CN203896469U - 一种电视系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电视系统，所述系统包括指纹采集器以及与所述指纹采集器通信连接的认证模块；指纹采集器将采集到的用户指纹发送给认证模块；认证模块将接收到的用户指纹与预存的指纹模板进行匹配，若匹配成功则认证通过。相对于现有技术，本实用新型可以通过将指纹采集器采集的指纹发给认证模块进行指纹识别与匹配，匹配成功后则认证通过，于是就可以成功进行登录。因此，实现了将指纹识别技术应用到电视系统的登陆信息认证过程。

Description

一种电视系统

技术领域

本实用新型涉及指纹识别认证技术领域，尤其涉及一种电视系统。

背景技术

在互联网迅速发展的时代，人们通过计算机上网可以足不出户就实现各种需求，比如下载电影、收发邮件、上传资料、聊天交友、求职及购物等等。由于网络上很多网站都会涉及用户的个人信息，从信息安全的角度出发，很多网站登录时都会设置认证信息，如用户名和密码，只有正确的输入了用户名和密码，才可以进入该网站。由于电视不同于计算机，它不具备一个比较完整的输入键盘，比如电视的遥控器也只有一些数字键，无法直接输入字母或是特殊字符，因此当通过电视系统登陆网站时，输入用户名和密码就会非常困难。

但随着科技的进步，指纹识别技术已经逐渐在生活中普及，不仅应用于刑侦检测、安保检查和考勤打卡，还在互联网应用上得到了发展。目前一些互联网网站已经支持登录时通过指纹识别来进行用户认证了，从而免去输入一长串密码的操作，极大的方便了登录操作。由于智能电视的崛起，又给用户增添了更多的选择。由于智能电视具有CPU并可以连接网络，因此可以实现如同计算机一样的功能，而且智能电视还具有传统家电的常规功能，如接收电视信号观看电视，连接网络下载电影、收发邮件以及聊天购物。因此，电视系统在网络上进行登录的时候也会遇到要输入用户名和密码这类的认证信息才能登录的困难。由于电视系统不具备指纹识别功能，所以无法改变这种比较繁琐的信息认证模式。

因此，如何将指纹识别技术应用到电视系统的登陆信息认证过程成为我们亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种电视系统，通过将指纹采集器采集的指纹发给认证模块进行指纹识别与匹配，匹配成功后则认证通过，于是就可以成功进行登录。因此，本实用新型实现了将指纹识别技术应用到电视系统的登陆信息认证过程。

为实现上述目的，本实用新型提供技术方案如下：

一种电视系统，包括指纹采集器以及与所述指纹采集器通信连接的认证模块；

指纹采集器将采集到的用户指纹发送给认证模块；

认证模块将接收到的用户指纹与预存的指纹模板进行匹配，若可以成功匹配则认证通过。

相对于现有技术，本实用新型可以通过将指纹采集器采集的指纹发给认证模块进行指纹识别与匹配，匹配成功后则认证通过，于是就可以成功进行登录。因此，本实用新型实现了将指纹识别技术应用到电视系统的登陆信息认证过程。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种电视系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中一种电视系统的结构示意图；

图3是指纹图像的示意图；

图4是本实用新型实施例中另一种电视系统的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中一种指纹识别认证方法的流程图。

具体实施方式

本实用新型可以通过将指纹采集器采集的指纹发给认证模块进行指纹识别与匹配，匹配成功后则认证通过，于是就可以成功进行登录。因此，实现了将指纹识别技术应用到电视系统的登陆信息认证过程。为进一步说明本实用新型，提供下列实施例：

实施例一

请参考图1，是本实用新型提供一种电视系统的结构示意图，包括指纹采集器11以及与该指纹采集器通信连接的认证模块12：

指纹采集器11在进入登录界面提示输入指纹时，采集该指纹采集器11上的手指表层纹理图像，获得用户指纹，并将采集到的用户指纹发送给认证模块12；

认证模块12将接收到的用户指纹与预先存储存在内存中指纹模板库的指纹模板进行匹配，若匹配成功则认证通过。认证通过后就可以成功登录，进入对应的应用程序。

相对于现有技术，本实用新型可以在遥控器上设置指纹采集器11，当进入登录界面提示输入指纹时，采集该指纹采集器11上的手指表层纹理图像，获得用户指纹，并将采集到的用户指纹发送给认证模块12；认证模块12通过将指纹采集器11采集的用户指纹与预先存储在内存中指纹模板库的指纹模板进行匹配，匹配成功后则说明认证通过，于是就可以成功进行登录。

因此，本实用新型实现了将指纹识别技术应用到电视系统的登陆信息认证过程。

实施例二

为了对本实用新型的实施方案进行进一步说明，请参见图2，本实用新型实施例中的一种电视系统的结构示意图。其中，该系统包括指纹采集器21以及与其通信连接的认证模块24。

指纹采集器21是通过利用手指指纹凹凸不平的纹形来进行成像，通常把凸出的纹形称为“嵴”，而凹下去的纹形称为“峪”，而指纹采集的过程本质上是指纹成像的过程。其原理是根据嵴与峪的几何特性、物理特征和生物特性的不同，以得到不同的光学或者电流电阻反馈信号，根据反馈信号的量值利用不同算法的图像处理算法来绘成指纹图像。常见的指纹采集器有多种，但最常用到的指纹采集器就是光学指纹采集器。光学指纹采集器采集指纹表层纹理图像。手指接触棱镜的表面，由发光二级管提供一个光源,图像是通过电荷偶合器件集成电路进行采集的。由于光学指纹传感器可靠，价格也很便宜且使用时间比较长，因此被广泛使用在指纹采集上。本实施例中的指纹采集器21可以选用中控科技公司型号为ZK7000A的指纹采集器中的控制芯片；或是深圳指昂技术公司型号为ZWY-020的指纹采集器中的控制芯片等等。

当进入登录界面提示输入指纹时，指纹模块21会采集该模块上的手指表层纹理图像，来绘制成指纹图像，从而获取用户指纹，该指纹图像如图3中（a）所示。由于该图像是用于预指纹模块进行匹配，因此要将该指纹图像发送给负责匹配的认证模块24。需要说明的是，指纹采集器21可以设置在遥控器或遥控器对应的电视上。认证模块24可以与指纹采集器21嵌入在同一设备中；也可以与指纹采集器21分开，单独设置在与装有指纹采集器21的遥控器、以及遥控器对应的电视上并靠电信号传输数据；亦或是安装在与该电视通信的云服务器上，现将数据通过电信号传输给对应的电视，再由电视通过网络上传到云服务器上进行认证。

在优选的实施例中，从指纹采集器21输出的是指纹原始图像。原始图像按512×512点阵计算，灰度级假定为256，其数据量可达256KB。这对整个电视系统的处理和存储都是个不小的负担。在远程采集系统中，这个数据量对通信带宽会造成较大负荷。因此需要对指纹图像进行压缩存储。因此，当指纹采集器21采集到用户指纹的指纹图像后将该图像发送给编码器22。

编码器22收到指纹图像后将该图像进行压缩。指纹图像压缩一般经过图像变换、量化和编码等过程（解压需经过解码、量化解码和反变换等过程）。压缩后的指纹图像需确保指纹特征信息的不丢失不损坏。理论上来讲采用无损压缩算法是最理想的。但实践证明，对于分辨率不是很高的指纹图像来说，采用无损压缩的压缩比很低。通常情况下还是采用联合图像专家组（JointPhotographic Experts Group，JEPG）、小波标量量化（Wavelet ScalarQuantization，WSQ）和嵌入零树小波编码（Embedded Zero-tree Wavelet，EZW）三种压缩算法。JPEG压缩是一种常用的静态图像压缩算法标准，是国际标准化组织（ISO）和国际电联（CCITT）联合制定的压缩编码标准。其压缩比较高，失真率较低，已被广泛使用在各种需图像压缩的场合。WSQ是由美国联邦调查局提出的压缩算法，称为指纹研究领域通用的标准压缩算法，是一种自适应的标量量化和小波分解的指纹图像压缩算法，对指纹特征点信息还原效果较好。EZW是一种基于嵌入零树小波的指纹图像数据压缩与恢复方式，该方法被列入中国公安部刑侦领域指纹图像压缩的国家标准。经编码器压缩的指纹图像数据量就可以减少数据量。然后编码器22会将指纹图像的压缩数据以电信号的形式发送到对端的解码器23上。

解码器23就是用特定方法把数码还原成它所代表的内容或将电脉冲信号、光信号、无线电波等转换成它所代表的信息、数据等。当解码器23收到来自编码器22的电信号后，会根据编解码规则，将携带指纹图像压缩数据的电信号还原成原来的指纹图像。再把该指纹图像发送到认证模块24与预存的指纹模板进行匹配。

需要注意的是，经过解码的指纹图像还是不可以进行指纹匹配，因为预存的指纹模板并不是真实的指纹图像，而是经过处理后的一些特征值。指纹模板的制作过程如图4所示。

当某个网站的登陆认证方式支持指纹识别时，我们可以设置一个原始的用户注册信息，也就是输入一个指纹。假设是通过本实施例中的电视系统录入，则也是通过指纹采集器41采集用户指纹，然后经编码器42压缩后传输到对端的解码器43解码后，将指纹图像发送到认证模块44中进行图像识别及认证。需要说明的是，该认证模块44对于指纹图像的识别和认证操作均为现有技术。例如，本实施例是参考由程元栋发表的《指纹识别技术在电子商务安全认证中的应用与研究》论文中介绍的指纹识别认证方法来实现认证模块44的指纹识别认证操作的。其中，该认证模块44包括图像预处理模块441和特征提取模块442。当认证模块41接收到指纹图像后，将指纹图像发送给图像预处理单元441。图像预处理单元441对收到的指纹图像进行预处理主要分为四步。

第一步是图像增强处理，即根据预设的第一过滤阈值对接收到的用户指纹图像增强嵴峪对比度，处理后得到增强图像，如图3（b）所示。指纹图像增强的目的主要是为了减少噪音，增强嵴峪对比度，使得图像更加清晰真实，便于后续指纹特征值提取的准确性。处理时依据每个像素处嵴的局部走向，会增强在同一方向嵴的走向，并且在同一位置，减弱任何不同于嵴的方向。这样使得嵴线相对背景更加清晰，特征点走向更加明显。

第二步是图像平滑处理，即选取增强图像的象素与其周围灰阶差的均方值为第二过滤阈值进行过滤处理。处理后得到平滑图像，如图3（c）所示。平滑处理是为了让整个图像取得均匀一致的明暗效果。

第三步是图像二值化处理，即再根据第二过滤阈值对平滑图像中每一个象素点的灰度值重新划分为两类，大于阈值的，使所述象素点的灰度值等于1，小于阈值的，使所述象素点的灰度值等于0。处理后得到二值化图像，如图3（d）所示。由于在原始灰阶图像中，各象素的灰度是不同的，并按一定的梯度分布。因此在实际处理中只需要知道象素是不是嵴线上的点，而无需知道它的灰度。所以每一个象素对判定嵴线来讲，只是一个“是与不是”的二选一问题。所以，指纹图像二值化是对每一个象素点按事先定义的阈值进行比较，大于阈值的，使其值等于1（假定），小于阈值的，使其值等于0。图像二值化后，不仅可以大大减少数据量，而且使后面的处理过程少受干扰，大大简化其后的处理。

第四步是图像细化处理，即将二值化图像的灰度值等于1的象素点的宽度降为单个像素的宽度。处理后得到细化图像，如图3（e）所示。图像细化就是将嵴的宽度降为单个像素的宽度，得到嵴线的骨架图的过程。这个过程进一步减少了图像数据量，清晰化了嵴线形态，为之后的特征值提取作好准备。由于我们所关心的不是嵴线的粗细，而是嵴线的有无。因此，在不破坏图像连通性的情况下可以去掉多余的信息。因而应先将指纹嵴线的宽度采用逐渐剥离的方法，使得嵴线成为只有一个象素宽的细线，这将非常有利于下一步分析。

预处理后的指纹图像会发给特征提取单元442，进行特征值的提取，并与预存的指纹模板进行匹配，若匹配成功则认证通过。通常指纹特征值包括模式区内的核心点、三角点及纹数。其中，核心点位于指纹纹路的渐进中心，它在读取指纹和比对指纹时作为参考点。许多算法是基于核心点的，即只能处理和识别具有核心点的指纹；三角点位于从核心点开始的第一个分叉点或者断点，或者两条纹路会聚处、孤立点、折转处，或者指向这些奇异点。三角点提供了指纹纹路的计数跟踪的开始之处；纹数是模式区内指纹纹路的数量。在计算指纹的纹路时，一般先连接核心点和三角点，这条连线与指纹纹路相交的数量即可认为是指纹的纹数。

根据上述方式可以区分大多数的指纹，但为了对指纹识别更加精确，还可以提取指纹的细节特征。由于指纹纹路并不是连续的、平滑笔直的，而是经常出现中断、分叉或转折。这些断点、分叉点和转折点就称为"特征点"，就是这些特征点提供了指纹唯一性的确认信息，其中最典型的是终结点和分叉点，其他还包括分歧点、孤立点、环点、短纹等。特征点的参数包括：方向（节点可以朝着一定的方向）、曲率（描述纹路方向改变的速度）、位置（节点的位置通过x/y坐标来描述，可以是绝对的，也可以是相对于三角点或特征点的）。这样一来，本实用新型的电视系统就可以对指纹做到精准的识别了。

经过对指纹的特征提取后，得到的是一些特征数据，这些数据被存在指纹模板库45中，就是后期用来参照的指纹模板。我们可以将指纹模板库45存储在该电视系统的内存中，或是存入该装置外接的非易失性存储器，或是可以通过网络上传到云服务器中保存。

指纹模板库建好后，当认证模块24的图像预处理单元241收到解压后的指纹图像后，根据上述四个步骤，对指纹图像依次进行图像增强、图像平滑、图像二值化及图像细化处理，然后将处理后的图像发送到特征提取单元242。特征提取单元242按照上述方法提取该图像的模式区内的核心点、三角点及纹数等特征数据，然后将该特征数据与预存在指纹模板库中的指纹模板（特征数据）进行匹配，若匹配成功，则认为录入指纹的用户和注册的用户是同一用户，然后使用该用户的注册信息执行登陆操作。当指纹匹配失败时，该匹配结果会发送给反馈模块25。反馈模块25根据接收到的匹配结果发出反馈信息，提示重新录入指纹，或是切换到其他输入方式，如键盘输入等。在优选的实施方式中，该反馈信息可能是一个蜂鸣器、一个LED警报灯或是安装在遥控器上的震动装置，又或是由电视的显示器显示的文字提示或是由被控设备的播放器播放的声音提示，在本实施例中不做限定。

由此可见，本实用新型可以通过将指纹采集器采集的指纹发给认证模块进行指纹识别与匹配，匹配成功后则认证通过，于是就可以成功进行登录。因此，实现了将指纹识别技术应用到电视系统的登陆信息认证过程。

实施例三

基于同样的构思，本实用新型还提供一个指纹识别认证方法。请参考图5，是本实用新型实施例中一种指纹识别认证方法的流程图，该方法包括步骤：

501、指纹采集器采集用户指纹，并发送给认证模块；

当进入登录界面提示输入指纹时，通过指纹采集器采集该指纹采集器上的手指表层纹理图像，获得用户指纹，并将采集到的用户指纹发送给认证模块。

502、认证模块判断接收到的用户指纹与预存的指纹模板是否匹配，若成功匹配则转步骤503；

503、认证通过。

认证模块位于遥控器、或是与遥控器对应的电视、或是云服务器上，它与指纹采集器有通信连接，当认证模块接收到的用户指纹后，先对该指纹图像进行预处理和特征提取，然后得到一些该图像的特征数据，将这些特征数据与预存在指纹模板库中指纹模板的特征数据进行匹配，若可以成功匹配则认为输入指纹的用户就是注册的用户，因此认证通过。认证通过后就可以成功登录，进入应用程序。

相对于现有技术，当进入登录界面提示输入指纹时，采集指纹采集器上的手指表层纹理图像，获得用户指纹，并将采集到的用户指纹发送给认证模块；认证模块通过将指纹采集器采集的用户指纹与预先存储在内存中指纹模板库的指纹模板进行匹配，匹配成功后则说明认证通过，于是就可以成功进行登录。因此，本实用新型实现了将指纹识别技术应用到电视系统的登陆信息认证过程。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种电视系统，其特征在于，所述系统包括指纹采集器以及与所述指纹采集器通信连接的认证模块； 

所述指纹采集器将采集到的用户指纹发送给所述认证模块； 

所述认证模块将接收到的所述用户指纹与预存的指纹模板进行匹配， 

还包括与所述认证模块连接的反馈模块，所述反馈模块根据所述认证模块的匹配结果，进行相应的提示。 

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反馈模块包括：安装在电视系统上的警报灯、蜂鸣器或者震动装置。 

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述指纹采集器一端还连接一编码器，所述编码器对所述用户指纹进行编码；所述认证模块对应的连接一解码器，所述解码器对所述用户指纹进行解码。 

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电视系统包括电视装置、及其对应的遥控器和云服务器。 

5.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述认证模块集成在所述遥控器上；或者，所述认证模块集成在所述电视装置上；或者，所述认证模块集成在云服务器上。 

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述指纹采集器集成在所述遥控器上；或者，所述指纹采集器集成在所述电视上。 

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述指纹采集器为光学指纹采集器。