CN111695476A - 一种可控制的生物信息识别装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可控制的生物信息识别装置及系统，属于检测系统技术领域。本发明提出的可控制的生物信息识别装置可根据需要进行调节，使用起来更为方便，而可控制的生物信息识别系统中的虹膜信息处理系统从面向对象的设计准则角度出发，使识别过程达到低耦合、高内聚的效果；通过类图的方式阐述了各阶段的主要功能、主要算法，重点分析了对虹膜识别效果产生重要影响的属性，以及各识别阶段之间数据的传递关系。使得用户无须知道每个阶段算法的具体实现，从而支持了信息隐藏，有效解决了现有生物信息识别装置结构往往较为固定，使用过程中不方便以及现有生物信息识别系统安全性和准确性不高的问题。

Description

一种可控制的生物信息识别装置及系统

技术领域

本发明涉及检测系统技术领域，尤其涉及一种可控制的生物信息识别装置及系统。

背景技术

所谓生物识别技术就是，通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特性，(如指纹、脸象、红膜等)和行为特征(如笔迹、声音、步态等)来进行个人身份的鉴定传统的身份鉴定方法包括身份标识物品(如钥匙、证件、ATM卡等)和身份标识知识(如用户名和密码)但由于主要借助体外物，一旦证明身份的标识物品和标识知识被盗或遗忘，其身份就容易被他人冒充或取代。

目前市面上已经存在的生物信息识别装置，其结构往往较为固定，使用过程中不方便，而目前市面上已经存在的生物信息识别系统，信息识别技术较为简单，无法保证安全性和准确性，为此，我们提出一种可控制的生物信息识别装置及系统。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有生物信息识别装置，其结构往往较为固定，使用过程中不方便，而目前市面上已经存在的生物信息识别系统，信息识别技术较为简单，无法保证安全性和准确性。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种可控制的生物信息识别装置及系统，包括有安装底座、连接杆和固定板，所述安装底座包括有固定底板，所述连接杆固定连接在固定底板上，所述固定板固定连接在连接杆的顶端，所述固定底板上固定连接有第一连接耳，所述第一连接耳上固定连接有连接转轴，所述连接转轴固定连接在活动底板上，所述活动底板通过连接转轴与第一连接耳转动连接，所述活动底板上还固定连接有辅助支杆，所述辅助支杆与连接杆相匹配，所述活动底板的底面上还固定连接有吸盘；所述连接杆上还安装有面部信息识别机构和虹膜信息识别机构，所述面部信息识别机构和虹膜信息识别机构均与生物信息识别系统相匹配。

优选的，所述面部信息识别机构包括有活动板，所述活动板两端设置有第一贯穿孔，所述活动板通过第一贯穿孔滑动连接在连接杆上，所述活动板的侧壁上螺旋连接有第一锁紧螺栓；所述活动板的中间位置设置有凹槽，所述凹槽内固定连接有柔性垫层。

优选的，所述面部信息识别机构还包括有安装壳，所述安装壳固定连接在活动板的底面上，所述安装壳的内部固定安装有二维面部信息识别摄像头和三维面部信息设备摄像头，所述二维面部信息识别摄像头和三维面部信息设备摄像头与生物信息识别系统相匹配。

优选的，所述虹膜信息识别机构包括有安装眼罩，所述安装眼罩的两侧固定连接有第二连接耳，所述第二连接耳上设置有第二贯穿孔，所述安装眼罩通过第二连接耳和第二贯穿孔滑动连接在连接杆上，所述第二连接耳上还螺旋连接有第二锁紧螺栓，所述安装眼罩的内部固定安装有虹膜识别机构，所述虹膜识别机构与生物信息识别系统相匹配。

优选的，所述生物信息识别系统包括有面部信息识别系统和虹膜信息识别系统，所述面部信息识别系统与面部信息录入模块和面部信息识别信息模块相链接，所述面部信息录入模块和面部信息识别信息模块链接在面部信息数据库上，所述面部信息数据库还与二维面部信息识别模块和三维面部信息识别模块相链接，所述二维面部信息识别模块和三维面部信息识别模块均与特征提取模块相链接，所述特征提取模块还与面部特征匹配模块相链接；所述虹膜信息识别系统与虹膜信息录入模块和虹膜信息识别模块相链接，所述虹膜信息录入模块和虹膜信息识别模块均链接在虹膜信息数据库上，所述虹膜信息数据库还链接在虹膜信息处理系统上。

优选的，所述虹膜信息处理系统与虹膜信息质量评价模块相链接，所述虹膜信息质量评价模块与虹膜图像去噪模块和虹膜定位模块相链接，所述虹膜定位模块与虹膜图像增强模块和虹膜归一化模块相链接，所述虹膜图像增强模块也与虹膜归一化模块相链接，所述虹膜归一化模块还与虹膜纹理特征提取模块相链接，所述虹膜纹理特征提取模块与虹膜特征编码模块相链接，所述虹膜特征编码模块与虹膜特征匹配模块相链接，所述虹膜特征编码模块和虹膜特征匹配模块之间链接有解码单元。

优选的，所述虹膜信息质量评价模块工作时采用了序列质量评价算法和空域频域相结合算法，图像质量评价的属性指标包括有：合格图像的ID号、活体检测、清晰度因子、干扰因子、图像评价亮度、虹膜不可用区域面积、虹膜可见度、内外偏心度、处理时间和综合质量评价因子。

优选的，所述虹膜归一化模块工作时采用了单极坐标仿射变换算法与双极坐标仿射变化算法，虹膜归一化的属性指标包括有：虹膜归一化后图像ID号、各种变化处理、处理时间和对特征提取的影响比重。

优选的，所述虹膜特征匹配模块工作时采用了余弦距离算法、汉明距离算法、支持向量机算法和BP神经网络算法，虹膜特征匹配的属性指标包括有：匹配结果、识别率、误拒率和误识率。

与现有技术相比，本发明提供了一种可控制的生物信息识别装置及系统，具备以下有益效果：

(1)本发明所提出的一种可控制的生物信息识别装置，在连接杆上滑动连接有面部信息识别机构和虹膜信息识别机构，面部信息识别机构和虹膜信息识别机构上分别螺旋连接有第一锁紧螺栓和第二锁紧螺栓，通过该设计，使用时可以根据实际需要将面部信息识别机构和虹膜信息识别机构固定在连接杆上合适高度处，在面部信息识别机构的活动板上设置有凹槽，同时在凹槽内固定连接有柔性垫层，利用该设计，在利用虹膜信息识别机构进行信息录入和信息识别工作时，可以调节活动板的至合适的高度，然后能够对使用者的下巴起到一个支撑的作用，从而能够更好保证头部的稳定，便于虹膜信息录入和识别工作的进行；除此之外，在装置本体上还安装有安装底座，使用时，若装置本体是放在水平面上使用的，可以直接利用活动底板上的吸盘将装置本体稳定稳定吸附在水平安装面上；若装置本体是安装在垂直平面上使用的，可以通过连接转轴将活动底板旋转至与固定底板垂直，然后使得活动底板上固定连接的辅助支杆卡接在连接杆上，从而即可将活动底板固定在与固定底板垂直角度上，然后再利用吸盘将装置本体吸附连接在垂直安装面上，利用上述设计，有效解决了现有设计结构较为固定，使用不便的问题。

(2)本发明所提出的生物信息识别系统，该系统包括有面部信息识别系统和虹膜信息识别系统，通过面部信息识别系统和虹膜信息识别系统的配合工作，能够更加全面的记录使用者的生物信息，且虹膜信息具有唯一性，将虹膜信息与面部信息相结合，也能够更好的对个人生物信息进行区分和整理；除此之外，本发明所提出的面部信息识别系统包括有二维面部信息识别模块和三维面部信息识别模块，二维面部信息识别模块用于识别二维的面部信息数据，识别和处理的速度更快，而三维面部信息识别模块能够识别更多的面部数据信息，能够使得面部信息识别系统识别的更为准确，二维面部信息识别模块和三维面部信息识别模块配合工作，保证了面部信息识别系统能够更加快速稳定的工作。

(3)本发明中所提出的虹膜信息处理系统从面向对象的设计准则角度出发，使识别过程达到低耦合、高内聚的效果；通过类图的方式阐述了各阶段的主要功能、主要算法，重点分析了对虹膜识别效果产生重要影响的属性，以及各识别阶段之间数据的传递关系。使得用户无须知道每个阶段算法的具体实现，从而支持了信息隐藏。

附图说明

图1为本发明提出的一种可控制的生物信息识别装置及系统的结构示意图；

图2为本发明提出的一种可控制的生物信息识别装置及系统的爆炸结构示意图；

图3为本发明提出的一种可控制的生物信息识别装置及系统的面部信息识别机构的结构示意图；

图4为本发明提出的一种可控制的生物信息识别装置及系统的虹膜信息识别机构的结构示意图；

图5为本发明提出的一种可控制的生物信息识别装置及系统的生物信息识别系统的系统流程图。

图中标号说明：

1、安装底座；101、固定底板；102、第一连接耳；103、连接转轴；104、活动底板；105、辅助支杆；106、吸盘；2、连接杆；3、固定板；4、面部信息识别机构；401、活动板；402、第一贯穿孔；403、第一锁紧螺栓；404、柔性垫层；405、安装壳；406、二维面部信息识别摄像头；407、三维面部信息识别摄像头；5、虹膜信息识别机构；501、安装眼罩；502、第二贯穿孔；503、第二锁紧螺栓；504、虹膜识别机构。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

请参阅图1-4，一种可控制的生物信息识别装置及系统，包括有安装底座1、连接杆2和固定板3，安装底座1包括有固定底板101，连接杆2固定连接在固定底板101上，固定板3固定连接在连接杆2的顶端，固定底板101上固定连接有第一连接耳102，第一连接耳102上固定连接有连接转轴103，连接转轴103固定连接在活动底板104上，活动底板104通过连接转轴103与第一连接耳102转动连接，活动底板104上还固定连接有辅助支杆105，辅助支杆105与连接杆2相匹配，活动底板104的底面上还固定连接有吸盘106；连接杆2上还安装有面部信息识别机构4和虹膜信息识别机构5，面部信息识别机构4和虹膜信息识别机构5均与生物信息识别系统相匹配。

面部信息识别机构4包括有活动板401，活动板401两端设置有第一贯穿孔402，活动板401通过第一贯穿孔402滑动连接在连接杆2上，活动板401的侧壁上螺旋连接有第一锁紧螺栓403；活动板401的中间位置设置有凹槽，凹槽内固定连接有柔性垫层404。

面部信息识别机构4还包括有安装壳405，安装壳405固定连接在活动板401的底面上，安装壳405的内部固定安装有二维面部信息识别摄像头406和三维面部信息设备摄像头407，二维面部信息识别摄像头406和三维面部信息设备摄像头407与生物信息识别系统相匹配。

虹膜信息识别机构5包括有安装眼罩501，安装眼罩501的两侧固定连接有第二连接耳，第二连接耳上设置有第二贯穿孔502，安装眼罩501通过第二连接耳和第二贯穿孔502滑动连接在连接杆2上，第二连接耳上还螺旋连接有第二锁紧螺栓503，安装眼罩501的内部固定安装有虹膜识别机构504，虹膜识别机构504与生物信息识别系统相匹配。

本发明所提出的一种可控制的生物信息识别装置，在连接杆上滑动连接有面部信息识别机构和虹膜信息识别机构，面部信息识别机构和虹膜信息识别机构上分别螺旋连接有第一锁紧螺栓和第二锁紧螺栓，通过该设计，使用时可以根据实际需要将面部信息识别机构和虹膜信息识别机构固定在连接杆上合适高度处，在面部信息识别机构的活动板上设置有凹槽，同时在凹槽内固定连接有柔性垫层，利用该设计，在利用虹膜信息识别机构进行信息录入和信息识别工作时，可以调节活动板的至合适的高度，然后能够对使用者的下巴起到一个支撑的作用，从而能够更好保证头部的稳定，便于虹膜信息录入和识别工作的进行；除此之外，在装置本体上还安装有安装底座，使用时，若装置本体是放在水平面上使用的，可以直接利用活动底板上的吸盘将装置本体稳定稳定吸附在水平安装面上；若装置本体是安装在垂直平面上使用的，可以通过连接转轴将活动底板旋转至与固定底板垂直，然后使得活动底板上固定连接的辅助支杆卡接在连接杆上，从而即可将活动底板固定在与固定底板垂直角度上，然后再利用吸盘将装置本体吸附连接在垂直安装面上，利用上述设计，有效解决了现有设计结构较为固定，使用不便的问题。

实施例2：

请参阅图5，基于实施例1又有所不同之处在于；

生物信息识别系统包括有面部信息识别系统和虹膜信息识别系统，面部信息识别系统与面部信息录入模块和面部信息识别信息模块相链接，面部信息录入模块和面部信息识别信息模块链接在面部信息数据库上，面部信息数据库还与二维面部信息识别模块和三维面部信息识别模块相链接，二维面部信息识别模块和三维面部信息识别模块均与特征提取模块相链接，特征提取模块还与面部特征匹配模块相链接；虹膜信息识别系统与虹膜信息录入模块和虹膜信息识别模块相链接，虹膜信息录入模块和虹膜信息识别模块均链接在虹膜信息数据库上，虹膜信息数据库还链接在虹膜信息处理系统上。

本发明所提出的生物信息识别系统，该系统包括有面部信息识别系统和虹膜信息识别系统，通过面部信息识别系统和虹膜信息识别系统的配合工作，能够更加全面的记录使用者的生物信息，且虹膜信息具有唯一性，将虹膜信息与面部信息相结合，也能够更好的对个人生物信息进行区分和整理；除此之外，本发明所提出的面部信息识别系统包括有二维面部信息识别模块和三维面部信息识别模块，二维面部信息识别模块用于识别二维的面部信息数据，识别和处理的速度更快，而三维面部信息识别模块能够识别更多的面部数据信息，能够使得面部信息识别系统识别的更为准确，二维面部信息识别模块和三维面部信息识别模块配合工作，保证了面部信息识别系统能够更加快速稳定的工作。

实施例3：

基于实施例1或2又有所不同之处在于；

虹膜信息处理系统与虹膜信息质量评价模块相链接，虹膜信息质量评价模块与虹膜图像去噪模块和虹膜定位模块相链接，虹膜定位模块与虹膜图像增强模块和虹膜归一化模块相链接，虹膜图像增强模块也与虹膜归一化模块相链接，虹膜归一化模块还与虹膜纹理特征提取模块相链接，虹膜纹理特征提取模块与虹膜特征编码模块相链接，虹膜特征编码模块与虹膜特征匹配模块相链接，虹膜特征编码模块和虹膜特征匹配模块之间链接有解码单元。

虹膜信息质量评价模块工作时采用了序列质量评价算法和空域频域相结合算法，图像质量评价的属性指标包括有：合格图像的ID号、活体检测、清晰度因子、干扰因子、图像评价亮度、虹膜不可用区域面积、虹膜可见度、内外偏心度、处理时间和综合质量评价因子。

序列质量评价算法使用小波变换的方法来评价图像清晰度，同时结合序列图像活体检测、眼皮检测、睫毛检测、图像清晰度等质量评价因子对输入的序列虹膜图像进行质量评价；而空域频域相结合算法是将原始图像的空域信息与频域信息相结合进行图像质量评价的方法；虹膜信息质量评价模块将合格图像的ID号、活体检测、清晰度因子、干扰因子、图像评价亮度、虹膜不可用区域面积、虹膜可见度、内外偏心度、处理时间和综合质量评价因子这十个属性指标来作为评价标准，获取虹膜的原始图像数据，并对其进行必要的检测和评估，依据评估结果筛选出符合要求的一帧或多帧虹膜图像，供后续识别过程使用。

实施例4：

基于实施例1或2或3但又有所不同之处在于，

虹膜归一化模块工作时采用了单极坐标仿射变换算法与双极坐标仿射变化算法，虹膜归一化的属性指标包括有：虹膜归一化后图像ID号、各种变化处理、处理时间和对特征提取的影响比重。

单极坐标仿射变换算法在虹膜有效区域内划分为m个同心圆，然后进行坐标变换，从而达到多角度变换的效果，双极坐标仿射变换算法与前者的区别在于将虹膜边缘与瞳孔边缘认为是不同心的圆；虹膜归一化模块将虹膜归一化后图像ID号、各种变化处理、处理时间和对特征提取的影响比重作为评价标准，虹膜归一化主要功能就是完成坐标变换，将极坐标系映射到直角坐标系中，即将环形虹膜逆时针展开为固定尺寸的矩形纹理。同时通过对虹膜纹理灰度值进行规范化，克服由于光照强度的微弱变化引起图像明暗程度不同的影响。

实施例5：

基于实施例1或2或3或4但又有所不同之处在于，

虹膜特征匹配模块工作时采用了余弦距离算法、汉明距离算法、支持向量机算法和BP神经网络算法，虹膜特征匹配的属性指标包括有：匹配结果、识别率、误拒率和误识率。

特征匹配依据虹膜图像的某些特征(幅度、直方图、频率系数以及点、线的几何特征等)作匹配和相关运算。其主要功能是将待测试人的虹膜信息同虹膜特征模板数据库中的信息进行匹配，判断是否存在于数据库中，从而完成模式匹配过程；虹膜信息处理系统从面向对象的设计准则角度出发，使识别过程达到低耦合、高内聚的效果；通过类图的方式阐述了各阶段的主要功能、主要算法，重点分析了对虹膜识别效果产生重要影响的属性，以及各识别阶段之间数据的传递关系。使得用户无须知道每个阶段算法的具体实现，从而支持了信息隐藏。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可控制的生物信息识别装置及系统，包括有安装底座(1)、连接杆(2)和固定板(3)，其特征在于：所述安装底座(1)包括有固定底板(101)，所述连接杆(2)固定连接在固定底板(101)上，所述固定板(3)固定连接在连接杆(2)的顶端，所述固定底板(101)上固定连接有第一连接耳(102)，所述第一连接耳(102)上固定连接有连接转轴(103)，所述连接转轴(103)固定连接在活动底板(104)上，所述活动底板(104)通过连接转轴(103)与第一连接耳(102)转动连接，所述活动底板(104)上还固定连接有辅助支杆(105)，所述辅助支杆(105)与连接杆(2)相匹配，所述活动底板(104)的底面上还固定连接有吸盘(106)；所述连接杆(2)上还安装有面部信息识别机构(4)和虹膜信息识别机构(5)，所述面部信息识别机构(4)和虹膜信息识别机构(5)均与生物信息识别系统相匹配。

2.根据权利要求1所述的一种可控制的生物信息识别装置及系统，其特征在于：所述面部信息识别机构(4)包括有活动板(401)，所述活动板(401)两端设置有第一贯穿孔(402)，所述活动板(401)通过第一贯穿孔(402)滑动连接在连接杆(2)上，所述活动板(401)的侧壁上螺旋连接有第一锁紧螺栓(403)；所述活动板(401)的中间位置设置有凹槽，所述凹槽内固定连接有柔性垫层(404)。

3.根据权利要求1所述的一种可控制的生物信息识别装置及系统，其特征在于：所述面部信息识别机构(4)还包括有安装壳(405)，所述安装壳(405)固定连接在活动板(401)的底面上，所述安装壳(405)的内部固定安装有二维面部信息识别摄像头(406)和三维面部信息设备摄像头(407)，所述二维面部信息识别摄像头(406)和三维面部信息设备摄像头(407)与生物信息识别系统相匹配。

4.根据权利要求1所述的一种可控制的生物信息识别装置及系统，其特征在于：所述虹膜信息识别机构(5)包括有安装眼罩(501)，所述安装眼罩(501)的两侧固定连接有第二连接耳，所述第二连接耳上设置有第二贯穿孔(502)，所述安装眼罩(501)通过第二连接耳和第二贯穿孔(502)滑动连接在连接杆(2)上，所述第二连接耳上还螺旋连接有第二锁紧螺栓(503)，所述安装眼罩(501)的内部固定安装有虹膜识别机构(504)，所述虹膜识别机构(504)与生物信息识别系统相匹配。

5.根据权利要求1所述的一种可控制的生物信息识别装置及系统，其特征在于：所述生物信息识别系统包括有面部信息识别系统和虹膜信息识别系统，所述面部信息识别系统与面部信息录入模块和面部信息识别信息模块相链接，所述面部信息录入模块和面部信息识别信息模块链接在面部信息数据库上，所述面部信息数据库还与二维面部信息识别模块和三维面部信息识别模块相链接，所述二维面部信息识别模块和三维面部信息识别模块均与特征提取模块相链接，所述特征提取模块还与面部特征匹配模块相链接；所述虹膜信息识别系统与虹膜信息录入模块和虹膜信息识别模块相链接，所述虹膜信息录入模块和虹膜信息识别模块均链接在虹膜信息数据库上，所述虹膜信息数据库还链接在虹膜信息处理系统上。

6.根据权利要求5所述的一种可控制的生物信息识别装置及系统，其特征在于：所述虹膜信息处理系统与虹膜信息质量评价模块相链接，所述虹膜信息质量评价模块与虹膜图像去噪模块和虹膜定位模块相链接，所述虹膜定位模块与虹膜图像增强模块和虹膜归一化模块相链接，所述虹膜图像增强模块也与虹膜归一化模块相链接，所述虹膜归一化模块还与虹膜纹理特征提取模块相链接，所述虹膜纹理特征提取模块与虹膜特征编码模块相链接，所述虹膜特征编码模块与虹膜特征匹配模块相链接，所述虹膜特征编码模块和虹膜特征匹配模块之间链接有解码单元。

7.根据权利要求6所述的一种可控制的生物信息识别装置及系统，其特征在于：所述虹膜信息质量评价模块工作时采用了序列质量评价算法和空域频域相结合算法，图像质量评价的属性指标包括有：合格图像的ID号、活体检测、清晰度因子、干扰因子、图像评价亮度、虹膜不可用区域面积、虹膜可见度、内外偏心度、处理时间和综合质量评价因子。

8.根据权利要求5所述的一种可控制的生物信息识别装置及系统，其特征在于：所述虹膜归一化模块工作时采用了单极坐标仿射变换算法与双极坐标仿射变化算法，虹膜归一化的属性指标包括有：虹膜归一化后图像ID号、各种变化处理、处理时间和对特征提取的影响比重。

9.根据权利要求6所述的一种可控制的生物信息识别装置及系统，其特征在于：所述虹膜特征匹配模块工作时采用了余弦距离算法、汉明距离算法、支持向量机算法和BP神经网络算法，虹膜特征匹配的属性指标包括有：匹配结果、识别率、误拒率和误识率。

Images