ES2302614B1

ES2302614B1 - BIOMETRIC PORTER.

Info

Publication number: ES2302614B1
Application number: ES200601173A
Authority: ES
Inventors: Javier Hernando Pericas; Javier Rodriguez Saeta; David Hernando Davalillo
Original assignee: Biometric Tecnologies S L; BIOMETRIC TECNOLOGIES SL
Current assignee: Biometric Tecnologies S L; BIOMETRIC TECNOLOGIES SL
Priority date: 2006-05-04
Filing date: 2006-05-04
Publication date: 2009-05-01
Anticipated expiration: 2026-05-04
Also published as: ES2302614A1

Abstract

Portero biométrico.Biometric Goalkeeper

La invención se refiere a un dispositivo formado por una interfaz de un portero electrónico (1) conectada a un ordenador embebido (8a) que proporciona la autenticación del usuario por medio de tecnologías biométricas. El portero incluye una cámara (3) y un micrófono (2) para el reconocimiento del locutor y el de caras. Los ficheros de audio e imagen capturados por la unidad embebida (8a) se procesan para autorizar a los usuarios el acceso si sus identidades son autenticadas positivamente. El reconocimiento de voz se usa para establecer una interacción hombre-máquina. El portero puede tener varios botones pero al menos uno de ellos para usuarios (4) y otro para visitantes (5). Los usuarios hacen uso del reconocimiento de caras y del de locutor para autenticarse de forma automática mientras que los visitantes utilizan el dispositivo como un portero convencional.The invention relates to a device formed by an interface of an electronic door intercom (1) connected to a embedded computer (8a) that provides authentication of the user through biometric technologies. The doorman includes a camera (3) and a microphone (2) for speaker recognition and The one with faces. The audio and image files captured by the embedded unit (8a) are processed to authorize users to access if their identities are positively authenticated. He voice recognition is used to establish an interaction man-machine The goalkeeper can have several buttons but at least one of them for users (4) and another for visitors (5). Users make use of face recognition and that of the announcer to authenticate automatically while visitors use the device as a doorman conventional.

Description

Portero biométrico.Biometric Goalkeeper

Object of the invention

Esta invención proporciona un control de acceso seguro a un lugar concreto a través de una combinación de un portero convencional y la biometría. La autenticación está garantizada mediante la utilización del reconocimiento de voz y el de caras.This invention provides access control. safe to a specific place through a combination of a Conventional goalkeeper and biometrics. Authentication is guaranteed by using voice recognition and of faces.

Field of the Invention

La invención se enmarca en general en el campo de los porteros, el control de acceso, el reconocimiento de voz y las tecnologías biométricas. Más específicamente, en relación a la biometría, la invención está relacionada con el reconocimiento de locutor y el de caras.The invention is generally framed in the field of goalkeepers, access control, voice recognition and Biometric technologies More specifically, in relation to the biometrics, the invention is related to the recognition of announcer and the one with faces.

Background of the invention

Los vídeo porteros tradicionales son catalogados normalmente como automáticos pero en realidad la puerta se abre solamente cuando la persona que está a cargo de autorizar el acceso a un edificio, casa o habitación, verifica la correcta identidad de la persona que pretende acceder. La verificación de la identidad se hace normalmente a través de la voz o la cara, la cual puede verse en pantalla. En cambio, si uno mismo es usuario, probablemente tendrá su propia llave aunque el problema radica en que la llave es a veces fácil de olvidar y además puede ser robada.Traditional video intercoms are cataloged normally as automatic but in reality the door opens only when the person in charge of authorizing access to a building, house or room, verify the correct identity of the person you intend to access. Identity verification is normally done through voice or face, which can be seen onscreen. However, if you are a user, you probably You will have your own key although the problem is that the key is Sometimes easy to forget and can also be stolen.

Por otro lado, las tecnologías biométricas han sido utilizadas normalmente para aplicaciones relacionadas con la seguridad. Existen múltiples tecnologías biométricas tales como las huellas dactilares, la geometría de la mano, la forma de golpear el teclado o la forma de andar. El portero biométrico utiliza solamente la voz, la cara o una combinación de ambas para autenticar a los usuarios.On the other hand, biometric technologies have been normally used for applications related to security. There are multiple biometric technologies such as fingerprints, hand geometry, how to hit the keyboard or the way of walking. The biometric goalkeeper uses only the voice, face or a combination of both to authenticate users

En este sentido, el audio y el vídeo ya se han utilizado en un portero para acceder a edificios en la patente española ES 2 105 963. En esta patente, las señales de vídeo se transmiten a un televisor, el cual se usa como receptor para señales inalámbricas a una cierta frecuencia.In this sense, audio and video have already been used in a doorman to access buildings in the patent Spanish ES 2 105 963. In this patent, the video signals are broadcast to a television, which is used as a receiver for signals Wireless at a certain frequency.

Por otro lado, la patente española ES 2 114 480 añade una comunicación bidireccional al anterior vídeo portero.On the other hand, the Spanish patent ES 2 114 480 Add a two-way communication to the previous video intercom.

Con respecto a la tecnología biométrica, en la patente U.S.A. 4.993.068 se propone un sistema de identificación que utiliza autenticación biométrica.With respect to biometric technology, in the U.S.A. 4,993,068 an identification system is proposed which uses biometric authentication.

El reconocimiento de locutor independiente del texto se usa también para el reconocimiento de las personas (aunque en ese caso a través de la línea telefónica) en la patente europea EP 0 528 990.The independent speaker recognition of the text is also used for the recognition of people (although in that case through the telephone line) in the European patent EP 0 528 990.

Description of the invention

El portero biométrico consiste en un portero tradicional conectado a un ordenador que decide quién tiene permiso para acceder a un lugar seguro de acuerdo con algunas características físicas del usuario tales como la voz o la cara.The biometric goalkeeper consists of a goalkeeper traditional connected to a computer that decides who has permission to access a safe place according to some physical characteristics of the user such as voice or face.

Los problemas señalados en la sección de antecedentes de la invención se pueden resolver por medio del portero biométrico objeto de esta patente. Utilizando la biometría, es posible autenticarse sin la supervisión de nadie siempre y cuando se está dado de alta y autorizado por el administrador del portero. Además, no es necesario llevar una llave o estar preocupado por si ésta se extravía.The problems noted in the section on Background of the invention can be resolved by Biometric goalkeeper object of this patent. Using biometrics, it is possible to authenticate without the supervision of anyone always and when you are registered and authorized by the administrator of the goalkeeper. Also, it is not necessary to carry a key or be worried in case this is lost.

El portero biométrico tiene también la ventaja de que cada portero existente puede ser adaptado al nuevo modelo simplemente añadiendo un ordenador embebido al portero convencional. En comparación con el portero tradicional, el nuevo portero biométrico proporciona más seguridad y comodidad simplemente añadiendo la unidad embebida.The biometric goalkeeper also has the advantage that each existing goalkeeper can be adapted to the new model simply by adding an embedded computer to the doorman conventional. Compared to the traditional goalkeeper, the new Biometric goalkeeper provides more safety and comfort simply by adding the embedded unit.

Otra ventaja adicional con respecto a otros controles de acceso es el empleo de la voz, que convierte el proceso de autenticación en algo más agradable para el usuario, dado que la voz es el medio natural de comunicación de las personas. En este punto, es interesante resaltar la diferencia entre reconocimiento de voz y de locutor. En el reconocimiento de voz, se reconoce el contenido del mensaje mientras que en el reconocimiento del locutor, el contenido del mensaje no es importante y el reconocimiento se centra en averiguar quién es el locutor.Another additional advantage over others access controls is the use of voice, which converts the authentication process in something more user friendly, since the voice is the natural means of communication of people. At this point, it is interesting to highlight the difference between voice recognition and announcer. In recognition of voice, the content of the message is recognized while in the announcer recognition, the message content is not important and recognition focuses on finding out who the announcer.

Description of the figures

En este documento pueden verse las siguientes figuras:In this document you can see the following figures:

La Figura 1 muestra un dispositivo que consiste en un portero, un par de cables para la transmisión de señales de audio y vídeo y una unidad embebida que maneja el proceso de autenticación.Figure 1 shows a device consisting in a doorman, a pair of cables for the transmission of signals from audio and video and an embedded unit that handles the process of authentication.

La Figura 2 es una vista ampliada de la unidad embebida.Figure 2 is an enlarged view of the unit embedded.

Detailed description of the achievements

Tal y como se muestra en la Figura 1, la invención consiste en un dispositivo compuesto por un portero (1) conectado a una unidad embebida (8a). La conexión puede realizarse por medio de un par de cables, uno para audio (6) y otro para vídeo (7), una conexión inalámbrica que transmita señales de audio y vídeo, una conexión IP, etc. El portero está formado por un micrófono (2) que captura señales de audio, un altavoz (2) para reproducir ficheros de audio, una cámara (3) utilizada para capturar imágenes y, si existen botones, posee al menos dos, uno para usuarios (4) y otro para visitantes (5).As shown in Figure 1, the invention consists of a device consisting of a doorman (1) connected to an embedded unit (8a). The connection can be made by means of a pair of cables, one for audio (6) and another for video (7), a wireless connection that transmits audio signals and video, an IP connection, etc. The goalkeeper consists of a microphone (2) that captures audio signals, a speaker (2) for play audio files, a camera (3) used to capture images and, if there are buttons, it has at least two, one for users (4) and another for visitors (5).

Los usuarios registrados pueden autenticarse ellos mismos. En principio, el sistema utiliza por defecto los reconocimientos de voz, de locutor y de cara. En el momento en que el usuario se aproxima al portero y presiona el botón de usuario (4), se le pide un código, solamente conocido por él. Al mismo tiempo, se captura una imagen del usuario. Se establece además una interacción hombre-máquina entre el usuario y el ordenador embebido. El diálogo fluye de forma natural y las opciones de comunicación son lo suficientemente amplias como para permitir una conversación entre el usuario y la máquina.Registered users can authenticate themselves. In principle, the system uses by default the voice, speaker and face recognition. In the moment in which the user approaches the doorman and presses the user button (4), you are asked for a code, only known to him. The same time, an image of the user is captured. It also establishes a human-machine interaction between the user and the embedded computer. Dialogue flows naturally and the communication options are wide enough to allow a conversation between the user and the machine.

Los ficheros de audio y de imagen se envían a la unidad embebida, particularmente ampliada en la Figura 2. El ordenador embebido (8a) contiene un procesador central (11), una base de datos de códigos (15), tres motores de reconocimiento de voz (12), locutor (13) y caras (14) y dos repositorios de modelos de locutor (9) y de cara (10).Audio and image files are sent to the embedded unit, particularly enlarged in Figure 2. The embedded computer (8a) contains a central processor (11), a code database (15), three voice recognition engines (12), announcer (13) and faces (14) and two repositories of models of announcer (9) and face (10).

El procesador central (11) analiza tanto el fichero de audio como el de imagen. En cuanto al fichero de audio, en primer lugar se envía al motor de reconocimiento de voz (12) para reconocer qué es lo que está diciendo el locutor. Si el código reconocido se corresponde con el código conocido, es decir, el código contenido en la base de datos de códigos (15), consideraremos que estamos ante un intento de verificación. En este caso, el fichero de audio se envía también al motor de reconocimiento de locutor (13), con el objetivo de establecer una comparación con el correspondiente modelo seleccionado del repositorio de modelos de locutor (9), el cual también está asociado al código reconocido. Se trata, pues, de un proceso de 1 a 1 que puede hacerse en tiempo real.The central processor (11) analyzes both the Audio file as the image file. As for the audio file, it is first sent to the speech recognition engine (12) to Recognize what the announcer is saying. If the code recognized corresponds to the known code, that is, the code contained in the code database (15), we will consider that we are facing an attempt to verify. In this case, the Audio file is also sent to the recognition engine of announcer (13), in order to establish a comparison with the corresponding model selected from the model repository of announcer (9), which is also associated with the recognized code. Be It is therefore a process of 1 to 1 that can be done in time real.

En paralelo a este análisis, se envía el fichero de imagen al motor de reconocimiento de caras (14) y se compara con el modelo correspondiente, seleccionado del repositorio de modelos de caras (10). Llegados a este punto, el procesador central recibe los resultados de las comparaciones de los diferentes motores y toma una decisión sobre la verificación. Existen tres posibilidades:In parallel to this analysis, the file is sent image to the face recognition engine (14) and compared to the corresponding model, selected from the model repository of faces (10). At this point, the central processor receives the results of the comparisons of the different engines and Make a decision about verification. There are three possibilities:

\bullet Verificación positiva. El usuario es aceptado por ambos motores (voz y caras) o por uno de ellos con suficiente confianza.Positive verification. The user is accepted by both engines (voice and faces) or by one of them with Enough trust

\bullet Verificación negativa. El usuario es rechazado por ambos motores o por uno de ellos con suficiente confianza.Negative verification. The user is rejected by both engines or by one of them with enough trust.

\bullet Sin verificación. La decisión sobre la verificación no se puede tomar ya que existe una duda razonable sobre la identidad o bien porque las muestras capturadas no tienen suficiente calidad para ser analizadas. En este último caso, es posible pedirle al usuario que repita el código y capturar además nuevas secuencias de vídeo.Without verification. The decision on the verification cannot be taken as there is a reasonable doubt about identity or because the captured samples do not have Enough quality to be analyzed. In the latter case, it is possible to ask the user to repeat the code and also capture New video sequences

Es conveniente hacer notar que si las muestras de audio no tienen suficiente calidad para ser comparadas con el modelo de locutor, el procesador central utilizará solamente el fichero de imagen para tomar la decisión sobre la verificación, y viceversa. Puede también ocurrir que un usuario tenga solamente modelo de caras o de voz, y no ambos. En este caso, utilizaremos la tecnología disponible (voz o caras) para realizar las comparaciones.It is convenient to note that if the samples Audio does not have enough quality to be compared to the speaker model, the central processor will use only the image file to make the decision about verification, and vice versa. It can also happen that a user has only face or voice model, and not both. In this case, we will use the available technology (voice or faces) to perform comparisons

Los modelos de voz y de cara son estimados después de un proceso de entrenamiento en el cual se asigna un código para cada usuario y posteriormente se recogen varias muestras para crear un modelo o patrón biométrico. El modelo estimado se encripta para aumentar la seguridad y mantener la privacidad.Voice and face models are estimates after a training process in which a code for each user and subsequently several samples to create a biometric model or pattern. The model estimated is encrypted to increase security and maintain the Privacy.

Los visitantes pueden utilizar otro botón que les permitirá entrar aún cuando no estén registrados. En el momento en el que se presiona el botón de visitante, el ordenador activa la comunicación entre el visitante y el supervisor humano como si se tratase de un portero convencional.Visitors can use another button that will allow them to enter even when they are not registered. At the time in which the visitor button is pressed, the computer activates the communication between the visitor and the human supervisor as if It was a conventional goalkeeper.

Claims

1. Biometric goalkeeper consisting of a doorman (1) and an embedded computer (8a) connected to each other, where the embedded unit (8a) processes audio and video data captured by the doorman (1) and automatically verifies the identities of the Users who want to have access to a protected place (room, building, house, office, etc.), characterized by the application of biometric technologies that identify the user code provided by the issuer and then proceed to the recognition of the announcer, processing the voice signal through an algorithm that models the resonance of the vocal tract, and face recognition, processing the overall image of the face through an algorithm that models the particular characteristics of small parts of it, to compare the statistics of the samples captured from the emitter with the corresponding models stored in the embedded unit (8a).

2. Biometric doorman according to claim 1 characterized in that the users have the possibility of being automatically verified and the visitors, who do not have a known identity, must press a different button if they wish to access an enclosure.

3. Biometric doorman according to claim 1, characterized in that the connection between the doorman (1) and the embedded unit (8a) consists of a pair of cables, one for audio and one for video, a wireless connection, an IP connection or another similar .

4. Biometric doorman according to claim 1 characterized in that the stored models of the users in the repository are encrypted to avoid problems in case of loss or theft.

5. Biometric goalkeeper according to the preceding claims characterized in that the embedded unit (8a) is added to a pre-existing conventional goalkeeper (1).

6. Biometric goalkeeper consisting of a doorman (1) and an embedded computer (8a) connected to each other in characterized in that the embedded unit (8a) establishes a man-machine oral dialogue with the user through the doorman (1), during which verifies both the user code pronounced by the issuer, through statistical techniques of understanding spoken language, as well as the biometric characteristics of the voice, by means of an algorithm that models the resonance of the vocal tract, and the biometric characteristics of the face, by means of an algorithm that models the particular characteristics of small parts of the face, to compare them with the models corresponding to the user stored in the embedded unit (8a).

7. Biometric doorman according to claim 6 characterized in that the users have the possibility of being automatically verified and the visitors, who do not have a known identity, must press a different button if they wish to access an enclosure.

8. Biometric doorman according to claim 6, characterized in that the connection between the doorman (1) and the embedded unit (8a) consists of a pair of cables, one for audio and one for video, a wireless connection, an IP connection or another similar .

9. Biometric doorman according to claim 6, characterized in that the stored models of the users in the repository are encrypted to avoid problems in case of loss or theft.

10. Biometric goalkeeper according to claims 6 to 9 characterized in that the embedded unit (8a) is added to a pre-existing conventional goalkeeper (1).