用于记录和自动识别确认的面部成像系统技术方案

一种用于记录和／或自动身份确认的面部成像系统，包括一摄像单元和一摄像单元控制器。该摄像单元包括一视频摄像机；一可旋转镜子系统，用于将安全区域的图像引导到视频摄像机中；和一范围单元，用于检测目标的出现和用于向摄像单元控制器提供包括距离、角度和宽度信息的目标范围数据。该摄像单元控制器包括用于检测目标的面部图像、用于跟踪该检测到的面部图像；和用捕捉该高质量面部图像的软件。利用视频图像和范围数据的结合来执行面部监测和面部跟踪，将所捕获到的面部图像记录和／或使其用于面部识别和搜索。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及面部图像记录(recordal)和利用面部图像进行身份确认的领域，特别涉及记录面部并利用面部图像实现身份确认的装置，该面部图像是在安全区域自动获得的(即不需要人为干预)，在该安全区域中不需要将人的行动限制在限定边界内。
技术介绍
当今世界，恐怖主义正日益成为威胁，因此需要快速拍摄和记录或者识别可以进入特定限制区域例如机场、体育场、政治大会、立法会议、公司会议等的个人。还需要拍摄和记录或识别可以经过不同进入口岸进入一个国家的个人。识别这些个人的一个方法是利用面部识别技术通过生物统计识别来实现，它通过对一个人的唯一面部特征进行多种不同测量作为识别的手段。利用面部识别作为快速拍摄和识别希望进入安全区域的个人的手段会导致一些问题，例如成像速度较慢、所获得的图像质量很差、以及需要人为操作该系统。过去解决这些问题的手段是使用高分辨率视频摄像机，用它来监视通往入口的安全区。通常，在该摄像机上安装固定焦距的透镜。利用软件来分析视频图像，从而检测和跟踪进入安全区的目标的面部图像。将这些图像捕获、记录并发送到面部识别和比较软件，从而识别这些个人并验证他们进入该区域的权利。使用这种系统的一个主要问题是视频数据分辨率低且“噪声干扰”太大以至于不能一致地提供良好的结果。这种系统只有在安全区域较小且进入安全区域的目标和监视摄像机之间的距离相对一致时才能比较好地工作。扩大安全区域和/或试图适应距离摄像机不同距离的目标物都会导致一些目标物的视频图像分辨率过低，不能实现用于面部识别的正常分析。因此这些系统的主要缺点在于它们只能在非常窄的角度和进深范围内正常操作。所捕获的图像质量以及对这些图像进行的面部识别成功率不一致。其他已知系统使用两个摄像机，一个静态宽视野观察摄像机用于监视安全区域并检测面部，第二个可操作的窄视野观察摄像机可以利用平移、俯仰以及伸缩功能手段使该可操作摄像机对准由第一摄像机识别到的面部，捕捉该面部图像并将其发送以实现面部识别以及与数据库的比较。在该方法中，第二摄像机可以获得精确面部识别所需的高分辨率图像。这些系统的主要缺点在于随着距离第一摄像机的距离增加，很难在视野范围内识别包含面部的目标。第二，第二摄像机的机械化平移、俯仰和伸缩功能相对很慢。因此，该系统每次只能跟踪一个人。另一种手段是使用由人操作者遥控的机械化平移、俯仰和伸缩摄像机来监视安全区域。这些系统通常用来监视较大区域或建筑。很多摄像机都可以被使用，通常各摄像机都在宽视角模式下操作。当操作者注意到一些相关的事情时，他/她可以利用机械化控制放大，从而获得需要进行面部识别的个人面部图像。这种系统的缺点在于它们需要操作者来检测和决定何时获得面部图像。这种系统通常很慢，每次所能跟踪的人不超过一个。另一种解决手段要求希望进入安全区域的人以限制速度排成一个单列通过监视区域，这与经过机场的金属检测器非常相似。将一个单独、固定的聚焦摄像机安装在设定的距离处，从而捕获人们的面部图像以便进行面部比较和面部识别。这种系统对进入安全区域的人流有严格的限制，在很多情况下，例如体育馆内，它是完全不能工作的。另外，该系统还需要操作者来确保摄像机对准人的脸部，且不包括任何装置来确保获得正确的姿势。根据上面所述，很明显需要一种自动面部成像系统来克服现有技术中的缺陷，该系统可以快速捕捉和记录进入安全区域的人的高质量面部图像，并选择性的使这些图像可用于面部比较和识别。这种系统最好包括自动、高精度、快速面部检测和面部跟踪系统，从而便于为了记录和/或面部比较和面部识别的目的而进行面部图像捕捉。
技术实现思路
本专利技术的一个方面的目的是通过提供一种面部成像系统来克服上述缺点，该系统可以快速检测安全区域内的目标人的面部图像并捕捉这些面部的高质量图像，这些高质量图像用于记录和/或面部识别系统以便进行面部验证、面部识别和面部比较。本专利技术的另一方面的目的是提供一种用于面部成像系统的摄像机系统，它可以跟踪一个安全区域内的多个目标面部并提供这些面部的高质量图像，这些高质量图像用于记录和/或面部识别系统以便进行面部验证、面部识别和面部比较。本专利技术的另一方面的目的是提供一种面部成像系统，它可以根据已知面部识别和面部比较系统的要求提供足够尺寸和分辨率的面部图像，从而使这些系统可以最有效的工作并一致地提供最佳结果以便用于面部识别和比较。本专利技术的另一方面的目的是提供一种面部成像系统，它利用范围单元或其他设备提供的范围数据以及视频图像数据来帮助进行面部图像检测和面部图像跟踪。根据本专利技术的一个方面，提供一种用于记录和/或自动身份确认的面部成像系统，包括一摄像单元，包括一摄像单元控制器；一视频摄像机，用于观察安全区域并将该安全区域的图像发送到摄像单元控制器；和一范围单元，用于检测安全区域内出现的目标和用于向摄像单元控制器提供与目标相关的范围数据，该摄像单元控制器包括一用于检测目标的面部图像的面部检测系统；一用于跟踪该面部图像的面部跟踪系统；一用于当判断一面部图像具有足够质量时捕捉该面部图像的面部捕获系统。该视频摄像机自身，不论其全部或局部可以被启动，从而通过平移、俯仰和聚焦来实现对目标的跟踪。或者该视频摄像机可以通过能够快速转移视野范围的驱动反射器装置例如镜子来观察场景。存在传感器提供的范围数据至少在开始时可以有助于该摄像机的指向。图像的捕获率主要取决于在图像检测、图像跟踪和最后的图像捕获等特定步骤中所花的时间。根据符合预定质量阈值的图像是否出现，来决定是否进行图像捕获。一旦已经捕获图像，则系统将被重置以重复循环。本专利技术的一个目的是最小化该循环时间。在最佳实施例中，这里说述的面部成像系统使用高分辨率、可操作视频摄像机和高分辨率的基于激光的范围仪。该范围仪通常大约每100毫秒以45度的视野范围对所监视的安全区域扫描一次，注意该区域内任何潜在目标的角度位置、距离和宽度。所监视的安全区域的进深通常为15米，但是也可对其进行修改以适应特别的安装。将所监视的安全区域内的目标的角度位置、距离和宽度提供给摄像单元控制器计算机，该计算机对这些数据进行处理并发送指令从而使视频摄像机指向所注意的目标。这些指令是用于视频摄像机的平移、俯仰和伸缩功能。根据距离目标的距离，启动视频摄像机的伸缩功能，起伸缩程度应当实现能够获得平均人的面部视频图像至少占到图像区域的20％以上。使用面部检测软件来分析该图像，并判断图像是否包含人的面部，该面部检测软件使用指定潜在目标的距离、角度位置和宽度的范围数据。如果检测到面部，则视频摄像机计算并使用主要面部特征的坐标，进一步对该面部进行放大，从而使其填充视频摄像机的几乎整个面积。根据范围数据和视频图像连续更新这些坐标，且这些坐标可用于在目标面部来回运动时跟踪该目标面部。当根据基于当前使用的面部识别系统的预定标准，判断该面部的图像质量已经足够时，捕捉该面部图像，并将其记录和/或使其可用于面部识别软件，从而用于生物验证和识别以及与外部数据库进行比较。本专利技术中所用的视频摄像机具有独特的设计，它可以进行高速、精确的瞄准操作。本专利技术可以快速瞄准视频摄像机的能力能够同时以真正的多种模式对很多人进行跟踪。该视频摄像机可以快速从一个人瞄准另一个人，然后再重新返回。与其它机械化评议、俯仰、伸缩视频摄像机不同，本专利技术的视本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于记录和／或自动身份确认的面部成像系统，包括：一摄像单元，包括：一摄像单元控制器；一视频摄像机，用于观察安全区域并将该安全区域的图像发送到摄像单元控制器；和一范围单元，用于检测安全区域内出现的目标和用于 向摄像单元控制器提供与目标相关的范围数据，该摄像单元控制器包括：一面部检测系统，用于检测目标的面部图像；一面部跟踪系统，用于跟踪该面部图像；一面部捕获系统，用于当判断一面部图像具有足够质量时捕捉该面部图像。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GA万比克，AJ埃迪勒，MD考迪尔，SA莫埃卡，WR罗斯，JF沙奥，
申请(专利权)人：拜尔丹泰梯系统公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]