CN204374982U - 基于图像验证码技术的智能采集设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于图像验证码技术的智能采集设备，包括FPGA处理器、指纹采集电路、解码电路、存储电路、晶振电路、电源电路，指纹采集电路连接解码电路，解码电路连接FPGA处理器，存储电路连接FPGA处理器，晶振电路连接FPGA处理器，电源电路连接FPGA处理器；电源电路包括太阳能电池板、控制器、供电电路，太阳能电池板连接控制器，控制器连接供电电路，供电电路连接FPGA处理器，解决图像验证采集所需，利用FPGA处理技术对所采集的指纹图像进行处理，FPGA基于逻辑可编程技术，应用硬件语言实现处理电路的搭载，使得数据处理能力增高，数据运算能力加快，并提高整个设备的数据处理性能。

Description

基于图像验证码技术的智能采集设备

技术领域

本实用新型涉及验证码技术领域，具体的说，是基于图像验证码技术的智能采集设备。

背景技术

验证码，即CAPTCHA (Completely Automated Public Turing Test to Tell Computers and Humans Apart)，是全自动区分计算机和人类图灵测试的简称，最初由卡内基梅隆大学的Luis von Ahn, Manuel Blum, Nicholas Hopper 和 John Langford在2000年提出。它由网站后台程序随机生成一组带有干扰信息的图像，使得机器程序很难识别相关信息，而正常用户能够轻易识别。然而，传统的验证码正逐步面临被程序自动识别的危险（Yahoo、Hotmail、Gmail的CAPTCHA都已经被破解），而过于复杂的干扰信息又降低了用户的正确识别率。

验证码一般分为字符、图像、声音、视频等不同类型。字符型验证码可以被机器程序直接提取验证码的信息，其实并无验证功能，已经被淘汰；声音、视频型验证码处理起来比较复杂，适用范围比较小；图像型验证码的生成算法简单、机器程序不能直接获取其中的字符信息，成为目前常用的验证码技术。

为达到基于图像验证的效果，必然会搭载图像处理系统，用于进行图像采集及处理。

实用新型内容

本实用新型的目的在于设计出基于图像验证码技术的智能采集设备，解决图像验证采集所需，利用FPGA处理技术对所采集的指纹图像进行处理，FPGA基于逻辑可编程技术，应用硬件语言实现处理电路的搭载，使得数据处理能力增高，数据运算能力加快，并提高整个设备的数据处理性能。

本实用新型通过下述技术方案实现：基于图像验证码技术的智能采集设备，包括FPGA处理器、指纹采集电路、解码电路、存储电路、晶振电路、电源电路，所述指纹采集电路连接解码电路，所述解码电路连接FPGA处理器，所述存储电路连接FPGA处理器，所述晶振电路连接FPGA处理器，所述电源电路连接FPGA处理器；所述电源电路包括太阳能电池板、控制器、供电电路，所述太阳能电池板连接控制器，所述控制器连接供电电路，所述供电电路连接FPGA处理器；所述指纹采集电路采用中控URU5000指纹采集器，所述FPGA处理器采用Cyclone III。

进一步的，为更好的实现本实用新型，所述存储电路包括随机存储器和FLASH存储器，所述随机存储器连接FPGA处理器，所述FLASH存储器连接FPGA处理器。

进一步的，为更好的实现本实用新型，所述随机存储器采用静态随机存储器或动态随机存储器。

进一步的，为更好的实现本实用新型，还包括视频采集电路，所述视频采集电路连接解码电路。

进一步的，为更好的实现本实用新型，还包括编码电路和信号发射电路，所述编码电路连接FPGA处理器，所述信号发射电路连接编码电路。

进一步的，为更好的实现本实用新型，还包括接口电路，所述接口电路连接FPGA处理器。

进一步的，为更好的实现本实用新型，所述电源电路内还设置有蓄电池，所述蓄电池连接控制器。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本实用新型解决图像验证采集所需，利用FPGA处理技术对所采集的指纹图像进行处理，FPGA基于逻辑可编程技术，应用硬件语言实现处理电路的搭载，使得数据处理能力增高，数据运算能力加快，并提高整个设备的数据处理性能；采用多种存储器相结合的方式，能根据不同的数据处理需要而选择不同的存储器，从而保障数据处理的良好效果；采用成熟的FPGA技术及指纹采集器，使得采集的指纹信息处理效果更佳，成熟的FPGA可在进行信息合成处理时效果更加稳定；采用太阳能供电，从而达到节能减排的目的。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

图2为本实用新型所述的电源电路原理框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

基于图像验证码技术的智能采集设备，如图1、2所示，包括FPGA处理器、指纹采集电路、解码电路、存储电路、晶振电路、电源电路，所述指纹采集电路连接解码电路，所述解码电路连接FPGA处理器，所述存储电路连接FPGA处理器，所述晶振电路连接FPGA处理器，所述电源电路连接FPGA处理器；所述电源电路包括太阳能电池板、控制器、供电电路，所述太阳能电池板连接控制器，所述控制器连接供电电路，所述供电电路连接FPGA处理器；所述指纹采集电路采用中控URU5000指纹采集器，所述FPGA处理器采用Cyclone III。

其工作原理及作用为：为对指纹图像进行验证使用者利用指纹采集电路将待验证指纹采集，而后经过指纹采集电路进行初步处理，后经解码电路内专门用于指纹信息处理的解码电路通道将经过指纹采集电路数据编码处理后的信息流进行解码，而后传输至FPGA处理器内，利用成熟的可编程逻辑运算处理技术进行逻辑运算等精细化处理，并与储存在存储电路内的原始指纹图像文件数据进行比对，以确定两者是否相同，达到图像验证的目的，在使用时，电源电路给FPGA处理器提供工作电压，晶振电路给FPGA处理器提供时钟信号，URU5000指纹采集器作为指纹采集电路优选的电路设备设施，具有小尺寸，卓越的图像质量，加密的图像数据，拒绝隐约的指印，拒绝伪造的图像，支持旋转指纹，粗糙的指纹处理，干燥的、湿的或粗糙的指纹都可以很好地使用，兼容所有的U.are.U应用程序，支持JAVA开发工具等特性。

URU5000指纹采集器是目前世界上最薄的光学指纹识别器，表面采用坚硬的光学材料并喷薄膜，该产品设计极为小巧且外观精美，输出图象最高可达512dpi，是一款比对性能优越的指纹录入设备，它能有效防止密码、机密资料、隐私文件泄露，对保护私人资料不被轻易偷窥或盗取起到重要的作用。

URU5000指纹采集器能够自动读取指纹图像，并通过USB接口把数字化的指纹图像传送到FPGA处理器中。

低成本的Cyclone III FPGA是Altera Cyclone系列的第三代产品。Cyclone III FPGA系列前所未有地同时实现了低功耗、低成本和高性能，进一步扩展了FPGA在成本敏感大批量领域中的应用。采用台湾半导体生产公司(TSMC)的65-nm低功耗(LP)工艺技术。Cyclone III容量在5K至120K逻辑单元(LE)之间，最多534个用户I/O引脚。Cyclone III器件具有4-Mbit嵌入式存储器、288个嵌入式18*18乘法器、专用外部存储器接口电路、锁相环(PLL)以及高速差分I/O等。

所述电源电路采用太阳能进行供电，太阳能电池板将太阳能转换为电能并将控制器内的稳压电路稳压为FPGA处理器所需要的工作电压并经供电电路供电给FPGA处理器，使其正常工作。

本实用新型解决图像验证采集所需，利用FPGA处理技术对所采集的指纹图像进行处理，FPGA基于逻辑可编程技术，应用硬件语言实现处理电路的搭载，使得数据处理能力增高，数据运算能力加快，并提高整个设备的数据处理性能。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现本实用新型，能使存储器有效灵活的进行存储，如图1、2所示，特别设置下述结构：包括FPGA处理器、指纹采集电路、解码电路、存储电路、晶振电路、电源电路，所述指纹采集电路连接解码电路，所述解码电路连接FPGA处理器，所述存储电路连接FPGA处理器，所述晶振电路连接FPGA处理器，所述电源电路连接FPGA处理器；所述电源电路包括太阳能电池板、控制器、供电电路，所述太阳能电池板连接控制器，所述控制器连接供电电路，所述供电电路连接FPGA处理器；所述指纹采集电路采用中控URU5000指纹采集器，所述FPGA处理器采用Cyclone III；所述存储电路包括随机存储器和FLASH存储器，所述随机存储器连接FPGA处理器，所述FLASH存储器连接FPGA处理器，外扩的FLASH存储器采用SPR4096A，主要用来存储智能采集设备所需要的诸如指纹原始文件数据信息。SPR4096A FLASH具有如下特征：512K×8位的存储空间；内嵌4K×8位的SRAM；外部CPU可以通过串行接口或8位并行接口来访问Flash／SRAM；I／O接口的电压范围为2.25～3.6 V，并支持stand by的省电模式。可以大大降低系统的成本。在使用时，数据处理过程中，FPGA处理器结合随机存储器和FLASH存储器可有效完成数据交换，以达到良好的数据处理效果。

实施例3：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现本实用新型，如图1、2所示，所述随机存储器采用静态随机存储器或动态随机存储器，静态存储器（SRAM）的特点是工作速度快，只要电源不撤除，写入SRAM的信息就不会消失，不需要刷新电路，同时在读出时不破坏原来存放的信息，一经写入可多次读出，但集成度较低，功耗较大，在本实用新型中作高速缓冲存储器(Cache)使用。DRAM是动态随机存储器(Dynamic Random Access Memory)，它是利用场效应管的栅极对其衬底间的分布电容来保存信息，以存储电荷的多少，即电容端电压的高低来表示“1”和“0”，在本实用新型中作为主存储器使用。

实施例4：

本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现本实用新型，如图1、2所示，还包括视频采集电路，所述视频采集电路连接解码电路，为实时监控，在使用时，为使验证技术的保密效果更佳，不易被破坏，在指纹图像验证的基础上优选的又加载一层脸部图像验证，当待验证的人员到达验证区域后，在指纹验证的同时或之前或之后，可同时经视频采集电路对待验证的人进行脸部特征采集，视频采集电路将脸部特征采集后，将通过解码电路内所设置的专用视频解码电路对其数据进行解码后传输至FPGA处理器内，利用成熟的可编程逻辑运算处理技术进行逻辑运算等精细化处理，并与储存在存储电路内的原始脸部图像文件数据进行比对，以确定两者是否相同，达到图像验证的目的。

实施例5：

本实施例是在实施例1-4任一实施例的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现本实用新型，如图1、2所示，还包括编码电路和信号发射电路，所述编码电路连接FPGA处理器，所述信号发射电路连接编码电路，在使用时，FPGA处理器将比对结果数据、指令问权数据等信息通过编码电路进行编码为信号发射电路所能识别发送的信号流，而后经信号发射电路采用无线发送的方式发往后台中心进行进一步的处理。

实施例6：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现本实用新型，当太阳能所转换的多余电能能被存储便于在光照强度不够的天气或黑夜中依然能够对FPGA处理器进行供电，如图1、2所示，特别设置有下述结构：所述电源电路内还设置有蓄电池，所述蓄电池连接控制器，蓄电池将富裕电能存储，当需要使用蓄电池能的电能时，蓄电池进行放电并经控制器内用于蓄电池释电的专用通道进行释电及稳压，经稳压为FPGA处理器所能够使用的电压值后供给FPGA处理器，以备其在光照强度不够的天气或黑夜中可以继续工作。

实施例7：

本实施例是在实施例5的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现本实用新型，能将验证数据信息进行有效备份或对FPGA处理器进行调试，如图1、2所示，特别设置有下述结构：还包括接口电路，所述接口电路连接FPGA处理器。

实施例8：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现本实用新型，如图1、2所示，所述电源电路内还设置有蓄电池，所述蓄电池连接控制器，蓄电池将富裕电能存储，当需要使用蓄电池能的电能时，蓄电池进行放电并经控制器内用于蓄电池释电的专用通道进行释电及稳压，经稳压为FPGA处理器所能够使用的电压值后供给FPGA处理器，以备其在光照强度不够的天气或黑夜中可以继续工作。

实施例9：

本实施例是在实施例1-4任一实施例的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现本实用新型，如图1、2所示，还包括接口电路，所述接口电路连接FPGA处理器，所述接口电路的设置可将验证数据信息进行有效备份或对FPGA处理器进行现场调试。

实施例10：

本实施例是在实施例1-4任一实施例的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现本实用新型，如图1、2所示，所述电源电路内还设置有蓄电池，所述蓄电池连接控制器，蓄电池将富裕电能存储，当需要使用蓄电池能的电能时，蓄电池进行放电并经控制器内用于蓄电池释电的专用通道进行释电及稳压，经稳压为FPGA处理器所能够使用的电压值后供给FPGA处理器，以备其在光照强度不够的天气或黑夜中可以继续工作。

本实用新型解决图像验证采集所需，利用FPGA处理技术对所采集的指纹图像进行处理，FPGA基于逻辑可编程技术，应用硬件语言实现处理电路的搭载，使得数据处理能力增高，数据运算能力加快，并提高整个设备的数据处理性能；采用多种存储器相结合的方式，能根据不同的数据处理需要而选择不同的存储器，从而保障数据处理的良好效果；采用成熟的FPGA技术及指纹采集器，使得采集的指纹信息处理效果更佳，成熟的FPGA可在进行信息合成处理时效果更加稳定；采用太阳能供电，从而达到节能减排的目的。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于图像验证码技术的智能采集设备，其特征在于：包括FPGA处理器、指纹采集电路、解码电路、存储电路、晶振电路、电源电路，所述指纹采集电路连接解码电路，所述解码电路连接FPGA处理器，所述存储电路连接FPGA处理器，所述晶振电路连接FPGA处理器，所述电源电路连接FPGA处理器；所述电源电路包括太阳能电池板、控制器、供电电路，所述太阳能电池板连接控制器，所述控制器连接供电电路，所述供电电路连接FPGA处理器；所述指纹采集电路采用中控URU5000指纹采集器，所述FPGA处理器采用Cyclone III。

2.根据权利要求1所述的基于图像验证码技术的智能采集设备，其特征在于：所述存储电路包括随机存储器和FLASH存储器，所述随机存储器连接FPGA处理器，所述FLASH存储器连接FPGA处理器。

3.根据权利要求2所述的基于图像验证码技术的智能采集设备，其特征在于：所述随机存储器采用静态随机存储器或动态随机存储器。

4.根据权利要求1所述的基于图像验证码技术的智能采集设备，其特征在于：还包括视频采集电路，所述视频采集电路连接解码电路。

5.根据权利要求1-4任一项所述的基于图像验证码技术的智能采集设备，其特征在于：还包括编码电路和信号发射电路，所述编码电路连接FPGA处理器，所述信号发射电路连接编码电路。

6.根据权利要求5所述的基于图像验证码技术的智能采集设备，其特征在于：所述电源电路内还设置有蓄电池，所述蓄电池连接控制器。

7.根据权利要求5所述的基于图像验证码技术的智能采集设备，其特征在于：还包括接口电路，所述接口电路连接FPGA处理器。

8.根据权利要求7所述的基于图像验证码技术的智能采集设备，其特征在于：所述电源电路内还设置有蓄电池，所述蓄电池连接控制器。

9.根据权利要求1-4任一项所述的基于图像验证码技术的智能采集设备，其特征在于：还包括接口电路，所述接口电路连接FPGA处理器。

10.根据权利要求1-4任一项所述的基于图像验证码技术的智能采集设备，其特征在于：所述电源电路内还设置有蓄电池，所述蓄电池连接控制器。