CN107895421A - 一种智能门禁系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种智能门禁系统，利用图像采集装置、中央控制装置和报警装置对进入门禁的人员进行识别，图像采集装置采集进入门禁人员的图像信息，中央控制装置对智能门禁系统的各部件进行控制，报警模块对异常情况进行报警反应，中央控制装置包括图像处理装置、处理器、控制器和存储器，其中，图像处理装置、处理器和控制器依次连接，控制器与报警装置连接，处理器和存储器连接，图像处理装置包括灰度变换模块、边缘检测模块、灰度增强模块和边缘提取模块，灰度变换模块、边缘检测模块、灰度增强模块和边缘提取模块依次连接。

Description

一种智能门禁系统
技术领域
本发明涉及智能测试领域，尤其涉及一种智能门禁系统。
背景技术
建筑智能化结构是由三大系统组成楼宇自动化系统(Building AutomationSystem, BAS)、办公自动化系统(Office Automation System, OAS)、通信自动化系统(Communication Automation System, CAS)。而其中楼宇自动化系统是智能建筑中不可缺少的重要组成部分，它对建筑物内部的能源使用、环境及安全设施进行监控，其目的是提供一个既安全可靠、节约能源，又舒适的工作或居住环境，同时大大的提高大厦管理的科学性和智能化水平。楼宇自动化系统成功的实现涉及到其核心子系统——门禁系统。
目前，门禁系统有密码门禁系统、非接触 IC 卡(感应式 IC 卡)门禁系统和生物(人脸、指纹、虹膜掌型)识别门禁系统等。典型的门禁系统由门禁控制器、门禁读卡器、卡片、电控锁以及相应的管理软件、电源和其它相关门禁设备几部分组成。传统的门禁系统多采用机械锁、刷卡等识别认证方式，要求人员近距离持卡操作，当使用者双手被占用时则显得极不方便，同时也带来了丢失、遗忘、复制以及被盗用的隐患和成本高的问题。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供一种智能门禁系统，目的是实现门禁的自动开启与关闭，并保证门禁的辨识精度。
本发明的一种智能门禁系统，包括图像采集装置、中央控制装置、报警装置以及电子锁，其中，图像采集装置、中央控制装置和报警装置依次连接，所述电子锁与中央控制装置连接；
中央控制装置包括图像处理装置、处理器、控制器和存储器，其中，图像处理装置、处理器和控制器依次连接，控制器与报警装置连接，处理器和存储器连接；
图像处理装置包括灰度变换模块、边缘检测模块、灰度增强模块和边缘提取模块，灰度变换模块、边缘检测模块、灰度增强模块和边缘提取模块依次连接；
灰度变换模块将图像采集装置采集的图像的灰度进行扩展，得到变换后的图像；
边缘检测模块提取变换后的图像的横向边缘检测和纵向边缘检测的图像灰度；
灰度增强模块对横向边缘检测和纵向边缘检测的图像灰度中的低值部分分别进行细节增强处理；
边缘提取模块提取灰度增强模块输出图像边缘点。
图像采集装置包括CCD图像采集传感器和视频图像采集卡。
在使用灰度变换模块将图像采集装置采集的图像的灰度进行扩展时，具体包括如下步骤：
步骤1：将原图像定义为二维函数f(x,y) ，其中x、y是空间坐标，原图像f(x,y)的灰度值范围为[a,b]；
步骤2：将原图像f(x,y)的灰度值范围扩展为[c,d]，其中a,b,c,d为常量；
步骤3：假设变换后的图像二维函数为g(x,y)，则
。
在使用边缘检测模块提取变换后的图像的横向边缘检测和纵向边缘检测的图像灰度时，分别求取图像g(x,y)横向边缘检测的图像灰度值和纵向边缘检测的图像灰度值，其中，
；
。
在使用灰度增强模块对横向边缘检测和纵向边缘检测的图像灰度中的低值部分分别进行细节增强处理时，其中，对上述图像g(x,y)横向边缘检测的图像灰度值中的低值部分进行细节增强处理，得到处理后的灰度值，对上述图像g(x,y) 纵向边缘检测的图像灰度值中的低值部分进行细节增强处理，得到处理后的灰度值。
在使用边缘提取模块提取灰度增强模块输出图像边缘点时，具体包括如下步骤：
步骤1：求取图像g(x,y)的灰度值；
步骤2：判断上述灰度值G是否大于预设阈值G0，若大于所述预设阈值时的点坐标为(，)，则点(，)为图像边缘点，其中n为正整数。
存储器内存储有内部人员图像边缘点信息，并可动态更新内部人员图像边缘点信息。
将灰度增强模块输出图像边缘点与存储器所存储的内部人员图像边缘点信息进行比对，若一致，则处理器控制控制器开启电子锁，若不一致，则处理器控制报警装置发出报警信号。
智能门禁系统还包括移动通信模块，移动通信模块与报警装置无线连接，移动通信模块用于实时接收报警装置的报警信号。
移动通信模块具体为手机。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明提供的基于图像对比的智能门禁系统中使用图像采集装置对进入门禁的人员图像进行采集，然后与存储器中内部人员图像信息进行对比以判断是否开启电子锁，不仅可以智能的实现门禁的开启/关闭，还能对进入门禁的人员进行有效识别，提高了门禁的安全性能；
（2）本发明提供的基于图像对比的智能门禁系统中，图像处理装置对采集的图像进行边缘提取处理，可高效、快速的提取进入门禁人员的图像边缘点信息，可提高门禁的辨识精度，有效地减少误判情况发生。
附图说明
图1为本发明的智能门禁系统示意图；
图2为本发明的智能门禁系统的原理框图；
图3为本发明的图像处理装置的原理框图。
附图标记 ：1-门框；2-图像采集装置；3-门；4-报警装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的智能门禁系统进行详细说明。
如图1所示，本发明提供一种智能门禁系统，利用图像采集装置、中央控制装置和报警装置对进入门禁的人员进行识别，图像采集装置采集进入门禁人员的图像信息，中央控制装置对智能门禁系统的各部件进行控制，报警模块对异常情况进行报警反应。电子锁和报警装置4均安装在门框1上，图像采集装置2安装在门框1正中间。
将图像处理装置处理后的图像边缘信息与存储器所存储的内部人员图像边缘点信息进行比对，若一致，则中央控制装置控制控制器开启门3上的电子锁，若不一致，则中央控制装置控制报警装置4发出报警信号。
如图2所示，智能门禁系统包括图像采集装置、中央控制装置、报警装置以及电子锁，其中，图像采集装置、中央控制装置和报警装置依次连接，所述电子锁与中央控制装置连接；
中央控制装置包括图像处理装置、处理器、控制器和存储器，其中，图像处理装置、处理器和控制器依次连接，控制器与报警装置连接，处理器和存储器连接；
如图3所示，图像处理装置包括灰度变换模块、边缘检测模块、灰度增强模块和边缘提取模块，灰度变换模块、边缘检测模块、灰度增强模块和边缘提取模块依次连接；
灰度变换模块将图像采集装置采集的图像的灰度进行扩展，得到变换后的图像；
边缘检测模块提取变换后的图像的横向边缘检测和纵向边缘检测的图像灰度；
灰度增强模块对横向边缘检测和纵向边缘检测的图像灰度中的低值部分分别进行细节增强处理；
边缘提取模块提取灰度增强模块输出图像边缘点。
图像采集装置包括CCD图像采集传感器和视频图像采集卡。
在使用灰度变换模块将图像采集装置采集的图像的灰度进行扩展时，具体包括如下步骤：
步骤1：将原图像定义为二维函数f(x,y) ，其中x、y是空间坐标，原图像f(x,y)的灰度值范围为[a,b]；
步骤2：将原图像f(x,y)的灰度值范围扩展为[c,d]，其中a,b,c,d为常量；
步骤3：假设变换后的图像二维函数为g(x,y)，则
。
在使用边缘检测模块提取变换后的图像的横向边缘检测和纵向边缘检测的图像灰度时，分别求取图像g(x,y)横向边缘检测的图像灰度值和纵向边缘检测的图像灰度值，其中，
；
。
在使用灰度增强模块对横向边缘检测和纵向边缘检测的图像灰度中的低值部分分别进行细节增强处理时，其中，对上述图像g(x,y)横向边缘检测的图像灰度值中的低值部分进行细节增强处理，得到处理后的灰度值，对上述图像g(x,y) 纵向边缘检测的图像灰度值中的低值部分进行细节增强处理，得到处理后的灰度值。
在使用边缘提取模块提取灰度增强模块输出图像边缘点时，具体包括如下步骤：
步骤1：求取图像g(x,y)的灰度值；
步骤2：判断上述灰度值G是否大于预设阈值G0，若大于所述预设阈值时的点坐标为(，)，则点(，)为图像边缘点，其中n为正整数。
具体地，图像处理装置使用改进的图像边缘提取算法获取所述图像采集装置采集的图像的边缘信息，可有效减少光照强度对图像信息的影响，进而获得清晰的图像边缘信息，改进的图像边缘提取算法具体包括如下步骤：
步骤1：使用灰度变换模块将图像采集装置采集的图像的灰度进行扩展，将原图像定义为二维函数f(x,y) ，其中x、y是空间坐标，原图像f(x,y)的灰度值范围为[a,b]，将原图像f(x,y)的灰度值范围扩展为[c,d]，其中a,b,c,d为常量，则变换后的图像二维函数为g(x,y)，其中，
；
步骤2：使用边缘检测模块提取变换后的图像的横向边缘检测的图像灰度，求取图像g(x,y)横向边缘检测的图像灰度值，其中，
；
步骤3：使用边缘检测模块提取变换后的图像的纵向边缘检测的图像灰度，求取图像g(x,y)纵向边缘检测的图像灰度值，其中，
；
步骤4：使用灰度增强模块对横向边缘检测的图像灰度中的低值部分进行细节增强处理，对上述图像g(x,y)横向边缘检测的图像灰度值中的低值部分进行细节增强处理，得到处理后的灰度值，其中，；
步骤5：使用灰度增强模块对纵向边缘检测的图像灰度中的低值部分进行细节增强处理，对上述图像g(x,y) 纵向边缘检测的图像灰度值中的低值部分进行细节增强处理，得到处理后的灰度值，其中，；
步骤6：使用边缘提取模块提取灰度增强模块输出图像边缘点，首先求取图像g(x,y)的灰度值；然后判断上述灰度值G是否大于预设阈值G0，若大于所述预设阈值时的点坐标为(，)，则点(，)为图像边缘点，其中n为正整数。
具体地，存储器内存储有内部人员图像边缘点信息，并可动态更新内部人员图像边缘点信息，存储器内可根据内部人员的变动情况对其所存储的人员图像边缘的信息进行及时更新。
将灰度增强模块输出图像边缘点与存储器所存储的内部人员图像边缘点信息进行比对，若一致，则处理器控制控制器开启电子锁，若不一致，则处理器控制报警装置发出报警信号。
智能门禁系统还包括移动通信模块，移动通信模块与报警装置无线连接，移动通信模块用于实时接收报警装置的报警信号。
具体地，移动通信模块为手机。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种智能门禁系统，其特征在于，所述智能门禁系统包括图像采集装置、中央控制装置、报警装置以及电子锁，其中，所述图像采集装置、所述中央控制装置和所述报警装置依次连接，所述电子锁与中央控制装置连接；
所述中央控制装置包括图像处理装置、处理器、控制器和存储器，其中，所述图像处理装置、所述处理器和所述控制器依次连接，所述控制器与所述报警装置连接，所述处理器和所述存储器连接；
所述图像处理装置包括灰度变换模块、边缘检测模块、灰度增强模块和边缘提取模块，所述灰度变换模块、所述边缘检测模块、所述灰度增强模块和所述边缘提取模块依次连接；
所述灰度变换模块，是将所述图像采集装置采集的图像的灰度进行扩展，得到变换后的图像；
所述边缘检测模块，是用于提取所述变换后的图像的横向边缘检测和纵向边缘检测的图像灰度；
所述灰度增强模块，是对所述横向边缘检测和纵向边缘检测的图像灰度中的低值部分分别进行细节增强处理；
所述边缘提取模块，是用于提取所述灰度增强模块输出图像边缘点。
2.根据权利要求1所述的智能门禁系统，其特征在于，所述图像采集装置包括CCD图像采集传感器和视频图像采集卡。
3.根据权利要求1所述的智能门禁系统，其特征在于，在使用所述灰度变换模块将所述图像采集装置采集的图像的灰度进行扩展时，具体包括如下步骤：
步骤1：将原图像定义为二维函数f(x,y) ，其中x、y是空间坐标，原图像f(x,y)的灰度值范围为[a,b]；
步骤2：将原图像f(x,y)的灰度值范围扩展为[c,d]，其中a,b,c,d为常量；
步骤3：假设变换后的图像二维函数为g(x,y)，则
。
4.根据权利要求3所述的智能门禁系统，其特征在于，在使用所述边缘检测模块提取所述变换后的图像的横向边缘检测和纵向边缘检测的图像灰度时，分别求取图像g(x,y)横向边缘检测的图像灰度值和纵向边缘检测的图像灰度值，其中，
；
。
5.根据权利要求4所述的智能门禁系统，其特征在于，在使用所述灰度增强模块对所述横向边缘检测和纵向边缘检测的图像灰度中的低值部分分别进行细节增强处理时，其中，对上述图像g(x,y)横向边缘检测的图像灰度值中的低值部分进行细节增强处理，得到处理后的灰度值，对上述图像g(x,y) 纵向边缘检测的图像灰度值中的低值部分进行细节增强处理，得到处理后的灰度值。
6.根据权利要求5所述的智能门禁系统，其特征在于，在使用所述边缘提取模块提取所述灰度增强模块输出图像边缘点时，具体包括如下步骤：
步骤1：求取图像g(x,y)的灰度值；
步骤2：判断上述灰度值G是否大于预设阈值G0，若大于所述预设阈值时的点坐标为(，)，则点(，)为图像边缘点，其中n为正整数。
7.根据权利要求1所述的智能门禁系统，其特征在于，所述存储器内存储有内部人员图像边缘点信息，并可动态更新所述内部人员图像边缘点信息。
8.根据权利要求7所述的智能门禁系统，其特征在于，将所述灰度增强模块输出图像边缘点与所述存储器所存储的所述内部人员图像边缘点信息进行比对，若一致，则所述处理器控制所述控制器开启电子锁，若不一致，则所述处理器控制所述报警装置发出报警信号。
9.根据权利要求1所述的智能门禁系统，其特征在于，所述智能门禁系统还包括移动通信模块，所述移动通信模块与所述报警装置无线连接，所述移动通信模块用于实时接收所述报警装置的报警信号。
10.根据权利要求1所述的智能门禁系统，其特征在于，所述移动通信模块具体为手机。
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