TWI473025B - 攝像裝置及其身份識別方法 - Google Patents

Description

攝像裝置及其身份識別方法

本發明係關於一種攝像裝置及其身份識別方法。

雷射掃描定位（LIDAR，Light Detection And Ranging）系統使用雷射光對待測物體進行高密度的掃描量測，根據光線的反射特性，當雷射光碰到待測物體後會被反射回雷射掃描定位系統，故可由反射脈衝所獲取的資料來反映待測物體的三維立體資訊。

在公寓管理或安全監控領域中，習知的攝像機未結合雷射掃描定位系統，其在對一待測人員進行身份偵測識別時，僅能針對所拍攝的待測人員臉部的二維平面照片進行偵測識別，故，當拍攝場景的光線發生變化，會對識別結果造成較大的影響，且在大部分情況下，攝像機無法判斷其當前所獲得的待測人員的臉部特徵是來源於真人或是照片，故存在安全隱患。

鑒於前述內容，有必要提供一種結合雷射掃描定位系統對待測人員進行身份識別的攝像裝置及其身份識別方法。

一種攝像裝置，包括：

一攝像單元，用於對一待測區域進行攝像；

一人臉偵測單元，用於對該攝像單元所獲取的圖像進行偵測，以得到一待測人臉，並記錄該待測人臉在圖像中所對應的座標值範圍；

一雷射掃描定位系統，用於根據該人臉偵測單元記錄的待測人臉在圖像中所對應的座標值範圍對待測區域中出現的待測人臉進行掃描，以獲取待測區域中的待測人臉的三維立體資訊；

一記憶單元，其內部存儲有一特定人員在待測區域中的人臉的三維立體資訊；以及

一微處理器，用於將待測人臉的三維立體資訊與該特定人員的人臉的三維立體資訊作比對，以根據比對結果輸出一識別訊號。

一種應用於一攝像裝置的身份識別方法，該攝像裝置包括一攝像單元，該身份識別方法包括以下步驟：

透過該攝像單元對一待測區域進行攝像；

透過一人臉偵測單元對該攝像單元所獲取的圖像進行人臉偵測，並判斷圖像中是否存在待測人臉；

當該人臉偵測單元偵測到圖像中出現待測人臉時，該人臉偵測單元記錄該待測人臉在圖像中的座標值範圍，並將該座標值範圍傳送給雷射掃描定位系統；

該雷射掃描定位系統根據該待測人臉在圖像中的座標值範圍對待測區域的待測人臉進行掃描，以獲取待測人臉的三維立體資訊，並將待測人臉的三維立體資訊傳送給一微處理器；

該微處理器將待測人臉的三維立體資訊與存儲於一記憶單元中的一特定人員的人臉的三維立體資訊進行比對，並根據比對結果對應輸出一識別訊號。

本發明攝像裝置透過人臉偵測單元對攝像單元獲取的圖像進行人臉偵測，並將偵測到的一待測人員的待測人臉在圖像中所對應的座標值範圍傳送給雷射掃描定位系統，該雷射掃描定位系統根據該座標值範圍發射對應的雷射光對待測人臉進行掃描，且無需對整個待測區域進行掃描，從而獲取待測人臉的三維立體資訊，並將該待測人臉的三維立體資訊與存儲於記憶單元中的特定人員的人臉三維立體資訊作比對，以確定該待測人員是否為該特定人員。

請參閱圖1，本發明攝像裝置100的較佳實施方式包括包括一攝像單元10、一人臉偵測單元20、一雷射掃描定位系統30、一微處理器40及一記憶單元50。

該攝像單元10可包括一鏡頭（圖未示）及一電荷耦合器件（Charge Coupled Device，CCD）（圖未示）。

該人臉偵測單元20可為習知的人臉識別系統，其透過計算圖像的特徵值來獲取圖像中的人臉部分，該特徵值可為像素值。

該雷射掃描定位系統30發射雷射光時，雷射光碰上物體後反射回雷射掃描定位系統30。故，透過計算雷射光的發送脈衝和反射脈衝的時間差以及雷射光速來計算攝像裝置100與物體之間的距離，可獲取該物體的三維立體資訊。其中，物體的三維立體資訊是指物體的每一點與攝像裝置100之間的三維座標值。

本發明攝像裝置100的較佳實施方式工作過程具體描述如下：該攝像單元10先對一待測區域中的一特定人員進行攝像，該人臉偵測單元20對所獲取的特定人員的圖像進行偵測，以獲取圖像中特定人員的人臉部分，並記錄該人臉部分在圖像中所對應的座標值範圍，以及將該人臉部分所對應的座標值範圍傳送給該雷射掃描定位系統30。其中，該人臉在圖像中的座標值範圍即為人臉的每一點在圖像中的座標值的集合，其一般可透過一方形區域來標示，而確定該方形區域的左上角的座標和右下角的座標便可確定該方形區域，故，在其他實施例中，人臉在圖像中對應的座標值範圍亦可透過該方形區域的左上角的座標和右下角的座標來確定。

該雷射掃描定位系統30根據該座標值範圍發送雷射光對待測區域中該特定人員的人臉進行掃描，以獲取該特定人員的人臉的三維立體資訊，並將該特定人員的人臉的三維立體資訊傳送給微處理器40。該微處理器40將該特定人員的人臉的三維立體資訊作為一樣本資訊存儲於該記憶單元50中。

之後，當需要驗證時，該攝像單元10繼續對待測區域進行攝像。該人臉偵測單元20繼續對攝像單元10所獲取的待測區域的圖像進行人臉偵測。當該人臉偵測單元20偵測到圖像中存在一待測人員的待測人臉時，該人臉偵測單元20記錄該待測人臉在圖像中的座標值範圍，並將該座標值範圍傳送給雷射掃描定位系統30。該雷射掃描定位系統30根據該待測人臉在圖像中的座標值範圍發送雷射光對待測區域的待測人臉進行掃描，以獲取該待測人臉的三維立體資訊，並將待測人臉的三維立體資訊傳送給微處理器40。該微處理器40將該待測人臉的三維立體資訊與存儲於該記憶單元50中的特定人員的人臉的三維立體資訊進行比對，當判斷該待測人臉的三維立體資訊與存儲於該記憶單元50中的特定人員的人臉的三維立體資訊不一致或誤差超過一設定範圍時，該微處理器40對外輸出一識別訊號，以進行後續處理。比如將該識別訊號傳送給一報警裝置進行報警，以提示該待測人員不是特定人員。當判斷該待測人臉的三維立體資訊與存儲於該記憶單元50中的特定人員的人臉的三維立體資訊一致或誤差不超過一設定範圍時，該微處理器40輸出另一識別訊號，比如將該識別訊號輸出給一電子門鎖使得該電子門鎖自動開鎖。

請一併參閱圖2A和圖2B，本發明還提供一種應用於該攝像裝置100的身份識別方法，包括以下步驟：

步驟S1：該攝像單元10對待測區域中的特定人員進行攝像。

步驟S2：該人臉偵測單元20對所獲取的特定人員的圖像進行偵測，以獲取圖像中特定人員的人臉部分，並記錄該人臉部分在圖像中所對應的座標值範圍，以及將該特定人員的人臉所對應的座標值範圍傳送給該雷射掃描定位系統30。

步驟S3：該雷射掃描定位系統30根據該座標值範圍對待測區域中的特定人員的人臉進行掃描，以獲取該特定人員的人臉的三維立體資訊，並將該特定人員的人臉的三維立體資訊傳送給該微處理器40。

步驟S4：該微處理器40將該特定人員的人臉的三維立體資訊作為一樣本資訊存儲於該記憶單元50。

步驟S5：該攝像單元10繼續對待測區域進行攝像。

步驟S6：該人臉偵測單元20繼續對該攝像單元10所獲取的圖像進行人臉偵測。

步驟S7：該人臉偵測單元20判斷圖像中是否存在待測人員的待測人臉，若不存在待測人臉，則返回S5；若存在待測人臉，則執行步驟S8。

步驟S8：該人臉偵測單元20記錄該待測人臉在圖像中的座標值範圍，並將該座標值範圍傳送給該雷射掃描定位系統30。

步驟S9：該雷射掃描定位系統30根據該待測人臉在圖像中的座標值範圍發射雷射光對待測區域中的待測人臉進行掃描，以獲取該待測人臉的三維立體資訊，並將該待測人臉的三維立體資訊傳送給該微處理器40。

步驟S10：該微處理器40將該待測人臉的三維立體資訊與存儲於該記憶單元50中的特定人員的人臉三維立體資訊進行比對。

步驟S11：判斷該待測人臉的三維立體資訊與存儲於該記憶單元50中特定人員的人臉三維立體資訊是否一致或誤差是否超過一設定範圍；若該待測人臉的三維立體資訊與存儲於該記憶單元50中特定人員的人臉三維立體資訊不一致或誤差超過一設定範圍，則執行步驟S12；若該待測人臉的三維立體資訊與存儲於該記憶單元50中特定人員的人臉三維立體資訊一致或誤差不超過一設定範圍，則執行步驟S13。

步驟S12：該微處理器40輸出一第一識別訊號，以提示該待測人員不為特定人員。

步驟S13：該微處理器40輸出一第二識別訊號，以提示該待測人員即為特定人員。

本發明攝像裝置10透過人臉偵測單元20對該攝像單元10獲取的圖像進行人臉偵測，並將待測人員的待測人臉在圖像中的座標值範圍傳送給該雷射掃描定位系統30，該雷射掃描定位系統30根據該座標值範圍對待測區域中的待測人臉進行掃描，且無需對整個待測區域進行掃描，從而獲取該待測人臉的三維立體資訊，並將該待測人臉的三維立體資訊與存儲於記憶單元50中的特定人員的人臉三維立體資訊作比對，以確定該待測人員是否為特定人員。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

100‧‧‧攝像裝置

10‧‧‧攝像單元

20‧‧‧人臉偵測單元

30‧‧‧雷射掃描定位系統

40‧‧‧微處理器

50‧‧‧記憶單元

圖1是本發明攝像裝置的較佳實施方式的方框圖。

圖2A和圖2B是應用于本發明攝像裝置的身份識別方法的較佳實施方式的流程圖。

100‧‧‧攝像裝置

10‧‧‧攝像單元

20‧‧‧人臉偵測單元

30‧‧‧雷射掃描定位系統

40‧‧‧微處理器

50‧‧‧記憶單元

Claims (10)

1. 一種攝像裝置，包括：
   一攝像單元，用於對一待測區域進行攝像；
   一人臉偵測單元，用於對該攝像單元所獲取的圖像進行偵測，以得到一待測人臉，並記錄該待測人臉在圖像中所對應的座標值範圍；
   一雷射掃描定位系統，用於根據該人臉偵測單元記錄的待測人臉在圖像中所對應的座標值範圍對待測區域中出現的待測人臉進行掃描，以獲取待測區域中的待測人臉的三維立體資訊；
   一記憶單元，其內部存儲有一特定人員在待測區域中的人臉的三維立體資訊；以及
   一微處理器，用於將待測人臉的三維立體資訊與該特定人員的人臉的三維立體資訊作比對，以根據比對結果輸出一識別訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之攝像裝置，其中該人臉的三維立體資訊是指人臉的每一點在待測區域中的三維座標值。
3. 如申請專利範圍第2項所述之攝像裝置，其中該雷射掃描定位系統透過計算雷射光的發送脈衝和反射脈衝的時間差以及雷射光速來計算攝像裝置與待測區域中人臉的每一點之間的距離，從而獲取人臉的三維立體資訊。
4. 如申請專利範圍第1項所述之攝像裝置，其中當該微處理器判斷待測人員的人臉三維立體資訊與該特定人員的人臉三維立體資訊一致或不超過一設定範圍時，該微處理器輸出該識別訊號以表明該待測人員為該特定人員。
5. 如申請專利範圍第1項所述之攝像裝置，其中當該微處理器判斷待測人員的人臉三維立體資訊與該特定人員的人臉三維立體資訊不一致或超過一設定範圍時，該微處理器輸出該識別訊號以表明該待測人員不為該特定人員。
6. 一種應用於一攝像裝置的身份識別方法，該攝像裝置包括一攝像單元，該身份識別方法包括以下步驟：
   透過該攝像單元對一待測區域進行攝像；
   透過一人臉偵測單元對該攝像單元所獲取的圖像進行人臉偵測，並判斷圖像中是否存在待測人臉；
   當該人臉偵測單元偵測到圖像中出現待測人臉時，該人臉偵測單元記錄該待測人臉在圖像中的座標值範圍，並將該座標值範圍傳送給雷射掃描定位系統；
   該雷射掃描定位系統根據該待測人臉在圖像中的座標值範圍對待測區域的待測人臉進行掃描，以獲取待測人臉的三維立體資訊，並將待測人臉的三維立體資訊傳送給一微處理器；
   該微處理器將待測人臉的三維立體資訊與存儲於一記憶單元中的一特定人員的人臉的三維立體資訊進行比對，並根據比對結果對應輸出一識別訊號。
7. 如申請專利範圍第6項所述之身份識別方法，其還包括以下步驟：
   當該微處理器判斷該待測人臉的三維立體資訊與存儲於該記憶單元中的特定人員的人臉的三維立體資訊不一致或誤差超過一設定範圍時，該微處理器輸出一第一識別訊號。
8. 如申請專利範圍第7項所述之身份識別方法，其還包括以下步驟：
   當該微處理器判斷該待測人臉的三維立體資訊與存儲於該記憶單元中的特定人員的人臉的三維立體資訊一致或誤差不超過該設定範圍時，該微處理器輸出一第二識別訊號。
9. 如申請專利範圍第6項所述之身份識別方法，其中該人臉的三維立體資訊是指人臉的每一點在待測區域中的三維座標值，該雷射掃描定位系統透過計算雷射光的發送脈衝和反射脈衝的時間差以及雷射光速來計算攝像裝置與人臉每一點之間的距離，從而獲取人臉的三維立體資訊。
10. 如申請專利範圍第6項所述之身份識別方法，其中該記憶單元中存儲的特定人員的人臉的三維立體資訊透過以下步驟獲得:
    透過該攝像單元對該特定人員進行攝像；
    透過該人臉偵測單元對該攝像單元所獲取的圖像進行偵測，以獲取圖像中特定人員的人臉部分，並記錄該人臉在圖像中所對應的座標值範圍；
    透過該雷射掃描定位系統根據該人臉偵測單元所偵測的特定人員的人臉在圖像中所對應的座標值範圍對待測區域中特定人員的人臉進行掃描，以獲取特定人員的人臉的三維立體資訊，並將該特定人員的人臉的三維立體資訊傳送給該微處理器；以及
    該微處理器將該特定人員的人臉的三維立體資訊存儲於該記憶單元中。