一种基于光栅相机的生物特征3D四维数据识别方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于光栅相机的生物特征3D四维数据识别方法，通过控制光栅模块滑动到滑轨的第一预定位置，使光栅模块从第一预定位置开始采集人体生物特征的立体信息数据和颜色信息数据，然后控制光栅模块滑动预设距离并获取光栅模块每次移动后采集的立体信息数据和颜色信息数据，直至光栅模块移动到第二预定位置，然后进行3D重建。利用目标生物体的身份信息找到数据库中存储的生物特征3D四维数据，并相应的点云比对以识别目标生物体的身份。还提供了一种基于光栅相机的生物特征3D四维数据识别系统。本发明专利技术降低了算法的复杂度，提高了人体生物特征的3D重建的精度和效率。

A biometric 3D four-dimensional data recognition method and system based on grating camera

The invention provides a method for 3D four-dimensional data recognition of biometrics based on a grating camera. By controlling the grating module sliding to the first predetermined position of the sliding rail, the grating module can collect the stereoscopic information data and color information data of human biometrics from the first predetermined position, and then control the sliding preset distance of the grating module. The three-dimensional information data and color information data collected after each movement of the grating module are separated and acquired until the grating module moves to the second predetermined position, and then 3D reconstruction is carried out. Using the identity information of the target organism, the 3D four-dimensional data of the biological characteristics stored in the database are found, and the corresponding point cloud matching is used to identify the identity of the target organism. A biometric 3D four-dimensional data recognition system based on raster camera is also provided. The invention reduces the complexity of the algorithm and improves the accuracy and efficiency of 3D reconstruction of human biological characteristics.

【技术实现步骤摘要】
一种基于光栅相机的生物特征3D四维数据识别方法及系统
本专利技术涉及图像重构与识别
，特别是一种基于光栅相机的生物特征3D四维数据识别方法及系统。
技术介绍
生物特征即生物固有的生理或行为特征，如指纹、掌纹、虹膜或人脸等。生物特征有一定的唯一性和稳定性，即任何两生物的某种生物特征之间的差异比较大，且生物特征一般不会随着时间发生很大的变化，这就使得生物特征很适合应用在身份认证或识别系统中的认证信息等场景中。目前的生物特征数据都是空间平面的二维数据，以头部面部的生物特征为例，有关头部面部的数据应用都停留在简单的图片应用上，即只能从某个特定的角度来对头部面部数据进行处理，识别以及其他方面的应用；又以指部的生物特征为例，主要采用二维的方式来识别某一个或者几个指部的特征，部分不法分子根据指部采集到的二维图片，仿制二维指部特征，骗过部分识别系统，给个人信息安全带来了很大的安全隐患。目前光栅3D数据采集设备广泛应用于工业检测领域，尚未有用于人体的生物特征的数据采集；而且目前利用光栅扫描的数据只有3D轮廓信息，没有颜色信息，限制了其应用范围。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于光栅相机的生物特征3D四维数据识别方法及系统。本专利技术提供了一种基于光栅相机的生物特征3D四维数据识别方法，其包括如下步骤：S01.采集生物特征信息，通过光栅相机采集生物体在给定时间内的多幅生物特征图像，根据所述多幅生物特征图像构建生物特征的四维模型，以实现所述生物体的生物特征3D四维数据采集；S02.存储生物特征四维数据，扫描或录入生物体的身份信息(I1、I2…In)，以所述身份信息(I1、I2…In)作为识别标志对采集到的生物特征3D四维数据进行关联存储，形成包括多条生物特征3D四维数据(D1、D2…Dn)的数据库；S03.目标生物体的身份识别，采集目标生物体的生物特征3D四维数据(T1、T2…Tn)，并扫描或录入所述目标生物体的身份信息(I1、I2…In)，通过所述目标生物体的身份信息(I1、I2…In)找到所述数据库中存储的生物特征3D四维数据(D1、D2…Dn)，将所述目标生物体的生物特征3D四维数据(T1、T2…Tn)分别与相应的所述数据库中存储的生物特征3D四维数据(D1、D2…Dn)进行比对，以识别目标生物体的身份。进一步的，步骤S01包括：步骤1，向光栅模块发送控制信号，控制光栅模块滑动到滑轨的第一预定位置；步骤2，获取所述光栅模块当前在所述第一预定位置采集到的人体生物特征的立体信息数据和颜色信息数据；步骤3，向所述光栅模块发送控制信号，控制所述光栅模块在所述滑轨上沿第一方向滑动预设距离；步骤4，获取所述光栅模块在当前位置采集到的人体生物特征的立体信息数据和颜色信息数据；步骤5，重复步骤3和步骤4，直至所述光栅模块滑动到所述滑轨的第二预定位置；步骤6，对获取到的所有所述立体信息数据和所述颜色信息数据进行数据处理和计算，生成所述人体生物特征的3D模型。进一步的，生成所述人体生物特征的3D模型的步骤进一步包括：将所述目标生物特征的立体信息数据和颜色信息数据传送到具有图像处理器GPU和中央处理器CPU的处理单元；将所述目标生物特征的立体信息数据和颜色信息数据信息分配到GPU的块block中进行运算，并结合CPU的集中调度和分配功能，计算所述多幅生物特征图像各自的特征点。可选的，所述人体生物特征包括：人体的面部和/或头部生物特征。可选的，在步骤3之前，所述方法还包括：对步骤2中获取到的所述立体信息数据进行人脸定位，确定所述光栅模块采集到完整的人脸信息或完整头部信息。可选的，在确定所述光栅模块没有采集到完整的人脸信息或完整头部信息情况下，所述方法还包括：根据步骤2获取到的所述立体信息数据，确定所述人体生物特征需要向上或向下移动；向承载所述人体生物特征的承载设备发送控制指令，控制所述承载设备向上或向下移动；删除步骤2获取到的所述立体信息数据和所述颜色信息数据，返回执行步骤2。可选的，在步骤3之前，所述方法还包括：将步骤2获取到的所述立体信息数据发送到引导显示屏进行显示。可选的，所述人体生物特征包括：人体的手部生物特征。可选的，所述手部的生物特征包括：手部指纹及掌部纹理特征。可选的，步骤S6还包括：对获取到的所有所述立体信息数据和所述颜色信息数据进行数据处理和计算，得到特征点云数据；获取所述光栅模块采集所述人体生物特征的立体信息和颜色信息数据的时间数据；根据所述特征点云数据和所述时间数据，构建具有时间维度的人体生物特征3D模型，以实现人体生物特征3D四维数据的采集。可选的，所述具有时间维度的人体生物特征3D模型包括：具有多组连续时间间隔或非连续时间间隔的人体生物特征3D模型，在生成所述人体生物特征的3D模型之后，所述方法还包括：将所述3D模型发送给显示器显示。本专利技术提供了一种基于光栅相机的生物特征3D四维数据识别系统，包括如下装置：生物特征信息采集装置，用于采集生物体在给定时间内的多幅生物特征图像，并根据所述多幅生物特征图像构建生物特征的四维模型，以实现所述生物体的生物特征3D四维数据采集；生物特征四维数据存储装置，用于扫描或录入生物体的身份信息(I1、I2…In)，以所述身份信息(I1、I2…In)作为识别标志对采集到的生物特征3D四维数据进行关联存储，形成包括多条生物特征3D四维数据(D1、D2…Dn)的数据库；目标生物体的身份识别装置，用于根据扫描或录入的目标生物体的身份信息(I1、I2…In)找到所述数据库中存储的生物特征3D四维数据(D1、D2…Dn)，并将所述目标生物体的生物特征3D四维数据(T1、T2…Tn)分别与相应的所述数据库中存储的生物特征3D四维数据(D1、D2…Dn)进行比对，以识别目标生物体的身份。可选的，所述的生物特征采集装置，包括：滑动控制模块，用于向光栅模块发送控制信号，控制光栅模块滑动到滑轨的第一预定位置；数据获取模块，用于获取所述光栅模块当前在所述第一预定位置采集到的人体生物特征的立体信息数据和颜色信息数据；3D重建模块，用于对所述数据获取模块获取到的所有所述立体信息数据和所述颜色信息数据进行数据处理和计算，生成所述人体生物特征的3D模型；确定模块，用于在所述滑动控制模块向所述光栅模块发送控制信号，控制所述光栅模块在所述滑轨上沿第一方向滑动预设距离之前，对所述数据获取模块获取到的所述立体信息数据进行人脸定位，确定所述光栅模块采集到完整的人脸信息或完整头部信息。可选的，所述滑动控制模块，还用于向所述光栅模块发送控制信号，控制所述光栅模块在所述滑轨上沿第一方向滑动预设距离，直至所述光栅模块滑动到所述滑轨的第二预定位置；所述数据获取模块，还用于获取所述光栅模块每次移动后采集到的人体生物特征的立体信息数据和颜色信息数据；所述确定模块，还用于在确定所述光栅模块没有采集到完整的人脸信息或完整头部信息的情况下，根据所述数据获取模块获取到的所述立体信息数据，确定所述人体生物特征需要向上或向下移动，触发所述移动控制模块。可选的，所述装置还包括：移动控制模块和数据删除模块，其中，所述移动控制模块，用于向承载所述人体生物特征的承载设备发送控制指令，控制所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光栅相机的生物特征3D四维数据识别方法，其特征在于，包括如下步骤：S01.采集生物特征信息，通过光栅相机采集生物体在给定时间内的多幅生物特征图像，根据所述多幅生物特征图像构建生物特征的四维模型，以实现所述生物体的生物特征3D四维数据采集；S02.存储生物特征四维数据，扫描或录入生物体的身份信息(I1、I2…In)，以所述身份信息(I1、I2…In)作为识别标志对采集到的生物特征3D四维数据进行关联存储，形成包括多条生物特征3D四维数据(D1、D2…Dn)的数据库；S03.目标生物体的身份识别，采集目标生物体的生物特征3D四维数据(T1、T2…Tn)，并扫描或录入所述目标生物体的身份信息(I1、I2…In)，通过所述目标生物体的身份信息(I1、I2…In)找到所述数据库中存储的生物特征3D四维数据(D1、D2…Dn)，将所述目标生物体的生物特征3D四维数据(T1、T2…Tn)分别与相应的所述数据库中存储的生物特征3D四维数据(D1、D2…Dn)进行比对，以识别目标生物体的身份。

【技术特征摘要】
1.一种基于光栅相机的生物特征3D四维数据识别方法，其特征在于，包括如下步骤：S01.采集生物特征信息，通过光栅相机采集生物体在给定时间内的多幅生物特征图像，根据所述多幅生物特征图像构建生物特征的四维模型，以实现所述生物体的生物特征3D四维数据采集；S02.存储生物特征四维数据，扫描或录入生物体的身份信息(I1、I2…In)，以所述身份信息(I1、I2…In)作为识别标志对采集到的生物特征3D四维数据进行关联存储，形成包括多条生物特征3D四维数据(D1、D2…Dn)的数据库；S03.目标生物体的身份识别，采集目标生物体的生物特征3D四维数据(T1、T2…Tn)，并扫描或录入所述目标生物体的身份信息(I1、I2…In)，通过所述目标生物体的身份信息(I1、I2…In)找到所述数据库中存储的生物特征3D四维数据(D1、D2…Dn)，将所述目标生物体的生物特征3D四维数据(T1、T2…Tn)分别与相应的所述数据库中存储的生物特征3D四维数据(D1、D2…Dn)进行比对，以识别目标生物体的身份。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S01包括：步骤1，向光栅模块发送控制信号，控制光栅模块滑动到滑轨的第一预定位置；步骤2，获取所述光栅模块当前在所述第一预定位置采集到的人体生物特征的立体信息数据和颜色信息数据；步骤3，向所述光栅模块发送控制信号，控制所述光栅模块在所述滑轨上沿第一方向滑动预设距离；步骤4，获取所述光栅模块在当前位置采集到的人体生物特征的立体信息数据和颜色信息数据；步骤5，重复步骤3和步骤4，直至所述光栅模块滑动到所述滑轨的第二预定位置；步骤6，对获取到的所有所述立体信息数据和所述颜色信息数据进行数据处理和计算，生成所述人体生物特征的3D模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，生成所述人体生物特征的3D模型的步骤进一步包括：将所述目标生物特征的立体信息数据和颜色信息数据传送到具有图像处理器GPU和中央处理器CPU的处理单元；将所述目标生物特征的立体信息数据和颜色信息数据信息分配到GPU的块block中进行运算，并结合CPU的集中调度和分配功能，计算所述多幅生物特征图像各自的特征点；所述人体生物特征包括：人体的面部和/或头部生物特征；在步骤3之前，所述方法还包括：对步骤2中获取到的所述立体信息数据进行人脸定位，确定所述光栅模块采集到完整的人脸信息或完整头部信息；在确定所述光栅模块没有采集到完整的人脸信息或完整头部信息情况下，所述方法还包括：根据步骤2获取到的所述立体信息数据，确定所述人体生物特征需要向上或向下移动；向承载所述人体生物特征的承载设备发送控制指令，控制所述承载设备向上或向下移动；删除步骤2获取到的所述立体信息数据和所述颜色信息数据，返回执行步骤2。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤3之前，所述方法还包括：将步骤2获取到的所述立体信息数据发送到引导显示屏进行显示。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述人体生物特征包括：人体的手部生物特征；所述手部的生物特征包括：手部指纹及掌部纹理特征。6.根据权利要求2-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤S6还包括：对获取到的所有所述立体信息数据和所述颜色信息数据进行数据处理和计算，得到特征点云数据；获取所述光栅模块采集所述人体生物特征的立体信息和颜色信息数据的时间数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：左忠斌，淮春芳，左达宇，
申请(专利权)人：北京天目智联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11