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专利号: 2019104330060
申请人: 内蒙古快为科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-08-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于面部特征识别的进校验证方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、利用高清摄像头对全校师生的脸部信息进行采集,并储存进入存储器,形成脸部信息对比数据库;

S2、利用高清摄像头对进校人员的脸部信息进行采集;

S3、利用光线传感器对进行脸部信息采集的人员脸部光线强度进行检测;

S4、利用中央处理单元对脸部光线强度数据进行处理,并根据设定的光线强度阈值控制LED调光灯对光线进行调节;

S5、利用距离传感器对进行脸部信息采集的人员脸部与高清摄像头之间的距离进行测量;

S6、利用热敏元件对进行脸部信息采集的人员脸部发射的热红外信号进行接收,对是否为真实人脸进行判定;

S7、利用人脸图像预处理子模块和人脸图像特征提取子模块对所采集的脸部图片进行处理,并将处理数据传输至中央处理单元;

S8、将全校师生的行走步伐距离和步伐频率输入存储器,同时,对每个师生从校门至指定班级之间的距离进行测定,并储存进入存储器;

S9、利用倒计时器对距离上课时间的时长进行倒计时,根据单个师生的步伐距离、步伐频率和校门口至指定班级的距离计算出从校门口走至指定班级所需要花费的时间;

S10、将所需要花费的时间与倒计时器所倒计时的时间进行对比,判定单个师生是否能够准时到达教室上课;

步骤S1‑S4中,利用高清摄像头对全校师生的脸部信息进行采集,并通过人脸图像预处理子模块和人脸图像特征提取子模块对采集的人脸图片进行处理,并将处理之后的数据储存进入存储器,形成脸部信息数据对比的数据库;

进行进校验证时,利用高清摄像头对进行验证的人脸图像进行采集,在采集的过程中,利用光线传感器对脸部的光线强度数据进行检测,并将检测的数据传输至中央处理单元,当检测数据小于设定阈值时,所述中央处理单元控制LED调光灯根据检测数据的大小调节光线强度,当检测数据大于设定阈值时,所述中央处理单元控制LED调光灯关闭;

步骤S5‑S7中,在利用高清摄像头对进校人员进行脸部信息采集时,利用距离传感器对进行脸部信息采集的人员脸部与高清摄像头之间的距离进行测量,同时,利用热敏元件对脸部发射的热红外信号进行接收,当接收的热红外信号距离高清摄像头的距离小于等于距离传感器所测定的距离内时,判定进行脸部信息采集的人脸为真实人脸而非人脸照片,否则,判定为人脸照片,所述中央处理单元控制蜂鸣器响,进行报警;

当高清摄像头对脸部图片进行采集之后,所述高清摄像头将采集到的脸部图片传输至人脸图像预处理子模块,所述人脸图像预处理子模块对高清摄像头采集的人脸图像进行灰度变换、直方图均衡化、归一化、几何校正、滤波和锐化处理,并将预处理之后的人脸图片传输至人脸图像特征提取子模块,由人脸图像特征提取子模块对预处理之后的人脸图片中的特征部分进行提取,并将提取的特征信息数据传输至中央处理单元,所述中央处理单元调取存储器中的数据与提取的特征信息数据进行对比,当对比结果大于等于设定阈值时,判定进行进校检验的为本校人员,允许进入校内,当比对结果小于设定阈值时,判定进行进校检验的为非本校人员,所述中央处理单元控制蜂鸣器响,进行报警,不予许其进入校内;

步骤S8‑S10中,将全校师生的行走步伐距离和步伐频率通过输入输出接口输入中央处理单元,并利用中央处理单元将数据储存进入存储器,同时,对每个师生从校门至对应班级之间的距离进行测定,并且以同样的方式储存进入存储器;

设定单个师生行走的步伐距离为S1(cm),设定单个师生行走的步伐频率为P(步/s),设定单个师生行走的行进速率为V(cm/s)根据公式:V=P*S1;

计算出正常情况下单个师生的行走速率;

利用中央处理单元将距离上课时间的时长输入倒计时器,利用倒计时器对距离上课的时间进行倒计时,并将倒计时的时间设定为T(s),设定正常情况下单个师生从校门口步行至指定班级所需要花费的时间为T1(s),设定正常情况下单个师生从校门口步行至指定班级的距离为S(cm),根据公式:计算出正常情况下单个师生从校门口步行至指定班级所需要花费的时间T1;

当T1>T时,表示学生通过正常的行走到达教室时,将会迟到,此时,预警灯常亮,提醒该学生需要加快步伐赶往教室上课,否则将会迟到;

当T1=T时,表示该学生通过正常的行走可以准时到达班级进行上课,不会迟到;

当T1<T时,表示该学生通过正常的行走即可在上课之前到达班级进行上课,不会迟到。

2.一种基于面部特征识别的进校验证系统,其特征在于:该进校验证系统包括系统控制模块、脸部信息采集模块、光线调节模块、真人鉴别模块和准时判定模块;

所述脸部信息采集模块、光线调节模块、真人鉴别模块和准时判定模块均与系统控制模块电连接;

所述系统控制模块用于对整个进校验证系统的控制,所述脸部信息采集模块用于对进校人员的脸部信息进行采集,并对所采集的脸部信息进行预处理和脸部特征的提取,所述光线调节模块用于对脸部信息采集时人脸表面的光线强度进行调节,所述真人鉴别模块用于对进行面部识别的人脸是否为真实人脸进行鉴别,所述准时判定模块用于对学生是否能够准时进入班级进行判定,用于对学生的日常行为规范进行评定;

设置有准时判定模块,利用提前输入系统的行走步伐距离、行走步伐频率、校门至指定教室的距离和倒计时数据,可以提前计算出在进行验证的师生在接下来从校门口至指定教室的这段路程是否会迟到,可以有效地提高师生的时间观念,提高师生的行为规范,同时,可以更加便利的对师生的行为规范作出判定,利用预警灯,可以有效地提醒师生注意加快步伐进入教室,避免迟到;

所述系统控制模块包括可编程控制器,所述可编程控制器内部包括中央处理单元、存储器、RS‑232通信接口、输入输出接口和电源,所述中央处理单元和存储器均与电源电连接,所述中央处理单元用于对所采集的脸部信息数据进行处理,所述存储器用于对师生脸部信息进行建模存储,形成脸部信息对比数据库,所述RS‑232通信接口用于与外部设备之间的数据交换,所述输入输出接口是可编程控制器与电气回路之间的接口;

所述脸部信息采集模块包括高清摄像头、人脸图像预处理子模块和人脸图像特征提取子模块;

所述高清摄像头与人脸图像预处理子模块之间电连接,所述人脸图像预处理子模块与人脸图像特征提取子模块之间电连接,所述人脸图像特征提取子模块与可编程控制器之间电连接;

所述高清摄像头用于对学校所有师生的人脸信息数据进行采集,并储存进入存储器中,形成脸部信息对比数据库,所述高清摄像头还用于对进校人员的脸部信息数据进行采集,与存储器中储存的全校师生人脸信息数据进行对比,所述人脸图像预处理子模块用于对高清摄像头所采集的人脸信息图像进行预处理,对所述高清摄像头采集的人脸图像进行灰度变换、直方图均衡化、归一化、几何校正、滤波和锐化处理,所述人脸图像特征提取子模块用于对人脸图像预处理子模块处理之后的人脸图像中的脸部特征部分进行提取和处理;

所述光线调节模块包括光线传感器和LED调光灯;

所述光线传感器的输出端电性连接可编程控制器的输入端,所述可编程控制器的输出端电性连接LED调光灯的输入端;

所述光线传感器安装于高清摄像头一侧,用于对进行脸部信息采集时的光线信息进行采集,所述LED调光灯用于光线较弱的情况下对光线强度进行调节;

所述真人鉴别模块包括距离传感器和热敏元件;

所述距离传感器和热敏元件的输出端均电性连接可编程控制器的输入端;

所述距离传感器用于对人脸到高清摄像头之间的距离进行测量,所述热敏元件用于对人脸发射的热红外信号进行接收,在所述距离传感器的测量距离内能够接收到热红外信号,判定进行识别的为真实人脸而非人脸照片;

所述准时判定模块包括倒计时器、预警灯和蜂鸣器;

所述倒计时器的输出端电性连接可编程控制器的输入端,所述可编程控制器的输出端电性连接预警灯和蜂鸣器的输入端;

所述倒计时器用于对距离上课时间的时长进行倒计时,用于与进行脸部信息采集时的时间进行对比,对学生是否会上课迟到做出判断,所述预警灯用于提醒进行脸部信息采集的学生即将迟到,抓紧时间进入教室,所述蜂鸣器用于提醒周围人员,进行脸部信息识别的人员非本校人员,进行及时的核实。