TWM560061U - 具有感測影像聲音之生物辨識裝置 - Google Patents

Abstract

本創作係一種具有感測影像聲音之生物辨識裝置，其主機係組設於一底座及一聲控鏡頭感應器 之頂部，其中該主機係包括：一紅外線影像模組、一彩色影像感測模組、至少一麥克風模組、一距離感測器、一中央處理器、一訊號辨識單元及一訊號傳輸單；且該主機 係以有線或無線方式電性連接於一資料庫及一顯示器。

Description

具有感測影像聲音之生物辨識裝置

本創作係一種具有感測影像聲音之生物辨識裝置，尤指一種藉由多鏡頭、多麥克風元件而將臉部影像及聲音資訊整合分析，俾提高人體生理特徵之辨識精確度者。

近年來，由於科技的進步，各種電子產品不斷的推陳出新，且隨著個人資料保護日趨重要，及安全監控或門禁系統上面的應用越來越普及，相關業者不斷開發新的辨識裝置，而業者進一步利用生物辨識（Biometric）技術，以提高整體安全監控的正確可靠度。人臉辨識技術則是透過攝影機擷取人臉部的特徵與五官，再經過演算法確認，即從複雜背景中判斷出特定人物臉孔的技術，目前也已成為身分辨識的主流技術之一。而在生物辨識技術中，最常使用指紋辨識，但是指紋非常容易被複製且尚存有先天指紋是無法辨識的問題，造成實際應用上的困難度及影響其實施率，另者， 傳統的臉部辨識技術主要係利用可見光影像的臉部識別，但是在環境光照發生變化時，其識別效果及精確度會不佳，實無法滿足辨識系統的需要， 故如何改善人臉辨識精確度，及如何整合人體生理特徵並予以分析比對則為相關業者首要改善之目標。

有鑑於此，本案創作人遂以其多年從事相關技術設計實務經驗，而積極研究改良，並經多次實物樣品製作及測試，進而具體改良習知之上述缺點，終致完成本創作。

為克服上述缺點，本創作提供一種具有感測影像聲音之生物辨識裝置，其主要藉由多鏡頭、多麥克風元件而將人體生理特徵訊號傳送到中央處理器進一步整合分析，俾提高人體生理特徵之辨識精確度者。

本創作之具有感測影像聲音之生物辨識裝置，其主機係組設於一底座及一聲控鏡頭感應器 之頂部，其中該主機係包括：一紅外線影像模組、一彩色影像感測模組、至少一麥克風模組、一距離感測器、一中央處理器、一訊號辨識單元及一訊號傳輸單；且該主機 係以有線或無線方式電性連接於一資料庫及一顯示器。本創作其主要藉由多鏡頭、多麥克風元件而得以將使用者臉部的立體深度資訊及聲音特徵值參數傳送到該中央處理器進一步整合分析，俾提高人體生理特徵之辨識精確度者。

以下謹以具體實施例，且佐以圖式作詳細說明，俾使審查委員對本創作之技術特徵，有更進一步之了解。

請參閱圖1至圖3，本創作係一種具有感測影像聲音之生物辨識裝置，其係將一主機10組設於一底座12及一聲控鏡頭感應器11 之頂部，其中該主機10 係包括：一紅外線影像模組101、一彩色影像感測模組102、至少一麥克風模組103、一距離感測器104、一中央處理器105、一訊號辨識單元106及一訊號傳輸單元107；且該主機10 係以有線或無線方式電性連接於一資料庫20及一顯示器30，藉以建構完整之生物辨識系統流程的機能。

關於該主機10之主要結構，其中該紅外線影像模組101係藉由一第一訊號處理單元1011與該中央處理器105電性連接，該紅外線影像模組101其係利用紅外光影像感測器以擷取使用者人臉的紅外線影像訊號 (紅外線波長範圍為770nm∼4000nm )，再經由該第一訊號處理單元1011以分析其紅外線影像之特徵值參數 ，即其係啟動點陣投射器（Dot projector）產生複數個光點投射到使用者的臉部，利用這些光點所形成的陣列反射回紅外光相機（Infrared camera），進而分析計算出使用者臉部不同位置的深度距離訊號，繼而得以將使用者臉部的立體深度資訊傳送到該中央處理器105進一步整合分析 ，俾經由與該資料庫20之儲存訊息計算比對臉部特徵辨識是否為使用者本人。 其中，該彩色影像感測模組102係藉由一第二訊號處理單元1021與該中央處理器105電性連接，該彩色影像感測模組102係利用影像感測器以擷取使用者人臉的平面彩色影像訊號，該影像感測器是由許許多多的格子（畫素）組成的陣列，每一個畫素含有一個電荷耦合元件（CCD）與光感測器（PD），該第二訊號處理單元1021係將影像感測器內每一個畫素的電子類比訊號轉換成數位訊號，也就是影像的類比數位轉換器（Analog to Digital Converter），進而分析其彩色影像之特徵值參數 ，繼而得以將使用者臉部的 彩色影像資訊傳送到該中央處理器105進一步整合分析，俾經由與該資料庫20之儲存訊息搜索比對臉部特徵辨識是否為使用者本人。 其中，該麥克風模組103係藉由一類比/數位轉換器1031與該中央處理器105電性連接，該麥克風模組103係利用聲音的聲波傳遞形式 以擷取使用者 的 聲紋訊號，以作為語音辨識之用，最主要的目的是希望電腦聽懂人類說話的聲音，進而命令電腦執行相對應的工作，該類比/數位轉換器1031係將使用者 的聲波類比訊號（Analog signal）透過壓電轉換技術，而可以將聲波的振幅轉為相對應的電壓訊號，進而分析其聲紋訊號之特徵值參數 ，繼而得以將使用者的聲波資訊傳送到該中央處理器105進一步整合分析，即聲波資訊以數值方式儲存後，經由語音辨識程式開始進行已事先儲存好的聲音樣本與輸入的感測聲音樣本進行比對工作，故能經由與該資料庫20之儲存訊息搜索比對聲波特徵辨識是否為使用者本人。 其中，該距離感測器104係藉由一計算量測單元1041與該中央處理器105電性連接，該距離感測器104係透過紅外線LED發射紅外線，當被使用者人臉反射後由紅外線探測器接受，藉此判斷接收到紅外線的強度來判斷距離，即該計算量測單元1041為一測量距離的元件，其利用紅外線對光源 的感測波長而振盪，藉由紅外線反射後能量變化的光波去計算量測的距離，繼而得以將使用者的測量距離資訊傳送到該中央處理器105整合分析之，俾能整合人體生理特徵及提高辨識精確度。

關於該中央處理器105係電性連接於該訊號辨識單元106及該訊號傳輸單元107，其中該中央處理器105係整合分析紅外線影像、彩色影像及聲音訊號之特徵值參數，並於該訊號辨識單元106內以與該資料庫20之儲存訊息搜索比辨識之 ，即其係利用該訊號傳輸單元107以電性連接於該資料庫20，爰此，該訊號傳輸單元107可為無線型之藍芽(Bluetooth)傳輸器或有線型之通用串列匯流排USB傳輸器，藉得以傳輸與該資料庫20之儲存訊息搜索比對辨識之，俾建構完整之生物辨識系統的機能，繼而，該中央處理器105係電連接於該顯示器30，故能將感測之生物辨識結果顯示於電腦螢幕，另於該主機10上係可裝設一喇叭( speaker ) 108 ，藉以提供聲音警示效果者 。

本創作係於該主機10底面組設有一聲控鏡頭感應器11，且於該 聲控鏡頭感應器11之底面係組設有一底座12，而該底座12係屬可掛式構造，其可掛設於電腦螢幕周邊或桌面上，其中該聲控鏡頭感應器11 係電性連接於該麥克風模組103 ，其係可藉由感應發言者的聲音而自動控制追蹤鏡頭的方向，本創作設計之方式就是將麥克風介面與紅外線影像、彩色影像鏡頭之介面做連結控制 ，當麥克風收音時會經由該聲控鏡頭感應器11操控攝影機鏡頭移 動至發言者之方向位置，俾能以聲音及臉部辨識以自動追踨發聲者的鏡頭方向，以提高人體生理特徵之辨識精確度。

有關本創作之特徵構造及具體功效，則謹作扼要說明如下：本 創作之主機10係組設於一底座12及一聲控鏡頭感應器11 之頂部，其中該主機10 係包括：一紅外線影像模組101、一彩色影像感測模組102、至少一麥克風模組103、一距離感測器104、一中央處理器105、一訊號辨識單元106及一訊號傳輸單元107；且該主機10 係以有線或無線方式電性連接於一資料庫20及一顯示器30， 本創作主要係感測影像及聲音訊號之生物辨識裝置，其主要藉由多鏡頭、多麥克風元件而得以將使用者臉部的立體深度資訊及聲音特徵值參數傳送到該中央處理器105進一步整合分析，俾經由與該資料庫20之儲存訊息計算比對生理特徵辨識是否為使用者本人，以提高人體生理特徵之辨識精確度者。

綜上所述，本創作感測影像及聲音訊號之生物辨識裝置，由以上詳細說明，可使熟知本項技藝者明瞭本創作的確可達成前述目的，實已符合專利法之規定，爰提出新型專利申請。

10‧‧‧主機
11‧‧‧聲控鏡頭感應器
12‧‧‧底座
101‧‧‧紅外線影像模組
1011‧‧‧第一訊號處理單元
102‧‧‧彩色影像感測模組
1021‧‧‧第二訊號處理單元
103‧‧‧麥克風模組
1031‧‧‧類比/數位轉換器
104‧‧‧距離感測器
1041‧‧‧計算量測單元
105‧‧‧中央處理器
106‧‧‧訊號辨識單元
107‧‧‧訊號傳輸單元
108‧‧‧喇叭
20‧‧‧資料庫
30‧‧‧顯示器

圖1為本創作生物辨識裝置之結構示意圖 圖2為本創作生物辨識裝置之辨識流程圖 圖3為本創作生物辨識裝置之系統方塊結構圖

Claims (6)

1. 一種具有感測影像聲音之生物辨識裝置，其係將一主機組設於一底座及一聲控鏡頭感應器之頂部，其中該主機 係包括：一紅外線影像模組、一彩色影像感測模組、至少一麥克風模組、一距離感測器、一中央處理器、一訊號辨識單元及一訊號傳輸單元； 其中， 該紅外線影像模組係藉由一第一訊號處理單元與該中央處理器電性連接，且 該第一訊號處理單元係分析紅外線影像之特徵值參數 ； 該彩色影像感測模組係藉由一第二訊號處理單元與該中央處理器電性連接，且該第二訊號處理單元係將彩色影像畫素的類比訊號轉換成數位訊號，進而分析其彩色影像之特徵值參數 ； 該麥克風模組係藉由一類比/數位轉換器與該中央處理器電性連接，進而分析其聲紋訊號之特徵值參數； 該距離感測器係藉由一計算量測單元與該中央處理器電性連接，進而計算其距離之數值； 該中央處理器係電性連接於該訊號辨識單元及該訊號傳輸單元，該中央處理器係整合分析紅外線影像、彩色影像及聲音訊號之特徵值參數，並於該訊號辨識單元內以與一資料庫內儲存之訊息搜索辨識之 ，且該訊號傳輸單元係電性連接於該資料庫，俾提高人體生理特徵之辨識精確度者。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有感測影像聲音之生物辨識裝置，其中該距離感測器係透過紅外線LED發射紅外線，當被使用者人臉反射後由紅外線探測器接受，藉此判斷接收到紅外線的強度來判斷距離。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具有感測影像聲音之生物辨識裝置，其中該底座係屬可掛式構造，其可掛設於電腦螢幕周邊或桌面上。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具有感測影像聲音之生物辨識裝置，其中該聲控鏡頭感應器係電性連接於該麥克風模組，其係藉由感應發言者的聲音而自動控制追蹤鏡頭的方向，即麥克風介面與紅外線影像、彩色影像鏡頭之介面做連結控制，俾能以聲音自動追踨發聲者的鏡頭方向。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具有感測影像聲音之生物辨識裝置，其中該中央處理器係電連接於一顯示器，俾能將感測之生物辨識結果顯示於電腦螢幕。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具有感測影像聲音之生物辨識裝置，其中該訊號傳輸單元係為無線型之藍芽(Bluetooth)傳輸器或有線型之通用串列匯流排USB傳輸器，藉得以傳輸該資料庫之儲存訊息供搜索比對辨識之，俾建構完整之生物辨識系統的機能。