CN105303661B - 基于指纹和指静脉识别的智慧社区系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于指纹和指静脉识别的智慧社区系统及方法，包括指纹识别单元、人脸识别单元、指静脉识别单元、认证服务器、联动控制器和前端联动设备，在认证结果为非法时启动表情识别模块和光电脉搏传感器驱动模块，危险判决模块根据被测目标表情和脉搏信息判决该非法目标的总危险值；联动控制器根据总危险值数据和预设的控制逻辑向前端联动设备输出控制信号。本发明将指纹识别、人脸图像识别和指静脉纹路图像识别有效结合，在进行合法性认证时，不但要求指纹比对、人脸图像比对及指静脉纹路比对结果均显示被测目标为合法用户，而且要求该指纹、人脸图像、指静脉纹路为同一合法用户的，有效提高了社区安防管理的准确性和可靠性。

Description

基于指纹和指静脉识别的智慧社区系统及方法

技术领域

本发明涉及一种智慧社区系统，特别是涉及一种基于指纹和指静脉识别的智慧社区系统及方法。

背景技术

随着公众对于公共出入安全的要求越来越高，智慧社区门禁系统的使用越来越普及。目前市面上常见的门禁系统通常采用射频卡认证方式，只要有门禁卡即可通过认证，非法用户完全有可能通过盗窃等方式获得合法门禁卡，管理方式存在很大漏洞。另外，对于合法用户来说，进出门必须携带门禁卡，而且门禁卡容易遗失或损坏，给合法用户带来了很大不便。

近年来，为了为用户提供更大方便，很多门禁系统开始采用指纹识别方式实现认证，用户只需事先录入合法指纹，出入时只需按下指纹即可通过认证，使用十分方便。然而单一的指纹认证方式存在以下问题：（1）识别率低，若用户手指出现脱皮、起泡等现象，则很难正确予以识别；（2）目前市面上出现了很多指纹套产品，能够逼真地倒模用户指纹，指纹认证的可靠性逐渐降低。随着图像识别技术的发展，目前也有很多门禁系统开始使用基于人脸图像识别以及指静脉纹路图像识别的认证方式。如果将指纹识别、人脸图像识别和指静脉纹路图像识别有效结合，必然能够有效提高门禁系统认证的准确性和可靠性。

除此之外，现有的门禁系统都只提供了认证功能，在发现非法用户时并不能提供有效联动措施。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于指纹和指静脉识别的智慧社区系统及方法，自动采集非法用户的表情及脉搏信息以分析危险等级，同时根据危险等级自动响应联动措施。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：基于指纹和指静脉识别的智慧社区系统，包括指纹识别单元、人脸识别单元、指静脉识别单元、认证服务器、联动控制器和前端联动设备，指纹识别单元用于采集被测目标指纹信息；人脸识别单元用于采集被测目标人脸图像信息；指静脉识别单元包括指静脉纹路采集器和集成在指静脉纹路采集器上的光电脉搏传感器，指静脉纹路采集器用于采集被测目标指静脉纹路图像，光电脉搏传感器用于采集被测目标脉搏信息；

认证服务器包括指纹比对模块、人脸图像比对模块、指静脉纹路比对模块、认证模块、表情识别模块、光电脉搏传感器驱动模块和危险判决模块，指纹比对模块用于将指纹识别单元采集的被测目标指纹信息与合法指纹库进行比对；人脸图像比对模块用于将人脸识别单元采集的被测目标人脸图像信息与合法人脸图像库进行比对；指静脉纹路比对模块用于将指静脉纹路采集器采集的被测目标指静脉纹路图像与合法指静脉纹路图像库进行比对；认证模块用于根据指纹比对模块、人脸图像比对模块和指静脉纹路比对模块的比对结果对被测目标进行合法性认证；在认证结果为非法时启动表情识别模块和光电脉搏传感器驱动模块，表情识别模块用于根据人脸图像信息识别出被测目标表情，光电脉搏传感器驱动模块用于驱动光电脉搏传感器采集被测目标脉搏信息；危险判决模块用于根据被测目标表情和脉搏信息判决该非法目标的总危险值；

联动控制器用于接收危险判决模块输出的总危险值数据，并根据总危险值数据和预设的控制逻辑向前端联动设备输出控制信号；

所述的前端联动设备包括声光报警器、门禁道闸、公安报警服务器，声光报警器用于发出声光报警，门禁道闸用于封锁出入通道，公安报警服务器用于接入公安报警系统并自动向公安局报案。

所述的危险判决模块包括表情危险值判决子模块、脉搏危险值判决子模块和总危险值计算模块，表情危险值判决子模块根据被测目标表情判决表情危险值A₁；脉搏危险值判决子模块根据被测目标脉搏信息判决脉搏危险值A₂；总危险值计算模块根据表情危险值A₁和脉搏危险值A₂进行加权求和计算得到总危险值A=a₁A₁+a₂A₂，其中，a₁、a₂分别为表情危险值A₁、脉搏危险值A₂在总危险值中所占的权重。

所述预设的控制逻辑为：总危险值在第一区间内时，启动前端联动设备中的第一联动组，第一联动组包括声光报警器；总危险值在第二区间内时，启动前端联动设备中的第二联动组，第二联动组包括声光报警器和门禁道闸；总危险值在第三区间内时，启动前端联动设备中的第三联动组，第三联动组包括声光报警器、门禁道闸和公安报警服务器。

基于指纹和指静脉识别的智慧社区系统的方法，包括以下步骤：

S1：信息采集，包括以下步骤：

（1）指纹识别单元采集被测目标指纹信息；

（2）人脸识别单元采集被测目标人脸图像信息；

（3）指静脉纹路采集器采集被测目标指静脉纹路图像；

S2：信息比对，包括以下步骤：

（1）指纹比对模块将指纹识别单元采集的被测目标指纹信息与合法指纹库进行比对；

（2）人脸图像比对模块将人脸识别单元采集的被测目标人脸图像信息与合法人脸图像库进行比对；

（3）指静脉纹路比对模块将指静脉纹路采集器采集的被测目标指静脉纹路图像与合法指静脉纹路图像库进行比对；

S3：合法性认证，若指纹比对、人脸图像比对及指静脉纹路比对结果均显示该被测目标为合法用户且为同一合法用户的指纹、人脸图像、指静脉纹路，则认定该目标为合法用户；若指纹比对、人脸图像比对及指静脉纹路比对结果有任一项显示该被测目标为非法用户，或者指纹比对、人脸图像比对及指静脉纹路比对结果均为合法但指纹、人脸图像、指静脉纹路不属于同一合法用户，则认定该目标为非法用户，跳转至步骤S4；

S4：表情及脉搏采集，启动表情识别模块和光电脉搏传感器驱动模块，表情识别模块根据人脸图像信息识别出被测目标表情，光电脉搏传感器驱动模块驱动光电脉搏传感器采集被测目标脉搏信息；

S5：危险判决，危险判决模块根据被测目标表情和脉搏信息判决该非法目标的总危险值；

S6：联动控制，联动控制器接收危险判决模块输出的总危险值数据，并根据总危险值数据和预设的控制逻辑向前端联动设备输出控制信号；所述的前端联动设备包括声光报警器、门禁道闸、公安报警服务器，声光报警器用于发出声光报警，门禁道闸用于封锁出入通道，公安报警服务器用于接入公安报警系统并自动向公安局报案。

所述的危险判决步骤包括以下子步骤：

SS1：表情危险值判决子模块根据被测目标表情判决表情危险值A₁，脉搏危险值判决子模块根据被测目标脉搏信息判决脉搏危险值A₂；

SS2：总危险值计算模块根据表情危险值A₁和脉搏危险值A₂进行加权求和计算得到总危险值A=a₁A₁+a₂A₂，其中，a₁、a₂分别为表情危险值A₁、脉搏危险值A₂在总危险值中所占的权重。

所述的联动控制步骤包括以下子步骤：

（1）当总危险值在第一区间内时，启动声光报警器发出声光报警；

（2）当总危险值在第二区间内时，启动声光报警器发出声光报警的同时启动门禁道闸封锁出入通道；

（3）当总危险值在第三区间内时，启动声光报警器发出声光报警、启动门禁道闸封锁出入通道的同时联网公安报警系统自动向公安局报案。

本发明的有益效果是：

1）将指纹识别、人脸图像识别和指静脉纹路图像识别有效结合，在进行合法性认证时，不但要求指纹比对、人脸图像比对及指静脉纹路比对结果均显示被测目标为合法用户，而且要求该指纹、人脸图像、指静脉纹路为同一合法用户的，有效提高了门禁系统认证的准确性和可靠性。

2）能够自动采集非法用户的表情及脉搏信息以通过模型数值化得到各自的危险值，对两个危险值进行加权求和，并可根据总危险值的数据范围给出相应应对联动措施，联动方式合理、响应快。在发生重大危险情况时支持联网公安报警系统自动向公安局报案。

3）非法用户的表情通过人脸识别单元即可实现采集，脉搏通过集成在指静脉纹路采集器上的光电脉搏传感器即可实现采集，在非法用户特征采集方面无法额外增加太多成本。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，基于指纹和指静脉识别的智慧社区系统，包括指纹识别单元、人脸识别单元、指静脉识别单元、认证服务器、联动控制器和前端联动设备，指纹识别单元用于采集被测目标指纹信息；人脸识别单元用于采集被测目标人脸图像信息；指静脉识别单元包括指静脉纹路采集器和集成在指静脉纹路采集器上的光电脉搏传感器，指静脉纹路采集器用于采集被测目标指静脉纹路图像，光电脉搏传感器用于采集被测目标脉搏信息。

认证服务器包括指纹比对模块、人脸图像比对模块、指静脉纹路比对模块、认证模块、表情识别模块、光电脉搏传感器驱动模块和危险判决模块，指纹比对模块用于将指纹识别单元采集的被测目标指纹信息与合法指纹库进行比对；人脸图像比对模块用于将人脸识别单元采集的被测目标人脸图像信息与合法人脸图像库进行比对；指静脉纹路比对模块用于将指静脉纹路采集器采集的被测目标指静脉纹路图像与合法指静脉纹路图像库进行比对；认证模块用于根据指纹比对模块、人脸图像比对模块和指静脉纹路比对模块的比对结果对被测目标进行合法性认证；在认证结果为非法时启动表情识别模块和光电脉搏传感器驱动模块，表情识别模块用于根据人脸图像信息识别出被测目标表情，光电脉搏传感器驱动模块用于驱动光电脉搏传感器采集被测目标脉搏信息。

危险判决模块用于根据被测目标表情和脉搏信息判决该非法目标的总危险值。所述的危险判决模块包括表情危险值判决子模块、脉搏危险值判决子模块和总危险值计算模块，表情危险值判决子模块根据被测目标表情判决表情危险值A₁；如果目标表情结果为“紧张”、“东张西望”，则其表情危险值A₁取较大数值。脉搏危险值判决子模块根据被测目标脉搏信息判决脉搏危险值A₂；如果目标的脉搏速度大于正常脉搏速度阈值，则脉搏危险值A₂取较大数值，脉搏危险值A₂的取值与脉搏速度成正比。总危险值计算模块根据表情危险值A₁和脉搏危险值A₂进行加权求和计算得到总危险值A=a₁A₁+a₂A₂，其中，a₁、a₂分别为表情危险值A₁、脉搏危险值A₂在总危险值中所占的权重。

联动控制器用于接收危险判决模块输出的总危险值数据，并根据总危险值数据和预设的控制逻辑向前端联动设备输出控制信号。

所述的前端联动设备包括声光报警器、门禁道闸、公安报警服务器，声光报警器用于发出声光报警，门禁道闸用于封锁出入通道，公安报警服务器用于接入公安报警系统并自动向公安局报案。

所述预设的控制逻辑为：总危险值在第一区间内时，启动前端联动设备中的第一联动组，第一联动组包括声光报警器；总危险值在第二区间内时，启动前端联动设备中的第二联动组，第二联动组包括声光报警器和门禁道闸；总危险值在第三区间内时，启动前端联动设备中的第三联动组，第三联动组包括声光报警器、门禁道闸和公安报警服务器。

如图2所示，基于指纹和指静脉识别的智慧社区系统的方法，包括以下步骤：

S1：信息采集，包括以下步骤：

（1）指纹识别单元采集被测目标指纹信息；

（2）人脸识别单元采集被测目标人脸图像信息；

（3）指静脉纹路采集器采集被测目标指静脉纹路图像；

S2：信息比对，包括以下步骤：

（1）指纹比对模块将指纹识别单元采集的被测目标指纹信息与合法指纹库进行比对；

（2）人脸图像比对模块将人脸识别单元采集的被测目标人脸图像信息与合法人脸图像库进行比对；

（3）指静脉纹路比对模块将指静脉纹路采集器采集的被测目标指静脉纹路图像与合法指静脉纹路图像库进行比对；

S3：合法性认证，若指纹比对、人脸图像比对及指静脉纹路比对结果均显示该被测目标为合法用户且为同一合法用户的指纹、人脸图像、指静脉纹路，则认定该目标为合法用户；若指纹比对、人脸图像比对及指静脉纹路比对结果有任一项显示该被测目标为非法用户，或者指纹比对、人脸图像比对及指静脉纹路比对结果均为合法但指纹、人脸图像、指静脉纹路不属于同一合法用户，则认定该目标为非法用户，跳转至步骤S4；

S4：表情及脉搏采集，启动表情识别模块和光电脉搏传感器驱动模块，表情识别模块根据人脸图像信息识别出被测目标表情，光电脉搏传感器驱动模块驱动光电脉搏传感器采集被测目标脉搏信息；

S5：危险判决，危险判决模块根据被测目标表情和脉搏信息判决该非法目标的总危险值；

S6：联动控制，联动控制器接收危险判决模块输出的总危险值数据，并根据总危险值数据和预设的控制逻辑向前端联动设备输出控制信号；所述的前端联动设备包括声光报警器、门禁道闸、公安报警服务器，声光报警器用于发出声光报警，门禁道闸用于封锁出入通道，公安报警服务器用于接入公安报警系统并自动向公安局报案。

所述的危险判决步骤包括以下子步骤：

SS1：表情危险值判决子模块根据被测目标表情判决表情危险值A₁，脉搏危险值判决子模块根据被测目标脉搏信息判决脉搏危险值A₂；

SS2：总危险值计算模块根据表情危险值A₁和脉搏危险值A₂进行加权求和计算得到总危险值A=a₁A₁+a₂A₂，其中，a₁、a₂分别为表情危险值A₁、脉搏危险值A₂在总危险值中所占的权重。

所述的联动控制步骤包括以下子步骤：

（1）当总危险值在第一区间内时，启动声光报警器发出声光报警；

（2）当总危险值在第二区间内时，启动声光报警器发出声光报警的同时启动门禁道闸封锁出入通道；

（3）当总危险值在第三区间内时，启动声光报警器发出声光报警、启动门禁道闸封锁出入通道的同时联网公安报警系统自动向公安局报案。向公安局报案时，公安报警服务器自动生成包含报警事由（该事由描述由危险判决模块自动生成）、案发时间、案发地点的报警信息。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.基于指纹和指静脉识别的智慧社区系统，其特征在于：自动采集非法用户的表情及脉搏信息以分析危险等级，同时根据危险等级自动响应联动措施；包括指纹识别单元、人脸识别单元、指静脉识别单元、认证服务器、联动控制器和前端联动设备；

指纹识别单元，用于采集被测目标指纹信息；

人脸识别单元，用于采集被测目标人脸图像信息；

指静脉识别单元包括指静脉纹路采集器和集成在指静脉纹路采集器上的光电脉搏传感器，指静脉纹路采集器，用于采集被测目标指静脉纹路图像，光电脉搏传感器用于采集被测目标脉搏信息；

认证服务器包括指纹比对模块、人脸图像比对模块、指静脉纹路比对模块、认证模块、表情识别模块、光电脉搏传感器驱动模块和危险判决模块；

指纹比对模块，用于将指纹识别单元采集的被测目标指纹信息与合法指纹库进行比对；

人脸图像比对模块用于将人脸识别单元采集的被测目标人脸图像信息与合法人脸图像库进行比对；

指静脉纹路比对模块，用于将指静脉纹路采集器采集的被测目标指静脉纹路图像与合法指静脉纹路图像库进行比对；

认证模块，用于根据指纹比对模块、人脸图像比对模块和指静脉纹路比对模块的比对结果对被测目标进行合法性认证；在认证结果为非法时启动表情识别模块和光电脉搏传感器驱动模块，表情识别模块用于根据人脸图像信息识别出被测目标表情，光电脉搏传感器驱动模块用于驱动光电脉搏传感器采集被测目标脉搏信息；

危险判决模块，用于根据被测目标表情和脉搏信息判决该非法目标的总危险值；

联动控制器用于接收危险判决模块输出的总危险值数据，并根据总危险值数据和预设的控制逻辑向前端联动设备输出控制信号；

所述的前端联动设备包括声光报警器、门禁道闸、公安报警服务器，声光报警器用于发出声光报警，门禁道闸用于封锁出入通道，公安报警服务器用于接入公安报警系统并自动向公安局报案。

2.根据权利要求1所述的基于指纹和指静脉识别的智慧社区系统，其特征在于：所述的危险判决模块包括表情危险值判决子模块、脉搏危险值判决子模块和总危险值计算模块，表情危险值判决子模块根据被测目标表情判决表情危险值A₁；脉搏危险值判决子模块根据被测目标脉搏信息判决脉搏危险值A₂；总危险值计算模块根据表情危险值A₁和脉搏危险值A₂进行加权求和计算得到总危险值A=a₁A₁+a₂A₂，其中，a₁、a₂分别为表情危险值A₁、脉搏危险值A₂在总危险值中所占的权重。

3.根据权利要求1所述的基于指纹和指静脉识别的智慧社区系统，其特征在于：所述预设的控制逻辑为：总危险值在第一区间内时，启动前端联动设备中的第一联动组，第一联动组包括声光报警器；总危险值在第二区间内时，启动前端联动设备中的第二联动组，第二联动组包括声光报警器和门禁道闸；总危险值在第三区间内时，启动前端联动设备中的第三联动组，第三联动组包括声光报警器、门禁道闸和公安报警服务器。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的基于指纹和指静脉识别的智慧社区系统的方法，其特征在于，自动采集非法用户的表情及脉搏信息以分析危险等级，同时根据危险等级自动响应联动措施；包括以下步骤：

S1：信息采集，包括以下步骤：

（1）指纹识别单元采集被测目标指纹信息；

（2）人脸识别单元采集被测目标人脸图像信息；

（3）指静脉纹路采集器采集被测目标指静脉纹路图像；

S2：信息比对，包括以下步骤：

（1）指纹比对模块将指纹识别单元采集的被测目标指纹信息与合法指纹库进行比对；

（2）人脸图像比对模块将人脸识别单元采集的被测目标人脸图像信息与合法人脸图像库进行比对；

（3）指静脉纹路比对模块将指静脉纹路采集器采集的被测目标指静脉纹路图像与合法指静脉纹路图像库进行比对；

S3：合法性认证，若指纹比对、人脸图像比对及指静脉纹路比对结果均显示该被测目标为合法用户且为同一合法用户的指纹、人脸图像、指静脉纹路，则认定该目标为合法用户；若指纹比对、人脸图像比对及指静脉纹路比对结果有任一项显示该被测目标为非法用户，或者指纹比对、人脸图像比对及指静脉纹路比对结果均为合法但指纹、人脸图像、指静脉纹路不属于同一合法用户，则认定该目标为非法用户，跳转至步骤S4；

S4：表情及脉搏采集，启动表情识别模块和光电脉搏传感器驱动模块，表情识别模块根据人脸图像信息识别出被测目标表情，光电脉搏传感器驱动模块驱动光电脉搏传感器采集被测目标脉搏信息；

S5：危险判决，危险判决模块根据被测目标表情和脉搏信息判决该非法目标的总危险值；

S6：联动控制，联动控制器接收危险判决模块输出的总危险值数据，并根据总危险值数据和预设的控制逻辑向前端联动设备输出控制信号；所述的前端联动设备包括声光报警器、门禁道闸、公安报警服务器，声光报警器用于发出声光报警，门禁道闸用于封锁出入通道，公安报警服务器用于接入公安报警系统并自动向公安局报案。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的危险判决步骤包括以下子步骤：

SS1：表情危险值判决子模块根据被测目标表情判决表情危险值A₁，脉搏危险值判决子模块根据被测目标脉搏信息判决脉搏危险值A₂；

SS2：总危险值计算模块根据表情危险值A₁和脉搏危险值A₂进行加权求和计算得到总危险值A=a₁A₁+a₂A₂，其中，a₁、a₂分别为表情危险值A₁、脉搏危险值A₂在总危险值中所占的权重。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的联动控制步骤包括以下子步骤：

（1）当总危险值在第一区间内时，启动声光报警器发出声光报警；

（2）当总危险值在第二区间内时，启动声光报警器发出声光报警的同时启动门禁道闸封锁出入通道；

（3）当总危险值在第三区间内时，启动声光报警器发出声光报警、启动门禁道闸封锁出入通道的同时联网公安报警系统自动向公安局报案。