TW201401186A - 人臉判斷系統以及方法 - Google Patents

Abstract

一種人臉判斷系統包含一可見光攝影機、一紅外光攝影機、一非接觸式溫度感測裝置以及一處理元件。可見光攝影機以及紅外光攝影機分別拍攝相同之一拍攝區域內之至少一可見光照片以及至少一紅外光照片。非接觸式溫度感測裝置對一溫度感測區域，感測一當前目標溫度。其中，溫度感測區域落於拍攝區域內。處理元件分別偵測可見光照片以及紅外光照片中，對應溫度感測區域之一對應區塊是否存在一人臉。在判定對應區塊存在人臉時，處理元件判斷當前目標溫度是否落於一人類體溫範圍內，以判斷對應區塊中所偵測到之人臉是否為活體人臉。

Description

人臉判斷系統以及方法

本發明是有關於一種人臉判斷系統以及方法。

由於臉部係為人類之一項重要之生物特徵，因此發展出許多人臉相關之研究。其中，一項重要的應用為人臉識別，其藉由計算機分析比較人臉視覺的特徵，進行身份鑒別。在藉由人臉辨識做為門禁控管之依據時，可省去感應卡的管理建置費用，也能免去進出門禁之人員忘記帶卡的困擾。相較於其他生物特徵之辨識方式，人臉辨識係藉由非侵入、非接觸的方式進行，容易被大多數人接受的。尤其，在雙手無暇刷卡或按密碼時，特別能感受到人臉辨識技術的好處。

此外，另一項重要的人臉相關之研究為人臉偵測。人臉偵測常應用在有可疑的移動物體進入監控攝影機的設定範圍內時，立即偵測並啟動人臉判別及追蹤功能，鎖定移動物體並判斷其是否為可疑的入侵者。

然而，由於網際網路以及社群網路的蓬勃發展，個人臉部的照片及影片可輕易被他人所取得。此外，各式輸出元件(如印表機、顯示器等)的技術不斷進步，輸出元件可輸出品質、相似度極高之照片或影片。因此，可容易藉由高品質輸出之照片或影片，輕易欺騙或誤導人臉辨識以及偵測系統。

因此，本發明之一態樣是在提供一種人臉判斷系統，用以藉由可見光照片、紅外光照片以及感測到之當前目標溫度，進行活體人臉之判斷。人臉判斷系統包含一可見光攝影機、一紅外光攝影機、一非接觸式溫度感測裝置以及一處理元件。處理元件與可見光攝影機、紅外光攝影機以及非接觸式溫度感測裝置建立連結。可見光攝影機拍攝至少一可見光照片。紅外光攝影機拍攝至少一紅外光照片。其中，可見光照片以及紅外光照片係由可見光攝影機以及紅外光攝影機，分別對相同之一拍攝區域拍攝而得。非接觸式溫度感測裝置對一溫度感測區域感測一當前目標溫度。其中，溫度感測區域落於拍攝區域內。處理元件包含一人臉偵測模組以及一體溫判斷模組。人臉偵測模組分別偵測可見光照片以及紅外光照片中，對應溫度感測區域之一對應區塊是否存在一人臉。在判定對應區塊存在人臉時，體溫判斷模組判斷當前目標溫度是否落於一人類體溫範圍內。其中，在當前目標溫度落於人類體溫範圍內時，處理元件判定對應區塊中所偵測到之人臉為活體人臉。

因此，本發明之另一態樣是在提供一種人臉判斷方法，用以藉由可見光照片、紅外光照片以及感測到之當前目標溫度，進行活體人臉之判斷。人臉判斷方法包含以下步驟：

(a)接收對相同之一拍攝區域所拍攝之至少一可見光照片以及至少一紅外光照片。

(b)接收對一溫度感測區域所感測到之一當前目標溫 度。其中，溫度感測區域落於拍攝區域內。

(c)分別偵測可見光照片以及紅外光照片中，對應溫度感測區域之一對應區塊是否存在一人臉。

(d)在判定對應區塊存在人臉時，判斷當前目標溫度是否落於一人類體溫範圍。

(e)在當前目標溫度落於人類體溫範圍時，判定對應區塊中所偵測到之人臉為活體人臉。

應用本發明具有下列優點。可避免被各式具人臉之照片、由顯示元件所顯示之人臉、人臉面具或其他非活體之人臉偽造方式誤導，誤判為偵測到活體人臉。此外，僅需單一可見光照片以及單一紅外光照片，即可進行活體人臉之辨識，因此快速的提供辨識結果。

以下將以圖式及詳細說明本發明之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本發明之較佳實施例後，當可由本發明所教示之技術加以改變及修飾，其並不脫離本發明之精神與範圍。

請參照第1圖，其繪示依照本發明一實施例的一種人臉判斷系統之功能方塊圖。人臉判斷系統藉由可見光照片、紅外光照片以及感測到之當前目標溫度，進行活體人臉之辨識。

人臉判斷系統100包含一可見光攝影機110、一紅外光攝影機120、一非接觸式溫度感測裝置130以及一處理元件140。非接觸式溫度感測裝置130可為紅外線溫度計 (IR thermometer)或其他類型之非接觸式溫度感測裝置。處理元件140可由電腦、伺服器或其他類型之電子裝置所提供。處理元件140可藉由有線或無線之資料傳輸介面，與可見光攝影機110、紅外光攝影機120以及非接觸式溫度感測裝置130建立連結。

可見光攝影機110拍攝至少一可見光照片。紅外光攝影機120拍攝至少一紅外光照片。其中，可見光照片以及紅外光照片係由可見光攝影機110以及紅外光攝影機120於相同或相近時間，分別對相同之一拍攝區域拍攝而得。此外，在本發明之一些實施例中，可對拍攝區域照射可見光以及紅外光，以使得可見光攝影機110以及紅外光攝影機120拍攝出較清楚之照片。

非接觸式溫度感測裝置130對一溫度感測區域感測一當前目標溫度。其中，溫度感測區域(如第2圖之區域202)落於拍攝區域(如第2圖之區域201)內。此外，當前目標溫度所感測之時間係相同或相近於可見光照片以及紅外光照片之拍攝時間。在本發明之一些實施例中，可進一步對可見光攝影機110、紅外光攝影機120以及非接觸式溫度感測裝置130進行同步，而使得進行拍攝以及感測之時間相同。

處理元件140包含一人臉偵測模組141以及一體溫判斷模組142。人臉偵測模組141分別偵測可見光照片以及紅外光照片中，對應溫度感測區域之一對應區塊是否存在一人臉。在本發明之一些實施例中，人臉偵測模組141可對可見光照片以及紅外光照片，執行人臉偵測演算法或人 臉辨識演算法，以偵測對應溫度感測區域之對應區塊是否存在一人臉。在本發明之另一些實施例中，人臉偵測模組141可對可見光照片執行膚色偵測，以偵測對應溫度感測區域之對應區塊是否存在可能視為人臉之膚色區塊。在人臉偵測模組141判定對應區塊存在人臉時，體溫判斷模組142判斷當前目標溫度是否落於一人類體溫範圍內。

於是，在體溫判斷模組142判定當前目標溫度落於人類體溫範圍內時，處理元件140判定對應區塊中所偵測到之人臉為活體人臉。如此一來，可避免被各式具人臉之照片、由顯示元件所顯示之人臉、人臉面具或其他非活體之人臉偽造方式誤導，誤判為偵測到活體人臉。此外，僅需單一可見光照片以及單一紅外光照片，即可進行活體人臉之辨識，因此快速的提供辨識結果。另外，參照第3圖，其係本發明之人臉判斷系統100於各種應用場景進行人臉辨識時之人臉辨識結果比較圖。其中，○代表對應之輸入來源上之人臉會被偵測到，X代表對應之輸入來源上之人臉不會被偵測到。在用彩色照片、智慧型手機/電腦之螢幕顯示人臉時，人臉判斷系統100之紅外光攝影機120以及非接觸式溫度感測裝置130並不會偵測到所顯示之人臉，因此不會被上述方式所顯示之人臉所誤導。此外，在用紅外光照片顯示人臉時，人臉判斷系統100之可見光攝影機110搭配上膚色偵測功能後，不會偵測到所顯示之人臉，且非接觸式溫度感測裝置130亦不會偵測到可視為活體人臉之區塊，因此不會被紅外光照片所顯示之人臉所誤導。另外，在使用面具或假人模特兒所偽造之人臉時，人臉判 斷系統100仍可藉由非接觸式溫度感測裝置130，不會偵測到所偽造之人臉，因此可正確判斷出為非活體人臉。換言之，本發明之人臉判斷系統100不會輕易被常見的偽造人臉方式所誤導，因而具有較高的正確辨識率。

在本發明之一些實施例中，處理元件140更可包含一人臉辨識模組143以及一提示模組144。在處理元件140判定對應區塊中所偵測到之人臉為活體人臉時，人臉辨識模組143可對對應區塊中所偵測到之人臉進行人臉辨識。其中，人臉辨識模組143可採用可見光照片以及紅外光照片的至少其中之一，進行人臉辨識。如此一來，可避免被以各式具人臉之照片、由顯示元件所顯示之人臉、人臉面具或其他非活體之人臉偽造方式，通過人臉辨識之機制，提高人臉辨識之可靠度。

此外，在判定對應區塊中所偵測到之人臉不為活體人臉時，提示模組144可產生一提示訊號，以提示非接觸式溫度感測裝置130可感測到之溫度感測區域之位置。其中，可以語音訊號、燈光訊號、文字訊息或其他類型之提示訊號進行提示。如此一來，可避免進行辨識時，使用者未將其臉部置於正確之溫度感測區域，所造成之誤判。

在本發明之另一些實施例中，處理元件140更可包含一指令執行模組145。於是，在判定對應區塊中所偵測到之人臉為活體人臉時，指令執行模組145可開始執行一預設指令。舉例來說，在將人臉判斷系統100應用於廣告展示機時，在判定對應區塊中所偵測到之人臉為活體人臉時，指令執行模組145可開始執行展示廣告之預設指令。 然而，在其他實施例中，指令執行模組145可在判定偵測到活體人臉時，執行其他預設指令，並不限於本揭露書。如此一來，可減少因為偵測到非活體人臉，無謂的執行指令之次數。

在本發明之一些實施例中，人臉判斷系統更可包含一分光鏡。於是，分光鏡可將自相同之拍攝區域之光線分光至可見光攝影機110以及紅外光攝影機120。如此一來，可見光攝影機110以及紅外光攝影機120可藉由分光鏡之分光功能，而自相同之拍攝區域進行拍攝。

在本發明之另一些實施例中，可使用同一塊感光元件實作出可見光攝影機110以及紅外光攝影機120。其中，可見光攝影機110以及紅外光攝影機120可分別包含一可見光濾鏡以及一紅外光濾鏡。於是，可使用同一塊感光元件，分別透過可見光濾鏡以及紅外光濾鏡進行拍攝，而拍攝出可見光照片以及紅外光照片。如此一來，可進一步減少所需之感光元件數量，降低成本。

請參照第4圖，其係依照本發明一實施方式的一種人臉判斷方法之流程圖。在人臉判斷方法中，藉由可見光照片、紅外光照片以及感測到之當前目標溫度，進行活體人臉之判斷。人臉判斷方法可經由電腦程式來進行實作。電腦程式可儲存於一電腦可讀取記錄媒體中，而使電腦讀取此記錄媒體後執行此人臉判斷方法。電腦可讀取記錄媒體可為唯讀記憶體、快閃記憶體、軟碟、硬碟、光碟、隨身碟、磁帶、可由網路存取之資料庫或熟悉此技藝者可輕易思及具有相同功能之電腦可讀取記錄媒體。

人臉判斷方法300包含以下步驟：在步驟310中，接收對相同之一拍攝區域所拍攝之至少一可見光照片以及至少一紅外光照片。

在步驟320中，接收對一溫度感測區域所感測到之一當前目標溫度。其中，溫度感測區域落於拍攝區域內。此外，可見光照片、紅外光照片以及當前目標溫度係於相同或相近之時間所拍攝或感測。

在步驟330中，分別偵測可見光照片以及紅外光照片中，對應溫度感測區域之一對應區塊是否存在一人臉。在可見光照片以及紅外光照片的至少其中之一中，其對應區塊未存在一人臉時，可重新接收下一組可見光照片以及紅外光照片(步驟310)。其中，在本發明之之一些實施例中，可藉由對可見光照片以及紅外光照片，執行人臉偵測演算法或人臉辨識演算法，以執行步驟330之偵測。在本發明之另一些實施例中，可藉由對可見光照片執行膚色偵測，以偵測對應溫度感測區域之對應區塊是否存在可能視為人臉之膚色區塊，達成步驟330之偵測。

在步驟340中，在判定對應區塊存在人臉時，判斷當前目標溫度是否落於一人類體溫範圍。

在步驟350中，在當前目標溫度落於人類體溫範圍時，判定對應溫度感測區域之對應區塊中所偵測到之人臉為活體人臉。如此一來，可避免被各式具人臉之照片、由顯示元件所顯示之人臉、人臉面具或其他非活體之人臉偽造方式誤導，誤判為偵測到活體人臉。此外，僅需單一可見光照片以及單一紅外光照片，即可進行活體人臉之辨 識，因此快速的提供辨識結果。

在步驟360中，在當前目標溫度在人類體溫範圍之外時，判定對應溫度感測區域之對應區塊中所偵測到之人臉非活體人臉。

在本發明之一些實施例中，在判定對應溫度感測區域之對應區塊中所偵測到之人臉為活體人臉(步驟350)時，可進一步對對應區塊中所偵測到之人臉進行人臉辨識。如此一來，可避免被以各式具人臉之照片、由顯示元件所顯示之人臉、人臉面具或其他非活體之人臉偽造方式，通過人臉辨識之機制，提高人臉辨識之可靠度。

此外，判定對應溫度感測區域之對應區塊中所偵測到之人臉非活體人臉(步驟360)時，可產生一提示訊號，以提示溫度感測區域之位置。其中，可以語音訊號、燈光訊號、文字訊息或其他類型之提示訊號進行提示。如此一來，可避免進行辨識時，使用者未將其臉部置於正確之溫度感測區域，所造成之誤判。

在本發明之另一些實施例中，在判定對應溫度感測區域之對應區塊中所偵測到之人臉為活體人臉(步驟350)時，可開始執行一預設指令。舉例來說，在將本發明應用於廣告展示機時，在判定對應區塊中所偵測到之人臉為活體人臉時，可使廣告展示機開始執行展示廣告之預設指令。然而，在其他實施例中，可在判定偵測到活體人臉時，執行其他預設指令，並不限於本揭露書。如此一來，可減少因為偵測到非活體人臉，無謂的執行指令之次數。

此外，在本發明之一些實施例中，可透過一分光鏡， 將來自拍攝區域之光線分別分光至一可見光攝影機以及一紅外光攝影機，而拍攝出可見光照片以及紅外光照片，供步驟310接收。如此一來，可輕易的使可見光攝影機以及紅外光攝影機自同一拍攝區域，拍攝可見光照片以及紅外光照片。

在本發明之另一些實施例中，可使用同一塊感光元件，分別透過一可見光濾鏡以及一紅外光濾鏡進行拍攝，而拍攝出可見光照片以及紅外光照片。如此一來，可進一步減少應用本發明所需之感光元件數量，降低成本。

應用本發明具有下列優點。可避免被各式具人臉之照片、由顯示元件所顯示之人臉、人臉面具或其他非活體之人臉偽造方式誤導，誤判為偵測到活體人臉。此外，僅需單一可見光照片以及單一紅外光照片，即可進行活體人臉之辨識，因此快速的提供辨識結果。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧人臉判斷系統

110‧‧‧可見光攝影機

120‧‧‧紅外光攝影機

130‧‧‧非接觸式溫度感測裝置

140‧‧‧處理元件

141‧‧‧人臉偵測模組

142‧‧‧體溫判斷模組

143‧‧‧人臉辨識模組

144‧‧‧提示模組

145‧‧‧指令執行模組

201‧‧‧拍攝區域

202‧‧‧溫度感測區域

300‧‧‧人臉判斷方法

310~360‧‧‧步驟

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖繪示依照本發明一實施例的一種人臉判斷系統之功能方塊圖。

第2圖係本發明一實施例之拍攝區域以及溫度感測區 域之示意圖。

第3圖係本發明之人臉判斷系統100於各種應用場景進行人臉辨識時之人臉辨識結果比較圖。

第4圖係依照本發明一實施方式的一種人臉判斷方法之流程圖。

100‧‧‧人臉判斷系統

110‧‧‧可見光攝影機

120‧‧‧紅外光攝影機

130‧‧‧非接觸式溫度感測裝置

140‧‧‧處理元件

141‧‧‧人臉偵測模組

142‧‧‧體溫判斷模組

143‧‧‧人臉辨識模組

144‧‧‧提示模組

145‧‧‧指令執行模組

Claims (10)

1. 一種人臉判斷系統，包含：一可見光攝影機，拍攝至少一可見光照片；一紅外光攝影機，拍攝至少一紅外光照片，其中該可見光照片以及該紅外光照片係由該可見光攝影機以及該紅外光攝影機，分別對相同之一拍攝區域拍攝而得；一非接觸式溫度感測裝置，對一溫度感測區域感測一當前目標溫度，其中該溫度感測區域落於該拍攝區域內；以及一處理元件，與該可見光攝影機、該紅外光攝影機以及該非接觸式溫度感測裝置建立連結，其中該處理元件包含：一人臉偵測模組，分別偵測該可見光照片以及該紅外光照片中，對應該溫度感測區域之一對應區塊是否存在一人臉；以及一體溫判斷模組，在判定該對應區塊存在人臉時，判斷該當前目標溫度是否落於一人類體溫範圍內，其中在該當前目標溫度落於該人類體溫範圍內時，該處理元件判定該對應區塊中所偵測到之該人臉為活體人臉。
2. 如請求項1所述之人臉判斷系統，更包含：一分光鏡，其中該可見光攝影機以及該紅外光攝影機藉由該分光鏡之分光功能，而自相同之該拍攝區域進行拍攝。
3. 如請求項1所述之人臉判斷系統，其中：該可見光攝影機包含一可見光濾鏡；該紅外光攝影機包含一紅外光濾鏡；以及該可見光攝影機以及該紅外光攝影機使用同一感光元件，分別透過其可見光濾鏡以及其紅外光濾鏡，拍攝該可見光照片以及該紅外光照片。
4. 如請求項1所述之人臉判斷系統，其中該處理元件更包含：一人臉辨識模組，在判定該對應區塊中所偵測到之該人臉為活體人臉時，對該對應區塊中所偵測到之該人臉進行人臉辨識；以及一提示模組，在判定該對應區塊中所偵測到之該人臉不為活體人臉時，產生一提示訊號，以提示該溫度感測區域之位置。
5. 如請求項1所述之人臉判斷系統，其中該處理元件更包含：一指令執行模組，在判定該對應區塊中所偵測到之該人臉為活體人臉時，開始執行一預設指令。
6. 一種人臉判斷方法，包含：(a)接收對相同之一拍攝區域所拍攝之至少一可見光照片以及至少一紅外光照片； (b)接收對一溫度感測區域所感測到之一當前目標溫度，其中該溫度感測區域落於該拍攝區域內；(c)分別偵測該可見光照片以及該紅外光照片中，對應該溫度感測區域之一對應區塊是否存在一人臉；(d)在判定該對應區塊存在人臉時，判斷該當前目標溫度是否落於一人類體溫範圍；以及(e)在該當前目標溫度落於該人類體溫範圍時，判定該對應區塊中所偵測到之該人臉為活體人臉。
7. 如請求項6所述之人臉判斷方法，其中該可見光照片以及該紅外光照片係透過一分光鏡，將來自該拍攝區域之光線分別分光至一可見光攝影機以及一紅外光攝影機所拍攝。
8. 如請求項6所述之人臉判斷方法，其中該可見光照片以及該紅外光照片係分別透過一可見光濾鏡以及一紅外光濾鏡，由同一感光元件所拍攝。
9. 如請求項6所述之人臉判斷方法，更包含：在判定該對應區塊中所偵測到之該人臉為活體人臉時，對該對應區塊中所偵測到之該人臉進行人臉辨識；以及在判定該對應區塊中所偵測到之該人臉不為活體人臉時，產生一提示訊號，以提示該溫度感測區域之位置。
10. 如請求項6所述之人臉判斷方法，更包含：在判定該對應區塊中所偵測到之該人臉為活體人臉時，開始執行一預設指令。