專利名稱：臉部辨識系統(tǒng)及其操作方法和包括該系統(tǒng)的安全系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及臉部辨識系統(tǒng)、安全系統(tǒng)及操作該系統(tǒng)的方法。具體 而言，本發(fā)明還涉及包含一個或多個該系統(tǒng)或使用該操作方法的門禁 系統(tǒng)。
背景技術：
臉部辨識系統(tǒng)己存在一些時間。該系統(tǒng)主要試圖驗證使用者是否 為合法或被授權的人，且該系統(tǒng)可用于各種應用的安全系統(tǒng)中。已開
發(fā)it匕技術的一個公司為 Cognitec System GmbH (www.cognitec-systems.de)。然而，本發(fā)明的發(fā)明者已發(fā)現(xiàn)，因許多原 因，公知的此類系統(tǒng)對使用者并不友好，且對維護這類系統(tǒng)的管理者 也不友好，并常常在其操作中導致高故障率。
本發(fā)明試圖解決這些對使用者或系統(tǒng)管理員不友好的問題，或至 少向公眾提供替代方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種臉部辨識安全系統(tǒng)，其包含使 用者與其相互作用的終端，該終端包含至少兩個相機、用于判定使用 這些相機中的哪一個來捕獲使用者的臉部影像的裝置，及用于顯示使 用者的臉部影像的裝置，其中這些相機中的一個配置于另一個(其他) 相機之上。
優(yōu)選地，該系統(tǒng)可在終端處包含兩個相機，且顯示裝置可配置于 兩個相機之間。顯示于顯示裝置上的影像為鏡像。
在一實施例中，該系統(tǒng)可包含一個載有使用者或被授權使用者的 臉部影像的信息的數(shù)據(jù)庫。
適當?shù)?，該系統(tǒng)可經(jīng)由因特網(wǎng)而連接至該數(shù)據(jù)庫。此配置的優(yōu)點
為可自遠離該系統(tǒng)的位置維護及更新該數(shù)據(jù)庫。
有利地，該系統(tǒng)可包含用于識別使用者的裝置。該系統(tǒng)可包含用 于檢測識別裝置的裝置。識別裝置大體可呈卡式，該卡載有該系統(tǒng)的 各個被授權使用者的識別信息且提供至該系統(tǒng)的各個被授權使用者。 或者，檢測裝置可經(jīng)調(diào)適以檢測各使用者獨有的其他特征。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一用于允許或不允許使用者進入的 門禁系統(tǒng)，其包含如上文所描述的系統(tǒng)。門禁系統(tǒng)可包含一閘道或一 門。在確認使用者的真實性后，該閘道或門可根據(jù)臉部辨識系統(tǒng)的指 令而打開。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供根據(jù)使用上文所描述的系統(tǒng)來鑒別 使用者身份的方法。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供根據(jù)使用臉部辨識系統(tǒng)來鑒別使用 者身份的方法，其包含如下步驟(a)自試圖通過該系統(tǒng)的使用者獲取 第一組數(shù)據(jù)；(b)基于該第一組數(shù)據(jù)判定使用相機中的哪一個來捕獲 使用者的臉部影像；(c)捕獲使用者的影像；(d)基于所捕獲的影像產(chǎn) 生第二組數(shù)據(jù)；(e)將該第二組數(shù)據(jù)與載有系統(tǒng)的被授權使用者的識別 的數(shù)據(jù)庫中的信息進行比較；①基于該比較而同步產(chǎn)生第三組數(shù)據(jù)； 及(g)基于該第三組數(shù)據(jù)，允許或拒絕使用者通過該系統(tǒng)。在一實施 例中，該方法可進一步包含在顯示裝置中顯示使用者的臉部影像的步 驟。


圖1說明根據(jù)本發(fā)明的一實施例的臉部辨識系統(tǒng)或門禁系統(tǒng)的 終端透視圖2是圖l所示終端的正視圖；及
圖3說明根據(jù)本發(fā)明一實施例的系統(tǒng)操作邏輯的流程圖。
主要元件符號說明
2終端 4相機
6監(jiān)視器 8相機 IO指示器
12檢測器
具體實施例方式
如上文所論述，臉部辨識系統(tǒng)己存在一些時間。用于將所捕獲的 使用者臉部影像與儲存在數(shù)據(jù)庫中的影像進行比較并接著判定該使 用者是否為被授權使用者的電腦軟件并不陌生。公知的臉部辨識系統(tǒng) 通常設計有一終端，使用者通過該終端與該系統(tǒng)相互作用。在使用時， 使用者站在終端前，以便駐留在終端處的相機可捕獲使用者的臉部影 像。然而，因為該終端通常固定地安裝在墻壁上或柱體上，且在該終 端處將相機固定至距地面的某一高度，所以在影像捕獲處理期間常常 出現(xiàn)問題。因使用者有不同身高且相機被固定地安裝，所以適當?shù)夭?獲使用者的臉部影像常常不令人滿意。本發(fā)明或如下文所描述的根據(jù) 本發(fā)明的實施例試圖解決與此問題相關聯(lián)的問題。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的臉部辨識系統(tǒng)包含使用
者與其相互作用的終端2。終端以合適高度固定地安裝在一墻壁上。 圖l及圖2分別展示展示終端2的正視圖及透視圖的示意圖。終端2 形狀大體為長方形，且垂直地安置在墻壁上。自終端2的上端至下端， 提供第一影像捕獲裝置(諸如相機4)、用于顯示使用者的臉部影像的 裝置(諸如監(jiān)視器6)、第二影像捕獲裝置(諸如相機8)、多個指示器10 及用于檢測使用者的識別的裝置(諸如檢測器12)。監(jiān)視器6具有多種 功能，這些功能之一為向使用者提供生物反饋，且隨后在描述中將更 詳細地解釋該功能。
雖未在圖1及圖2中展示，但該終端也包含用于判定使用相機4、 8中哪一個相機來捕獲使用者的臉部影像的裝置。在此實施例中，此 判定裝置包含用于進行判定功能的電腦算法，但在其他實施例中，判 定裝置可包含經(jīng)調(diào)適以迸行判定程序的電路。系統(tǒng)還包含先前頒予被 授權使用該系統(tǒng)的使用者的識別卡(例如，感應卡、智能卡等)。識別 卡載有各被授權使用者的信息概況，諸如使用者的名字、進入權級別 及身高(或身高類型)。來自該終端的檢測器經(jīng)調(diào)適以檢測識別卡并自 使用者的卡提取信息。應注意，可使用各種識別卡。這些卡包括接觸
型識別卡、非接觸型識別卡、長距離RFID卡、短距離RFID卡、EM 卡、Mifare卡及基于Wiegand的卡。視使用哪一種卡類型而定，判定 裝置將包括適于檢測特定卡類型的各個讀取器。
在此實施例中，終端2處的第一相機4經(jīng)配置使得其位于距地面 約5'9"處并接近監(jiān)視器6，且終端2處的第二相機8經(jīng)配置使得其位 于距地面約5'3"處并接近監(jiān)視器6且也在第一相機4之下。監(jiān)視器6 位于終端2處，在第一相機與第二相機之間。檢測器12位于終端2 的下端，在第二相機8之下。
此外，在此實施例中，有兩種身高類型，即指定至較高的人的類 型H及指定至較矮的人的類型h。在此實施例中，5英尺6英吋或更 高的人被分類為類型H，且低于5英尺6英吋的人被分類為類型h。 此身高類型是儲存于其標識卡中的信息概況的一部分。為解釋該系統(tǒng) 的特性及操作，在如下情境中假定使用者為類型H的人。
參看圖3，處于其待用模式的系統(tǒng)14準備好(類型H使用者的) 臉部進行辨識或驗證。當使用者走近終端2時，將在監(jiān)視器6處提示 其在檢測器12處登錄其識別卡。作為回應，使用者將其識別卡置放 在檢測器12處(見16)。檢測器12接著首先試圖驗證該卡是否為有效 卡(見18)。若該卡非有效卡，則其將輸出信號至監(jiān)視器6用于將錯誤 消息顯示在監(jiān)視器6上(見20)，且系統(tǒng)接著返回至其待用模式(見22)。 若該卡為有效卡，則其將試圖自儲存在卡中的概況提取其他信息并確 定被驗證的人的身高類型(即，類型H或類型h的使用者)(見24)。接 著當該人被識別為類型H時(如上文在此實施例中所指示，使用者為 類型H的人且識別卡在信息概況中向其指定此類型H信息)，檢測器 將輸出一信號以便啟動位于較高位置的第一相機4(見20)。 一旦相機 4啟動，其將經(jīng)調(diào)適以在相機距離(自約5'6"至6')捕獲使用者的臉部 影像。在捕獲影像之后，所捕獲的影像將轉換為信息以供與數(shù)據(jù)庫中 的信息進行比較，從而試圖確定具有該特定所捕獲臉部影像的人是否
為被授權通過該系統(tǒng)的人(見28)。若發(fā)現(xiàn)所捕獲的臉部影像并不對應 于記錄上的任何信息，則系統(tǒng)將中止辨識處理(見30)并輸出信號以將 錯誤消息提示至監(jiān)視器(見32)，且接著立即返回至其待用模式(見34)。 該系統(tǒng)也將與此"不成功"辨識有關的信息登錄在日志表上為供將來 參考(見36)。若發(fā)現(xiàn)所捕獲的臉部影像對應于被授權使用者的信息， 則系統(tǒng)將輸出一信號將個人化問候消息提示至監(jiān)視器(見38)。在系統(tǒng) 連接至入口閘道的情境中，該系統(tǒng)也可經(jīng)調(diào)適以輸出用于自動開啟該 閘道或打開該閘道的信號。該系統(tǒng)同樣還將與此"成功"辨識有關得到 信息登錄在日志表上為供將來參考(見40)。系統(tǒng)接著返回至其待用模 式用于下一辨識實施(見42)。
當然，當系統(tǒng)用以辨識類型h的被授權使用者的臉部影像時，將 替代地啟動下部相機8，但其余算法大體類似。
上文所描述的系統(tǒng)在若干方面就技術而言是重要的。首先，在公 知臉部辨識系統(tǒng)中僅提供一相機。若相機相對于使用者過高地安裝在 固定物上，則相機傾向于捕獲使用者臉部的頂部透視圖，或者若使用 者很矮，則相機傾向于捕獲使用者前額的影像。應理解，連接至系統(tǒng) 的數(shù)據(jù)庫載有使用者(或被授權的使用者)臉部影像的信息，且若所捕 獲的影像并非真正為使用者的臉部影像而是其前額影像，則盡管使用 者很可能為被授權使用者，但辨識系統(tǒng)將不能適當?shù)貐^(qū)別使用者并允 許該使用者通過該系統(tǒng)。若相機相對于使用者過低地安裝在固定物 上，則相機傾向于捕獲使用者臉部的下部透視圖，或者若使用者很高， 則相機傾向于捕獲使用者下巴的影像。再者，此將類似地導致不成功 的辨識實施。相反，根據(jù)上文所描述的實施例，通過使用雙相機配置， 該系統(tǒng)能夠在兩個相機之間選擇適當?shù)南鄼C以更精確地捕獲使用者 的臉部影像。
第二，在公知臉部辨識系統(tǒng)中無用于向使用者提供反饋的裝置可 用。通常情況為，使用者并未站在相機正前方，且未意識到其站在對 于辨識處理不適當?shù)奈恢?，從而該系統(tǒng)將不能適當?shù)貓?zhí)行辨識實施。 相反，根據(jù)上文所說明的實施例，通過使用一監(jiān)視器，使用者可看到 在其走近終端時其影像是否出現(xiàn)在屏幕中。由于使用者在監(jiān)視器中尋
找其影像的自然傾向，使用者會在終端前移動自身直至其正面影像充 分在監(jiān)視器中顯示。監(jiān)視器的引入本質上產(chǎn)生生物反饋，由此使用者 可因辨識系統(tǒng)的作用而被引至適當位置。
根據(jù)本發(fā)明的第二實施例與第一實施例類似，除了監(jiān)視器經(jīng)調(diào)適 以顯示使用者的鏡像，使得隨著使用者向右移動，該影像將跟隨并向 右移動，且反之亦然。因為使用者可跟隨影像的移動并相應地調(diào)整其 位置，所以此設計是有利的。
根據(jù)本發(fā)明的第三實施例與第一實施例類似，除了未提供用于顯 示使用者的影像的裝置。雖然此實施例欠佳，但其仍是有利的，因為 使用兩個相機至少可處理較寬范圍的不同身高的使用者。
根據(jù)本發(fā)明的第四實施例與第一實施例類似，除了僅提供一相 機。雖然此實施例欠佳，但其仍是有利的，因為在用于生物反饋目的 的監(jiān)視器的存在下，使用者至少可在監(jiān)視器輔助下對自身進行定位以 由系統(tǒng)進行辨識。
根據(jù)本發(fā)明的第五實施例與第一實施例類似，除了檢測器經(jīng)調(diào)適
以辨識被授權使用者的指紋。指紋辨識可用于(i)識別特定被授權使用 者為哪一身高類型；及/或(ii)識別使用者究竟是否為被授權使用者。
可設想，在另一實施例中，具有臉部影像或被授權臉部影像的數(shù) 據(jù)庫可位于遠程位置且終端經(jīng)由因特網(wǎng)連接至該數(shù)據(jù)庫。因許多原 因，這是有利的。首先，可在遠程位置進行數(shù)據(jù)庫的維護。第二，因 數(shù)據(jù)庫在遠程位置，可避免盜竊終端處的個人信息。第三，數(shù)據(jù)庫可 能包括罪犯的臉部影像，且若辨識系統(tǒng)檢測到該罪犯，該系統(tǒng)可經(jīng)調(diào) 適而自動地通知執(zhí)法機關。
還可設想，臉部辨識系統(tǒng)可包含在門禁系統(tǒng)中，用于允許或拒絕 經(jīng)由該系統(tǒng)的入口進入建筑物。臉部辨識系統(tǒng)可包含在其他系統(tǒng)(諸 如自動柜員機)中，由此允許使用者僅在其已通過臉部辨識系統(tǒng)之后 執(zhí)行任何交易。
應注意，上文各種算法的執(zhí)行可經(jīng)由電路、軟件編程、固件編程 或其他硬件編程而進行，且使用任一執(zhí)行模式皆并不偏離本發(fā)明的發(fā) 明特征。
權利要求
1、一種臉部辨識安全系統(tǒng)，其包含使用者與其相互作用的終端，該終端包含至少兩個相機；用于判定使用這些相機中的哪一個來捕獲該使用者的臉部影像的判定裝置；及用于顯示該使用者的該臉部影像的顯示裝置，其中這些相機之一配置于另一相機之上。
2、 如權利要求1的系統(tǒng)，其包含該兩個相機，其中該顯示裝置 配置于該兩個相機之間。
3、 如權利要求1或2的系統(tǒng)，其中該影像為鏡像。
4、 如權利要求1或2的系統(tǒng)，其進一步包含載有使用者的臉部 影像信息的數(shù)據(jù)庫。
5、 如權利要求4的系統(tǒng)，其中該數(shù)據(jù)庫包含被授權使用者的臉 部影像信息。
6、 如權利要求4的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)經(jīng)由因特網(wǎng)連接至該數(shù)據(jù)庫。
7、 如權利要求1或2的系統(tǒng)，其進一步包含用于識別使用者的 識別裝置。
8、 如權利要求7的系統(tǒng)，其進一步包含用于檢測該識別裝置的 檢測裝置。
9、 如權利要求8的系統(tǒng)，其中該識別裝置大體呈卡式，該卡載 有該系統(tǒng)的各被授權使用者的識別信息且提供至該系統(tǒng)的各被授權 使用者。
10、 一種用于允許或不允許使用者進入的門禁系統(tǒng)，其包含如權 利要求1或2的臉部辨識系統(tǒng)。
11、 一種通過使用如權利要求1或2的系統(tǒng)來鑒別使用者身份的 方法。
12、 一種通過使用臉部辨識系統(tǒng)來鑒別使用者身份的方法，其包含如下步驟(i) 自該試圖通過該系統(tǒng)的使用者獲取第一組數(shù)據(jù)；(ii) 基于該第一組數(shù)據(jù)判定使用相機中的哪一個來捕獲該使用 者的臉部影像；(iii) 捕獲該使用者的該臉部影像；(iv) 基于該所捕獲的影像產(chǎn)生第二組數(shù)據(jù)；(v) 將該第二組數(shù)據(jù)與載有該系統(tǒng)的被授權使用者的識別的數(shù) 據(jù)庫中的信息進行比較；(vi) 基于步驟(v)中的該比較產(chǎn)生第三組數(shù)據(jù)；及(vii) 基于該第三組數(shù)據(jù)，允許或拒絕該使用者通過該系統(tǒng)。
13、 如權利要求12的方法，其包含在顯示裝置中顯示該使用者 的該臉部影像的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種臉部辨識安全系統(tǒng)，其包含使用者與其相互作用的終端，該終端包含至少兩個相機、用于判定使用這些相機中的哪一個來捕獲該使用者的臉部影像的裝置，及用于顯示該使用者的該臉部影像的裝置，其中這些相機之一配置于另一相機之上。
文檔編號G06K9/00GK101183429SQ200710186950
公開日2008年5月21日 申請日期2007年11月15日 優(yōu)先權日2006年11月17日
發(fā)明者林展鷹 申請人:聯(lián)緯科技有限公司