人體雙重特征識別模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及人體特征密碼鎖，特別涉及一種人體雙重特征識別模塊。
【背景技術】
[0002]現在市場上的密碼鎖通常為指紋密碼鎖，是基于生物識別中的人體指紋識別，使用者指紋識別正確后即可開啟鎖具。
[0003]指紋識別算法是實現指紋識別的關鍵，它直接決定了識別率的高低，是指紋識別技術的核心。這些算法都日臻完善。目前，指紋識別技術的研究無論是在前端的數據采集上還是在后端的指紋識別算法上都已經取得了巨大的進展。自動指紋識別系統(AutomaticFingerprint Identificat1n System，簡稱AFIS)是通過特殊的光電轉換設備和計算機圖像處理技術，對活體指紋進行采集、分析和比對，可以自動、迅速、準確地鑒別出個人身份的。一般可以分成“離線部分”和“在線部分”兩個部分。其中離線部分包括用指紋采集儀采集指紋、提取出細節點、將細節點保存到數據庫中形成指紋模板庫等主要步驟。在線部分包括用指紋采集儀采集指紋、提取出細節點、然后將這些細節點與保存在數據庫中模板細節點進行匹配，判斷輸入細節點與模板細節點是否來自同一個手指的指紋。一般來說，離線處理允許人工因素介入，可根據需要手動調整系統參數，而在線處理應完全由系統自動完成所有操作。
[0004]指紋識別的優點:1、指紋是人體獨一無二的特征，并且它們的復雜度足以提供用于鑒別的足夠特征;2、掃描指紋的速度快，使用非常方便;3、指紋采集頭可以更加小型化，并且價格會更加的低廉。
[0005]指紋識別的缺點:1、某些人或某些群體的指紋指紋特征少，難成像;2、每次使用指紋識別時都會在指紋采集頭上留下用戶的指紋印痕，而這些指紋印痕存在被用來復制指紋的可能性;市面上的指紋鎖也大都為光學指紋采集儀，這樣指紋的印痕有可能被他人復制，用來開啟指紋鎖。3、手指干燥或潮濕都會影響指紋識別的準確率。

【發明內容】

[0006]鑒于上述現有技術存在的問題，本實用新型提供一種人體雙重特征識別模塊。人體雙重特征識別模塊是在指紋識別模塊基礎上增加了人臉面部特征識別功能，進行雙重生物識別以提高鎖具的防護等級。
[0007]本實用新型采取的技術方案是:一種人體雙重特征識別模塊，其特征在于:該模塊包括系統主控板、高清攝像頭、指紋頭、指紋驅動板和門鎖驅動板;其中指紋頭與指紋驅動板連接，系統主控板通過RJ45 口連接高清攝像頭，通過USB 口連接指紋驅動板，門鎖驅動板的若干個開關量分別與系統主控板連接，門鎖驅動板的若干個開關量分別與所對應的電磁鎖連接。
[0008]本實用新型的有益效果是:一般的指紋鎖都會出現操作人員指紋不能采集的情況，這時只有指紋這層防護措施就不能提供很好的用戶體驗。當人體雙重特征識別模塊加入人臉識別功能后，不僅可以提高鎖具的安全性，同時當指紋識別不可用時可彌補它的空白。正常情況下，當操作人員想打開鎖，首先將手指放在指紋采集器上識別指紋，指紋正確后再將面部對準模塊的攝像頭，進行面部輪廓識別，面部識別正確后則開啟鎖。當指紋無法識別時，進行面部識別，只要面部識別通過后也能將鎖打開。人臉識別的級別高于指紋識另IJ，這樣進行雙重生物識別提高了鎖具的防護等級。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型的人體雙重特征識別模塊系統框圖；
[0010]圖2是本實用新型第一級指紋識別程序流程圖；
[0011 ]圖3是本實用新型第二級人臉面部識別程序流程圖。
【具體實施方式】
[0012]以下結合附圖對本實用新型做進一步說明:
[0013]參照圖1，欲開啟密品柜，需要先將正確手指放置在人體雙重特征識別模塊的指紋頭3上，指紋驅動板6讀取指紋信息，并將讀取的信息與指紋驅動板6中的靜態指紋庫中模板進行對比，若匹配成功，將其位置信息通過USB接口返回給系統主控板2，之后，系統主控板2控制高清攝像頭I對開啟人的人臉特征信息進行采集并與人臉庫比對，若成功，則系統主控板2根據返回的位置信息控制門鎖驅動板4，每個開關量對應一個柜門的電磁鎖5 ο例如，一般八門密品柜對應八個開關量，開啟對應的密品柜的柜門中的電磁鎖，從而實現成功完成人體雙重特征識別過程后，安全開鎖。
[0014]利用人體雙重特征識別模塊實現開鎖方法包括指紋識別和人臉面部識別兩級識別，參照圖1和圖2，第一級指紋識別有以下步驟:
[0015](I).當操作人員需要打開識別鎖時，先將手指放在人體雙重特征識別模塊的指紋頭上，指紋驅動板的主控芯片發送讀圖像指令，指紋驅動板讀取指紋信息，返回確認碼若是0x00，則進入下一步;若返回的確認碼不是0x00，則再進行判斷:若確認碼為0x02，則返回到程序入口重新發送讀圖像指令，若為其它確認碼，則搜索指紋操作失敗，退出程序；
[0016](2).指紋驅動板的主控芯片繼續發送圖像生成特征指令，返回的確認碼若為0x00，則進入下一步;若為其它確認碼，則搜索操作失敗，退出程序；
[0017](3).指紋驅動板的主控芯片繼續發送搜索指紋指令，返回的確認碼若為0x00，則表明在指紋庫中搜索到了匹配的指紋，此時向系統主控板發送匹配指紋的位置信息，退出程序;若返回確認碼不是0x00，則再進行判斷:確認碼若為0x09，則表明沒有搜索到與之匹配的指紋，退出程序;若為其它確認碼，則搜索操作失敗，退出程序；
[0018]參照圖1和圖3，第二級人臉面部識別有以下步驟:
[0019](I).操作人員將面部對準人體雙重特征識別模塊的高清攝像頭，高清攝像頭獲取人臉面部信息；
[0020](2).判斷面部信息是否成功轉化為3D模型，若成功，則進入下一步；否則人臉識別操作失敗，退出程序；
[0021 ] (3).繼續判斷人臉膚色相似度計算是否正確，若正確，則進入下一步；否則人臉識別操作失敗，退出程序；
[0022](4).繼續判斷人臉輪廓提取是否成功，若成功，則進入下一步;否則人臉識別操作失敗，退出程序；
[0023](5).繼續判斷人臉定位是否成功，若成功，則進入下一步；否則人臉識別操作失敗，退出程序；
[0024](6).繼續判斷臉內輪廓提取是否成功，若成功，則進入下一步;否則人臉識別操作失敗，退出程序；
[0025](7).繼續判斷臉內特征定位是否成功，若成功，則進入下一步;否則人臉識別操作失敗，退出程序；
[0026](8).繼續判斷局部特征匹配是否成功，若成功，則成功匹配并開鎖；否則未找到匹配人臉特征，退出程序。
[0027]指紋識別是利用人體雙重特征識別模塊實現開鎖方法的第一級識別措施，面部識別即是利用人體雙重特征識別模塊實現開鎖方法的第二級識別措施，也是對于指紋識別的一個補充。
[0028]一.指紋識別的具體流程(如圖1、2所示)
[0029]1、先采集操作人員的指紋。操作人員將手指放在光學指紋采集模塊上，后臺軟件控制模塊采集人員的指紋，并將讀取的信息通過系統主控板的USB 口發送到系統主控板，指紋驅動板將操作人員指紋信息存入指紋識別模塊的存儲空間中，將操作人員指紋存入的位置信息返回給系統主控板，并存入指紋數據庫中；
[0030]2、指紋識別。當操作人員需要打開鎖時，先將手指放在人體雙重特征識別模塊的指紋頭上，指紋驅動板的主控芯片發送讀圖像指令，指紋驅動板讀取指紋信息，并將讀取的信息與指紋數據庫中的所有指紋做對比，若匹配成功，將此操作人員的指紋位置號傳送到系統主控板，并記錄操作人員的信息。
[0031 ] 二.面部識別的具體流程(如圖1、3所示)
[0032]1、操作人員將面部對準人體雙重特征識別模塊的高清攝像頭，等待幾秒鐘當計算完成后，有提示音面部就可以離開了，高清攝像頭獲取操作人員面部信息，并將操作人員面部信息通過系統主控板的RJ45 口發送到系統主控板，硬件程序將獲取到人員的面部信息存入緩存中。
[0033]2、得到操作人員的面部信息后和數據庫中的人員面部信息進行對比，經搜索全部數據庫找到匹配的面部信息，將人員編號返回給后臺軟件，軟件查詢數據庫并記錄，發出開鎖命令。
[0034]人體雙重特征識別模塊通過光學指紋采集和識別，采集到的指紋信息傳回后臺數據庫中進行存儲。一般情況下后臺數據庫會存放一人的多個指紋，以防某個手指破損時指紋的功能可以正常使用。此模塊還加入了人臉識別功能，以彌補操作人員本身指紋模糊不能采集的情況。
[0035]人臉識別主要集中在二維圖像方面，二維人臉識別主要利用分布在人臉上從低到高80個節點或標點，通過測量眼睛、顴骨、下巴等之間的間距來進行身份認證。二維人臉識別方法的最大不足是在面臨姿態、光照條件不同、表情變化以及臉部化妝等方面較為脆弱，識別的準確度受到很大限制，而這些都是人臉在自然狀態下會隨時表現出來的。三維人臉識別可以極大的提高識別精度，真正的三維人臉識別是利用深度圖像進行研究，本實用新型采取從3D結構中分離出姿態的算法。首先匹配人臉整體的尺寸輪廓和三維空間方向；然后，在保持姿態固定的情況下，去作臉部不同特征點(這些特征點是人工鑒別出來的)的局部匹配。
[0036]實現面部識別后，將可視指紋鎖的防護提高了一個防護等級，對于密品管理嚴格的場所就可以使用防護等級高的可視指紋鎖。
【主權項】
1.一種人體雙重特征識別模塊，其特征在于:該模塊包括系統主控板、高清攝像頭、指紋頭、指紋驅動板和門鎖驅動板;其中指紋頭與指紋驅動板連接，系統主控板通過RJ45 口連接高清攝像頭，通過USB 口連接指紋驅動板，門鎖驅動板的若干個開關量分別與系統主控板連接，門鎖驅動板的若干個開關量分別與所對應的電磁鎖連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種人體雙重特征識別模塊。該模塊包括系統主控板、高清攝像頭、指紋頭、指紋驅動板和門鎖驅動板。人體雙重特征識別模塊加入人臉識別功能后，不僅可以提高鎖具的安全性，同時當指紋識別不可用時可彌補它的空白。正常情況下，當操作人員想打開鎖，首先將手指放在指紋采集器上識別指紋，指紋正確后再將面部對準模塊的攝像頭，進行面部輪廓識別，面部識別正確后則開啟鎖。當指紋無法識別時，進行面部識別，只要面部識別通過后也能將鎖打開。人臉識別的級別高于指紋識別，這樣進行雙重生物識別提高了鎖具的防護等級。
【IPC分類】G06K9/00, G07C9/00
【公開號】CN205354146
【申請號】CN201521036482
【發明人】王立, 徐經緯, 林鵬
【申請人】天津光電通信技術有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2015年12月14日