CN107170073A - 生物辨识门锁系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生物辨识门锁系统，包括无线控制门锁及生物辨识主机，无线控制门锁包含门锁本体及无线接收单元，而生物辨识主机包含相机单元、图像处理控制单元、影像数据库及无线发射单元，图像处理控制单元电气连接并控制相机单元、影像数据库及无线发射单元的操作，藉以判别是否为合格身份，进而利用无线方式打开无线控制门锁。影像数据库包含多个辨识影像以供比对，而相机单元具有变焦及追踪功能，包含相机模块、彩色滤波片、红外光滤波片及滤波片切换机构，且利用彩色或红外光影像以进行人脸、眼睛虹膜辨识，实现生物辨识门锁功能。

Description

生物辨识门锁系统

技术领域

本发明是有关于一种生物辨识门锁系统，尤其是利用生物辨识主机以无线方式打开无线控制门锁的目的，尤其是，生物辨识主机的图像处理控制单元可进行人脸辨识，以判别影像信号是否具有人脸影像，并进行眼睛虹膜辨识，以比对影像信号是否符合影像数据库中任一辨识影像，进而判别是否为合格身份，可提高辨识正确性。

背景技术

随着智能家居在安全监控或门禁系统上面的应用越来越普及，相关人员不断开发功能强大的辨识装置，尤其是电子式门锁。目前主要的电子式门锁是利用红外线感应、蓝牙无线传输或各式的无线电(RF)讯号作为门禁验证的媒介，比如近接或远距感应钥匙或感应卡，不过会有容易遗失或非法复制的风险。

此外，更有人员进一步利用生物识别方式，以提高整体的正确性及可靠度。在生物识别技术中，最常使用指纹辨识，但是指纹非常容易被复制，且目前已知平均有10％的人，其先天指纹是无法辨识的，造成实际应用上的困难，影响普及率。

因此，很需要一种创新的生物辨识门锁系统，利用生物辨识主机以无线方式打开无线控制门锁的目的，尤其是，生物辨识主机的图像处理控制单元可进行人脸辨识，以判别影像信号是否具有人脸影像，并进行眼睛虹膜辨识，以比对影像信号是否符合影像数据库中任一辨识影像，进而判别是否为合格身份，可提高辨识正确性，藉以解决上述现有技术的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种生物辨识门锁系统，主要是包括无线控制门锁以及生物辨识主机，其中无线控制门锁可设置于门板或墙体上，而生物辨识主机可设置于入口处或检查站，进而提供分离式或远距控制的门禁管制功能。无线控制门锁是包含门锁本体以及无线接收单元，其中无线接收单元电气连接至门锁本体，可接收无线解锁信号而将门锁本体的锁扣闭合状态切换成解锁打开状态，也就是以无线方式打开无线控制门锁。

上述的生物辨识主机可包含相机单元、图像处理控制单元、影像数据库以及无线发射单元，其中相机单元、图像处理控制单元、影像数据库以及无线发射单元是容置于壳体内，用以提供隔绝保护功能。再者，影像数据库包含预先储存的多个辨识影像，可供比对用，而图像处理控制单元是电气连接并控制相机单元、影像数据库及无线发射单元的操作。

相机单元具有相机模块、彩色滤波片、红外光滤波片及滤波片切换机构，其中滤波片切换机构可依据来自图像处理控制单元所产生的滤波片切换信号以切换彩色滤波片或红外光滤波片而对准相机模块，使得外部的影像光线可投射到相机模块。

相机模块包含多个彩色影像传感器、多个红外光影像传感器、变焦镜头组以及变焦机构，且投射到相机模块的影像光线是由彩色影像传感器或红外光影像传感器的感测而产生并传送影像信号。图像处理控制单元可接收影像信号，并对的影像信号进行人脸辨识，及/或利用影像数据库所储存的辨识影像以进行眼睛虹膜辨识。图像处理控制单元在进行人脸辨识时，可辨识影像信号是否为人脸，比如是否具有人脸的特征。此外，图像处理控制单元进行人脸辨识及/或眼睛虹膜辨识时，可控制变焦机构以调节变焦镜头组的焦距，进而使得影像信号对焦，并对影像信号进行缩放处理，进而实现光学变焦。

当图像处理控制单元进行人脸辨识时，可利用滤波片切换信号以选取彩色滤波片或红外光滤波片，而在进行眼睛虹膜辨识时，可利用滤波片切换信号以选取红外光滤波片，以供相机模块用。

影像数据库中储存的辨识影像可提供图像处理控制单元的眼睛虹膜辨识用，藉以比对影像信号，并在辨识影像信号符合所述辨识影像的其中之一时，产生并传送解锁信号，进而由无线发射单元接收解锁信号，并产生、发射无线解锁信号而传送至无线控制门锁。无线控制门锁的无线接收单元接收无线解锁信号，以打开门锁本体。

此外，本发明的另一目的在于提供一种生物辨识门锁系统，包括无线控制门锁以及生物辨识主机，其中无线控制门锁是包含门锁本体以及无线接收单元，且无线接收单元电气连接至门锁本体，可接收无线解锁信号而打开无线控制门锁。

生物辨识主机可包含相机单元、图像处理控制单元、影像数据库以及无线发射单元，其中图像处理控制单元是电气连接并控制相机单元、影像数据库及无线发射单元的操作。相机单元具有至少彩色相机模块及红外光相机模块的二相机模块、彩色滤波片、红外光滤波片，其中彩色滤波片及红外光滤波片是分别对准个别的彩色相机模块及红外光相机模块。因此，外部的影像光线可通过彩色滤波片及红外光滤波片而分别投射到彩色相机模块及红外光相机模块。

彩色相机模块包含多个彩色影像传感器、变焦镜头组以及变焦机构，而类似的，红外光相机模块包含多个红外光影像传感器、变焦镜头组及变焦机构。因此，投射到彩色相机模块及红外光相机模块的影像光线是由彩色影像传感器及红外光影像传感器分别感测后产生个别的影像信号。图像处理控制单元可对影像信号进行人脸辨识及/或眼睛虹膜辨识，并具有对焦功能。再者，图像处理控制单元是利用彩色相机模块及/或红外光相机模块的影像信号以进行人脸辨识，并利用红外光相机模块的影像信号以进行眼睛虹膜辨识。

同样的，图像处理控制单元可在辨识出影像信号时，产生并传送解锁信号，进而由无线发射单元接收解锁信号，并产生、发射无线解锁信号而传送至无线控制门锁，无线控制门锁的无线接收单元接收无线解锁信号以打开门锁本体。

因此，本发明可具体实现利用生物辨识主机以无线方式打开无线控制门锁的目的，尤其是，生物辨识主机的图像处理控制单元可进行人脸辨识，以判别影像信号是否具有人脸影像，并进行眼睛虹膜辨识，以比对影像信号是否符合影像数据库中任一辨识影像，进而判别是否为合格身份，提高辨识正确性，适合应用于门禁管制的场所。

附图说明

图1为本发明第一实施例生物辨识门锁系统的示意图；

图2为本发明第一实施例生物辨识门锁系统中相机单元的示意图；

图3为本发明第二实施例生物辨识门锁系统中相机单元的示意图。

附图标记说明：

1-生物辨识门锁系统；10-无线控制门锁；12-门锁本体；14-无线接收单元；20-生物辨识主机；30-相机单元；31-相机模块；31A-彩色影像传感器；31B-红外光影像传感器；31C-变焦镜头组；31D-变焦机构；31X-相机模块；31Y-相机模块；32-彩色滤波片；33-红外光滤波片；34-滤波片切换机构；40-图像处理控制单元；50-影像数据库；60-无线发射单元；UL-无线解锁信号。

具体实施方式

以下配合图标及组件符号对本发明的实施方式做更详细的说明，俾使熟习该项技艺者在研读本说明书后能据以实施。

请参阅图1，本发明实施例生物辨识门锁系统的示意图。如图1所示，本发明的生物辨识门锁系统1主要包括无线控制门锁10以及生物辨识主机20，并由生物辨识主机20利用无线解锁信号UL，以无线方式打开无线控制门锁10。

具体而言，无线控制门锁10是包含门锁本体12以及无线接收单元14，其中无线接收单元14是电气连接至门锁本体12，用以接收无线解锁信号UL而将门锁本体12的锁扣闭合状态切换成解锁打开状态，因而打开无线控制门锁10。无线控制门锁10可设置于门板或墙体上，当作门禁管制用。

再者，生物辨识主机20包含相机单元30、图像处理控制单元40、影像数据库50以及无线发射单元60，且相机单元30、图像处理控制单元40、影像数据库50以及无线发射单元60是容置于壳体(图中未显示)内，用以提供隔绝保护功能，其中影像数据库50包含预先储存的多个辨识影像，供比对用，而图像处理控制单元40是电气连接至相机单元30、影像数据库50及无线发射单元60。

进一步而言，参考图2，本发明实施例生物辨识门锁系统中相机单元的示意图，其中相机单元30具有相机模块31、彩色滤波片32、红外光滤波片33及滤波片切换机构34。滤波片切换机构34可依据来自图像处理控制单元40所产生的滤波片切换信号，以切换彩色滤波片32或红外光滤波片33而对准相机模块31，使得外部的影像光线可投射到相机模块31。相机模块31包含多个彩色影像传感器31A、多个红外光影像传感器31B、变焦镜头组31C以及变焦机构31D，且投射到相机模块31的影像光线是由彩色影像传感器31A或红外光影像传感器31B的感测而产生并传送影像信号。

图像处理控制单元40可接收来自相机单元30的影像信号，并对所接收的影像信号进行人脸辨识(Face recognition)，及/或利用影像数据库50所储存的辨识影像，以进行眼睛虹膜辨识(Iris recognition)。

更加具体而言，图像处理控制单元40在进行人脸辨识时，可辨识影像信号是否为人脸，比如是否具有人脸的特征，而人脸辨识的技术为相当成熟的现有技术，因而在此不作详细说明。较佳的，图像处理控制单元40可由中央处理器、微处理器或可程序逻辑门阵列组件(Programmable Logic Device，FPGA)而实现。

此外，图像处理控制单元40进行人脸辨识及/或眼睛虹膜辨识时，可控制变焦机构31D以调节变焦镜头组31C的焦距，进而使得影像信号对焦，并对影像信号进行缩放(Zoom in/out)处理，进而实现光学变焦。

当图像处理控制单元40进行人脸辨识时，可利用滤波片切换信号以选取彩色滤波片32或红外光滤波片33，而在进行眼睛虹膜辨识时，可利用滤波片切换信号以选取红外光滤波片33，以供相机模块31用。

影像数据库50中储存的辨识影像可提供图像处理控制单元40的眼睛虹膜辨识用，藉以比对影像信号，并在辨识影像信号符合所述辨识影像的其中之一时，产生并传送解锁信号，进而由无线发射单元60接收解锁信号，并产生、发射无线解锁信号UL而传送至无线控制门锁10。无线控制门锁10的无线接收单元14接收无线解锁信号UL，以打开门锁本体12，达到以无线方式开启无线控制门锁10的目的。

此外，参考图3，本发明第二实施例生物辨识门锁系统中相机单元的示意图，也就是，本发明第二实施例生物辨识门锁系统是类似于图1的第一实施例，其主要的差异点在于第二实施例中的相机单元30具有至少二相机模块，比如彩色相机模块31X及红外光相机模块31Y，而非第一实施例的相机单元30只具有单一相机模块31，而且第二实施例的相机单元30不包含第一实施例的滤波片切换机构34。

此外，第二实施例的相机单元30也包含彩色滤波片32及红外光滤波片33，不过彩色滤波片32及红外光滤波片33是分别对准个别的彩色相机模块31X及红外光相机模块31Y。因此，外部的影像光线可通过彩色滤波片32及红外光滤波片33而分别投射到彩色相机模块31X及红外光相机模块31Y。

彩色相机模块31X包含多个彩色影像传感器31A、变焦镜头组31C以及变焦机构31D，而类似的，红外光相机模块31Y包含多个红外光影像传感器31B、变焦镜头组31C以及变焦机构31D。因此，投射到彩色相机模块31X及红外光相机模块31Y的影像光线是由彩色影像传感器31A及红外光影像传感器31B分别感测后产生个别的影像信号。

同样的，图像处理控制单元40对影像信号进行人脸辨识及/或眼睛虹膜辨识，并具有对焦功能。要注意的是，图像处理控制单元40是利用彩色相机模块31X及/或红外光相机模块31Y的影像信号以进行人脸辨识，并利用红外光相机模块31Y的影像信号以进行眼睛虹膜辨识。

由于第二实施例的其余技术内容是相同于第一实施例，所以省略而不再次重复说明。

更加具体而言，第一实施例及第二实施例的图像处理控制单元40可在进行人脸辨识及/或眼睛虹膜辨识时，对所接收的影像信号进行数字变焦。尤其是，图像处理控制单元40可依据影像信号的移动速度以控制光学变焦及数字变焦，可达到影像质量的优化，能大幅提高人脸辨识、眼睛虹膜辨识的正确性。

再者，第一实施例的图像处理控制单元40在进行人脸辨识时，可选取彩色滤波片32，也就是利用可见光影像以判别影像信号是否为人脸。另一方式是，如果影像信号的亮度低于某一默认值，表示环境光的强度不足，比如日光或灯光较微弱，则可选取红外光滤波片33，而不用彩色滤波片32。

同理，第二实施例的图像处理控制单元40在进行人脸辨识时，可选用来自彩色相机模块31X的影像信号，但是当彩色相机模块31X的影像信号的亮度低于默认值，则可选用来自红外光相机模块31Y的影像信号，以提高辨识可靠度。

综上所述，本发明的主要特点在于利用生物辨识主机以无线方式打开无线控制门锁的目的，可具体实现生物辨识门锁的功能，尤其是，生物辨识主机的图像处理控制单元可进行人脸辨识，藉以判别影像信号是否具有人脸影像，并进行眼睛虹膜辨识，以比对影像信号是否符合影像数据库中任一辨识影像，进而判别是否为合格身份。因此，本发明能改善辨识的正确性，非常适合应用于需要门禁管制的场所。

由于本发明的技术内并未见于已公开的刊物、期刊、杂志、媒体、展览场，因而具有新颖性，且能突破目前的技术瓶颈而具体实施，确实具有进步性。此外，本发明能解决现有技术的问题，改善整体使用效率，而能达到具产业利用性的价值。

以上所述者仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的发明精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。

Claims (9)

1.一种生物辨识门锁系统，包括：

一无线控制门锁，包含一门锁本体以及一无线接收单元，且所述无线接收单元电气连接至所述门锁本体，用以接收一无线解锁信号而将所述门锁本体的一锁扣闭合状态切换成一解锁打开状态；以及

一生物辨识主机，包含一相机单元、一图像处理控制单元、一影像数据库以及一无线发射单元，且所述相机单元、所述图像处理控制单元及所述无线发射单元是容置于一壳体内以提供隔绝保护功能，而所述图像处理控制单元电气连接至所述相机单元、所述影像数据库及所述无线发射单元，所述影像数据库包含预先储存的多个辨识影像，

其中所述相机单元具有一相机模块、一彩色滤波片、一红外光滤波片及一滤波片切换机构，所述滤波片切换机构依据由所述图像处理控制单元产生的一滤波片切换信号以切换所述彩色滤波片或所述红外光滤波片而对准所述相机模块，使得一影像光线投射到所述相机模块，所述相机模块包含多个彩色影像传感器、多个红外光影像传感器、一变焦镜头组以及一变焦机构，投射到所述相机模块的所述影像光线是由所述彩色影像传感器或所述红外光影像传感器感测后产生一影像信号，所述图像处理控制单元接收所述影像信号，而对所述影像信号进行一人脸辨识(Face recognition)及/或一眼睛虹膜辨识(Irisrecognition)，而在进行所述人脸辨识及/或所述眼睛虹膜辨识时，控制所述变焦机构，以使得所述变焦镜头组调节所述变焦镜头组的一焦距，并使得所述影像信号对焦，且对所述影像信号进行一缩放(Zoom in/out)处理，而实现一光学变焦，所述图像处理控制单元在进行所述人脸辨识时，利用所述滤波片切换信号以选取所述彩色滤波片或所述红外光滤波片，所述图像处理控制单元在进行所述眼睛虹膜辨识时，利用所述滤波片切换信号以选取所述红外光滤波片，所述影像数据库的所述辨识影像提供所述眼睛虹膜辨识用，以比对所述影像信号，并在辨识所述影像信号符合所述辨识影像的其中之一时，产生并传送一解锁信号，所述无线发射单元接收所述解锁信号，并产生、发射所述无线解锁信号而传送至所述无线控制门锁。

2.一种生物辨识门锁系统，包括：

一无线控制门锁，包含一门锁本体以及一无线接收单元，且所述无线接收单元电气连接至所述门锁本体，用以接收一无线解锁信号而将所述门锁本体的一锁扣闭合状态切换成一解锁打开状态；以及

一生物辨识主机，包含一相机单元、一图像处理控制单元、一影像数据库以及一无线发射单元，且所述相机单元、所述图像处理控制单元及所述无线发射单元是容置于一壳体内以提供隔绝保护功能，而所述图像处理控制单元电气连接至所述相机单元、所述影像数据库及所述无线发射单元，所述影像数据库包含预先储存的多个辨识影像，

其中所述相机单元具有至少二相机模块、一彩色滤波片及一红外光滤波片，所述至少二相机模块包含至少一彩色相机模块及一红外光相机模块，所述彩色滤波片或所述红外光滤波片分别对准所述彩色相机模块及所述红外光相机模块，使得一影像光线通过所述彩色滤波片及所述红外光滤波片而分别投射到所述彩色相机模块及所述红外光相机模块，所述彩色相机模块包含多个彩色影像传感器、一变焦镜头组以及一变焦机构，所述红外光相机模块包含多个红外光影像传感器、一变焦镜头组以及一变焦机构，投射到所述彩色相机模块及所述红外光相机模块的所述影像光线是由所述彩色影像传感器及所述红外光影像传感器分别感测后产生个别的一影像信号，所述图像处理控制单元接收所述影像信号，而对所述影像信号进行一人脸辨识(Face recognition)及/或一眼睛虹膜辨识(Iris recognition)，而在进行所述人脸辨识及/或所述眼睛虹膜辨识时，

控制所述变焦机构，以调节所述变焦镜头组的一焦距，而使得所述影像信号对焦，且对所述影像信号进行一缩放(Zoom in/out)处理，而实现一光学变焦，所述图像处理控制单元利用所述彩色相机模块及/或所述红外光相机模块的影像信号以进行所述人脸辨识，所述图像处理控制单元利用所述红外光相机模块的影像信号，以进行所述眼睛虹膜辨识，所述影像数据库的所述辨识影像提供所述眼睛虹膜辨识用，以比对所述影像信号，并在辨识所述影像信号符合所述辨识影像的其中之一时，产生并传送一解锁信号，所述无线发射单元接收所述解锁信号，并产生、发射所述无线解锁信号而传送至所述无线控制门锁。

3.根据权利要求1或2所述的生物辨识门锁系统，其中

所述图像处理控制单元在进行所述人脸辨识及/或所述眼睛虹膜辨识时，对所述影像信号进行一数字变焦。

4.根据权利要求3所述的生物辨识门锁系统，其中所述图像处理控制单元依据所述影像信号的移动速度以控制所述光学变焦及所述数字变焦。

5.根据权利要求1所述的生物辨识门锁系统，其中所述图像处理控制单元在进行所述人脸辨识时，选取所述彩色滤波片。

6.根据权利要求5所述的生物辨识门锁系统，其中所述图像处理控制单元在进行所述人脸辨识时，如果所述影像信号的亮度低于一默认值，则选取所述红外光滤波片。

7.根据权利要求2所述的生物辨识门锁系统，其中所述图像处理控制单元在进行所述人脸辨识时，选用来自所述彩色相机模块的影像信号。

8.根据权利要求7所述的生物辨识门锁系统，其中所述图像处理控制单元在进行所述人脸辨识时，如果所述彩色相机模块的影像信号的亮度低于一默认值，则选用来自所述红外光相机模块的影像信号。

9.根据权利要求3所述的生物辨识门锁系统，其中所述图像处理控制单元是由一中央处理器、一微处理器或一可程序逻辑门阵列组件(ProgrammableLogic Device，FPGA)而实现。