[实用新型]一种人脸识别装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及模式识别技术领域，具体地说，本实用新型特别涉及一种基于模式识别的人脸识别装置。

背景技术

人脸识别装置是利用人脸的特征信息进行身份鉴别的电子及机械部件所组成的装置。目前常用的人脸识别技术是基于人脸的面部特征，对输入的人脸图像或者视频流，首先判断是否存在人脸，如果存在，则进一步给出每个脸的位置、大小和各个主要面部器官的位置信息。并根据这些信息，进一步提取每个人脸中所蕴含的身份特征，并将其与已知的人脸进行对比，从而识别每个人脸的身份。

然而有多个因素影响常用的人脸识别技术的性能，例如：背景和头发；人脸在图象平面内的平移、缩放、旋转；人脸在图象平面外的偏转和俯仰；光源位置和强度的变化；年龄的变化；表情的变化；附着物(眼镜、胡须)的影响；照相机的变化。此外，通过照片、视频、3D模型等手段欺骗人脸识别系统引擎的企图，一直是人脸识别系统的弱点。

随着科技的发展，一些新的方法在一定程度上对上面的问题进行了弥补，例如基于近红外的技术在一定程度上弥补了光源位置和强度的变化，然而这种系统需要特殊的红外传感器，进而增加了成本。这种方法采集到的是近红外人脸图片或视频流，同样也存在常用人脸识别技术所面临的其他问题。

为了克服姿态变化、位置变化、表情变化的影响，提出了三维人脸识别系统，这种方法在一定程度上能缓解上述问题带来的压力，然而从单一未知光源条件的图像中恢复3D形状信息和表面反射率是经典的视觉难题，本质上是一个病态的问题，建立三维人脸模型需要采用特殊的装置，例如激光扫描仪等，成本高，在很大程度上限制了这种方法的推广。

综上所述，现在的人脸识别装置存在着很多困难，因此人们期待一种新的人脸识别方法或手段来解决给目前的难题，为人脸识别注入活力。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，将超声波技术与模式识别技术相结合，提出一种正确率高、与背景独立，不会被照片或视频欺骗、能较好的辨别3D模型且数据量小的基于模式识别的超声波人脸识别装置。

为实现上述发明目的，本实用新型提供的人脸识别装置包括：

一种超声波人脸识别装置，包括：

超声波发声器，用于发射超声扫频信号；

超声波接收器，用于接收回波信号；

控制处理器，与所述超声波发生器的输入端、所述超声波接收器的输出端和识别结果输出装置的输入端相连接，并与存储超声波人脸信息数据库的存储器互联；

所述存储器用来存储超声波人脸信息数据库，并供控制处理器访问、控制。

上述技术方案中，所述控制处理器包括A/D转换器，该A/D转换器与所述超声波接收器的输出端连接，用于对回波信号进行数字采样。

上述技术方案中，所述控制处理器包括：扫频信号产生单元、超声波人脸信息数据库控制单元和回波处理单元；所述扫频信号生成单元产生驱动所述超声波发声器的扫频信号；所述超声波人脸数据库控制单元包括对存储数据库的存储器的读、写、修改操作；所述回波处理单元对回波信号进行处理。

上述技术方案中，所述回波处理单元包括顺序连接的频域滤波电路、时域截取电路、信号解调电路、特征提取电路和样本训练分类器。

上述技术方案中，所述样本训练分类器是模式分类器或神经网络分类器。

上述技术方案中，所述模式分类器可以采用Bias、GMM、HMM或SVM模式分类器。

上述技术方案中，所述神经网络分类器可以采用BP，RBF，SOM网络等神经网络分类器替换。

上述技术方案中，所述超声波发声器至少为两个，该至少两个超声波发声器安装在不同位置，使得所述人脸识别装置能够从不同方向向待识别目标发射超声波。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

A.本实用新型采用宽带的线性扫频信号，通过信号压缩，可以得到很高的空间分辨率，能够提取丰富的面部信息；

B.利用周围反射物与传声器之间的距离一般不同于人脸与传声器之间的距离的特点，运用数字信号处理的方法可以容易的将背景回波同人脸回波分离开，从而减小背景对人脸识别的影响；

C.利用超声波对不同材质的反射效应不同特点(因3D模型的材质与人脸的材质不同，使得回波的频率成分不同)，可以将3D模型与人脸区分开；

D.利用超声回波是由人脸不同部位反射回波共同组成的特点，可以克服照片、视频的欺骗，从而克服了目前人脸识别技术中存在的一大难题；