一種人臉識別門禁系統及其實現方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及互聯網技術領域，特別涉及一種人臉識別門禁系統及其實現方法。
【背景技術】
[0002]門禁系統，又稱出入管理控制系統，是一種管理人員進出的數字化管理系統。常見的門禁系統有:密碼門禁系統，非接觸IC卡(感應式IC卡)門禁系統，指紋虹膜掌型生物識別門禁系統等的總稱。
[0003]出入口門禁安全管理系統是新型現代化安全管理系統，它集微機自動識別技術和現代安全管理措施為一體，它涉及電子，機械，光學，計算機技術，通訊技術，生物技術等諸多新技術。它是解決重要部門出入口實現安全防范管理的有效措施。適用各種機要部門，如銀行、賓館、機房、軍械庫、機要室、辦公間，智能化小區，工廠等。
[0004]硬件部分可分為:
[0005]多功能掃描儀:獲得實驗人員的掌形信息并向主機傳送。
[0006]主機:接受從多功能掃描儀傳送過來的掌形信息，對其進行判斷并向控制器下達命令以及接受控制器的信息。
[0007]控制器:接受主機下達的命令，并執行。
[0008]電機:執行控制器的命令，帶動傳動裝置運動。
[0009]傳動裝置:傳遞電機和門之間的運動。
[0010]傳感器:對人的通過進行感應。
[0011]報警系統:當實驗人員非法進入實驗室時進行報警。
[0012]在數字技術網絡技術飛速發展的今天門禁技術得到了迅猛的發展。門禁系統早已超越了單純的門道及鑰匙管理，它已經逐漸發展成為一套完整的出入管理系統。它在工作環境安全、人事考勤管理等行政管理工作中發揮著巨大的作用。在該系統的基礎上增加相應的輔助設備可以進行電梯控制、車輛進出控制，物業消防監控、保安巡檢管理、餐飲收費管理等，真正實現區域內一卡智能管理。
[0013]其原理一般為:讀卡頭用來讀取刷卡人員的智能卡信息(卡號)，再轉換成電信號送到門禁控制器中，控制器根據接收到的卡號，通過軟件判斷該持卡人是否得到過授權在此時間段可以進入大門，根據判斷的結果完成開鎖、保持閉鎖等工作。對于聯網型門禁系統，控制器也接受來自管理計算機發送的人員信息和相對應的授權信息，同時向計算機傳送進出門的刷卡記錄。單個控制器就可以組成一個簡單的門禁系統，用來管理一個或兩個門。多個控制器通過通信網絡同計算機連接起來就組成了整個建筑的門禁系統。計算機裝有門禁系統的管理軟件，它管理著系統中所有的信息分析與處理。
[0014]門禁系統按識別方式可分為以下幾種:
[0015]1、密碼識別
[0016]密碼識別:通過檢驗輸入密碼是否正確來識別進出權限。
[0017]這類產品又分兩類:一類是普通型，一類是亂序鍵盤型(鍵盤上的數字不固定，不定期自動變化)。
[0018]普通型:
[0019]優點:操作方便，無須攜帶卡片；成本低。
[0020]缺點:同時只能容納三組密碼，容易泄露，安全性很差；無進出記錄；只能單向控制。
[0021]亂序鍵盤型(鍵盤上的數字不固定，不定期自動變化):
[0022]優點:操作方便，無須攜帶卡片，安全系數稍高
[0023]缺點:密碼容易泄露，安全性還是不高；無進出記錄；只能單向控制。成本高。
[0024]2、卡片識別
[0025]卡片識別:通過讀卡或讀卡加密碼方式來識別進出權限，按卡片種類又分為
[0026]普通讀卡器:磁卡
[0027]優點:成本較低；一人一卡(+密碼)，安全一般，可聯微機，有開門記錄
[0028]缺點:卡片，設備有磨損，壽命較短；卡片容易復制；不易雙向控制。卡片信息容易因外界磁場丟失，使卡片無效。
[0029]射頻卡
[0030]優點:卡片，設備無接觸，開門方便安全；壽命長，理論數據至少十年；安全性高，可聯微機，有開門記錄；可以實現雙向控制。卡片很難被復制。
[0031]缺點:成本較高。
[0032]人臉識別，是基于人的臉部特征信息進行身份識別的一種生物識別技術。用攝像機或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流，并自動在圖像中檢測和跟蹤人臉，進而對檢測到的人臉進行臉部的一系列相關技術，通常也叫做人像識別、面部識別。
[0033]人臉識別系統主要包括四個組成部分，分別為:人臉圖像采集及檢測、人臉圖像預處理、人臉圖像特征提取以及匹配與識別。
[0034]人臉圖像采集:不同的人臉圖像都能通過攝像鏡頭采集下來，比如靜態圖像、動態圖像、不同的位置、不同表情等方面都可以得到很好的采集。當用戶在采集設備的拍攝范圍內時，采集設備會自動搜索并拍攝用戶的人臉圖像。
[0035]人臉檢測:人臉檢測在實際中主要用于人臉識別的預處理，即在圖像中準確標定出人臉的位置和大小。人臉圖像中包含的模式特征十分豐富，如直方圖特征、顏色特征、模板特征、結構特征及Haar特征等。人臉檢測就是把這其中有用的信息挑出來，并利用這些特征實現人臉檢測。
[0036]主流的人臉檢測方法基于以上特征采用Adaboost學習算法，Adaboost算法是一種用來分類的方法，它把一些比較弱的分類方法合在一起，組合出新的很強的分類方法。
[0037]人臉檢測過程中使用Adaboost算法挑選出一些最能代表人臉的矩形特征(弱分類器)，按照加權投票的方式將弱分類器構造為一個強分類器，再將訓練得到的若干強分類器串聯組成一個級聯結構的層疊分類器，有效地提高分類器的檢測速度。
[0038]人臉圖像預處理:對于人臉的圖像預處理是基于人臉檢測結果，對圖像進行處理并最終服務于特征提取的過程。系統獲取的原始圖像由于受到各種條件的限制和隨機干擾，往往不能直接使用，必須在圖像處理的早期階段對它進行灰度校正、噪聲過濾等圖像預處理。對于人臉圖像而言，其預處理過程主要包括人臉圖像的光線補償、灰度變換、直方圖均衡化、歸一化、幾何校正、濾波以及銳化等。
[0039]人臉圖像特征提取:人臉識別系統可使用的特征通常分為視覺特征、像素統計特征、人臉圖像變換系數特征、人臉圖像代數特征等。人臉特征提取就是針對人臉的某些特征進行的。人臉特征提取，也稱人臉表征，它是對人臉進行特征建模的過程。人臉特征提取的方法歸納起來分為兩大類:一種是基于知識的表征方法；另外一種是基于代數特征或統計學習的表征方法。
[0040]基于知識的表征方法主要是根據人臉器官的形狀描述以及他們之間的距離特性來獲得有助于人臉分類的特征數據，其特征分量通常包括特征點間的歐氏距離、曲率和角度等。人臉由眼睛、鼻子、嘴、下巴等局部構成，對這些局部和它們之間結構關系的幾何描述，可作為識別人臉的重要特征，這些特征被稱為幾何特征。基于知識的人臉表征主要包括基于幾何特征的方法和模板匹配法。
[0041]人臉圖像匹配與識別:提取的人臉圖像的特征數據與數據庫中存儲的特征模板進行搜索匹配，通過設定一個閾值，當相似度超過這一閾值，則把匹配得到的結果輸出。人臉識別就是將待識別的人臉特征與已得到的人臉特征模板進行比較，根據相似程度對人臉的身份信息進行判斷。這一過程又分為兩類:一類是確認，是一對一進行圖像比較的過程，另一類是辨認，是一對多進行圖像匹配對比的過程。
[0042]現有技術中，門禁系統需要通過預設的門禁卡來解鎖，尚沒有一種可以通過人臉識別自動解鎖的門禁系統，或者，通過人體生物識別的門禁系統僅是單方面的生物識別，缺少更為復雜的驗證配合，安全性存在問題。
【發明內容】
[0043]本發明提供一種人臉識別門禁系統及其實現方法，用以解決現有技術中門禁系統安全性低、應用性差的問題。
[0044]一種人臉識別門禁系統，包括:
[0045]密碼驗證器，用于接收輸入密碼并發送主機；
[0046]攝像頭，用于采集人臉信息并發送主機；