CN101980305A - 基于人脸识别与3g通信的家庭智能门禁系统 - Google Patents

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基于人脸识别与3G通信的家庭智能门禁系统。此发明首先对动态视频图像进行图像处理和人脸检测,并将检测到的人脸与存储的特定人脸特征比对,判断是否为特定人脸,并以此判断是否自动开门;同时系统通过3G模块,将检测到的人脸图像发送到系统管理者的手机,便于管理者处理。管理者可以通过3G,实时地对门前情况进行监视,也可以通过3G发送指令,完成相应操作。系统可通过RFID识别磁卡,辅助人脸识别和智能开门功能。系统由以下四部分组成:图像采集部分采用模拟摄像头摄取图像,信息处理部分采用DSP处理器,RFID模块采用串口与处理器连接,数据传输部分采用无线3G模块收发数据。系统基于Linux编程,实现数据搜集、数据处理、数据传输控制。

Description

基于人脸识别与3G通信的家庭智能门禁系统
[0001] 所述技术领域
[0002] 发明涉及一种家庭智能门禁系统,尤其在门禁智能开关、门禁远程监控领域。 背景技术
[0003] 社会治安仍是当今社会面临的一个重大问题,随着科学技术的不断进步,人们对 工作、生活的自动化水平也提出了越来越高的要求,智能门禁系统也应运而生;如何应用高 技术手段提高智能门禁系统的安全性和智能型,是当前人们研究的一个热门话题。中国专 利申请公开号CN101174337,申请公布日2008年5月7日,发明创造的名称为基于人脸识别 的监控装置及嵌入式门禁监控系统,该申请公开了一种门禁监控系统,其不足之处在于,该 发明在监视方面功能强大,但是发明仍然无法与系统管理者保持实时联系,安全性仍不足, 同时由于人脸识别具有一定的失败率,该发明没有考虑到人脸失败的情况。因此需要一种 新的发明来完善智能门禁系统,提高安全性和智能化程度。
发明内容
[0004] 本发明的目的是克服当前家庭智能门禁系统在安全性和智能化程度上的不足,满 足家庭对门禁系统安全和智能的要求。
[0005] 根据技术要求,所述的基于人脸识别与3G通信的家庭智能门禁系统,其特征在 于:包括DSP中央处理器,模拟摄像头,视频解码芯片,3G通信模块,RFID模块;系统通过模 拟摄像头摄取视频图像,通过图像解码器解码,DSP处理器对图像分析处理,完成人脸检测, 异常捕捉与人脸识别;系统通过3G进行实时通信,将检测到的人脸或捕捉到的异常状况的 图像发送到管理者,管理者也可以通过3G向系统发送命令;系统通过RFID对磁卡检测,辅 助完成人脸识别和智能开关门功能。
[0006] 现今的家庭智能门禁系统虽然在安全性能上有较大的提升,但由于系统无法在门 开闭过程中与管理者实时联系,总有一些漏洞。为了克服这个问题,本发明基于人脸识别与 3G的家庭智能门禁系统,通过3G与管理者联系,及时将检测到的人脸图像或捕捉到的异常 状况图像发送给管理者并保存;管理者也可以实时通过3G对门前状况进行监控,一旦出现 问题,可迅速做出反应,并通过保存的人脸图像追查,可极大地提高安全性能。
[0007] 现今的门禁系统仍然大多仅仅依靠磁卡识别或是指纹识别,一旦磁卡或指纹被盗 取,很容易仿制,安全性能较低。为了克服这个问题,基于人脸识别与3G通信的家庭智能 门禁系统,主要靠人脸识别,人脸特征包括人脸轮廓特征、灰度分布特征、器官特征、模板特 征、纹理特征、颜色特征等,特征复杂,安全性能很高,并且人脸识别方便,无需按指纹或刷 卡,只需站在摄像头处即可,方便快捷,而相对于仅仅依靠人脸识别的智能门禁系统,本发 明还包括磁卡辅助识别,提高了家庭智能门禁系统的安全性和稳定性。
[0008] 本发明采用DSP平台,小巧简便,功耗很低,甚至可用电池供电,极大的节省了家 庭能源和空间消耗,在偏僻、狭窄、电网无法触及的场所仍可使用,价格便宜,成本低,增大 了门禁系统的适用范围。
3[0009] 本发明的有益效果是,该系统可以通过3G与门禁系统管理者及时通信,保持联 系,管理者也可以通过3G实现适时监控系统周围状况,提高安全性能;该系统在DSP平台实 现数据处理,结构简单,可以方便、快捷的应用到其他领域,与同类产品相比价格便宜;该系 统对人脸检测与识别进行身份认证,不容易特征仿制,安全性好。本发明对于解决门禁系统 的智能化、自动化有较大意义,对智能门禁系统的安全性能有很大的提高。
附图说明
[0010] 图1是系统硬件框架图。
[0011] 图2是系统软件框图。
[0012] 图3是3G模块结构框图和DSP平台结构图。
[0013] 图中包括部件:摄像头、3G模块、DSP平台、RFID模块、智能检测软件系统、后台、存 储器。
具体实施方式
[0014] 本发明是一种全新的家庭智能门禁系统,下面结合附图对本发明进一步说明。
[0015] 图1是硬件整体框架图。系统通过模拟摄像头摄取到视频序列后,对摄取到的视 频序列进行图像处理以确定其中是否含有人脸,如果是则返回人脸的位置、大小和姿态,并 将检测到的人脸发送到后台管理者;同时系统将检测到的人脸与库中存储的特定人脸对比 识别,若是特定人脸,同时此人按门上按钮,则系统开门,否则保持关闭。另外,由于人脸识 别存在一定的失败率,当人脸识别失败时,系统可以通过RFID对磁卡认证,然后将刷卡人 的人脸发送到管理者,,管理者根据收到的人脸决定开门或关门,并向系统发送指令,系统 根据指令开门或关门。存储器可以存储人脸图像数据,可通过SD卡或USB 口将数据导出。 软件系统基于Linux编程,采用人脸识别算法对人脸检测识别。
[0016] 图2是系统的软件流程。软件流程包括:人脸图像预处理,包括滤波去噪,均衡灰 度值,尺度归一化,边缘锐化;图像分割就是利用相对熵阈值的图像分割技术将可能的人脸 区域与背景区域分割开,图像分割后得到的图像如果含有孤立点噪声,则对其进行滤波处 理。特征提取与人脸检测,根据人脸的拓扑特征,考虑整体与局部的关系,采用视觉不变性 对人脸进行检测。人脸检测到后,通过3G模块将人脸发送到后台,并将采集到的特征进行 匹配,若为特定人脸,则系统开门。同时软件系统检测RFID模块输入,若有输入,将持卡人 人脸图像发送到管理者,管理者根据收到的人脸图像决定开门或关门,并将决定发给系统, 系统执行开门或不开。
[0017] 图3是3G模块硬件结构图和DSP平台结构图。3G模块通过UART 口或USB 口与处 理器平台相连,传输数据。处理器平台以DSP芯片为核心处理器,通过PPI 口与将模拟摄像 头摄取的图像数据读入处理,通过EBIU 口与SDRAM和FLASH相连,作为数据和程序存储器。 DSP平台通过MIS0线与SD卡传输数据,可读出存储数据。
[0018] 整个系统工作流程如下:
[0019] (1)摄像头获取原始图像后,对图像进行平滑、增强等预处理。
[0020] (2)利用相对熵阈值的图像分割技术获取最佳的全局阈值,以利于后续的特征提 取和识别。
4[0021] (3)对分割后得到的图像进行滤波处理,去除可能含有的孤立点噪声。
[0022] (4)采用机器视觉不变性法,针对处理后的图像,提取灰度、纹理、颜色、结构特征 等图像特征值作为原始特征,与人脸稳定的特征值对比,判断是否是人脸,若是,将人脸图 像通过3G发送到后台。
[0023] (5)将检测到的人脸图像与数据库中存储的特征对比,判断是否为特征人脸,若是 系统开门。
[0024] (6)系统保持检测RFID 口是否有输入,若是RFID 口有输入,同样执行(1)、(2)、 (3)、(4),将人脸通过3G发送到管理者,管理者根据接收的图像发送开或不开指令,系统根 据指令作出相应的操作。

Claims (5)

  1. 基于人脸识别与3G通信的家庭智能门禁系统,其特征在于:包括DSP中央处理器,模拟摄像头,视频解码芯片,3G通信模块,RFID模块;系统通过模拟摄像头摄取视频图像,通过图像解码器解码,DSP处理器对视频图像分析处理,完成人脸检测,异常捕捉与人脸识别;系统通过3G进行实时通信,管理者也可以通过3G向系统发送命令;系统通过RFID对磁卡检测,辅助完成人脸识别和智能开关门功能。
  2. 2.根据权利要求1所述的基于人脸识别与3G通信的家庭智能门禁系统,其特征在于: 所述的人脸检测与异常捕捉完成后,系统将检测到的人脸或捕捉到的异常 状况的图像通过 3G发送到管理者手机,完成与管理者保持实时联系的目的。
  3. 3.根据权利要求3所述的基于人脸识别与3G通信的家庭智能门禁系统,其特征在于: 所述的人脸识别,是人脸检测完成后,系统将检测到的人脸与特征库中人脸特征比对,完成 人脸身份识别。人脸识别完成后,如果是特定人脸,系统自动开门,否则系统不开门。
  4. 4.根据权利要求1所述的基于人脸识别与3G通信的家庭智能门禁系统,其特征在于: 所述的管理者通过3G向系统发送命令,是系统提前设定,管理者用手机通过3G向系统发送 命令,包括开门,关门,视频监控,语音通话,镜头切换。
  5. 5.根据权利要求1所述的基于人脸识别与3G通信的家庭智能门禁系统,其特征在于: 所述的RFID磁卡检测,是对人脸识别的辅助,当人脸识别无法完成时,持卡人刷卡,系统直 接判断持卡人人脸是否是特征库中存储的该卡主人人脸,如果是,系统开门,否则关门。
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