CN109774718A - 一种一体式车载身份识别系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一体式车载身份识别系统，包括一体式音频和图像采集单元及身份识别算法处理单元，所述一体式音频和图像采集单元集麦克风阵列和红外摄像头于一体，用于同时采集声纹特征信息和面部特征信息，并将采集到的视频信号和音频信号通过同轴电缆同步输出到所述身份识别算法处理单元；所述身份识别算法处理单元用于通过身份识别算法处理所述视频信号和音频信号，提取出身份特征信息，并与注册的身份信息进行比对，或者将身份信息输出给云端通讯单元上传至云端进行远程身份验证，输出验证结果。采用该技术方案提高了驾驶员身份识别的精确度和安全性，进一步降低了安装难度和设计成本。
Description
技术领域
本发明涉及车载领域，特别涉及一种一体式车载身份识别系统。
背景技术
随着全球工业4.0的快速推进，汽车工业也在向智能化、无人化转变，汽车普及率显著提高，汽车安全驾驶已经成为现阶段的主要热门关注点。安全驾驶不仅需要驾驶技术安全，也要求驾驶员本身身份安全，即只有符合安全驾驶要求的人员才能开车。尤其是近几年共享经济的火热爆发，各种共享产品走进大家的视野，其中就有共享汽车。而共享汽车对驾驶员的身份要求更高，不仅要符合安全驾驶要求，同时也要与营运平台上注册的身份一致才行。还有就是目前流行的各类打车平台，时常发生司机虚假注册从事非法犯罪活动，给社会带来诸多不安定因素，这类应用也要求驾驶员与注册的身份信息一致。
以上几种应用场景，无论是安全驾驶规范，还是共享汽车、打车平台，都要求驾驶员的身份符合要求。目前汽车上常用的身份验证手段有机械钥匙、无线钥匙(无钥匙进入系统或者无钥匙启动系统)和移动终端信息验证，极少数高端车辆上应用了人脸识别和声纹识别技术。
目前使用的人脸识别和声纹识别由一个独立的红外摄像头和一个独立的麦克风组成，将人体面部视频信号和音频信号分别传输至身份识别处理单元进行算法处理。摄像头与麦克风相对独立，整套身份识别系统需要3个组件，视频与音频的同步比较困难，影响识别的准确度和精度，且占用有限空间、设计生产成本高、安装布局受限。
发明内容
鉴于上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种融合红外摄像头和麦克风于一体的车载身份识别系统。
本发明实施例提供的一种一体式车载身份识别系统，包括一体式音频和图像采集单元及身份识别算法处理单元，所述一体式音频和图像采集单元集麦克风阵列和红外摄像头于一体，用于同时采集声纹特征信息和面部特征信息，并将采集到的视频信号和音频信号通过同轴电缆同步输出到所述身份识别算法处理单元；所述身份识别算法处理单元通过身份识别算法处理所述视频信号和音频信号，提取出身份特征信息，并与注册的身份信息进行比对，或者通过以太网物理层输出身份信息到云端通讯单元进行远程身份验证，输出相应的验证结果。
可选地，所述一体式音频和图像采集单元包括依次连接的红外镜头、图像传感器、图像处理器，还包括与所述图像传感器连接的红外灯驱动器，所述红外灯驱动器与红外灯连接，还包括依次连接的麦克风阵列及音频处理器，所述图像处理器及所述音频处理器均与串行器连接，所述串行器与所述身份识别算法处理单元连接，所述串行器将接收到的视频信号和音频信号通过同轴电缆同步输出到所述身份识别算法处理单元。
可选地，所述图像传感器通过光敏元件将光能量转换成电能量，输出原始的灰阶像素数据。
可选地，所述图像处理器用于将接收到的灰阶像素数据转换成算法可识别的视频数据，并做自动白平衡、自动曝光控制、自动增益控制。
可选地，所述麦克风阵列由2个或者4个麦克风组成，用于采集人体声纹信息，将声纹信号转换成电信号，输出给所述音频处理器。
可选地，所述音频处理器用于将接收到的音频信号做放大、滤波、采样、模数转换。
可选地，所述身份识别算法处理单元包括依次连接的解串器、数字信号处理器、微处理器及CAN收发器组成，所述CAN收发器与车身控制单元连接。
可选地，所述数字信号处理器还连接以太网物理层，所述以太网物理层与云端通讯单元连接。
可选地，所述解串器用于将接收到的串行信号解码成视频信号和音频信号，输出给所述数字信号处理器。
可选地，所述数字信号处理器用于通过身份识别算法提取所述音频信号和视频信号的声纹特征信息和面部特征信息，并与注册的身份信息进行比对，或者通过以太网物理层输出身份信息到云端通讯单元进行远程身份验证，反馈给微处理器输出相应的验证结果给到其他控制单元。
由上可见，应用本实施例技术方案，由于利用音频和图像采集单元采集驾驶员的声纹和面部图像信息，通过同轴电缆将音频和视频信息同步传输给到身份识别算法处理单元，经过识别算法处理后与注册的驾驶员信息进行比对，或者通过以太网输出给云端通讯单元进行远程身份比对，将比对结果通过CAN(控制器局域网络)总线输出给到车身控制单元，从而达到身份验证的目的。并且由于音频与视频信号同时采集，同时通过同轴线传输给后端身份识别算法处理单元，音视频的同步容易实现，提高驾驶员身份识别的精确度和安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种一体式车载身份识别系统示意图；
图2为本发明提供的一种音频和图像采集单元示意图；
图3为本发明提供的一种身份识别算法处理单元示意图；
图4为本发明提供的一种身份识别流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
本实施例提供一种一体式车载身份识别系统，如图1所示，包括一体式音频和图像采集单元及身份识别算法处理单元，所述一体式音频和图像采集单元集麦克风阵列和红外摄像头于一体，用于同时采集声纹特征信息和面部特征信息，并将采集到的视频信号和音频信号通过同轴电缆同步输出到所述身份识别算法处理单元；所述身份识别算法处理单元用于通过身份识别算法处理所述视频信号和音频信号，提取身份特征信息，并与注册的身份信息进行比对，或者通过以太网物理层输出身份信息到云端通讯单元进行远程身份验证，反馈给微处理器输出相应的验证结果给到其他控制单元。
可以但不限于，如图2所示，所述一体式音频和图像采集单元包括依次连接的红外镜头、图像传感器、图像处理器，还包括与所述图像传感器连接的红外灯驱动器，所述红外灯驱动器与红外灯连接，还包括依次连接的麦克风阵列及音频处理器，所述图像处理器及所述音频处理器均与串行器连接，所述串行器与所述身份识别算法处理单元连接，所述串行器将接收到的视频信号和音频信号通过同轴电缆同步输出到所述身份识别算法处理单元。
所述红外灯及红外灯驱动器用来提供红外光源，照亮人体面部且不能影响驾驶员驾驶车辆。所述红外镜头用来采集人体面部反射过来的红外光线，并过滤掉红外光以外的光线。所述图像传感器通过光敏元件将光能量转换成电能量，输出原始的灰阶像素数据。所述图像处理器将接收到的灰阶像素数据转换成算法可识别的视频数据，并做自动白平衡(AWB)、自动曝光控制(AEC)、自动增益控制(AGC)等简单处理后输出给串行器。通过2个或者4个麦克风组成一个麦克风阵列，可以实现声源定位、噪声抑制、抗混音、回音抵消和声音增强功能，更加精确有效地采集人体声纹信息，将声纹信号转换成电信号，输出给到音频处理器。所述音频处理器将接收到的音频信号做放大、滤波、采样、模数转换等处理后输出给串行器。所述串行器将接收到的视频信号和音频信号通过同轴电缆同步输出给到所述身份识别算法处理单元。
如图3所示，所述身份识别算法处理单元包括依次连接的解串器、数字信号处理器、微处理器及CAN收发器组成，所述CAN收发器与车身控制单元连接。所述数字信号处理器还连接以太网物理层，所述以太网物理层与云端通讯单元连接。
所述解串器将接收到的串行信号解码成视频信号和音频信号，输出给所述数字信号处理器。所述数字信号处理器对音频信号和视频信号通过身份识别算法，提取驾驶员的声纹特征信息(不是语音信息)和面部特征信息，与注册的驾驶员信息进行比对，或者通过以太网物理层输出身份信息到云端通讯单元进行远程身份验证，反馈给微处理器输出相应的验证结果给到其他控制单元。所述微处理将处理的结果按照车身控制单元匹配的协议打包，通过CAN收发器输出给外部控制器，而以太网物理层同样也是将处理结果转换成网络信号，既可以输出给车身控制单元，也可以输出给云端通讯单元实现远程身份验证。将驾驶员与车辆密切联系起来，达到身份验证的目的。如图4所示，如遇非法操作，车身其他控制单元可进行报警、强制停车、通知车辆所有人等保护操作。
本方案集红外摄像头和麦克风两种传感器于一体组成身份信息采集系统，将采集到的面部信息和声纹信息同步传输给身份识别算法处理单元，还可以通过云端通讯单元将身份信息上传云端进行远程验证，简化了组件，降低设计和生产成本，且易于在车上布局安装。并且由于音频与视频信号同时采集，同时通过同轴线传输给后端身份识别算法处理单元，音视频的同步容易实现，提高驾驶员身份识别的精确度和安全性。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种一体式车载身份识别系统，其特征在于，包括一体式音频和图像采集单元及身份识别算法处理单元，所述一体式音频和图像采集单元集麦克风阵列和红外摄像头于一体，用于同时采集声纹特征信息和面部特征信息，并将采集到的视频信号和音频信号通过同轴电缆同步输出到所述身份识别算法处理单元；所述身份识别算法处理单元用于通过身份识别算法处理所述视频信号和音频信号，提取出身份特征信息，并与注册的身份信息进行比对，或者将身份信息输出给通讯单元上传至云端进行远程身份验证，输出验证结果。
2.如权利要求1所述的一种一体式车载身份识别系统，其特征在于，所述一体式音频和图像采集单元包括依次连接的红外镜头、图像传感器、图像处理器，还包括与所述由图像传感器控制的红外灯驱动器，所述红外灯驱动器与红外灯连接，还包括依次连接的麦克风阵列及音频处理器，所述图像处理器及所述音频处理器均与串行器连接，所述串行器与所述身份识别算法处理单元连接，所述串行器将接收到的视频信号和音频信号通过同轴电缆同步输出到所述身份识别算法处理单元。
3.如权利要求2所述的一种一体式车载身份识别系统，其特征在于，所述图像传感器通过光敏元件将光能量转换成电能量，输出原始的灰阶像素数据。
4.如权利要求3所述的一种一体式车载身份识别系统，其特征在于，所述图像处理器用于将接收到的灰阶像素数据转换成算法可识别的视频数据，并做自动白平衡、自动曝光控制、自动增益控制。
5.如权利要求2所述的一种一体式车载身份识别系统，其特征在于，所述麦克风阵列由2个或者4个麦克风组成，用于采集人体声纹信息，将声纹信号转换成电信号，输出给所述音频处理器。
6.如权利要求5所述的一种一体式车载身份识别系统，其特征在于，所述音频处理器用于将接收到的音频信号做放大、滤波、采样、模数转换。
7.如权利要求1至6中任一所述的一种一体式车载身份识别系统，其特征在于，所述身份识别算法处理单元包括依次连接的解串器、数字信号处理器、微处理器及CAN收发器组成，所述CAN收发器与车身控制单元连接。
8.如权利要求7所述的一种一体式车载身份识别系统，其特征在于，所述数字信号处理器还连接以太网物理层，所述以太网物理层与云端通讯单元连接。
9.如权利要求8所述的一种一体式车载身份识别系统，其特征在于，所述解串器用于将接收到的串行信号解码成视频信号和音频信号，输出给所述数字信号处理器。
10.如权利要求9所述的一种一体式车载身份识别系统，其特征在于，所述数字信号处理器用于通过身份识别算法提取所述音频信号和视频信号的声纹特征信息和面部特征信息，并与注册的身份信息进行比对，或者输出身份信息给到以太网物理层，通过以太网物理层将信息输出到云端通讯单元进行远程身份验证，反馈给微处理器输出相应的验证结果。
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