一种智能家居的门禁系统技术方案

本发明专利技术提供了一种智能家居的门禁系统，包括中央控制装置、人脸图像采集装置、指纹采集装置和开/关门驱动装置；所述中央控制装置分别与人脸图像采集装置、指纹采集装置和开/关门驱动装置连接，用于人脸图像识别、指纹判断、发送开门关门驱动信号和数据管理；所述人脸图像采集装置用于将拍摄的数字图像传输给中央控制装置；所述指纹采集装置用于采集指纹和对活体指纹的判断识别；所述开/关门驱动装置用于响应中央控制装置的开门/关门指令，进行开门/关门的动作。本发明专利技术的智能家居门禁系统，将人脸验证和指纹验证相结合，大大提高了安全性。

An access control system for smart home

The invention provides an intelligent access control system Home Furnishing, including the central control device, face image acquisition device, fingerprint acquisition device and open / close the door driving device; the central control device are respectively connected with the face image acquisition device, fingerprint acquisition device and open / close the door driving device is connected, for face recognition, fingerprint, judgment send the door driving signal and data management; the face image acquisition device for digital image transmission taken to the central control device; the fingerprint acquisition device is used to judge the fingerprint and the fingerprint recognition; the open / close the door driving device in response to the central control unit of the open / close command to open / closed the door. The intelligent home access control system of the invention combines the face verification and the fingerprint verification, and greatly improves the security.

【技术实现步骤摘要】
一种智能家居的门禁系统
本专利技术涉及智能家居领域，具体涉及一种智能家居的门禁系统。
技术介绍
目前，随着人们生活水平以及家庭收入的提高，人们对家庭及个人防盗意识也逐渐增强，家居防御成为人们关心的问题，近几年，人们开始引进电子密码锁、射频卡识别系统等等进行家居防盗管理，但是这些防盗系统都存在一定的缺陷，电子密码锁会被破解密码；射频卡容易丢失或者损坏，而且成本较高。相关技术中，采用对人脸图像进行预处理的方式获取质量更高的图像信息。对人脸图像进行预处理，可以消除在传输的过程中产生的噪声，同时突显人脸图像的边缘信息，提高了人脸图像的质量。目前，形态成分分析(MCA)是一种基于稀疏表示的图像分解方法。该方法的思想是假设图像的每一个原信号，在合适的自殿下都有相对应的一个稀疏向量，且该字典对其他的内容不具有稀疏性。在稀疏分解中，采用匹配跟踪算法获得图像稀疏的表示，并且从一个冗余的字典中选择出最适合当前待分解图像的原子集合，并根据该集合将图像进行分解。该图像分解方法对图像的预处理有着良好的效果。相关技术中，采用对人脸图像的纹理特征提取的方式来获取人脸特征。通过纹理特征描述人脸特征，可以避免颜色或者亮度变化对人脸图像的干扰，提高人脸特征获取的准确度。目前，局部二值模式(LBP)纹理特征提取算法在人脸识别算法中起到了显著的作用，有着计算简单的优点，但LBP算法在光照变化不均匀的情况下，其纹理特征描述能力会急剧下降。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术旨在提供一种智能家居的门禁系统。本专利技术的目的采用以下技术方案实现：一种智能家居的门禁系统，包括中央控制装置、人脸图像采集装置、指纹采集装置和开/关门驱动装置；所述中央控制装置分别与人脸图像采集装置、指纹采集装置和开/关门驱动装置连接，用于人脸图像识别、指纹判断、发送开门关门驱动信号和数据管理；所述人脸图像采集装置用于将拍摄的数字图像传输给中央控制装置；所述指纹采集装置用于对活体指纹的判断识别和采集指纹；所述开/关门驱动装置用于响应中央控制装置的开门/关门指令，进行开门/关门的动作；进一步地，所述中央处理装置包括人脸图像处理模块、指纹图像处理模块、FLASH存储模块和控制模块，所述FLASH存储模块用于存储预先被录入的人脸和指纹图像、日志文件等信息；所述人脸图像处理模块用于对拍摄的人脸图像进行处理，并和储存在FLASH存储模块里面的人脸图像进行对比，输出人脸对比结果；所述指纹图像处理模块用于对采集的指纹图像进行处理，并和存储在FLASH存储模块里面的指纹图像进行对比，输出指纹对比结果；所述控制模块用于向所述开/关门驱动装置发送指令，当人脸对比结果和指纹对比结果皆为匹配时，向开/关门驱动装置发送开门指令。本专利技术的有益效果为：采用将人脸验证和指纹验证相结合的方式进行身份验证，大大提高了智能家居门禁系统的安全性。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是本专利技术的框架结构图；图2是本专利技术人脸图像处理模块的框架结构图。附图标记：人脸图像采集装置1、指纹采集装置2、中央控制装置3、开/关门驱动装置4、人脸图像处理模块30、指纹图像处理模块31、FLASH存储模块32、控制模块33、预处理单元301、分割单元302、特征提取单元303、对比单元304。具体实施方式结合以下应用场景对本专利技术作进一步描述。参见图1，本实施例的一种智能家居的门禁系统，包括中央控制装置3、人脸图像采集装置1、指纹图像采集装置2和开/关门驱动装置4；所述中央控制装置3分别与人脸图像采集装置1、指纹采集装置2和开/关门驱动装置连接4，用于人脸图像识别、指纹图像判断、发送开门关门驱动信号和数据管理；所述人脸图像采集装置1用于将拍摄的人脸图像传输给中央控制装置；所述指纹采集装置2，用于对活体指纹的判断识别和采集指纹图像并传输给中央控制装置；所述开/关门驱动装置4用于响应中央控制装置的开门/关门指令，进行开门/关门的动作。优选地，所述人脸图像采集装置1为高清摄像头及相关外围。优选地，所述指纹采集装置2为一体化指纹传感器。优选地，所述开/关门驱动装置4，包括电机和电磁铁驱动电路，用于响应中央控制装置的开门/关门指令，驱动电机和电磁铁进行开门/关门的动作。优选地，所述中央处理装置3包括人脸图像处理模块30、指纹图像处理模块31、FLASH存储模块32和控制模块33，所述FLASH存储模块32用于存储预先被录入的人脸和指纹图像、日志文件等信息；所述人脸图像处理模块30用于对拍摄的人脸图像进行处理，并和储存在FLASH存储模块32里面的人脸图像进行对比，输出人脸对比结果；所述指纹图像处理模块31用于对采集的指纹图像进行处理，并和存储在FLASH存储模块32里面的指纹图像进行对比，输出指纹对比结果；所述控制模块33用于向所述开/关门驱动装置4发送指令，当人脸对比结果和指纹对比结果皆为匹配时，向开/关门驱动装置4发送开门指令。优选地，参见图2，所述人脸图像处理模块30包括预处理单元301、分割单元302、特征提取单元303和对比单元304，所述预处理单元301用于对拍摄的人脸图像进行预处理，得到预处理后的人脸头像；所述分割单元302用于对预处理后的人脸图像进行图像边缘检测和分割处理，获取人脸图像的人脸特征部分；所述特征提取单元303用于对人脸特征部分进行人脸特征提取；所述对比单元304用于对所述的人脸特征和储存在FLASH存储模块32里面的人脸图像进行对比，输出人脸对比结果。本专利技术上述实施例，采用将人脸验证和指纹验证相结合的方式进行身份验证，大大提高了智能家居门禁系统的安全性。优选地，所述预处理单元301，对拍摄的人脸图像进行预处理，包括：(1)对采集的人脸图像进行分解，包括采用形态成分分析(MCA)分解得到人脸图像的平滑部分和细节部分；(2)采用自定义除噪声公式对每个细节部分Qk进行除噪，定义除噪声公式为：式中，Q‘k(i,j)是第k个细节部分像素点(i,j)的像素值，k＝1，2，…K，K表示细节部分的数量，Qk(i-Δi,j-Δj)表示第k个细节部分像素点(i-Δi,j-Δj)的像素值，Δi和Δj分别表示平面内像素点(i-Δi,j-Δj)与像素点(i,j)的水平距离和垂直距离，Δi,Δj∈[-γ,γ]，γ表示设定的除噪因子，p(i-Δi,j-Δj)表示除噪时像素点(i-Δi,j-Δj)对像素点(i,j)的像素值的影响因子，l表示像素点(i,j)与(i-Δi,j-Δj)的欧氏距离，ωy和ωh分别表示所有像素点(i-Δi,j-Δj)与像素点(i,j)的距离和灰度值差的标准偏差，h表示像素点(i,j)和(i-Δi,j-Δj)的灰度差，σh表示设定的灰度比重；(3)将处理过的细节部分与图像的平滑部分进行图像重构，得到预处理后的人脸图像。其中，形态成分分析(MCA)是一种基于稀疏表示的图像分解方法。该方法的思想是假设图像的每一个原信号，在合适的字典下都有相对应的一个稀疏向量，且该字典对其他的内容不具有稀疏性。在稀疏分解中，采用匹配跟踪算法获得图像稀疏的表示，并且从一个冗余的字典中选择出最适合当前待分解图像的本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术提供了一种智能家居的门禁系统，包括中央控制装置、人脸图像采集装置、指纹采集装置和开/关门驱动装置；所述中央控制装置分别与人脸图像采集装置、指纹采集装置和开/关门驱动装置连接，用于人脸图像识别、指纹判断、发送开门关门驱动信号和数据管理；所述人脸图像采集装置用于将拍摄的数字图像传输给中央控制装置；所述指纹采集装置用于对活体指纹的判断识别和采集指纹；所述开/关门驱动装置用于响应中央控制装置的开门/关门指令，进行开门/关门的动作。

【技术特征摘要】
1.本发明提供了一种智能家居的门禁系统，包括中央控制装置、人脸图像采集装置、指纹采集装置和开/关门驱动装置；所述中央控制装置分别与人脸图像采集装置、指纹采集装置和开/关门驱动装置连接，用于人脸图像识别、指纹判断、发送开门关门驱动信号和数据管理；所述人脸图像采集装置用于将拍摄的数字图像传输给中央控制装置；所述指纹采集装置用于对活体指纹的判断识别和采集指纹；所述开/关门驱动装置用于响应中央控制装置的开门/关门指令，进行开门/关门的动作。2.根据权利要求1所述的智能家居的门禁系统，其特征是，所述中央处理装置包括人脸图像处理模块、指纹图像处理模块、FLASH存储模块和控制模块，所述FLASH存储模块用于存储预先被录入的人脸和指纹图像、日志文件等信息；所述人脸图像处理模块用于对拍摄的人脸图像进行处理，并和储存在FLASH存储模块里面的人脸图像进行对比，输出人脸对比结果；所述指纹图像处理模块用于对采集的指纹图像进行处理，并和存储在FLASH存储模块里面的指纹图像进行对比，输出指纹对比结果；所述控制模块用于向所述开/关门驱动装置发送指令，当人脸对比结果和指纹对比结果皆为匹配时，向开/关门驱动装置发送开门指令。3.根据权利要求2所述的智能家居的门禁系统，其特征是，所述人脸图像处理模块包括预处理单元、分割单元、特征提取单元和对比单元，所述预处理单元用于对拍摄的人脸图像进行预处理，得到预处理后的人脸头像；所述分割单元用于对预处理后的人脸图像进行图像边缘检测和分割处理，获取人脸图像的人脸特征部分；所述特征提取单元用于对人脸特征部分进行人脸特征提取；所述对比单元用于对所述的人脸特征和储存在FLASH存储模块里面的人脸图像进行对比，输出人脸对比结果。4.根据权利要求3所述的智能家居的门禁系统，其特征是，所述预处理单元，对拍摄的人脸图像进行预处理，包括：(1)对采集的人脸图像进行分解，包括采用形态成分分析(MCA)分解得到人脸图像的平滑部分和细节部分；(2)采用自定义除噪声公式对每个细节部分Qk进行除噪，定义除噪声公式为：式中，Q‘k(i,j)是第k个细节部分像素点(i,j)的像素值，k＝1，2，…K，K表示细节部分的数量，Qk(i-Δi,j-Δj)表示第k个细节部分像素点(i-Δi,j-Δj)的像素值，Δi和Δj分别表示平面内像素点(i-Δi,j-Δj)与像素点(i,j)的水平距离和垂直距离，Δi,Δj∈[-γ,γ]，γ表示设定的除噪因子，p(i-Δi,j-Δj)表示除噪时像素点(i-Δi,j-Δj)对像素点(i,j)的像素值的影响因子，l表示像素点(i,j)与(i-Δi,j-Δj)的欧氏距离，ωy和ωh分别表示所有像素点(i-Δi,j-Δj)与像素点(i,j)的距离和灰度值差的标准偏差，h表示像素点(i,j)和(i-Δi,j-Δj)的灰度差，σh表示设定的灰度比重；(3)将处理过的细节部分与图像的平滑部分进行图像重构，得到预处理后的人脸图像。5.根据权利要求4所述的智能家居的门禁系统，其特征是，所述分割单元用于对预处理后的人脸图像进行图像边缘检测和分割处理，包括：(1)对预处理后的人脸图像进行高斯金字塔多尺度分离，得到不同尺度下的子图像；(2)使用三通道分离方法对每一个尺度下的子图像进行RGB分离，得到分离后三通道的R、G和B子图像；(3)对R、G和B子图像进行磨光处理，采用自定义磨光函数为：式中，M′(i,j)表示磨光处理后像素点(i,j)的灰度值，M(i’,j’)表示像素点(i’,j’)的灰度值，|i-i’|和|j-j’|分别表示平面内像素点(i’,j’)和像素点(i,j)的水平距离和垂直距离，l表示像素点(i’,...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟玲，
申请(专利权)人：深圳源广安智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44