一種基于指紋輔助身份識別的人臉支付裝置的使用方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于指紋輔助身份識別的人臉支付裝置，包括人臉識別設備、指紋識別設備、支付設備和主控設備，指紋識別設備用于為人臉識別設備的顧客身份識別提供輔助認證，主控設備分別與人臉識別設備、指紋識別設備和支付設備連接，用于基于輔助認證的結果控制支付設備的支付。通過本發明，能夠提高顧客身份認證的精度。
【專利說明】
一種基于指紋輔助身份識別的人臉支付裝置的使用方法
技術領域
[0001]本發明涉及人臉支付領域，尤其涉及一種基于指紋輔助身份識別的人臉支付裝置的使用方法。
【背景技術】
[0002]人臉識別具有如下特點:非強制性:用戶不需要專門配合人臉采集設備，幾乎可以在無意識的狀態下就可獲取人臉圖像，這樣的取樣方式沒有“強制性”；非接觸性:用戶不需要和設備直接接觸就能獲取人臉圖像;并發性:在實際應用場景下可以進行多個人臉的分揀、判斷及識別；除此之外，還符合視覺特性:“以貌識人”的特性，以及操作簡單、結果直觀、隱蔽性好等特點。
[0003]隨著技術發展，面部識別系統安裝在各種支付系統上，一些公司則正在研發基于面部識別系統的第三方轉賬平臺。
[0004]人臉識別支付包括以下步驟:步驟一:結賬時，消費者只需在收銀臺面對POS機屏幕上的攝像頭，系統自動拍照，掃描消費者面部，再把圖像與數據庫中的存儲信息進行對比；步驟二:消費者面部信息同時與支付系統相關聯，等到消費者的身份信息顯示出來后，他/她只需在觸摸顯示屏上點擊“0K”確認，全部交易過程即告完成。
[0005]然而，上述人臉識別支付還存在一定的弊端，例如，由于人臉存在可變化性，因此可能存在識別錯誤的情況，而上述人臉識別支付的確認方式只是簡單的按“0K”確認鍵，顧客無法了解是否面部識別已經發生了誤識別，這時如果進行結賬支付，其他顧客的賬號可能受到損失;再例如，在排隊結賬的顧客較多時，基于圖像檢測的人臉識別方式可能將其他顧客的面部圖像作為識別目標;又例如，人臉面部識別支付的具體面部特征識別模式過于簡單，容易導致識別精度不高。
[0006]因此，在支付過程中需要一種新的人臉識別裝置，從根本上解決了上述技術問題，能夠在提高人臉識別支付結果的準確性的同時，提高支付的效率，節省大量的支付時間，更關鍵的是，能夠保證每一個顧客的賬號安全。
【發明內容】
[0007]為了解決上述問題，本發明提供了一種基于指紋輔助身份識別的人臉支付裝置，在通過人臉識別顧客身份后，采用其他的顧客身份認證設備進行身份確認，避免誤支付的情況發生，而且在排隊結賬的顧客較多時，對圖像中的各個顧客的面部圖像都進行分割，以供收銀員選擇出實際結賬的顧客進行后續的面部特征識別，更重要的是，還進一步優化了面部識別機制本身。
[0008]根據本發明的一方面，提供了一種基于指紋輔助身份識別的人臉支付裝置，所述裝置包括人臉識別設備、指紋識別設備、支付設備和主控設備，指紋識別設備用于為人臉識別設備的顧客身份識別提供輔助認證，主控設備分別與人臉識別設備、指紋識別設備和支付設備連接，用于基于輔助認證的結果控制支付設備的支付。
[0009]更具體地，在所述基于指紋輔助身份識別的人臉支付裝置中，包括:支付設備，與凌陽SPCE061A芯片連接，用于接收身份信息和支付金額以完成支付;指紋接收設備，用于采集顧客的指紋信息;指紋匹配設備，分別與指紋接收設備和遠端的指紋數據庫連接，指紋數據庫預先存儲了每一個人的指紋特征，基于指紋接收設備輸出的指紋信息在指紋數據庫尋找匹配的指紋特征，并將匹配的指紋特征對應的人物身份作為確認身份輸出；高清攝像頭，設置在POS機上方，用于對排隊結賬的人群進行拍攝以獲得高清人群圖像;面部檢測設備，分別與移動硬盤和高清攝像頭連接，用于接收高清人群圖像和預設基準面部輪廓，基于預設基準面部輪廓在高清人群圖像中匹配出多個面部子圖像;液晶顯示設備，與面部檢測設備連接以接收并顯示多個面部子圖像，液晶顯示設備還帶有觸摸屏，以基于收銀員的輸入從多個面部子圖像中選擇目標面部子圖像;幾何校正設備，分別與面部檢測設備和液晶顯示設備連接，接收目標面部子圖像并對目標面部子圖像進行幾何校正處理以獲得幾何校正圖像;圖像旋轉設備，與幾何校正設備連接以接收幾何校正圖像，對幾何校正圖像進行圖像旋轉處理以獲得旋轉圖像;圖像平移設備，與圖像旋轉設備連接以接收旋轉圖像，對旋轉圖像進行圖像平移處理以獲得平移圖像；圖像分割設備，分別與移動硬盤和圖像平移設備連接，用于接收預設圖像塊大小和平移圖像，對平移圖像進行分割以獲得預設圖像塊大小的分割圖像;直方圖均衡化設備，與圖像分割設備連接，用于接收分割圖像并對分割圖像進行直方圖均衡化處理，以獲得分割圖像的灰度直方圖；高斯平滑濾波設備，與直方圖均衡化設備連接，用于接收灰度直方圖并對灰度直方圖進行高斯平滑濾波處理，以獲得待識別圖像；移動硬盤，用于預先存儲了預設基準面部輪廓和預設圖像塊大小;梯度分析設備，與高斯平滑濾波設備連接以接收待識別圖像，對待識別圖像中每一個像素計算其梯度方向與其相對于周圍像素的相對梯度幅值，基于每一個像素的梯度方向與相對梯度幅值確定待識別圖像的相對梯度直方圖特征;特征分析設備，與梯度分析設備連接以接收待識別圖像的相對梯度直方圖特征，對待識別圖像的相對梯度直方圖特征進行特征降維以獲得待識別圖像的低維特征描述子;特征匹配設備，分別與特征分析設備和遠端的面部識別數據庫連接，面部識別數據庫預先存儲了每一個人的面部圖像的低維特征，基于特征分析設備輸出的低維特征描述子在面部識別數據庫尋找匹配的低維特征，并將匹配的低維特征對應的人物身份作為識別身份輸出；時分雙工通信設備，用于通過時分雙工通信鏈路建立特征匹配設備與遠端的面部識別數據庫之間的連接，還用于通過時分雙工通信鏈路建立指紋匹配設備與遠端的指紋數據庫之間的連接;凌陽SPCE061A芯片，分別與液晶顯示設備、特征匹配設備、指紋接收設備和指紋匹配設備連接，當從特征匹配設備處接收到識別身份時，向當前結賬的顧客啟動指紋接收設備和指紋匹配設備以接收確認身份，當前結賬的顧客處于排隊結賬的人群中，當識別身份與確認身份相符合時，將識別身份和收銀員通過液晶顯示設備的觸摸屏輸入的金額數據一起發送到遠端的支付設備以完成支付，同時向識別身份對應的電子郵箱發送確認郵件，確認郵件中包括顧客支付視頻;其中，預設基準面部輪廓為對基準面部圖像進行輪廓提取而獲得的圖形，預設圖像塊大小選為45像素X 50像素;其中，液晶顯示設備還用于顯示與身份確認失敗信號或身份確認成功信號對應的文字提示信息。
[0010]更具體地，在所述基于指紋輔助身份識別的人臉支付裝置中:高清攝像頭還用于錄制顧客支付視頻。
[0011]更具體地，在所述基于指紋輔助身份識別的人臉支付裝置中:凌陽SPCE061A芯片在識別身份與確認身份不相符合時，發出身份確認失敗信號，凌陽SPCE061A芯片在識別身份與確認身份相符合時，發出身份確認成功信號。
[0012]更具體地，在所述基于指紋輔助身份識別的人臉支付裝置中:凌陽SPCE061A芯片在第一預設時間后未接收到識別身份時，發出身份確認失敗信號，凌陽SPCE061A芯片在第二預設時間后未接收到確認身份時，發出身份確認失敗信號。
[0013]更具體地，在所述基于指紋輔助身份識別的人臉支付裝置中:移動硬盤還用于預先存儲第一預設時間和第二預設時間。
【附圖說明】
[0014]以下將結合附圖對本發明的實施方案進行描述，其中:
[0015]圖1為根據本發明實施方案示出的基于指紋輔助身份識別的人臉支付裝置的結構方框圖。
[0016]附圖標記:1人臉識別設備;2指紋識別設備;3支付設備;4主控設備
【具體實施方式】
[0017]下面將參照附圖對本發明的基于指紋輔助身份識別的人臉支付裝置的實施方案進行詳細說明。
[0018]人臉識別與指紋識別、掌紋識別、視網膜識別、骨骼識別、心跳識別等都屬于人體生物特征識別技術，都是隨著光電技術、微計算機技術、圖像處理技術與模式識別等技術的快速發展應運而生的。可以快捷、精準、衛生地進行身份認定;具有不可復制性，即使做了整容手術，該技術也能從幾百項臉部特征中找出“原來的你”。人臉識別系統在世界上的應用已經相當廣泛。
[0019]人臉識別支付的發展歷史如下:2013年7月芬蘭創業公司Uniqul推出了史上第一款基于臉部識別系統的支付平臺。據Uniqul聲稱，這項技術已經申請專利，他可以極大縮短支付時間，并擁有“軍用級別算法”的保護。Uniqur‘刷臉”支付系統的用戶注冊已經啟動，首先會在芬蘭赫爾辛基地區部署。“刷臉”系統目前正在芬蘭首都赫爾辛基進行測試。對于安裝Uniqul的商戶，公司初步計劃免費提供終端設備。
[0020]然而，現有的人臉識別支付方案仍存在以下不足:由于面部特征會由于整容、胖瘦、衰老等原因發生改變，單一的依靠面部特征完成支付不可避免地帶來識別失敗而造成的支付困難問題;等待結賬的顧客可能不止一個，如果簡單地進行面部圖像分割，對分割后的面部圖像進行特征識別，將導致識別對象錯誤的問題；以及現有的面部識別技術過于簡單，檢測機制落后，需要進行改進以提高面部特征檢測精度。
[0021]為了克服上述不足，本發明搭建了一種基于指紋輔助身份識別的人臉支付裝置，能夠解決上述技術問題，順利完成基于面部特征識別的支付過程，從而提高顧客支付效率和速度，避免顧客經濟受到損失。
[0022]圖1為根據本發明實施方案示出的基于指紋輔助身份識別的人臉支付裝置的結構方框圖，所述裝置包括人臉識別設備、指紋識別設備、支付設備和主控設備，指紋識別設備用于為人臉識別設備的顧客身份識別提供輔助認證，主控設備分別與人臉識別設備、指紋識別設備和支付設備連接，用于基于輔助認證的結果控制支付設備的支付。
[0023]接著，繼續對本發明的基于指紋輔助身份識別的人臉支付裝置的具體結構進行進一步的說明。
[0024]所述裝置包括:支付設備，與凌陽SPCE061A芯片連接，用于接收身份信息和支付金額以完成支付。
[0025]所述裝置包括:指紋接收設備，用于采集顧客的指紋信息；指紋匹配設備，分別與指紋接收設備和遠端的指紋數據庫連接，指紋數據庫預先存儲了每一個人的指紋特征，基于指紋接收設備輸出的指紋信息在指紋數據庫尋找匹配的指紋特征，并將匹配的指紋特征對應的人物身份作為確認身份輸出。
[0026]所述裝置包括:高清攝像頭，設置在POS機上方，用于對排隊結賬的人群進行拍攝以獲得高清人群圖像;面部檢測設備，分別與移動硬盤和高清攝像頭連接，用于接收高清人群圖像和預設基準面部輪廓，基于預設基準面部輪廓在高清人群圖像中匹配出多個面部子圖像。
[0027]所述裝置包括:液晶顯示設備，與面部檢測設備連接以接收并顯示多個面部子圖像，液晶顯示設備還帶有觸摸屏，以基于收銀員的輸入從多個面部子圖像中選擇目標面部子圖像;幾何校正設備，分別與面部檢測設備和液晶顯示設備連接，接收目標面部子圖像并對目標面部子圖像進行幾何校正處理以獲得幾何校正圖像。
[0028]所述裝置包括:圖像旋轉設備，與幾何校正設備連接以接收幾何校正圖像，對幾何校正圖像進行圖像旋轉處理以獲得旋轉圖像；圖像平移設備，與圖像旋轉設備連接以接收旋轉圖像，對旋轉圖像進行圖像平移處理以獲得平移圖像;圖像分割設備，分別與移動硬盤和圖像平移設備連接，用于接收預設圖像塊大小和平移圖像，對平移圖像進行分割以獲得預設圖像塊大小的分割圖像。
[0029]所述裝置包括:直方圖均衡化設備，與圖像分割設備連接，用于接收分割圖像并對分割圖像進行直方圖均衡化處理，以獲得分割圖像的灰度直方圖；高斯平滑濾波設備，與直方圖均衡化設備連接，用于接收灰度直方圖并對灰度直方圖進行高斯平滑濾波處理，以獲得待識別圖像;移動硬盤，用于預先存儲了預設基準面部輪廓和預設圖像塊大小。
[0030]所述裝置包括:梯度分析設備，與高斯平滑濾波設備連接以接收待識別圖像，對待識別圖像中每一個像素計算其梯度方向與其相對于周圍像素的相對梯度幅值，基于每一個像素的梯度方向與相對梯度幅值確定待識別圖像的相對梯度直方圖特征;特征分析設備，與梯度分析設備連接以接收待識別圖像的相對梯度直方圖特征，對待識別圖像的相對梯度直方圖特征進行特征降維以獲得待識別圖像的低維特征描述子。
[0031]所述裝置包括:特征匹配設備，分別與特征分析設備和遠端的面部識別數據庫連接，面部識別數據庫預先存儲了每一個人的面部圖像的低維特征，基于特征分析設備輸出的低維特征描述子在面部識別數據庫尋找匹配的低維特征，并將匹配的低維特征對應的人物身份作為識別身份輸出；時分雙工通信設備，用于通過時分雙工通信鏈路建立特征匹配設備與遠端的面部識別數據庫之間的連接，還用于通過時分雙工通信鏈路建立指紋匹配設備與遠端的指紋數據庫之間的連接。
[0032]所述裝置包括:凌陽SPCE061A芯片，分別與液晶顯示設備、特征匹配設備、指紋接收設備和指紋匹配設備連接，當從特征匹配設備處接收到識別身份時，向當前結賬的顧客啟動指紋接收設備和指紋匹配設備以接收確認身份，當前結賬的顧客處于排隊結賬的人群中，當識別身份與確認身份相符合時，將識別身份和收銀員通過液晶顯示設備的觸摸屏輸入的金額數據一起發送到遠端的支付設備以完成支付，同時向識別身份對應的電子郵箱發送確認郵件，確認郵件中包括顧客支付視頻。
[0033]其中，預設基準面部輪廓為對基準面部圖像進行輪廓提取而獲得的圖形，預設圖像塊大小選為45像素X50像素;液晶顯示設備還用于顯示與身份確認失敗信號或身份確認成功信號對應的文字提示信息。
[0034]可選地，在所述裝置中:高清攝像頭還用于錄制顧客支付視頻;凌陽SPCE061A芯片在識別身份與確認身份不相符合時，發出身份確認失敗信號，凌陽SPCE061A芯片在識別身份與確認身份相符合時，發出身份確認成功信號;凌陽SPCE061A芯片在第一預設時間后未接收到識別身份時，發出身份確認失敗信號，凌陽SPCE061A芯片在第二預設時間后未接收到確認身份時，發出身份確認失敗信號；以及移動硬盤還可以用于預先存儲第一預設時間和第二預設時間。。
[0035]另外，傳統的人臉識別技術主要是基于可見光圖像的人臉識別，這也是人們熟悉的識別方式，已有30多年的研發歷史。但這種方式有著難以克服的缺陷，尤其在環境光照發生變化時，識別效果會急劇下降，無法滿足實際系統的需要。解決光照問題的方案有三維圖像人臉識別，和熱成像人臉識別。但這兩種技術還遠不成熟，識別效果不盡人意。
[0036]迅速發展起來的一種解決方案是基于主動近紅外圖像的多光源人臉識別技術。他可以克服光線變化的影響，已經取得了卓越的識別性能，在精度、穩定性和速度方面的整體系統性能超過三維圖像人臉識別。這項技術在近兩三年發展迅速，使人臉識別技術逐漸走向實用化。
[0037]人臉與人體的其它生物特征(指紋、虹膜等)一樣與生倶來，他的唯一性和不易被復制的良好特性為身份鑒別提供了必要的前提，與其它類型的生物識別比較，人臉識別具有如下特點:非強制性:用戶不需要專門配合人臉采集設備，幾乎可以在無意識的狀態下就可獲取人臉圖像，這樣的取樣方式沒有“強制性”；非接觸性:用戶不需要和設備直接接觸就能獲取人臉圖像;并發性:在實際應用場景下可以進行多個人臉的分揀、判斷及識別；除此之外，還符合視覺特性:“以貌識人”的特性，以及操作簡單、結果直觀、隱蔽性好等特點。
[0038]采用本發明的基于指紋輔助身份識別的人臉支付裝置，針對現有技術人臉識別支付精度不高的技術問題，一方面，采用指紋身份認證機制對人臉身份認證的結果進行進一步的確認，另一方面，還為收銀員提供多個待識別圖像供其選擇，避免對其他顧客進行人臉識別，更關鍵的是，優化了人臉識別設備本身，從而提高了人臉識別支付的精度，避免支付錯誤的情況發生。
[0039]可以理解的是，雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發明。對于任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發明技術方案保護的范圍內。
【主權項】
1.一種基于指紋輔助身份識別的人臉支付裝置的使用方法，該方法包括: 1)提供一種基于指紋輔助身份識別的人臉支付裝置，所述裝置包括人臉識別設備、指紋識別設備、支付設備和主控設備，指紋識別設備用于為人臉識別設備的顧客身份識別提供輔助認證，主控設備分別與人臉識別設備、指紋識別設備和支付設備連接，用于基于輔助認證的結果控制支付設備的支付； 2)使用該裝置。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述裝置包括: 支付設備，與凌陽SPCE061A芯片連接，用于接收身份信息和支付金額以完成支付； 指紋接收設備，用于采集顧客的指紋信息； 指紋匹配設備，分別與指紋接收設備和遠端的指紋數據庫連接，指紋數據庫預先存儲了每一個人的指紋特征，基于指紋接收設備輸出的指紋信息在指紋數據庫尋找匹配的指紋特征，并將匹配的指紋特征對應的人物身份作為確認身份輸出； 高清攝像頭，設置在POS機上方，用于對排隊結賬的人群進行拍攝以獲得高清人群圖像； 面部檢測設備，分別與移動硬盤和高清攝像頭連接，用于接收高清人群圖像和預設基準面部輪廓，基于預設基準面部輪廓在高清人群圖像中匹配出多個面部子圖像； 液晶顯示設備，與面部檢測設備連接以接收并顯示多個面部子圖像，液晶顯示設備還帶有觸摸屏，以基于收銀員的輸入從多個面部子圖像中選擇目標面部子圖像； 幾何校正設備，分別與面部檢測設備和液晶顯示設備連接，接收目標面部子圖像并對目標面部子圖像進行幾何校正處理以獲得幾何校正圖像； 圖像旋轉設備，與幾何校正設備連接以接收幾何校正圖像，對幾何校正圖像進行圖像旋轉處理以獲得旋轉圖像； 圖像平移設備，與圖像旋轉設備連接以接收旋轉圖像，對旋轉圖像進行圖像平移處理以獲得平移圖像； 圖像分割設備，分別與移動硬盤和圖像平移設備連接，用于接收預設圖像塊大小和平移圖像，對平移圖像進行分割以獲得預設圖像塊大小的分割圖像； 直方圖均衡化設備，與圖像分割設備連接，用于接收分割圖像并對分割圖像進行直方圖均衡化處理，以獲得分割圖像的灰度直方圖； 高斯平滑濾波設備，與直方圖均衡化設備連接，用于接收灰度直方圖并對灰度直方圖進行高斯平滑濾波處理，以獲得待識別圖像； 移動硬盤，用于預先存儲了預設基準面部輪廓和預設圖像塊大小； 梯度分析設備，與高斯平滑濾波設備連接以接收待識別圖像，對待識別圖像中每一個像素計算其梯度方向與其相對于周圍像素的相對梯度幅值，基于每一個像素的梯度方向與相對梯度幅值確定待識別圖像的相對梯度直方圖特征；特征分析設備，與梯度分析設備連接以接收待識別圖像的相對梯度直方圖特征，對待識別圖像的相對梯度直方圖特征進行特征降維以獲得待識別圖像的低維特征描述子；特征匹配設備，分別與特征分析設備和遠端的面部識別數據庫連接，面部識別數據庫預先存儲了每一個人的面部圖像的低維特征，基于特征分析設備輸出的低維特征描述子在面部識別數據庫尋找匹配的低維特征，并將匹配的低維特征對應的人物身份作為識別身份輸出； 時分雙工通信設備，用于通過時分雙工通信鏈路建立特征匹配設備與遠端的面部識別數據庫之間的連接，還用于通過時分雙工通信鏈路建立指紋匹配設備與遠端的指紋數據庫之間的連接； 凌陽SPCE061A芯片，分別與液晶顯示設備、特征匹配設備、指紋接收設備和指紋匹配設備連接，當從特征匹配設備處接收到識別身份時，向當前結賬的顧客啟動指紋接收設備和指紋匹配設備以接收確認身份，當前結賬的顧客處于排隊結賬的人群中，當識別身份與確認身份相符合時，將識別身份和收銀員通過液晶顯示設備的觸摸屏輸入的金額數據一起發送到遠端的支付設備以完成支付，同時向識別身份對應的電子郵箱發送確認郵件，確認郵件中包括顧客支付視頻； 其中，預設基準面部輪廓為對基準面部圖像進行輪廓提取而獲得的圖形，預設圖像塊大小選為45像素X 50像素； 其中，液晶顯示設備還用于顯示與身份確認失敗信號或身份確認成功信號對應的文字提不?目息。3.如權利要求2所述的方法，其特征在于: 高清攝像頭還用于錄制顧客支付視頻。4.如權利要求2所述的方法，其特征在于: 凌陽SPCE06IA芯片在識別身份與確認身份不相符合時，發出身份確認失敗信號，凌陽SPCE061A芯片在識別身份與確認身份相符合時，發出身份確認成功信號。5.如權利要求2所述的方法，其特征在于: 凌陽SPCE061A芯片在第一預設時間后未接收到識別身份時，發出身份確認失敗信號，凌陽SPCE061A芯片在第二預設時間后未接收到確認身份時，發出身份確認失敗信號。6.如權利要求5所述的方法，其特征在于: 移動硬盤還用于預先存儲第一預設時間和第二預設時間。
【文檔編號】G06K9/46GK105825384SQ201610202441
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月1日
【發明人】王濤, 葉峰, 王曉艷
【申請人】王濤