本實用新型涉及人臉采集和識別技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種通過眼睛定位引導(dǎo)來實現(xiàn)臉部識別的數(shù)據(jù)處理裝置。

背景技術(shù)：

如今人臉識別已經(jīng)在多種場合被廣泛應(yīng)用，特別是安全領(lǐng)域。人臉識別技術(shù)是通過采集人臉數(shù)據(jù)與記錄圖片的特征對比，簡單來說就是一個現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)根據(jù)特征對比來判定是否同一個人。按現(xiàn)有的技術(shù)是通過采集正面，人臉右轉(zhuǎn)，人臉左轉(zhuǎn)，抬頭，低頭5個角度采集多個照片數(shù)據(jù)。

但目前的算法在實際采集時，因無特別手段，無法判定被采集人臉的不同角度，即使被采集對像人臉移動不夠，也會正常采集。這樣會導(dǎo)致多張照片過于接近，而在識別時，當(dāng)人臉與采集時角度不相符時，會產(chǎn)生識別度不高的問題。

同樣的如果只有一種攝像頭，比如普遍使用的彩色攝像頭，當(dāng)采集對象留有長發(fā)、劉海戴透明眼鏡時，很難識別被遮住的部分，這將大大影響識別的成功率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種通過眼睛定位引導(dǎo)來實現(xiàn)臉部識別的數(shù)據(jù)處理裝置，使得當(dāng)人臉與采集時角度不相符時仍能正確識別的技術(shù)。

本實用新型的技術(shù)方案為：

一種通過眼睛定位引導(dǎo)來實現(xiàn)臉部識別的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，包括如下步驟：

S1數(shù)據(jù)收集步驟：采集對象根據(jù)屏幕出現(xiàn)的引導(dǎo)框進(jìn)行對準(zhǔn)聚焦，引導(dǎo)框在屏幕一直移動，眼睛跟上引導(dǎo)框進(jìn)行運動，當(dāng)眼睛出現(xiàn)在引導(dǎo)塊框時，雙攝像頭開始工作，連續(xù)采集多張照片；當(dāng)眼睛未出現(xiàn)在引導(dǎo)框里，攝像頭停止工作，不采集照片；

S2數(shù)據(jù)分析步驟：將所采集照片中的圖像數(shù)據(jù)信息，與預(yù)存在考勤機(jī)中的人臉信息進(jìn)行比對，如比對一致則作出正確提示，不一致則發(fā)出錯誤提示。

所述雙攝像頭為彩色攝像頭和紅外攝像頭，分別采集彩色與紅外黑白圖像，其中彩色攝像頭著重采集眼睛位置的臉部特征，紅外攝像頭著重采集臉部的整體輪廓特征。

所述步驟S1 包括如下具體步驟：

S11在屏幕上顯示引導(dǎo)框，通過人機(jī)對話提醒人眼落入該引導(dǎo)框的初始基準(zhǔn)位，雙攝像頭同步拍攝多張照片，通過各張照片并獲得初始位（A，A'）的多組數(shù)據(jù)集，其中，A代表的是由彩色攝像頭對人的左眼或者右眼采集數(shù)據(jù)的集合，A'則代表的是由紅外攝像頭對人的臉部整體輪廓特征數(shù)據(jù)的集合，每個A或者A'均為包含多個比對數(shù)據(jù)的集合，即A為（A₁、A₂、A₃……），A'為（A₁'、A₂'、A₃'……）；

S12由人眼持續(xù)跟蹤或者通過人機(jī)對話提醒人眼去看引導(dǎo)框的第一位置，雙攝像頭同步采集獲得第一基準(zhǔn)位（B，B′）的數(shù)據(jù)，其中B的涵義同A，B′的涵義同A'；

S13以上述同樣方法獲得第二基準(zhǔn)位（C，C'）、第三基準(zhǔn)位（D，D'）的多組數(shù)據(jù)集，直至獲得數(shù)據(jù)分析所需的足夠數(shù)據(jù)集。

所述步驟S2 是對于所獲得不同基準(zhǔn)位的各組數(shù)據(jù)集，以對臉部數(shù)據(jù)處理算法為基礎(chǔ)，分別對預(yù)存數(shù)據(jù)庫中的各個基準(zhǔn)位數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，在確保足夠精度的基礎(chǔ)上，輸出比對結(jié)果，如比對一致則啟動后續(xù)程序，如比對不一致則發(fā)出錯誤提示。

所述數(shù)據(jù)處理方法還包括數(shù)據(jù)預(yù)存步驟，在數(shù)據(jù)預(yù)存模式下，需先通過后臺核對核實操作者的身份，啟動數(shù)據(jù)預(yù)存步驟，所述數(shù)據(jù)預(yù)存步驟的處理方法和數(shù)據(jù)收集步驟的處理方法相同。

本實用新型還包括裝置部分，包括面蓋、面蓋框、底蓋、主板、燈板和接口板，其特征在于：所述面蓋和底蓋均安裝在面蓋框上且面蓋和底蓋通過螺絲實現(xiàn)緊固，所述底蓋內(nèi)通過螺絲固定有主板、燈板和接口板，所述面蓋上部安裝有液晶屏和指示燈，位于液晶屏一側(cè)的面蓋上設(shè)置有按鍵板，面蓋下部安裝有雙攝像頭組件，位于雙攝像頭組件兩側(cè)的面蓋上各設(shè)置有一個補光燈，所述面蓋外側(cè)安裝有帶按鍵孔的鏡片，所述按鍵板的各個按鍵向外凸出于對應(yīng)的按鍵孔，所述補光燈設(shè)置在燈板上，所述主板與液晶屏、指示燈、按鍵板、補光燈、雙攝像頭組件和所述接口板線路連接。

進(jìn)一步地，所述雙攝像頭為彩色攝像頭和紅外攝像頭。

進(jìn)一步地，所述按鍵為有圓形硅膠按鍵。

進(jìn)一步地，所述液晶屏為TFT液晶顯示屏。

進(jìn)一步地，所述補光燈靠近于雙攝像頭且處于一條水平線上。

本實用新型的有益效果為：為克服人臉移動幅度不夠仍能采集導(dǎo)致識別困難的問題，提供一種通過引導(dǎo)眼睛移動并借助彩色和紅外的雙攝像頭來多角度采集人臉數(shù)據(jù)，同時通過紅外圖像與彩色圖像位置補償算法將兩組照片進(jìn)行重合來提高識別率的技術(shù)。使用這樣的技術(shù)的優(yōu)點在于，采集的照片均是人臉移動幅度足夠且連續(xù)采集多個角度的照片，解決了由于人臉與采集時角度不相符時，會產(chǎn)生識別度不高的問題；同時借助于彩色和紅外雙攝像頭，解決了像留有劉海遮住眼睛等局部位置時單獨攝像頭無法識別的情況，大大提高了識別率。

附圖說明

圖1為本實用新型的采集數(shù)據(jù)示意圖（圖中僅示意3張，實際會更多角度）；

圖2為紅外圖像與彩色圖像位置進(jìn)行補償?shù)墓ぷ魇疽鈭D。

圖3為本實用新型的面板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實用新型的各組件示意圖。

其中，1—按鍵，2—鏡片，3—面蓋，4—液晶屏，5—主板，6—底蓋，7—接口板，8—燈板，9—雙攝像頭，10—指示燈，11—補光燈，12—面蓋框。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式作進(jìn)一步說明：

本實用新型屬于一種通過眼睛定位引導(dǎo)來實現(xiàn)臉部識別的數(shù)據(jù)處理裝置，主要硬件構(gòu)成包括雙攝像頭和紅外圖像與彩色圖像位置補償算法控制模塊。

本實用新型的數(shù)據(jù)采集過程可以分為兩大部分，一個是臉部數(shù)據(jù)采集過程，如圖1所示，一個是兩個照片數(shù)據(jù)合成過程，如圖2所示。臉部數(shù)據(jù)采集過程如下：首先，主板5下發(fā)命令給液晶屏4，液晶屏4出現(xiàn)引導(dǎo)框，采集對象根據(jù)液晶屏4出現(xiàn)的引導(dǎo)框進(jìn)行對準(zhǔn)聚焦，雙攝像頭9同步啟動并捕捉人臉尤其是眼睛，引導(dǎo)框在屏幕一直移動，眼睛跟上引導(dǎo)框進(jìn)行運動。當(dāng)眼睛出現(xiàn)在引導(dǎo)塊框時，雙攝像頭9開始連續(xù)采集多張照片，采集到的照片存儲到主板5上的存儲器中；當(dāng)眼睛未出現(xiàn)在引導(dǎo)框里，雙攝像頭9停止工作，不采集照片。這樣由于引導(dǎo)框的上下左右的運動，使得采集的照片有多個角度，且保證了采集的照片均是在人臉移動幅度足夠下采集的。

進(jìn)一步地，所述雙攝像頭9為彩色和紅外攝像頭，分別采集彩色與紅外黑白圖像，兩個攝像頭在水平方向上處于平行位置，有一定間隔，比如14mm。

進(jìn)一步地，紅外攝像頭采集臉部特征，特別是眼睛的位置，起到一個重要作用就是能判斷出眼睛是否出現(xiàn)在引導(dǎo)框里；彩色攝像頭也是采集臉部特征，注重的是捕捉臉部整體輪廓特征，特別是當(dāng)有劉海等將臉部某個部位遮住，比如將眼睛遮住，此時彩色攝像頭仍然夠采集到臉部的整體輪廓特征但卻捕捉不到眼睛的位置。這樣紅外攝像頭側(cè)重捕捉眼睛的位置特征，彩色攝像頭側(cè)重捕捉臉部整體輪廓特征，后者在有劉海等將臉部遮住時，無法采集到被遮住部分的特征，后者仍可以采集到被遮住的部分，兩攝像頭起到互補的作用。

進(jìn)一步地，兩個攝像頭采集到數(shù)據(jù)后，由于兩個攝像頭采集的臉部特征都不足夠完整，所以需要通過紅外圖像與彩色圖像位置補償算法，使兩個圖片合成一張重合的可顯示的彩色圖片，以便在人機(jī)對話時，供被采集者對應(yīng)實時反饋圖像做出合適的動作。

進(jìn)一步地，所述步驟S2中采用到的是紅外圖像與彩色圖像位置補償算法，并調(diào)用主板5內(nèi)的資源完成各種運算，在現(xiàn)有文獻(xiàn)中，如中國科學(xué)院大學(xué)2014年博士學(xué)位論文《紅外與可見光圖像融合算法研究》已有公開，其基本工作原理為：

1、對紅外圖像和彩色圖像進(jìn)行CT-WT稀疏變換，得到低頻/高頻系數(shù)；

2、將得到的低頻/高頻系數(shù)進(jìn)行分立采用，得到近低頻系數(shù)/絕對高頻系數(shù)；

3、將所述的低頻系數(shù)按加權(quán)平均進(jìn)行融合、近低頻系數(shù)按加權(quán)、絕對高頻系數(shù)按絕對值取最大規(guī)則進(jìn)行融合，得到采用值；

4、將上述三個采用值和采樣值非線性共軛梯度法求解最優(yōu)化問題，得到融合后的圖像。

如圖3和圖4所示，本實用新型還包括裝置部分，包括面蓋3、面蓋框12、底蓋6、主板5、燈板8和接口板7，其特征在于：所述面蓋3和底蓋6均安裝在面蓋框12上且面蓋3和底蓋6通過螺絲實現(xiàn)緊固，所述底蓋6內(nèi)通過螺絲固定有主板5、燈板8和接口板7，所述面蓋3上部安裝有液晶屏4和指示燈10，位于液晶屏4一側(cè)的面蓋3上設(shè)置有按鍵1板，面蓋3下部安裝有雙攝像頭9組件，位于雙攝像頭9組件兩側(cè)的面蓋3上各設(shè)置有一個補光燈11，所述面蓋3外側(cè)安裝有帶按鍵1孔的鏡片2，所述按鍵1板的各個按鍵1向外凸出于對應(yīng)的按鍵1孔，所述補光燈11設(shè)置在燈板8上，所述主板5與液晶屏4、指示燈10、按鍵1板、補光燈11、雙攝像頭9組件和所述接口板7線路連接。

進(jìn)一步地，所述雙攝像頭9為彩色攝像頭和紅外攝像頭。

進(jìn)一步地，所述按鍵1為有圓形硅膠按鍵1。

進(jìn)一步地，所述液晶屏4為TFT液晶顯示屏。

進(jìn)一步地，所述補光燈11靠近于雙攝像頭9且處于一條水平線上。

以上說明僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，若采用了和我們相同的精神和原則應(yīng)該視為本實用新型均應(yīng)在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。