CN108647651A - 一种提高识别通过率的人脸识别方法、系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高识别通过率的人脸识别方法、系统及装置，所述方法包括步骤:(1)人脸图像采集，并把采集到的人脸图像与人脸数据库中的基准人脸图像进行比对；(2)当识别通过但是低于预设的第一阈值时，自动采集人脸图像并生成备份人脸图像，存入人脸数据库中。所述方法、系统和装置在识别过程中，当基准人脸图像质量较差时，可以利用现场人脸识别设备提取人脸图像，质量有保证，能够明显提高识别通过率。另外，现有技术中基准人脸图像采集一次之后，会一直使用，并不更新，时间稍长，人的模样变化，也会导致识别率下降，尤其是老人和儿童更加明显，本申请所述的人脸识别方法、系统和装置也能解决此类问题。

Description

一种提高识别通过率的人脸识别方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及人脸识别技术领域，尤其涉及一种提高识别通过率的人脸识别方法、系统及装置。

背景技术

人脸识别技术，是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对比的一系列相关技术，通常也叫做人像识别、面部识别。人脸识别技术主要是通过人脸图像特征的提取与对比来进行的，人脸识别系统将提取的人脸图像的特征数据与数据库中存储的特征模板进行搜索匹配，通过设定一个阈值，当相似度超过这一阈值，则把匹配得到的结果输出。

在现有的人脸识别系统中，主要包括人脸图像采集模块和人脸识别模块，对应用层领域来讲，人脸识别模块可以看成一个黑匣子，人脸图像采集模块把采集到的人脸图像高速地传送给人脸识别模块，人脸识别模块逐张与人脸数据库内的基准人脸图像进行高速识别，并输出匹配结果。在采集基准人脸图像时，有些人并不是直接采用人脸识别设备进行采集的，而是仅仅提供一张照片，也可能是身份证上的照片，存在清晰度差、像素低、人脸角度不正等质量缺陷，导致后面在比对过程中，识别率低，识别时间长，影响用户的使用感受，有改进空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高识别通过率的人脸识别方法、系统及装置。

本发明是这样实现的：一种提高识别通过率的人脸识别方法，包括步骤:

(1)人脸图像采集，并把采集到的人脸图像与人脸数据库中的基准人脸图像进行比对；

(2)当识别通过但是低于预设的第一阈值时，自动采集人脸图像并生成备份人脸图像，存入人脸数据库中。

其中，在把备份人脸图像存入人脸数据库时，还包括人工确认的步骤。

其中，对备份人脸图像和基准人脸图像进行质量筛选，当备份人脸图像质量高于基准人脸图像的质量时，用备份人脸图像直接替换基准人脸图像。

其中，当采集到的人脸图像与备份人脸图像比对，比对通过但结果低于预设的第二阈值时，自动采集人脸图像并生成第二备份人脸图像，替换原来的备份人脸图像。

其中，当识别不通过，但是高于预设的第三阈值时，还包括判断年龄的步骤，并针对不同年龄段设置不同的通过阈值，进行二次判断。

本发明提供的另一种技术方案为：一种提高识别通过率的人脸识别系统，包括：

图像采集模块，用于采集人脸图像；

人脸识别模块，用于将采集到的人脸图像与人脸数据库中的基准人脸图像进行比对，并输出结果；

所述图像采集模块还用于当识别通过但是低于预设的第一阈值时，把采集到的人脸图像存入人脸数据库中，形成备份人脸图像。

其中，所述人脸识别系统还包括备份人脸图像自动更新模块，用于当采集到的人脸图像与备份人脸图像比对，比对通过但结果低于预设的第二阈值时，自动更新备份人脸图像。

其中，所述人脸识别系统还包括年龄判断模块，所述年龄判断模块用于判断人脸图像对应人的年龄，当识别不通过，但是高于预设的第三阈值时，人脸识别模块针对不同年龄段设置不同的通过阈值，进行二次判断。

本发明提供的第三种技术方案为：一种提高识别通过率的人脸识别装置，包括人脸识别组件、角度调整装置和上面所述的人脸识别系统，所述人脸识别组件固定在角度调整装置上。

其中，所述角度调整装置为柱式角度调整装置或者壁挂式角度调整装置。

本发明的有益效果为：当连续多次识别无法通过，偶尔通过一次，但比对分数非常低，接近人脸识别设定的最低阈值时，说明此时采集的人脸图像质量或者基准人脸图像质量较差，提高基准人脸图像质量是其中一个解决办法，本申请所述提高识别通过率的人脸识别方法、系统和装置在识别过程中，当采集到的人脸图像识别通过但是低于预设的第一阈值时，自动采集人脸图像并生成备份人脸图像，存入人脸数据库中，由于利用现场人脸识别设备提取的人脸图像质量有保证，这样数据库中同一人的人脸图像有二个，当然也可以进行直接替换，保证人脸数据库中每个人只对应一张基准人脸图像，无论哪种方式，都能够明显提高识别通过率。另外，现有技术中基准人脸图像采集一次之后，会一直使用，并不更新，时间稍长，人的模样变化，也会导致识别率下降，尤其是老人和儿童更加明显，本申请所述的人脸识别方法、系统和装置也能解决此类问题。

附图说明

图1是本发明所述人脸识别方法的实施例一的流程图；

图2是本发明所述人脸识别方法的实施例二的流程图；

图3是本发明所述人脸识别装置实施例的正视图；

图4是本发明所述人脸识别装置实施例的侧视图；

图5是本发明所述人脸识别装置实施例的立体图；

图6是本发明所述角度调整装置的分解示意图；

图7是本发明所述角度调整装置另一角度的分解示意图；

图8是本发明所述角度调整装置实施例的剖示图。

1、固定筒；11、开口；12、盲孔；2、角度调整杆；21、弧形凸起；3、转轴；4、固定盖；41、螺纹孔；42、压条；5、内压件；51、弧形凹陷；52、避让孔；6、锁紧螺钉；61、旋转手轮；7、人脸识别组件；71、外壳；72、显示屏；73、摄像头；8、身份证验证模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

作为本发明所述提高识别通过率的人脸识别方法实施例一，如图1所示，包括步骤:

(1)人脸图像采集，并把采集到的人脸图像与人脸数据库中的基准人脸图像进行比对；

(2)当识别通过但是低于预设的第一阈值时，自动采集人脸图像并生成备份人脸图像，存入人脸数据库中。

当连续多次识别无法通过，偶尔通过一次，但比对分数非常低，接近人脸识别设定的最低阈值时，说明此时采集的人脸图像质量或者基准人脸图像质量较差，提高基准人脸图像质量是其中一个解决办法，本申请所述提高识别通过率的人脸识别方法在识别过程中，当采集到的人脸图像识别通过但是低于预设的第一阈值时，自动采集人脸图像并生成备份人脸图像，存入人脸数据库中，由于利用现场人脸识别设备提取的人脸图像质量有保证，这样数据库中同一人的人脸图像有二个，当然也可以进行直接替换，保证人脸数据库中每个人只对应一张基准人脸图像，无论哪种方式，都能够明显提高识别通过率。另外，现有技术中基准人脸图像采集一次之后，会一直使用，并不更新，时间稍长，人的模样变化，也会导致识别率下降，尤其是老人和儿童更加明显，本申请所述的人脸识别方法也能解决此类问题。

在生成备份人脸图像时，可以复制该人脸图像对应人员的信息，并做出适应性调整，比如原来是张三，备份人脸图像为张三1，使人员信息与人脸图像一一对应，也可以同一人员对应二张不同的人脸图像。

提高采集的人脸图像质量也是其中一个解决办法，现有技术中也有很多方案，比如在光照不足的时候进行补光，或者采用局部对比的方式，提高识别通过率，这些方案也可以应用到本申请中，当采用了提高采集的人脸图像质量的手段之后，仍然达不到很好的效果时，基准人脸图像质量较差的概率就更大了，此时再利用本申请所述的方法提高基准人脸图像质量，可以进一步提升识别通过率。

在本实施例中，还包括步骤：对备份人脸图像和基准人脸图像进行质量筛选，当备份人脸图像质量高于基准人脸图像的质量时，用备份人脸图像直接替换基准人脸图像。因为影响人脸识别成功率的因素较多，也具有偶然性，所以需要保证备份人脸图像质量高于基准人脸图像的质量，备份人脸图像才有存在的价值，才能被利用，才能替换基准人脸图像。

在本实施例中，把备份人脸图像存入人脸数据库时，还包括人工确认的步骤。出于安全因素考虑，基准人脸图像一般情况下是不能自动添加和被替换掉的，为了安全起见，最好需要有管理权限的人员进行人工确认。当然，一些特殊环境下，为了提高效率，在符合一定的条件下，也可以自动添加基准人脸图像和替换掉原来的基准人脸图像，事后一定时间内由具有管理权限的人员进行人工补充确认。

在本实施例中，对备份人脸图像和基准人脸图像进行质量筛选，可以采用以下方法：

(1)确定每张人脸图像的双眼坐标和人脸矩形的位置，根据双眼坐标和人脸矩形的位置和预设的人脸完整性标准、人脸大小标准和人脸位置标准对每张人脸图像进行评分；

(2)确定每张人脸图像的清晰度，并根据预设的清晰度标准对每张人脸图像进行评分；

(3)根据双眼坐标确定每张人脸图像的人脸偏转角度，并根据预设的最佳角度标准对每张人脸图像进行评分；

(4)对从步骤1、2和3中获得的评分进行加权平均，然后比较两张人脸图像的最终得分，分数高的质量较高，分数低的质量较差。

人脸完整性、人脸大小和人脸位置，人脸图像清晰度以及人脸偏转角度是人脸识别最关键的三个因素，质量筛选对这三个因素进行评分，并取加权平均数做质量高低的依据，操作性强，计算量小，速度快，不会因此失彼。当然，经过系统的深度学习和训练之后，也可以调整三个因素的权重。

在本申请中，基准人脸图像是允许动态更新，在人的身份确认后，可以选取在抓拍过程中质量最优的图片，不断地进行更新。当采集到的人脸图像与备份人脸图像比对，比对通过但结果低于预设的第二阈值时，自动采集人脸图像并生成第二备份人脸图像，替换原来的备份人脸图像。此处第二阈值一般要大于第一阈值，标准较高，主要是希望备份人脸图像始终处于高质量的状态，这样识别通过率也能保持在一个较高的标准内。优选的，还可以增加步骤：对旧的备份人脸图像和新的备份人脸图像进行质量筛选，当新的备份人脸图像质量高于旧的备份人脸图像的质量时，用新的备份人脸图像直接替换旧的备份人脸图像。

作为本发明所述提高识别通过率的人脸识别方法实施例二，如图2所示，与实施例一不同之处在于：当识别不通过，但是高于预设的第三阈值时，还包括判断年龄的步骤，并针对不同年龄段设置不同的通过阈值，进行二次判断。由于儿童、老人等人群解决事情能力差，比如不能寻求合适的人进行求助，语言能力差，不能拨打管理处的电话，不能提供足够的身份证明等，一旦识别不出，会对当事人造成很大的困扰，而且儿童、老人的潜在破坏性很低，风险较低，所以适当降低识别标准也是可以理解的，而且现有技术中对年龄的判断水平已相当高，不存在应用困难的问题。青少年、中年等人群的解决事情能力较强，可以找管理处帮助，而且此类人群潜在破坏性较大，风险较高，所以维持原有的较高识别标准，是比较合理的。

在本发明中，假设比对结果采用100分满分制，得到80分就可以通过识别，那么第一阈值可以设置在85分，第二阈值设置在90分，第三阈值设置在75分。以上数值仅是解释原理，可以在研发过程或训练过程中进行不断调试和调整，以得到最优选值。

本发明还提供了一种提高识别通过率的人脸识别系统，作为提高识别通过率的人脸识别系统的实施例，包括：

图像采集模块，用于采集人脸图像；

人脸识别模块，用于将采集到的人脸图像与人脸数据库中的基准人脸图像进行比对，并输出结果；

所述图像采集模块还用于当识别通过但是低于预设的第一阈值时，把采集到的人脸图像存入人脸数据库中，形成备份人脸图像。

本申请所述提高识别通过率的人脸识别系统在识别过程中，当采集到的人脸图像识别通过但是低于预设的第一阈值时，自动采集人脸图像并生成备份人脸图像，存入人脸数据库中，由于利用现场人脸识别设备提取的人脸图像质量有保证，这样数据库中同一人的人脸图像有二个，当然也可以进行直接替换，保证人脸数据库中每个人只对应一张基准人脸图像，无论哪种方式，都能够明显提高识别通过率。另外，现有技术中基准人脸图像采集一次之后，会一直使用，并不更新，时间稍长，人的模样变化，也会导致识别率下降，尤其是老人和儿童更加明显，本申请所述的人脸识别系统也能解决此类问题。

在本实施例中，所述人脸识别系统还包括备份人脸图像自动更新模块，用于当采集到的人脸图像与备份人脸图像比对，比对通过但结果低于预设的第二阈值时，自动更新备份人脸图像。此处第二阈值一般要大于第一阈值，标准较高，主要是希望备份人脸图像始终处于高质量的状态，这样识别通过率也能保持在一个较高的标准内。

在本实施例中，所述人脸识别系统还包括年龄判断模块，所述年龄判断模块用于判断人脸图像对应人的年龄，当识别不通过，但是高于预设的第三阈值时，人脸识别模块针对不同年龄段设置不同的通过阈值，进行二次判断。由于儿童、老人等人群解决事情能力差，而且潜在破坏性很低，风险较低，所以适当降低识别标准也是可以理解的，而且现有技术中对年龄的判断水平已相当高，不存在应用困难的问题。青少年、中年等人群的解决事情能力较强，可以找管理处帮助，而且此类人群潜在破坏性较大，风险较高，所以维持原有的较高识别标准，是比较合理的。

本发明还提供了一种提高识别通过率的人脸识别装置，作为所述提高识别通过率的人脸识别装置的实施例，如图3至图8所示，包括人脸识别组件7、角度调整装置和上面所述的人脸识别系统，所述人脸识别组件7固定在角度调整装置上。

所述角度调整装置为柱式角度调整装置，包括中空的固定筒1、角度调整杆2、转轴3、固定盖4、内压件5和锁紧螺钉6，所述固定筒1一端侧面设有开口11，所述角度调整杆2一端通过转轴3固定在固定筒1内，并可绕转轴3旋转，另一端从开口11处伸出固定筒1外，用于固定人脸识别组件7，所述固定盖4固定在固定筒1侧面具有开口11的一端，所述内压件5活动地设置在固定盖4和角度调整杆2之间，所述角度调整杆2上设有弧形凸起21，所述内压件5上对应地设有弧形凹陷51，所述固定盖4上设有螺纹孔41，所述锁紧螺钉6旋入所述螺纹孔41内并与内压件5抵接，所述弧形凸起21和弧形凹陷51的弧形配合面使角度调整杆2角度可调，锁紧螺钉6通过压紧内压件5使弧形凸起21和弧形凹陷51锁定。

在本实施例中，所述人脸识别组件7包括外壳71、显示屏72、和摄像头73，所述人脸识别组件7外壳上还固定有身份证验证模块8，用于验证通行者的身份证。

在本实施例中，所述固定筒1、角度调整杆2、固定盖4和内压件5均由铝合金制成，外观漂亮，金属感强，不会生锈。

在本实施例中，所述固定筒1侧面具有开口11的一端内侧面设有半开放式的盲孔12，所述转轴3从所述盲孔12顶端置入盲孔12底部，所述固定盖4上设有压条42，所述压条42压紧所述转轴3。这样转轴3的两端也不露出固定筒1，依靠压条42压紧，转轴3不会轴向移动，也不会径向移动，更不会松脱，固定可靠。

在本实施例中，所述内压件5上设有避让所述压条42的避让孔52，可以让结构更紧凑，避免固定盖4设计的过大。

在本实施例中，所述角度调整杆2和弧形凸起21为分体结构，弧形凸起21通过螺钉固定在角度调整杆2上，由于角度调整杆2和弧形凸起21均为铝合金材料，主要由机械加工而成，如果做成一体的，加工费时费力，而且非常浪费材料，成本较高，分体式结构可以降低一些制造成本。如果角度调整杆和弧形凸起采用塑料材质，把角度调整杆和弧形凸起一体成型是较好的方案。

在本实施例中，所述锁紧螺钉6上还设有旋转手轮61，由于旋转手轮61的直径较大，可以手动拧紧或拧松锁紧螺钉6，完全不必使用工具，所以调整的时候会非常方便高效。

在本实施例中，所述固定盖4通过螺钉固定在固定筒1的一端。

所述角度调整装置的内压件5和转轴3设置在固定筒内部，所以从外观上基本上看不到与角度调整相关的部件，外观更整洁，更美观，提升了产品的品质感；另外，所述弧形凸起21和弧形凹陷51的弧形配合面使角度调整杆2角度可调，由于弧形凸起21和弧形凹陷51接触面积较大，锁紧后摩擦力也大，更稳固，不易松动。

作为另一种设计方案，所述角度调整装置也可以为壁挂式角度调整装置，包括固定盖、角度调整杆和固定座，所述角度调整杆一端设有球头，所述固定座上设有与所述球头相配合的内球面，所述固定盖固定在固定座上，并把角度调整杆的球头压紧在固定盖和固定座之间。一般情况下，所述内球面为局部球面，不必为完整的半球面。所述固定盖为圆环状，所述角度调整杆的另一端穿过并突出于固定盖，所述固定盖与球头的接触部位为内圆弧面。由于固定盖和球头的接触面积较大，锁紧后摩擦力也大，更稳固，不易松动。

所述壁挂式角度调整装置的具体调整过程为：先松开固定盖，这样球头和内球面可以进行上下左右任意角度的调整(根据具体各组件的尺寸配合设计，以及实际使用需要，角度调整杆在上下左右可调整角度范围在0-25度，就已经足够了)，角度调整杆还可以进行径向360度的旋转；调整好合适的角度后，锁紧固定盖，这样球头被压紧在固定盖和固定座之间，角度调整杆被完全固定，完成调整工作，通过简单的结构设计，实现了多个角度上的调整，调整方便，固定可靠，从外观上基本上看不到与角度调整相关的部件，外观更整洁，更美观，提升了产品的品质感。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种提高识别通过率的人脸识别方法，其特征在于，包括步骤:

(1)人脸图像采集，并把采集到的人脸图像与人脸数据库中的基准人脸图像进行比对；

(2)当识别通过但是低于预设的第一阈值时，自动采集人脸图像并生成备份人脸图像，存入人脸数据库中。

2.根据权利要求1所述提高识别通过率的人脸识别方法，其特征在于，在把备份人脸图像存入人脸数据库时，还包括人工确认的步骤。

3.根据权利要求1所述提高识别通过率的人脸识别方法，其特征在于，对备份人脸图像和基准人脸图像进行质量筛选，当备份人脸图像质量高于基准人脸图像的质量时，用备份人脸图像直接替换基准人脸图像。

4.根据权利要求1所述提高识别通过率的人脸识别方法，其特征在于，当采集到的人脸图像与备份人脸图像比对，比对通过但结果低于预设的第二阈值时，自动采集人脸图像并生成第二备份人脸图像，替换原来的备份人脸图像。

5.根据权利要求1所述提高识别通过率的人脸识别方法，其特征在于，当识别不通过，但是高于预设的第三阈值时，还包括判断年龄的步骤，并针对不同年龄段设置不同的通过阈值，进行二次判断。

6.一种提高识别通过率的人脸识别系统，其特征在于，包括：

图像采集模块，用于采集人脸图像；

人脸识别模块，用于将采集到的人脸图像与人脸数据库中的基准人脸图像进行比对，并输出结果；

所述图像采集模块还用于当识别通过但是低于预设的第一阈值时，把采集到的人脸图像存入人脸数据库中，形成备份人脸图像。

7.根据权利要求6所述提高识别通过率的人脸识别系统，其特征在于，所述人脸识别系统还包括备份人脸图像自动更新模块，用于当采集到的人脸图像与备份人脸图像比对，比对通过但结果低于预设的第二阈值时，自动更新备份人脸图像。

8.根据权利要求6所述提高识别通过率的人脸识别系统，其特征在于，所述人脸识别系统还包括年龄判断模块，所述年龄判断模块用于判断人脸图像对应人的年龄，当识别不通过，但是高于预设的第三阈值时，人脸识别模块针对不同年龄段设置不同的通过阈值，进行二次判断。

9.一种提高识别通过率的人脸识别装置，其特征在于，包括人脸识别组件、角度调整装置和权利要求6-8任一项所述的人脸识别系统，所述人脸识别组件固定在角度调整装置上。

10.根据权利要求9所述的提高识别通过率的人脸识别装置，其特征在于，所述角度调整装置为柱式角度调整装置或者壁挂式角度调整装置。