CN106789940A - 一种基于指纹识别的家庭互联网管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于指纹识别的家庭互联网管理系统及方法，涉及智能家居领域，其特征在于，所述系统包括：所述系统包括：用于采集原始指纹数据信息的指纹采集装置、用于对采集到的指纹数据信息进行评估的质量评估系统、用于对采集到的指纹数据信息进行图像处理的图像处理系统、用于根据图像处理的结果进行指纹检索匹配的检索匹配系统、用于存储检索匹配样本的匹配数据库、用于进行权限分配的权限分配模块、用于过滤网址的网址过滤模块和用于存储需要过滤的网站的过滤数据库。本发明具有双重验证、权限管理和智能化等优点。

Description

一种基于指纹识别的家庭互联网管理系统及方法

技术领域

本发明涉及智能家居领域，特别涉及一种基于指纹识别的家庭互联网管理系统及方法。

背景技术

据调查我国青少年犯罪率逐年攀升，而青少年犯罪的源头更多的指向于一些宣传包括色情，暴力，赌博，毒品等内容及相关视频的不健康的网站。使用上网行为管理路由器，家长可以通过设置，对关键过滤，限制孩子访问不良的网站，使孩子远离这些网络垃圾的毒害，为孩子打造一个良好的上网环境。

在当今网络风靡整个社会之时，小孩上网管理已成为小孩成长教育的一个重要方面，从多层次多角度去教育和管理小孩上网，已经不是某个家庭，某个家长的责任，而是所有的家长，家庭，教育工作者乃至整个社会的责任。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种基于指纹识别的家庭互联网管理系统及方法，本发明具有双重验证、权限管理和智能化等优点。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于指纹识别的家庭互联网管理系统，其特征在于，所述系统包括：用于采集原始指纹数据信息的指纹采集装置、用于对采集到的指纹数据信息进行评估的质量评估系统、用于对采集到的指纹数据信息进行图像处理的图像处理系统、用于根据图像处理的结果进行指纹检索匹配的检索匹配系统、用于存储检索匹配样本的匹配数据库、用于进行权限分配的权限分配模块、用于过滤网址的网址过滤模块和用于存储需要过滤的网站的过滤数据库。

进一步的，所述指纹采集装置包括：用于获取原始指纹图像信息的指纹传感器；所述指纹传感器信号连接于用于将模拟的原始指纹图像信息转换为数字图像信号的数据转换单元；所述数据转换单元信号连接于所述质量评估单元；所述指纹采集装置还包括：用于显示信息的显示器和用于发出语音提醒信号的语音播放装置。

进一步的，所述质量评估系统包括：将指纹图像分割为多个小块的指纹图像分割单元；所述指纹图像分割单元信号连接于用于根据分割后的指纹图像判断指纹图像质量的判断单元。

进一步的，所述图像处理系统包括：用于将分割后的指纹图像进行二值化处理的图像二值化单元；所述图像二值化单元信号连接于用于去除二值化后的指纹图像中的孔类噪声的噪声去除单元；所述噪声去除单元信号连接于用于将指纹图像进行细化的指纹细化单元；所述指纹细化单元信号连接于用于对指纹图像进行滤波的图像滤波单元；所述图像滤波单元信号连接于所述检索匹配系统。

进一步的，所述检索匹配系统包括：特征量提取单元和匹配检索单元；所述特征量提取单元，用于对图像处理后的指纹图像数据信息进行特征量提取；所述特征量提取单元信号连接于匹配检索单元；所述检索匹配单元，用于根据特征量提取单元发送过来提取后的特征量进行检索，得出检索结果，将检索结果发送至指纹采集装置。

一种基于指纹识别的家庭互联网管理系统的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：指纹采集装置获取指纹的原始图像数据信息，将原始的图像数据信息发送至质量评估系统；

步骤2：质量评估系统对接收到的原始图像数据信息进行质量评估，若质量评估通过，则将原始图像数据信息发送至图像处理系统，执行步骤3；若质量评估不通过，则发送控制命令到指纹采集装置，指纹采集装置提醒使用者需要重新采集指纹；

步骤3：若进行的是录入用户指纹的操作，图像处理系统对接收到的指纹图像数据信息进行图像处理后将处理后的数据信息发送至数据库进行保存；若进行的是识别用户指纹的操作，图像处理系统对接收到的指纹图像数据信息进行图像处理后将处理后的数据信息发送至检索匹配系统；

步骤4：检索匹配系统根据接收到的指纹图像数据信息在数据库中进行检索和匹配，将检索和匹配的结果发送至指纹采集装置，告知用户指纹识别的结果；

步骤5：若指纹识别通过，权限分配模块开始为用户分配权限；并将该用户的权限信息发送给网址过滤模块

步骤6：网址过滤模块根据用户的权限，按照用户访问的网址，从过滤数据库中过滤掉相应的网址数据信息。

进一步的，所述用户的权限包括：高级、中级和低级；所述过滤数据库中存在对应三个权限等级的数据库，分别为：高级数据库、中级数据库和低级数据库；所述低级数据库中存储的过滤网址包括了高级数据库中存储的过滤网址；所述中级数据库中的过滤网址涵盖了低级数据库中的过滤网址。

进一步的，所述质量评估系统对原始图像数据信息进行质量评估的方法包括以下步骤：

步骤1：质量评估系统将原始图像数据信息分成N*N个小方块；

步骤2：定义每个小方块的间的灰度值变化量为：

其中，(i₀，j₀)为每个小方块左上角点的坐标；f_i，j为原始图像第i行第j列点的像素灰度值；m为该小方块内所有点的均值；

步骤3：根据求出的ΔF，设定一格阈值T；若ΔF＞T，则该方块内所有点都是有效指纹区域内的点；若ΔF＜T，则该方块内的所有点都是非有效指纹区域内的点；

步骤4：对于非有效指纹区域内的点，设定另外一个阈值为：S；如果该小方块内所有点的均值判定该小方块内的图像是由于图像粘连所引起的，是手指太湿的原因造成的；否则，如果该小方块内所有点的均值且T2＜△f＜T(T2为一个阀值)，则说明该小方块内的指纹图像是比较淡，这是由于采集指纹图像的时候，手指过于干燥引起的；如果小方块内的非有效指纹区域不属于以上两种情况，则小方块内的指纹图像属于指纹图像的背景；

步骤5：对已经分出性质的小方块进行统计，为对整幅指纹图像的性质作出判断，且对统计量进行概率分析，分析出指纹图像的质量是否合格，如果质量不合格，则要判断出不合格的原因，将所述原因反馈给指纹采集装置。

采用以上技术方案，本发明产生了以下有益效果：

1、智能化：本发明智能化程度极高，监控过程无须家长或者其他成人的参与，自动控制访问权限。

2、双重验证：本发明通过指纹识别使用者的身份，然后根据识别的结果自动分配权限，根据权限再对儿童访问网站进行控制，控制更加准确。

3、权限管理：本发明通过权限管理对儿童访问网站进行控制，家长通过控制权限等级就可以对儿童访问的网站进行控制。

附图说明

图1是本发明的一种基于指纹识别的家庭互联网管理系统及方法的系统结构示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明实施例1中提供了一种基于指纹识别的家庭互联网管理系统，系统结构如图1所示：

一种基于指纹识别的家庭互联网管理系统，其特征在于，所述系统包括：用于采集原始指纹数据信息的指纹采集装置、用于对采集到的指纹数据信息进行评估的质量评估系统、用于对采集到的指纹数据信息进行图像处理的图像处理系统、用于根据图像处理的结果进行指纹检索匹配的检索匹配系统、用于存储检索匹配样本的匹配数据库、用于进行权限分配的权限分配模块、用于过滤网址的网址过滤模块和用于存储需要过滤的网站的过滤数据库。

进一步的，所述指纹采集装置包括：用于获取原始指纹图像信息的指纹传感器；所述指纹传感器信号连接于用于将模拟的原始指纹图像信息转换为数字图像信号的数据转换单元；所述数据转换单元信号连接于所述质量评估单元；所述指纹采集装置还包括：用于显示信息的显示器和用于发出语音提醒信号的语音播放装置。

进一步的，所述质量评估系统包括：将指纹图像分割为多个小块的指纹图像分割单元；所述指纹图像分割单元信号连接于用于根据分割后的指纹图像判断指纹图像质量的判断单元。

进一步的，所述图像处理系统包括：用于将分割后的指纹图像进行二值化处理的图像二值化单元；所述图像二值化单元信号连接于用于去除二值化后的指纹图像中的孔类噪声的噪声去除单元；所述噪声去除单元信号连接于用于将指纹图像进行细化的指纹细化单元；所述指纹细化单元信号连接于用于对指纹图像进行滤波的图像滤波单元；所述图像滤波单元信号连接于所述检索匹配系统。

进一步的，所述检索匹配系统包括：特征量提取单元和匹配检索单元；所述特征量提取单元，用于对图像处理后的指纹图像数据信息进行特征量提取；所述特征量提取单元信号连接于匹配检索单元；所述检索匹配单元，用于根据特征量提取单元发送过来提取后的特征量进行检索，得出检索结果，将检索结果发送至指纹采集装置。

本发明实施例2中提供了一种基于指纹识别的家庭互联网管理系统的方法：

一种基于指纹识别的家庭互联网管理系统的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：指纹采集装置获取指纹的原始图像数据信息，将原始的图像数据信息发送至质量评估系统；

步骤2：质量评估系统对接收到的原始图像数据信息进行质量评估，若质量评估通过，则将原始图像数据信息发送至图像处理系统，执行步骤3；若质量评估不通过，则发送控制命令到指纹采集装置，指纹采集装置提醒使用者需要重新采集指纹；

步骤3：若进行的是录入用户指纹的操作，图像处理系统对接收到的指纹图像数据信息进行图像处理后将处理后的数据信息发送至数据库进行保存；若进行的是识别用户指纹的操作，图像处理系统对接收到的指纹图像数据信息进行图像处理后将处理后的数据信息发送至检索匹配系统；

步骤4：检索匹配系统根据接收到的指纹图像数据信息在数据库中进行检索和匹配，将检索和匹配的结果发送至指纹采集装置，告知用户指纹识别的结果；

步骤5：若指纹识别通过，权限分配模块开始为用户分配权限；并将该用户的权限信息发送给网址过滤模块

步骤6：网址过滤模块根据用户的权限，按照用户访问的网址，从过滤数据库中过滤掉相应的网址数据信息。

进一步的，所述用户的权限包括：高级、中级和低级；所述过滤数据库中存在对应三个权限等级的数据库，分别为：高级数据库、中级数据库和低级数据库；所述低级数据库中存储的过滤网址包括了高级数据库中存储的过滤网址；所述中级数据库中的过滤网址涵盖了低级数据库中的过滤网址。

进一步的，所述质量评估系统对原始图像数据信息进行质量评估的方法包括以下步骤：

步骤1：质量评估系统将原始图像数据信息分成N*N个小方块；

步骤2：定义每个小方块的间的灰度值变化量为：

其中，(i₀，j₀)为每个小方块左上角点的坐标；f_i，j为原始图像第i行第j列点的像素灰度值；m为该小方块内所有点的均值；

步骤3：根据求出的ΔF，设定一格阈值T；若ΔF＞T，则该方块内所有点都是有效指纹区域内的点；若ΔF＜T，则该方块内的所有点都是非有效指纹区域内的点；

步骤4：对于非有效指纹区域内的点，设定另外一个阈值为：S；如果该小方块内所有点的均值判定该小方块内的图像是由于图像粘连所引起的，是手指太湿的原因造成的；否则，如果该小方块内所有点的均值且T2＜△f＜T(T2为一个阀值)，则说明该小方块内的指纹图像是比较淡，这是由于采集指纹图像的时候，手指过于干燥引起的；如果小方块内的非有效指纹区域不属于以上两种情况，则小方块内的指纹图像属于指纹图像的背景；

步骤5：对已经分出性质的小方块进行统计，为对整幅指纹图像的性质作出判断，且对统计量进行概率分析，分析出指纹图像的质量是否合格，如果质量不合格，则要判断出不合格的原因，将所述原因反馈给指纹采集装置。

本发明实施例3中提供了一种基于指纹识别的家庭互联网管理系统及方法，系统结构图如图1所示：

一种基于指纹识别的家庭互联网管理系统，其特征在于，所述系统包括：用于采集原始指纹数据信息的指纹采集装置、用于对采集到的指纹数据信息进行评估的质量评估系统、用于对采集到的指纹数据信息进行图像处理的图像处理系统、用于根据图像处理的结果进行指纹检索匹配的检索匹配系统、用于存储检索匹配样本的匹配数据库、用于进行权限分配的权限分配模块、用于过滤网址的网址过滤模块和用于存储需要过滤的网站的过滤数据库。

进一步的，所述指纹采集装置包括：用于获取原始指纹图像信息的指纹传感器；所述指纹传感器信号连接于用于将模拟的原始指纹图像信息转换为数字图像信号的数据转换单元；所述数据转换单元信号连接于所述质量评估单元；所述指纹采集装置还包括：用于显示信息的显示器和用于发出语音提醒信号的语音播放装置。

进一步的，所述质量评估系统包括：将指纹图像分割为多个小块的指纹图像分割单元；所述指纹图像分割单元信号连接于用于根据分割后的指纹图像判断指纹图像质量的判断单元。

进一步的，所述图像处理系统包括：用于将分割后的指纹图像进行二值化处理的图像二值化单元；所述图像二值化单元信号连接于用于去除二值化后的指纹图像中的孔类噪声的噪声去除单元；所述噪声去除单元信号连接于用于将指纹图像进行细化的指纹细化单元；所述指纹细化单元信号连接于用于对指纹图像进行滤波的图像滤波单元；所述图像滤波单元信号连接于所述检索匹配系统。

进一步的，所述检索匹配系统包括：特征量提取单元和匹配检索单元；所述特征量提取单元，用于对图像处理后的指纹图像数据信息进行特征量提取；所述特征量提取单元信号连接于匹配检索单元；所述检索匹配单元，用于根据特征量提取单元发送过来提取后的特征量进行检索，得出检索结果，将检索结果发送至指纹采集装置。

一种基于指纹识别的家庭互联网管理系统的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：指纹采集装置获取指纹的原始图像数据信息，将原始的图像数据信息发送至质量评估系统；

步骤2：质量评估系统对接收到的原始图像数据信息进行质量评估，若质量评估通过，则将原始图像数据信息发送至图像处理系统，执行步骤3；若质量评估不通过，则发送控制命令到指纹采集装置，指纹采集装置提醒使用者需要重新采集指纹；

步骤3：若进行的是录入用户指纹的操作，图像处理系统对接收到的指纹图像数据信息进行图像处理后将处理后的数据信息发送至数据库进行保存；若进行的是识别用户指纹的操作，图像处理系统对接收到的指纹图像数据信息进行图像处理后将处理后的数据信息发送至检索匹配系统；

步骤4：检索匹配系统根据接收到的指纹图像数据信息在数据库中进行检索和匹配，将检索和匹配的结果发送至指纹采集装置，告知用户指纹识别的结果；

步骤5：若指纹识别通过，权限分配模块开始为用户分配权限；并将该用户的权限信息发送给网址过滤模块

步骤6：网址过滤模块根据用户的权限，按照用户访问的网址，从过滤数据库中过滤掉相应的网址数据信息。

进一步的，所述用户的权限包括：高级、中级和低级；所述过滤数据库中存在对应三个权限等级的数据库，分别为：高级数据库、中级数据库和低级数据库；所述低级数据库中存储的过滤网址包括了高级数据库中存储的过滤网址；所述中级数据库中的过滤网址涵盖了低级数据库中的过滤网址。

进一步的，所述质量评估系统对原始图像数据信息进行质量评估的方法包括以下步骤：

步骤1：质量评估系统将原始图像数据信息分成N*N个小方块；

步骤2：定义每个小方块的间的灰度值变化量为：

其中，(i₀，j₀)为每个小方块左上角点的坐标；f_i，j为原始图像第i行第j列点的像素灰度值；m为该小方块内所有点的均值；

步骤3：根据求出的ΔF，设定一格阈值T；若ΔF＞T，则该方块内所有点都是有效指纹区域内的点；若ΔF＜T，则该方块内的所有点都是非有效指纹区域内的点；

步骤4：对于非有效指纹区域内的点，设定另外一个阈值为：S；如果该小方块内所有点的均值判定该小方块内的图像是由于图像粘连所引起的，是手指太湿的原因造成的；否则，如果该小方块内所有点的均值且T2＜△f＜T(T2为一个阀值)，则说明该小方块内的指纹图像是比较淡，这是由于采集指纹图像的时候，手指过于干燥引起的；如果小方块内的非有效指纹区域不属于以上两种情况，则小方块内的指纹图像属于指纹图像的背景；

步骤5：对已经分出性质的小方块进行统计，为对整幅指纹图像的性质作出判断，且对统计量进行概率分析，分析出指纹图像的质量是否合格，如果质量不合格，则要判断出不合格的原因，将所述原因反馈给指纹采集装置。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (8)

1.一种基于指纹识别的家庭互联网管理系统，其特征在于，所述系统包括：用于采集原始指纹数据信息的指纹采集装置、用于对采集到的指纹数据信息进行评估的质量评估系统、用于对采集到的指纹数据信息进行图像处理的图像处理系统、用于根据图像处理的结果进行指纹检索匹配的检索匹配系统、用于存储检索匹配样本的匹配数据库、用于进行权限分配的权限分配模块、用于过滤网址的网址过滤模块和用于存储需要过滤的网站的过滤数据库。

2.如权利要求1所述的基于指纹识别的家庭互联网管理系统，其特征在于，所述指纹采集装置包括：用于获取原始指纹图像信息的指纹传感器；所述指纹传感器信号连接于用于将模拟的原始指纹图像信息转换为数字图像信号的数据转换单元；所述数据转换单元信号连接于所述质量评估单元；所述指纹采集装置还包括：用于显示信息的显示器和用于发出语音提醒信号的语音播放装置。

3.如权利要求2所述的基于指纹识别的家庭互联网管理系统，其特征在于，所述质量评估系统包括：将指纹图像分割为多个小块的指纹图像分割单元；所述指纹图像分割单元信号连接于用于根据分割后的指纹图像判断指纹图像质量的判断单元。

4.如权利要求3所述的基于指纹识别的家庭互联网管理系统，其特征在于，所述图像处理系统包括：用于将分割后的指纹图像进行二值化处理的图像二值化单元；所述图像二值化单元信号连接于用于去除二值化后的指纹图像中的孔类噪声的噪声去除单元；所述噪声去除单元信号连接于用于将指纹图像进行细化的指纹细化单元；所述指纹细化单元信号连接于用于对指纹图像进行滤波的图像滤波单元；所述图像滤波单元信号连接于所述检索匹配系统。

5.如权利要求4所述的基于指纹识别的家庭互联网管理系统，其特征在于，所述检索匹配系统包括：特征量提取单元和匹配检索单元；所述特征量提取单元，用于对图像处理后的指纹图像数据信息进行特征量提取；所述特征量提取单元信号连接于匹配检索单元；所述检索匹配单元，用于根据特征量提取单元发送过来提取后的特征量进行检索，得出检索结果，将检索结果发送至指纹采集装置。

6.一种基于权利要求1至5之一所述的基于指纹识别的家庭互联网管理系统的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：指纹采集装置获取指纹的原始图像数据信息，将原始的图像数据信息发送至质量评估系统；

步骤2：质量评估系统对接收到的原始图像数据信息进行质量评估，若质量评估通过，则将原始图像数据信息发送至图像处理系统，执行步骤3；若质量评估不通过，则发送控制命令到指纹采集装置，指纹采集装置提醒使用者需要重新采集指纹；

步骤3：若进行的是录入用户指纹的操作，图像处理系统对接收到的指纹图像数据信息进行图像处理后将处理后的数据信息发送至数据库进行保存；若进行的是识别用户指纹的操作，图像处理系统对接收到的指纹图像数据信息进行图像处理后将处理后的数据信息发送至检索匹配系统；

步骤4：检索匹配系统根据接收到的指纹图像数据信息在数据库中进行检索和匹配，将检索和匹配的结果发送至指纹采集装置，告知用户指纹识别的结果；

步骤5：若指纹识别通过，权限分配模块开始为用户分配权限；并将该用户的权限信息发送给网址过滤模块

步骤6：网址过滤模块根据用户的权限，按照用户访问的网址，从过滤数据库中过滤掉相应的网址数据信息。

7.如权利要求6所述的基于指纹识别的家庭互联网管理系统的方法，其特征在于，所述用户的权限包括：高级、中级和低级；所述过滤数据库中存在对应三个权限等级的数据库，分别为：高级数据库、中级数据库和低级数据库；所述低级数据库中存储的过滤网址包括了高级数据库中存储的过滤网址；所述中级数据库中的过滤网址涵盖了低级数据库中的过滤网址。

8.如权利要求6所述的基于指纹识别的家庭互联网管理系统及方法，其特征在于，所述质量评估系统对原始图像数据信息进行质量评估的方法包括以下步骤：

步骤1：质量评估系统将原始图像数据信息分成N*N个小方块；

步骤2：定义每个小方块的间的灰度值变化量为：

其中，(i₀，j₀)为每个小方块左上角点的坐标；f_i，j为原始图像第i行第j列点的像素灰度值；m为该小方块内所有点的均值；

步骤3：根据求出的ΔF，设定一格阈值T；若ΔF＞T，则该方块内所有点都是有效指纹区域内的点；若ΔF＜T，则该方块内的所有点都是非有效指纹区域内的点；

步骤4：对于非有效指纹区域内的点，设定另外一个阈值为：S；如果该小方块内所有点的均值判定该小方块内的图像是由于图像粘连所引起的，是手指太湿的原因造成的；否则，如果该小方块内所有点的均值且T2＜△f＜T(T2为一个阀值)，则说明该小方块内的指纹图像是比较淡，这是由于采集指纹图像的时候，手指过于干燥引起的；如果小方块内的非有效指纹区域不属于以上两种情况，则小方块内的指纹图像属于指纹图像的背景；

步骤5：对已经分出性质的小方块进行统计，为对整幅指纹图像的性质作出判断，且对统计量进行概率分析，分析出指纹图像的质量是否合格，如果质量不合格，则要判断出不合格的原因，将所述原因反馈给指纹采集装置。