CN205354146U - 人体双重特征识别模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种人体双重特征识别模块。该模块包括***主控板、高清摄像头、指纹头、指纹驱动板和门锁驱动板。人体双重特征识别模块加入人脸识别功能后，不仅可以提高锁具的安全性，同时当指纹识别不可用时可弥补它的空白。正常情况下，当操作人员想打开锁，首先将手指放在指纹采集器上识别指纹，指纹正确后再将面部对准模块的摄像头，进行面部轮廓识别，面部识别正确后则开启锁。当指纹无法识别时，进行面部识别，只要面部识别通过后也能将锁打开。人脸识别的级别高于指纹识别，这样进行双重生物识别提高了锁具的防护等级。

Description

人体双重特征识别模块

技术领域

本实用新型涉及人体特征密码锁，特别涉及一种人体双重特征识别模块。

背景技术

现在市场上的密码锁通常为指纹密码锁，是基于生物识别中的人体指纹识别，使用者指纹识别正确后即可开启锁具。

指纹识别算法是实现指纹识别的关键，它直接决定了识别率的高低，是指纹识别技术的核心。这些算法都日臻完善。目前，指纹识别技术的研究无论是在前端的数据采集上还是在后端的指纹识别算法上都已经取得了巨大的进展。自动指纹识别***（AutomaticFingerprintIdentificationSystem，简称AFIS）是通过特殊的光电转换设备和计算机图像处理技术，对活体指纹进行采集、分析和比对，可以自动、迅速、准确地鉴别出个人身份的。一般可以分成“离线部分”和“在线部分”两个部分。其中离线部分包括用指纹采集仪采集指纹、提取出细节点、将细节点保存到数据库中形成指纹模板库等主要步骤。在线部分包括用指纹采集仪采集指纹、提取出细节点、然后将这些细节点与保存在数据库中模板细节点进行匹配，判断输入细节点与模板细节点是否来自同一个手指的指纹。一般来说，离线处理允许人工因素介入，可根据需要手动调整***参数，而在线处理应完全由***自动完成所有操作。

指纹识别的优点：1、指纹是人体独一无二的特征，并且它们的复杂度足以提供用于鉴别的足够特征；2、扫描指纹的速度快，使用非常方便；3、指纹采集头可以更加小型化，并且价格会更加的低廉。

指纹识别的缺点：1、某些人或某些群体的指纹指纹特征少，难成像；2、每次使用指纹识别时都会在指纹采集头上留下用户的指纹印痕，而这些指纹印痕存在被用来复制指纹的可能性；市面上的指纹锁也大都为光学指纹采集仪，这样指纹的印痕有可能被他人复制，用来开启指纹锁。3、手指干燥或潮湿都会影响指纹识别的准确率。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种人体双重特征识别模块。人体双重特征识别模块是在指纹识别模块基础上增加了人脸面部特征识别功能，进行双重生物识别以提高锁具的防护等级。

本实用新型采取的技术方案是：一种人体双重特征识别模块，其特征在于：该模块包括***主控板、高清摄像头、指纹头、指纹驱动板和门锁驱动板；其中指纹头与指纹驱动板连接，***主控板通过RJ45口连接高清摄像头，通过USB口连接指纹驱动板，门锁驱动板的若干个开关量分别与***主控板连接，门锁驱动板的若干个开关量分别与所对应的电磁锁连接。

本实用新型的有益效果是：一般的指纹锁都会出现操作人员指纹不能采集的情况，这时只有指纹这层防护措施就不能提供很好的用户体验。当人体双重特征识别模块加入人脸识别功能后，不仅可以提高锁具的安全性，同时当指纹识别不可用时可弥补它的空白。正常情况下，当操作人员想打开锁，首先将手指放在指纹采集器上识别指纹，指纹正确后再将面部对准模块的摄像头，进行面部轮廓识别，面部识别正确后则开启锁。当指纹无法识别时，进行面部识别，只要面部识别通过后也能将锁打开。人脸识别的级别高于指纹识别，这样进行双重生物识别提高了锁具的防护等级。

附图说明

图1是本实用新型的人体双重特征识别模块***框图；

图2是本实用新型第一级指纹识别程序流程图；

图3是本实用新型第二级人脸面部识别程序流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步说明：

参照图1，欲开启密品柜，需要先将正确手指放置在人体双重特征识别模块的指纹头3上，指纹驱动板6读取指纹信息，并将读取的信息与指纹驱动板6中的静态指纹库中模板进行对比，若匹配成功，将其位置信息通过USB接口返回给***主控板2，之后，***主控板2控制高清摄像头1对开启人的人脸特征信息进行采集并与人脸库比对，若成功，则***主控板2根据返回的位置信息控制门锁驱动板4，每个开关量对应一个柜门的电磁锁5。例如，一般八门密品柜对应八个开关量，开启对应的密品柜的柜门中的电磁锁，从而实现成功完成人体双重特征识别过程后，安全开锁。

利用人体双重特征识别模块实现开锁方法包括指纹识别和人脸面部识别两级识别，参照图1和图2，第一级指纹识别有以下步骤：

（1）.当操作人员需要打开识别锁时，先将手指放在人体双重特征识别模块的指纹头上，指纹驱动板的主控芯片发送读图像指令，指纹驱动板读取指纹信息，返回确认码若是0x00，则进入下一步；若返回的确认码不是0x00,则再进行判断：若确认码为0x02，则返回到程序入口重新发送读图像指令，若为其它确认码，则搜索指纹操作失败，退出程序；

（2）.指纹驱动板的主控芯片继续发送图像生成特征指令，返回的确认码若为0x00,则进入下一步；若为其它确认码，则搜索操作失败，退出程序；

（3）.指纹驱动板的主控芯片继续发送搜索指纹指令，返回的确认码若为0x00，则表明在指纹库中搜索到了匹配的指纹，此时向***主控板发送匹配指纹的位置信息，退出程序；若返回确认码不是0x00，则再进行判断：确认码若为0x09，则表明没有搜索到与之匹配的指纹，退出程序；若为其它确认码，则搜索操作失败，退出程序；

参照图1和图3，第二级人脸面部识别有以下步骤：

（1）.操作人员将面部对准人体双重特征识别模块的高清摄像头，高清摄像头获取人脸面部信息；

（2）.判断面部信息是否成功转化为3D模型，若成功，则进入下一步；否则人脸识别操作失败，退出程序；

（3）.继续判断人脸肤色相似度计算是否正确，若正确，则进入下一步；否则人脸识别操作失败，退出程序；

（4）.继续判断人脸轮廓提取是否成功，若成功，则进入下一步；否则人脸识别操作失败，退出程序；

（5）.继续判断人脸定位是否成功，若成功，则进入下一步；否则人脸识别操作失败，退出程序；

（6）.继续判断脸内轮廓提取是否成功，若成功，则进入下一步；否则人脸识别操作失败，退出程序；

（7）.继续判断脸内特征定位是否成功，若成功，则进入下一步；否则人脸识别操作失败，退出程序；

（8）.继续判断局部特征匹配是否成功，若成功，则成功匹配并开锁；否则未找到匹配人脸特征，退出程序。

指纹识别是利用人体双重特征识别模块实现开锁方法的第一级识别措施，面部识别即是利用人体双重特征识别模块实现开锁方法的第二级识别措施，也是对于指纹识别的一个补充。

一.指纹识别的具体流程（如图1、2所示）

1、先采集操作人员的指纹。操作人员将手指放在光学指纹采集模块上，后台软件控制模块采集人员的指纹，并将读取的信息通过***主控板的USB口发送到***主控板，指纹驱动板将操作人员指纹信息存入指纹识别模块的存储空间中，将操作人员指纹存入的位置信息返回给***主控板，并存入指纹数据库中；

2、指纹识别。当操作人员需要打开锁时，先将手指放在人体双重特征识别模块的指纹头上，指纹驱动板的主控芯片发送读图像指令，指纹驱动板读取指纹信息，并将读取的信息与指纹数据库中的所有指纹做对比，若匹配成功，将此操作人员的指纹位置号传送到***主控板，并记录操作人员的信息。

二.面部识别的具体流程（如图1、3所示）

1、操作人员将面部对准人体双重特征识别模块的高清摄像头，等待几秒钟当计算完成后，有提示音面部就可以离开了，高清摄像头获取操作人员面部信息，并将操作人员面部信息通过***主控板的RJ45口发送到***主控板，硬件程序将获取到人员的面部信息存入缓存中。

2、得到操作人员的面部信息后和数据库中的人员面部信息进行对比，经搜索全部数据库找到匹配的面部信息，将人员编号返回给后台软件，软件查询数据库并记录，发出开锁命令。

人体双重特征识别模块通过光学指纹采集和识别，采集到的指纹信息传回后台数据库中进行存储。一般情况下后台数据库会存放一人的多个指纹，以防某个手指破损时指纹的功能可以正常使用。此模块还加入了人脸识别功能，以弥补操作人员本身指纹模糊不能采集的情况。

人脸识别主要集中在二维图像方面，二维人脸识别主要利用分布在人脸上从低到高80个节点或标点，通过测量眼睛、颧骨、下巴等之间的间距来进行身份认证。二维人脸识别方法的最大不足是在面临姿态、光照条件不同、表情变化以及脸部化妆等方面较为脆弱，识别的准确度受到很大限制，而这些都是人脸在自然状态下会随时表现出来的。三维人脸识别可以极大的提高识别精度，真正的三维人脸识别是利用深度图像进行研究，本实用新型采取从3D结构中分离出姿态的算法。首先匹配人脸整体的尺寸轮廓和三维空间方向；然后，在保持姿态固定的情况下，去作脸部不同特征点(这些特征点是人工鉴别出来的)的局部匹配。

实现面部识别后，将可视指纹锁的防护提高了一个防护等级，对于密品管理严格的场所就可以使用防护等级高的可视指纹锁。

Claims (1)

1.一种人体双重特征识别模块，其特征在于：该模块包括***主控板、高清摄像头、指纹头、指纹驱动板和门锁驱动板；其中指纹头与指纹驱动板连接，***主控板通过RJ45口连接高清摄像头，通过USB口连接指纹驱动板，门锁驱动板的若干个开关量分别与***主控板连接，门锁驱动板的若干个开关量分别与所对应的电磁锁连接。