CN109544756A - 一种基于Mean Shift的安全监控*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于Mean Shift的安全监控***，其包括：第一识别单元，第一识别单元用于识别人脸和/或手势获取第一类识别信息；主控单元，主控单元用于接收验证信息，验证信息包括第一类识别信息，并对验证信息进行判定以获得识别结果；锁体单元，锁体单元用于根据识别结果，控制安全锁的开锁或闭锁；其中，第一识别单元基于Mean Shift目标跟踪算法识别获取第一类识别信息。本发明具有可动态图像识别、识别认证错误率低、安全稳定性高、多特征识别、识别准确率高的技术特点。

Description

一种基于Mean Shift的安全监控***
技术领域
本发明属于安全技术防范领域，尤其涉及一种基于Mean Shift的安全监控***。
背景技术
目前的锁具有很多种，电子锁是锁具当中重要的一部分，电子锁近几年也得到了飞跃式的发展。随着人脸识别技术的发展，人脸识别也被应用到了锁具当中，其基于人的面部特征信息进行身份识别的锁具，具有直接、快速的特点。
传统的具有人脸识别的锁具，主要是基于可见光图像的人脸识别，迅速发展起来的另一种人脸识别解决技术方案，是基于主动近红外图像的多光源人脸识别技术。这些人脸识别技术实现人脸识别需要经过：人脸图像采集及检测、人脸图像预处理、人脸图像特征提取和人脸图像匹配与识别。其中人脸图像采集及检测，一般需要在人员禁止的状态下，形成一定的人脸图像，而且图像需清晰，面部表情需按人脸识别要求保持一段时间。
所以对于传统的人脸识别的锁具，存在着识别认证率低，容易出现无法识别的情况，同时识别认证率低也会造成误报警。
发明内容
本发明的技术目的是提供一种基于Mean Shift的安全监控***，具有可动态图像识别、识别认证错误率低、安全稳定性高、多特征识别、识别准确率高的技术特点。
为解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种基于Mean Shift的安全监控***，包括：
第一识别单元，所述第一识别单元用于识别人脸和/或手势以获取第一类识别信息；
主控单元，所述主控单元用于接收验证信息，所述验证信息包括所述第一类识别信息，并对所述验证信息进行判定以获得识别结果；
锁体单元，所述锁体单元用于根据所述识别结果，控制所述安全锁的开锁或闭锁；其中，
所述第一识别单元基于Mean Shift目标跟踪算法识别获取所述第一类识别信息。
根据本发明一实施例，还包括：第二识别单元，所述第二识别单元用于获取第二类识别信息；其中，
所述验证信息还包括所述第二类识别信息，所述第二类识别信息为通过密码识别、指纹识别、刷卡识别、声音识别、虹膜识别、条码识别中的一种或者多种方式获取的识别信息。
根据本发明一实施例，所述锁体单元包括锁体驱动单元和锁体锁定单元，所述锁体驱动单元驱动所述锁体锁定单元进行开锁或者闭锁的动作。
根据本发明一实施例，还包括：GSM短信控制单元，所述GSM短信控制单元用于将所述主控单元产生的发送信息传输至所述GSM短息控制单元设定的目的地址。
根据本发明一实施例，还包括：外部存储单元，所述外部存储单元用于存储所述主控单元判定所述验证信息对应的匹配信息，以及用于所述匹配信息的掉电保护。
根据本发明一实施例，还包括：显示单元，所述显示单元用于显示所述主控单元产生的显示信息。
根据本发明一实施例，还包括：按键控制单元，所述按键控制单元用于产生所述主控单元执行的操作指令；其中，所述按键控制单元为机械按键或者触控按键或者投影按键。
根据本发明一实施例，还包括：用于为所述安全锁供电的电源单元。
本发明还提供了一种安全防盗装置，包括上述任意一项实施例所述的基于MeanShift的安全监控***。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
(1)本发明设置第一识别单元，基于Mean Shift目标跟踪算法，由于Mean Shift目标跟踪算法可实现在动态图像中捕获一帧适合识别的图像，将其捕获的图像作为第一识别信息，其识别率高，解决了静态识别识别率低的技术问题，从而在锁具人脸识别过程中，人员图像可实现动态识别，减少了图像不清晰导致的无法识别现象，达到了提高了识别认证率的技术效果；
(2)本发明设置第一识别单元，通过人脸和/或手势获取一种或多种识别信息，解决了识别信息单一的问题，提高了识别认证率和准确率，从而实现了识别数据融合的技术效果；
(3)本发明设置第二识别单元，通过密码识别或者指纹识别或者刷卡识别或者声音识别或者虹膜识别或者条码识别的识别方式，解决了识别信息单一的问题，实现了识别数据融合。达到了提高了识别认证率和准确率的技术效果；
(4)本发明设置GSM短信控制单元，通过该单元将主控单元所需传递信息传递给设定的目的地址，实现了脱离网络情况下，将安全锁的相关信息传递给指定人员的功能，提高了安全锁的安全性能，解决了安全锁对网络的依赖性及网络断开造成安全风险的技术问题，达到了安全的技术效果；
(5)本发明设置显示单元，通过显示单元显示安全锁的相关信息，解决了安全锁失效造成安全隐患的技术问题，用户可直接从显示单元上了解***的运行状态，以预防安全隐患发生，达到了安全的技术效果；
(6)本发明设置外部存储单元，通过存储安全锁识别信息的匹配信息及提供掉电保护，解决了因掉电而造成匹配信息丢失，从而造成安全隐患的技术问题，达到了安全的技术效果；
(7)本发明设置电源单元，通过电源单元为安全锁进行供电，避免了安全锁直接采用家用电网供电的断电风险，从而达到了安全的技术效果。
附图说明
图1为本发明的一种基于Mean Shift的安全监控***示意图；
图2为基于本发明的一种安全防盗装置示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种基于Mean Shift的安全监控***作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
实施例1
参看图1，本实施例提供一种基于Mean Shift的安全监控***，包括：第一识别单元，第一识别单元用于识别人脸和/或手势获取第一类识别信息；主控单元，主控单元用于接收验证信息，验证信息包括第一类识别信息，并对验证信息进行判定以获得识别结果；锁体单元，锁体单元用于根据识别结果，控制安全锁的开锁或闭锁；其中，第一识别单元基于Mean Shift目标跟踪算法识别获取第一类识别信息，Mean Shift目标跟踪算法用于在动态图像中捕获一帧适合识别的图像,该图像作为第一类识别信息。
其中，第一识别单元可识别人的脸部和/或手势，并将识别的信息发送给主控单元，主控单元对所需识别的信息进行预处理并且进行识别信息比对，如果比对成功，主控单元将控制锁体单元进行开锁动作，如果比对不成功，主控单元将控制锁体单元保持现有状态。基于Mean Shift目标追踪算法的第一识别单元，可实现动态识别，可以很好地避免图像模糊造成的识别失败，降低识别错误率。
本实施例的安全锁通过图像信息识别用户的手势信息，在主控单元中将手势信息进行比对，如果比对确认为危险或者强制打开安全锁的手势，主控单元将锁定锁体单元，并且通过第一识别单元记录保存人的图像信息，从而实现防盗功能。
本实施例的安全锁，将公安***的犯罪嫌疑人数据库中的人脸特征信息进行存储，在进行人脸识别时，如果人脸识别确认符合存储的犯罪嫌疑人的特征，主控单元将锁定锁体单元，并且通过第一识别单元记录保存人的图像信息，从而实现防盗看护功能。
本实施例的带宽自适应调整的Mean Shift目标跟踪算法为，将RGB颜色空间均匀剖分为16×16×16直方图区间。由目标特征值概率在每帧最优位置区域投影创建概率密度分布图，并将分布点像素值转换为1～255之间。分布点特征值为：
目标概率密度分布图确定了目标的几何形状特性，密度分布块随着目标大小、形状的变化而变化。由Mean Shift算法迭代寻找到最优位置区域，然后计算该区域内的密度零阶矩M00。I(x，y)为(x，y)位置处的概率密度估计值，x和y的变化范围为搜索窗区域。窗口宽度为 窗口长度v＝ts，t为初始化跟踪窗口长宽之比。因而核函数带宽h为当目标丢失或完全遮挡后，调整搜索区域为整幅图像。用椭圆锁定待跟踪目标，椭圆的长轴、短轴及方向角由零阶矩、一阶矩和二阶矩计算获得。一阶矩为
搜索区域的质心坐标为
二阶矩为
令a＝M20/M00-x-2，e＝2(M02/M00-y-2)，目标方向角θ为长轴与水平方向的夹角，θ＝2-1arctan(b/(a－e))，长轴l和短轴d分别为
带宽自适应调整的Mean Shift目标跟踪算法步骤如下：
1)初始化搜索窗口的大小和位置；
2)计算初始化窗口内目标特征的概率密度估计值；
3)以前一帧中心点x0为中心，计算候选目标特征概率密度估计值；
4)计算权重wi，估计目标的新位置中心点xa；
5)以新位置中心点xa为中心，更新候选目标特征值基于核函数的概率密度估计值；
6)如果xa－x0＜ε(ε为阈值)则停止迭代，否则x0←xa，转步骤3)；
7)由初始目标特征值概率在最优目标位置区域的投影创建概率密度分布图；
8)计算概率密度分布图零阶矩M00，调整搜索窗口大小，核函数带宽h随之更新，并计算椭圆长轴、短轴和方向角，锁定目标，转步骤3)
参看图1，本实施例的安全锁还包括：第二识别单元，第二识别单元用于获取第二类识别信息；其中，验证信息还包括第二类识别信息，第二类识别信息为通过密码识别、指纹识别、刷卡识别、声音识别、虹膜识别、条码识别中的一种或者多种方式获取的识别信息。本实施例采用的指纹识别是光学指纹处理集成芯片FM70，能与主控单元通过串口连接。
安全锁设置第二识别单元，增加解锁的识别种类，通过多特征识别认证的数据融合的方式，提高安全锁的安全性能，减少单特征识别认证带来的不稳定问题。第二识别单元可为一种识别方式或者多种识别方式，而识别方式之间为独立或者互相组合，实现多特征识别，从而提高安全稳定性。
参看图1，本实施例的锁体单元包括锁体驱动单元和锁体锁定单元，锁体驱动单元受主控单元控制，锁体驱动单元驱动锁体锁定单元进行开锁或者闭锁的动作。锁体锁定单元为插销锁或者电磁锁，锁体驱动单元为电机或者继电器。本实施例采用采用型号为SRD－O5VDC-SL-C的继电器控制ZUCON电磁锁。
参看图1，本实施例的安全锁还包括：GSM短信控制单元，GSM短信控制单元用于将主控单元产生的发送信息传输至GSM短息控制单元设定的目的地址。GSM短信控制单元不用拨号建立连接或者铺设数据专线，主动地把主控单元的报警信息加上目的地址发送到起初设定的目的地址，从而实现报警信息的实时同步，预防了因为网络断开情况下的安全隐患。
参看图1，本实施例的安全锁还包括：显示单元，用于显示主控单元产生的显示信息。本实施例采用的显示单元为LCD12864液晶显示模块，主要提供***提示信息的显示功能。本发明设置显示单元，通过显示单元显示安全锁的相关信息，解决了安全锁失效造成安全隐患的技术问题，同时，用户可直接从显示单元上了解***的运行状态，以预防安全隐患发生，达到了安全的技术效果。
参看图1，本实施例的安全锁还包括：按键控制单元，按键控制单元用于产生主控单元执行的操作指令；其中，按键控制单元为机械按键或者触控按键或者投影按键。按键控制单元为安全锁的设定提供输入口，实现安全锁的设定与调整，达到便捷操作的技术效果。
参看图1，本实施例的安全锁还包括：外部存储单元，外部存储单元用于存储主控单元处理所需判定的验证信息的匹配信息，以及用于匹配信息的掉电保护。设置外部存储单元，增加了安全锁的存储能力，可以存储更多的对比识别信息，同时其本身掉电数据不丢失的特点，对重要信息进行了掉电保护，避免了断电数据丢失的技术问题。
参看图1，本实施例的安全锁还包括：用于为安全锁供电的电源单元。本实施例采用的电源单元为干电池供电，避免了家用电网断电，导致安全锁断电的安全隐患，也方便安全锁的电源更换，同时，该电源单元还为可充电的电源，在家用电网正常的情况下安全锁使用家用电网进行供电，在家用电网断电的情况下安全锁使用可充电的电源进行供电，避免了断电引起的安全隐患，同时减少了电源的更换频率。
实施例2
参看图2，本实施例提供一种基于实施例1的安全防盗装置，该装置采用如实施例1中任意一项要求的基于Mean Shift的安全监控***。门禁后端包括主控单元、GSM短信控制单元、电源单元、外部存储单元，门禁前端包括第一识别单元、第二识别单元、按键控制单元、显示单元，门禁控制器包括锁体驱动单元，智能门锁包括锁体锁定单元。门禁前端用于完成视频显示、用户交互等任务，门禁后端用于完成处理识别算法、控制门禁控制器以及管理端通信等任务。当前端用户人脸识别成功时，后端将开门信号发送给门禁控制器，控制电锁开门，在开门保持时间达到后自动关门；当有报警信号产生时，后端将会立即通过网络和启动TC35短信模块两种方式发送报警消息给管理员，从而实现监管者的远程实时监控。
该安全防盗装置设置基于实施例1的基于Mean Shift的安全监控***，通过GSM短信控制单元实现了报警信息的实时同步，通过多特征识别的方式增强了安全稳定性，通过可动态识别的方式提高了识别认证准确率，通过外部存储单元的掉电保护、电源单元的独立供电、显示单元的装置信息显示提高了装置的安全性。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种基于Mean Shift的安全监控***，其特征在于，包括：
第一识别单元，所述第一识别单元用于识别人脸和/或手势以获取第一类识别信息；
主控单元，所述主控单元用于接收验证信息，所述验证信息包括所述第一类识别信息，并对所述验证信息进行判定以获得识别结果；
锁体单元，所述锁体单元用于根据所述识别结果，控制所述安全锁的开锁或闭锁；其中，
所述第一识别单元基于Mean Shift目标跟踪算法识别获取所述第一类识别信息。
2.根据权利要求1所述的基于Mean Shift的安全监控***，其特征在于，还包括：第二识别单元，所述第二识别单元用于获取第二类识别信息；其中，
所述验证信息还包括所述第二类识别信息，所述第二类识别信息为通过密码识别、指纹识别、刷卡识别、声音识别、虹膜识别、条码识别中的一种或者多种方式获取的识别信息。
3.根据权利要求2所述的基于Mean Shift的安全监控***，其特征在于，所述锁体单元包括锁体驱动单元和锁体锁定单元，所述锁体驱动单元驱动所述锁体锁定单元进行开锁或者闭锁的动作。
4.根据权利要求3所述的基于Mean Shift的安全监控***，其特征在于，还包括：GSM短信控制单元，所述GSM短信控制单元用于将所述主控单元产生的发送信息传输至所述GSM短息控制单元设定的目的地址。
5.根据权利要求4所述的基于Mean Shift的安全监控***，其特征在于，还包括：外部存储单元，所述外部存储单元用于存储所述主控单元判定所述验证信息对应的匹配信息，以及用于所述匹配信息的掉电保护。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的基于Mean Shift的安全监控***，其特征在于，还包括：显示单元，所述显示单元用于显示所述主控单元产生的显示信息。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的基于Mean Shift的安全监控***，其特征在于，还包括：按键控制单元，所述按键控制单元用于产生所述主控单元执行的操作指令；其中，所述按键控制单元为机械按键或者触控按键或者投影按键。
8.根据权利要求1-5任意一项所述的基于Mean Shift的安全监控***，其特征在于，还包括：用于为所述安全锁供电的电源单元。
9.一种安全防盗装置，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的基于MeanShift的安全监控***。
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