一种用于数字家庭的人脸识别门禁系统及方法 【技术领域】
本发明涉及数字家庭网络技术领域，特别是涉及一种用于数字家庭的人脸识别门禁系统及方法。
背景技术
随着时代的进步，信息化手段的不断提高，人们对安全防范的意识和要求也越来越高，传统的一些设备已经难以满足一些重要场所的要求，如何能确保一些重要场所的安全，是系统建设中必须考虑的问题。
人脸识别是一项热门的计算机技术研究领域，它属于生物特征识别技术，是对生物体(一般特指人)本身的生物特征来区分生物体个体。人脸识别，基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸进行脸部的一系列相关技术，包括人脸图像采集、人脸定位、人脸识别预处理、记忆存储和比对辨识，达到识别不同人身份的目的。人脸识别门禁系统就是把人脸识别和门禁系统结合的新型门禁产品。
传统的门禁系统产品存在局限性，如门卡或钥匙门禁，会发生忘带卡而无法开门的麻烦，也会有担心丢失卡或钥匙被他人盗用的危险；如密码门禁，有忘记密码或密码泄露等问题；如指纹识别、虹膜识别的门禁系统，有不具自然性，(也即人类并不通过此类生物特征区别个体)，而且有容易被察觉的特点，因为指纹识别需要利用电子压力传感器采集指纹，虹膜识别要利用红外线采集虹膜图像，这些特殊的采集方式很容易被人察觉，有可能被伪装。这些问题削弱了数字门禁系统本身可发挥的作用。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种结合了人脸识别技术和门禁技术的人脸识别门禁系统及方法，用于数字家庭中，以实现人脸识别和门禁这两种功能的有效集成，为用户提供实用的门禁功能。
本发明提供的技术方案如下：
本发明提供一种用于数字家庭的人脸识别门禁系统，包括：
用于采集包含人脸的视频图像的视频采集模块；
用于识别和分析所采集的包含人脸视频图像的人脸识别模块；
用于日志信息存取管理的日志管理模块；
用于进行人机交互和用户管理的人机界面模块；
用于通知用户和发送门禁控制信号的通信控制模块。
优选的，所述的人脸识别模块包括：
记忆库，存储识别过的人脸信息模板，包括人脸与身份的一一对应，以便搜索和识别；
RFID识别模块，利用无线射频辨识技术自动识别人脸；
智能分析模块，把采集的结果与记忆库中的所有人脸模板进行比对，识别该人脸图像。
优选的，所述的日志管理模块存储、查询、备份导出和删除目志记录信息。
优选的，所述的人机界面模块提供现场采集实时人脸图像及场景显示，面向用户的操作图文提示及识别结果图文、语音提示，以避免误操作；同时还进行包括用户注册、授权、修改、删除及人脸建模、重新建模在内的用户管理操作。
优选的，所述的通信控制模块包括控制模块，用于发出信息，控制门禁；
远程通信模块，用于给不在家的用户发送远程通知消息。
本发明提供一种用于数字家庭的人脸识别方法，包括：
视频设备采集并提取人脸信息；
在人脸识别模块的记忆库中已存在的人脸中搜索是否有该人脸存在，
若没有，则增加该人脸信息，开启人机界面模块，由授权用户自主决定是否开启门禁并传递消息至通信控制模块执行门禁动作；
若有，则进行RFID识别，获得该人脸的身份及其许可信息，通过人脸识别模块的智能分析模块，分析对该人的门禁是否开启，并把消息发送到通信控制模块执行门禁动作。
优选的，该方法还包括：将操作信息写入系统日志信息。
本发明具有以下有益效果：
本发明的用于数字家庭的人脸识别门禁系统能够将人脸识别技术有效运用于门禁系统，有效提高门禁系统的便捷性和安全性，也为数字家庭用户提供了实用的功能，具体如下：
1、增强门禁系统地便捷性和安全性
本发明的人脸识别门禁系统用于数字家庭领域，区别于传统的门禁系统，采用新型的人脸识别特征作为开启门禁的要素，有效提高了数字家庭门禁系统的安全性。
人脸识别完全利用可见光获取人脸图像信息，无须专家分析，非接触式的特征提取减少对用户的侵扰，实现了门禁系统的便捷性操作。
2、实用的功能
授权用户可以查看实时采集的人脸图像及场景，可以进行多项用户管理功能。可应用于别墅、楼宇住宅、俱乐部、会所的门禁管理，对于这些高级场所，人脸识别的门禁系统有相当广阔的应用前景。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明的软件模块结构图；
图2为本发明的系统工作流程图。
【具体实施方式】
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，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种结合了人脸识别技术和门禁技术的人脸识别门禁系统及方法，能有效提高门禁系统的便捷性和安全性。
本发明的用于数字家庭的人脸识别门禁系统，包括：
用于采集包含人脸的视频图像的视频采集模块；
用于识别和分析所采集的包含人脸视频图像的人脸识别模块；
用于日志信息存取管理的日志管理模块；
用于进行人机交互和用户管理的人机界面模块；
用于通知用户和发送门禁控制信号的通信控制模块。
所述的人脸识别模块包括：
记忆库，存储识别过的人脸信息模板，包括人脸与身份的一一对应，以便搜索和识别；
RFID识别模块，利用无线射频辨识技术自动识别人脸；
智能分析模块，把采集的结果与记忆库中的所有人脸模板进行比对，识别该人脸图像。
所述的日志管理模块存储、查询、备份导出和删除日志记录信息。
所述的人机界面模块提供现场采集实时人脸图像及场景显示，面向用户的操作图文提示及识别结果图文、语音提示，以避免误操作；同时还进行包括用户注册、授权、修改、删除及人脸建模、重新建模在内的用户管理操作。
所述的通信控制模块包括控制模块，用于发出信息，控制门禁；
远程通信模块，用于给不在家的用户发送远程通知消息。
本发明的用于数字家庭的人脸识别方法，包括：
视频设备采集并提取人脸信息；
在人脸识别模块的记忆库中已存在的人脸中搜索是否有该人脸存在，
若没有，则增加该人脸信息，开启人机界面模块，由授权用户自主决定是否开启门禁并传递消息至通信控制模块执行门禁动作；
若有，则进行RFID识别，获得该人脸的身份及其许可信息，通过人脸识别模块的智能分析模块，分析对该人的门禁是否开启，并把消息发送到通信控制模块执行门禁动作。
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
本发明的软件模块结构图如附图1所示，包括视频采集模块、人脸识别模块、日志管理模块、人机界面模块、通信控制模块共五个模块。在本发明中，人脸识别模块分别与视频采集模块和日志管理模块相连接，人机界面模块分别与日志管理模块和通信控制模块相连。
用户可通过本发明的人脸识别门禁系统的人机界面直接管理该系统。
本发明所述的视频采集模块，用于开启视频设备，采集包含人脸信息的视频图像。
本发明所述的人脸识别模块，包括记忆库，存储识别过的人脸信息模板，包括人脸与身份的一一对应，以便搜索和识别；
RFID识别模块，利用无线射频辨识技术自动识别人脸；
智能分析模块，把采集的结果与记忆库中的所有人脸模板进行比对，识别该人脸图像，该智能分析模块还具有分区识别、弱化表情、消除眼镜、胡须、发型的影响的功能。
本发明所述的人脸识别模块还具有智能自学习功能，能够动态地更新记忆库中用户的头像，从而保证在用户的人脸及环境的变化下仍然能够快速正确地识别，环境适应性优异，不受种族肤色及性别的影响。
本发明所述的日志管理模块，能够根据管理者或授权用户的需要进行存储、查询、备份、导出和删除等日志记录信息管理操作。
本发明所述的人机界面模块，能够提供现场采集实时人脸图像及场景显示，能够面向用户的操作图文提示及识别结果图文、语音提示，从而避免误操作；同时还能够进行用户注册、授权、修改、删除及人脸建模、重新建模等用户管理操作。
本发明所述的通信控制模块，用于接收智能分析结果，控制门禁；远程通信模块，用于给不在家的用户发送远程通知消息。
本发明的基本工作流程如附图2所示。
首先是视频设备采集并提取人脸信息，将人脸识别模块的记忆库中已存在的人脸中搜索是否有该人脸存在，若没有，则增加该人脸信息，开启人机界面模块，由授权用户自主决定是否开启门禁并传递消息至通信控制模块执行门禁动作，最后写入系统日志信息。若家里没人，则需连接远程通信模块，给用户提供远程通知的功能。
若存在该人脸则进行RFID识别，获得该人脸的身份及其许可信息，该过程可识别出视频设备前的人是一个真正的人还是一幅照片，因此杜绝使用者用照片作假。然后通过人脸识别模块的智能分析模块，分析对该人的门禁是否开启，并把消息发送到通信控制模块执行门禁动作，最后写入系统日志信息。
从上述技术方案可以看出，本发明方案具有以下有益效果：
1、增强门禁系统的便捷性和安全性
本发明的人脸识别门禁系统用于数字家庭领域，区别于传统的门禁系统，采用新型的人脸识别特征作为开启门禁的要素，有效提高了数字家庭门禁系统的安全性。
人脸识别完全利用可见光获取人脸图像信息，无须专家分析，非接触式的特征提取减少对用户的侵扰，实现了门禁系统的便捷性操作。
2、实用的功能
授权用户可以查看实时采集的人脸图像及场景，可以进行多项用户管理功能。可应用于别墅、楼宇住宅、俱乐部、会所的门禁管理，对于这些高级场所，人脸识别的门禁系统有相当广阔的应用前景
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。
以上对本发明实施例所提供的一种用于数字家庭的人脸识别门禁系统及方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。