固定安装在所述眼镜清理机构外壳的外壁底部，所述热风泵和交互控制器电性连接；升降托举模块固定安装在所述眼镜清理机构外壳的内腔底端中心位置，所述升降托举模块和交互控制器电性连接。

8、优选的，所述眼镜清理机构还包括：箱体、伸缩模块和电动刷；箱体固定安装在所述眼镜清理机构外壳的内腔后侧；所述伸缩模块的数量为两个，两个所述伸缩模块分别安装在箱体的内腔后侧左右两端两侧，所述伸缩模块的伸缩端由箱体的内腔前侧左右两端开口处延伸出外部，所述伸缩模块和交互控制器电性连接；所述电动刷的数量为两个，两个所述电动刷分别安装在两个伸缩模块的伸缩端前侧，所述电动刷和交互控制器电性连接。

9、一种基于人脸识别的闭路监控系统的监控方法，包括以下步骤：

10、步骤一：数据采集：利用基于人脸识别的闭路监控系统对使用者人脸图像进行捕捉，具体步骤如下：

11、步骤1：补光灯确保被采集者面部的光线明亮，被采集者站立于交互控制器前侧，交互控制器内部预置程序与被采集者进行交互，要求被采集者静置或进行一系列的动作或表情，以分别获取固定和动态的人脸信息；

12、步骤2：第一机械臂驱动信息采集摄像头在被采集者面部外侧进行多角度方向上的运动，信息采集摄像头对被采集者面部进行多角度方向上的拍摄，以实现自动获取不同角度的人脸图像；

13、步骤3：信息采集摄像头将拍摄到的人脸图像数据发送至交互控制器内部，交互控制器对采集到的人脸图像数据进行质量评估，排除模糊、光照不好或姿态异常的低质量样本；

14、步骤4：交互控制器内部预置程序检测到被采集者面部有雨水遮挡物，移动模块驱动第二机械臂升高，第二机械臂驱动面罩移动至被采集者面部前侧指定位置，微型热风机内部产生热风气流并由喷口管喷出，第一电机驱动转动座带动滑块周向转动，滑块驱动导轨架在转动轴配合下使第三锥形齿轮间歇性顺时针或逆时针方向转动，第一锥形齿轮和第二锥形齿轮驱动对应位置上安装架带动喷口管同轴反转向外侧或向外侧摆动，进而实现喷口管扇形摆动，使喷口管对被采集者面部周向进行清扫，进而对被采集者面部进行清理后继续进行人脸信息采集，并确保后续的人脸识别算法的准确性和稳定性；

15、步骤5：被采集者面部眼镜在温度影响下有雾气遮挡时，升降托举模块升高使被采集者将眼镜放置于升降托举模块顶部，热风泵内部产生的热风有喷头管喷出对眼镜清理机构外壳内腔进行降温，使镜片表面温度降低至室温环境，两侧伸缩模块伸长驱动电动刷移动至两侧镜片位置处，电动刷内部电机驱动刷头对镜片进行清理，被采集者将眼镜取出佩戴后重新进行采集；

16、步骤二：图像上传：将获得清晰的人脸图像数据上传至外部总控终端，总控终端基于上传的人脸图像数据构建数据库，固定监控信息采集摄像头对外部环境进行拍摄，并将拍摄到的视频流数据发送至外部总控终端；

17、步骤三：人脸检测：总控终端使用人脸检测算法，对固定监控信息采集摄像头上传的视频流中的每帧图像进行检测，找出能够包含人脸的区域；

18、步骤四：人脸对齐：总控终端对于检测到的人脸区域，使用人脸对齐算法将其调整为标准化的姿态和尺寸，以提高后续的特征提取和比对准确性；

19、步骤五：特征提取：总控终端使用人脸特征提取算法，从对齐后的人脸图像中提取出具有辨别特性的特征向量；

20、步骤六：人脸匹配：总控终端将提取出的人脸特征与预先存储的人脸数据库中的特征进行比对，使用相似度度量方法来计算与每个数据库中的人脸的匹配度；

21、步骤七：身份验证或报警：总控终端根据匹配结果确定人脸的身份，并根据系统需求执行相应的操作，例如授权通行、记录或触发警报的操作。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

23、1、通过第一机械臂驱动信息采集摄像头在被采集者面部外侧进行多角度方向上的运动，信息采集摄像头对被采集者面部进行多角度方向上的拍摄，以实现自动获取不同角度的人脸图像，信息采集摄像头将拍摄到的人脸图像数据发送至交互控制器内部。

24、2、通过移动模块驱动第二机械臂升高，第二机械臂驱动面罩移动至被采集者面部前侧，微型热风机内部产生热风气流并由喷口管喷出，第一电机驱动转动座带动滑块周向转动，导轨架驱动转动轴使第三锥形齿轮间歇性顺时针或逆时针方向转动，第一锥形齿轮和第二锥形齿轮在旋转力的作用下驱动安装架带动喷口管向外侧或向外侧同轴反转摆动，使喷口管对被采集者面部周向进行清扫，进而对被采集者面部进行清理后继续进行人脸信息采集，并确保后续的人脸识别算法的准确性和稳定性。

25、3、通过被采集者将眼镜放置于升降托举模块顶部，升降托举模块将眼镜下降并移动至眼镜清理机构外壳内，热风泵内部产生的热风有喷头管喷出对眼镜清理机构外壳内腔进行降温，使镜片表面温度降低至室温环境，伸缩模块伸长驱动电动刷移动至两侧镜片位置处，电动刷内部电机驱动刷头对镜片进行清理，被采集者将眼镜取出佩戴后重新进行采集。

26、综上所述，基于人脸识别的闭路监控系统具有更高的准确性和实时性，并且对人脸信息采集过程中的面部遮挡物进行自动清理，减少遮挡物对识别的影响，提高图像质量，以确保采集过程中的准确性和高效性。