專利名稱：具有活體檢測功能的人臉指紋門禁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于生物特征識別技術(shù)，尤其涉及帶活體檢測的人臉指紋門禁。
背景技術(shù)：
身份識別在現(xiàn)代社會變得越來越重要，它是一種保護(hù)信息安全、財(cái)產(chǎn)安全、人身安 全等的重要防護(hù)措施，幾乎涉及每個人的日常生活。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)、 通訊技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的可靠性高、識別便利、功能復(fù)雜的身份識別技術(shù)相繼涌 現(xiàn)。從傳統(tǒng)的機(jī)械式鑰匙、密碼口令，到生物特征識別，身份識別技術(shù)發(fā)展迅速，安全性、可 操作性、智能性都有很大的提高，但同時也存在著諸多應(yīng)用的局限。存在諸如身份認(rèn)證丟 失、被盜、遺忘等情況，對于合法身份用戶造成不能正常認(rèn)證識別，對于非法持有人盲目識 別通過，帶來安全威脅。傳統(tǒng)身份識別方式加生物特征識別技術(shù)的應(yīng)用為身份識別具有一定的優(yōu)勢，互補(bǔ) 了傳統(tǒng)和現(xiàn)代技術(shù)的優(yōu)勢，但是每種識別方式還固有缺陷，因此仍然存在著一些不足。如指 紋加密碼的技術(shù)已經(jīng)無法滿足信息時代的要求，在現(xiàn)實(shí)生活中，密碼記憶問題是一個很多 的負(fù)擔(dān)，密碼往往成為信息安全中最薄弱的環(huán)節(jié)。應(yīng)用生物特征識別技術(shù)，解決忘記記憶密 碼或者避免攜帶鑰匙的問題，同時也要滿足生物特征識別容易的問題，發(fā)揮生物特征識別 技術(shù)唯一性、高效、安全性的優(yōu)勢，避免各種生物特征識別應(yīng)用局限，是生物特征識別技術(shù) 的發(fā)展趨勢，也是身份識別技術(shù)的發(fā)展方向。特別地，在一些特別場所，如銀行金庫、監(jiān)獄、保密機(jī)構(gòu)等場所，安全防護(hù)要求極 高，進(jìn)入上述場所的重要區(qū)域需要經(jīng)過嚴(yán)格的身份識別、認(rèn)證。傳統(tǒng)的機(jī)械式鑰匙，口令密 碼方式已經(jīng)不能滿足這些場合的安防要求，采用生物特征識別是解決該問題的重要途徑?，F(xiàn)有的生物識別技術(shù)如指紋、人臉等，有較高的精確度，且在一定程度上能夠避免 身份被盜用的情況發(fā)生。但是，犯罪份子仍然有空子可鉆。比如，通過盜用合法用戶的照片 以通過人臉識別技術(shù)的驗(yàn)證，或者用暴力手段(如砍手等)獲取合法用戶的指紋以通過指 紋識別技術(shù)的驗(yàn)證，這些潛在的危險嚴(yán)重威脅著諸如銀行金庫、保密機(jī)構(gòu)等場所的安全，現(xiàn) 有的普通的生物特征識別產(chǎn)品已不能滿足這些場合的需求。
發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本實(shí)用新型提供一種帶活體檢測的人臉指紋門禁，避免使用盜用 生物特征驗(yàn)證信息通行情況的發(fā)生，提高門禁的安全性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是一種帶活體檢測的人臉指紋門 禁，包括圖像獲取模塊、人像活體檢測模塊、指紋采集模塊、指紋活體檢測模塊、模板存儲單 元、特征比對單元、門禁控制單元、存儲模塊、顯示模塊、擴(kuò)展單元。圖像獲取模塊，主要針對的對象為人臉圖像，它是獲取與人臉圖像以及與人臉圖 像相關(guān)的圖像信息單元，采用攝像頭對通過門禁的受監(jiān)控對象進(jìn)行拍攝。人像活體檢測模塊，包括人臉面部物理運(yùn)動檢測子模塊、人臉面部生理運(yùn)動檢測子模塊。人臉面部物理運(yùn)動檢測子模塊、人臉面部生理運(yùn)動檢測子模塊檢測過程簡述為鎖 定攝像視角內(nèi)人臉，確定人的運(yùn)動區(qū)域和運(yùn)動方向；判斷鎖定人臉區(qū)域內(nèi)是否存在有效的 人臉面部物理運(yùn)動；判斷人臉面部運(yùn)動是否為生理運(yùn)動。指紋采集模塊，針對的對象為指紋，采集指紋信息。指紋活體檢測模塊，指紋的活體檢測是除采集指紋圖像外，多次使被測指紋發(fā)生 形變，記錄形變結(jié)果的檢測模。模板存儲單元，是指存儲建立的指紋活體檢測模型的單元。所謂指紋活體檢測模 型是指，指紋變形前后依據(jù)指紋序列進(jìn)行配準(zhǔn)，選取對應(yīng)特征點(diǎn)作為參考模型的基準(zhǔn)點(diǎn)對， 采用改進(jìn)模型描述指紋的變形，計(jì)算指紋變形在各個方向的變形能量，構(gòu)建指紋變形空間 彎曲能量向量，在真假指紋庫上進(jìn)行訓(xùn)練，得到彎曲能量向量空間分布，從而形成指紋活體 檢測的最終參考模型。帶檢測指紋進(jìn)入活體檢測階段時，與參考模型進(jìn)行比對，計(jì)算待測目 標(biāo)形變時空間能量向量，比對設(shè)定的參考閾值，從而確定待測目標(biāo)是否為活體受檢目標(biāo)。特征比對單元，是將采集到的生物特征信息，包括人臉、指紋信息與數(shù)據(jù)庫中的已 存儲數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，按設(shè)定的符合閾值標(biāo)準(zhǔn)，確定比對結(jié)果是否符合。特別地，對于人像信 息比對，需要同時滿足人像特征比對符合，和人像活體特征檢測符合兩個結(jié)果，視為人像比 對符合；對于指紋檢測比對同理，需要同時滿足指紋圖像特征比對符合和指紋活體特征檢 測符合，視為指紋比對符合；作為同一被檢測對象，須同時滿足人像比對和指紋比對符合， 視為檢測對象身份合法，運(yùn)行通過門禁。對于人像、指紋若有任意圖像比對或者活體特征比 對不符情況出現(xiàn)，將視為非法對象，禁止通過門禁，防止危險進(jìn)一步擴(kuò)大。門禁控制單元，控制被檢測對象通過的單元，其工作過程是，根據(jù)特征比對單元的 比對結(jié)果，被檢測對象為合法時，允許通過，被檢測對象為非法時，禁止通行。存儲模塊，存儲使用人員的人臉、指紋信息，存儲有大量的人臉圖像數(shù)據(jù)和指紋圖 像數(shù)據(jù)，并且與模板存儲單元相互聯(lián)系，共享模板存儲單元中指紋活體檢測模型。顯示模塊，采用液晶顯示屏幕，用于顯示采集被檢測對象人臉、指紋信息，活體檢 測信息，檢測結(jié)果，以及警示信息的顯示。擴(kuò)展單元，包括支持標(biāo)準(zhǔn)RS232，RS485串口電路，支持標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)接 口電路，其他擴(kuò)展電路。所述的模板存儲單元存儲有指紋活體檢測模型和人像活體檢測模型。所述的指紋活體檢測模塊包括指紋物理運(yùn)動檢測子模塊、指紋形變檢測子模塊。本實(shí)用新型的有益效果是不僅可以識別待檢測生物特征信息的合法性，同時還具有生物特征活體檢測功 能。有效避免了偽造、盜用人臉、指紋認(rèn)證信息試圖通過門禁的現(xiàn)象的發(fā)生，保證了門禁的
安全性、可靠性。

圖1為一種帶活體檢測的人臉指紋門禁示意圖。圖2為活體檢測工作流程圖。其中，1、一種帶活體檢測的人臉指紋門禁，1001、圖像獲取模塊，[0026]1002、人像活體檢測模塊，1003、指紋采集模塊，1004、指紋活體檢測模塊，1005、模板存儲單元，1006、特征比對單元，1007、門禁控制單元，1008、存儲模塊，1009、顯示模塊，1010、擴(kuò)展單元。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一結(jié)合附圖1至2對本實(shí)用新型進(jìn)一步描述。附圖1所示，一種帶活體檢測的人臉指紋門禁示意圖。一種帶活體檢測的人臉指 紋門禁(1)包括圖像獲取模塊(1001)、人像活體檢測模塊(1002)、指紋采集模塊(1003)、 指紋活體檢測模塊(1004)、模板存儲單元(1005)、特征比對單元(1006)、門禁控制單元 (1007)、存儲模塊(1008)、顯示模塊(1009)、擴(kuò)展單元(1010)。圖像獲取模塊(1001)，采用攝像頭，朝向被監(jiān)測目標(biāo)方向，采集被檢測目標(biāo)人臉圖 像，同時也采集與人物同步的場景信息。人臉圖像的獲取還包含記錄存儲等功能，供回顯 過程中人臉圖像的抓取等。人像活體檢測模塊(1002)，包括人臉面部物理運(yùn)動檢測子模塊、人臉面部生理運(yùn) 動檢測子模塊。人臉面部物理運(yùn)動檢測子模塊是采集人臉圖像后，確定人臉框，針對眼睛 部位進(jìn)行定位，定位眼睛中心位置，在攝錄的人臉圖像多幅畫面中，以人眼睛定位中心為基 準(zhǔn)，判斷圖像中人眼眨動的情況，從物理運(yùn)動上判斷出被檢測人臉運(yùn)動狀況。人臉面部生理 運(yùn)動檢測子模塊，是判斷人臉面部運(yùn)動的檢測模塊，選定人臉框，定位人臉特征點(diǎn)，記錄人 臉運(yùn)動中特征點(diǎn)位置變化，統(tǒng)計(jì)人臉特征點(diǎn)運(yùn)動方向，判斷運(yùn)動方向和預(yù)定值間關(guān)系，如果 存在一致性運(yùn)動，認(rèn)為是發(fā)生了人臉生理性運(yùn)動。指紋采集模塊(1003)，針對對象為指紋，采集指紋信息。采集完整的指紋信息，有 時需要采集多次指紋；此外，活體檢測需要采集變形指紋信息，因此需要對指紋進(jìn)行適度擠 壓，前后、左右等使指紋序列發(fā)生形變，并進(jìn)行形變后的指紋圖像采集。指紋活體檢測模塊(1004)，指紋的活體檢測是除采集指紋圖像外，多次使被測指 紋發(fā)生形變，記錄形變結(jié)果的檢測模，指紋的變形情況，依據(jù)選取指紋上的定位點(diǎn)確定變形 量，變形量帶入指紋活體檢測參考模型中進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練結(jié)果，即是指紋形變空間能 量，將其與設(shè)定能量閾值比較，從而確定指紋是否為活體指紋。模板存儲單元(100 ，是指存儲建立的指紋活體檢測模型的單元。所謂指紋活體 檢測模型是指，指紋變形前后依據(jù)指紋序列進(jìn)行配準(zhǔn)，選取對應(yīng)特征點(diǎn)作為參考模型的基 準(zhǔn)點(diǎn)對，采用改進(jìn)模型描述指紋的變形，計(jì)算指紋變形在各個方向的變形能量，構(gòu)建指紋變 形空間彎曲能量向量，在真假指紋庫上進(jìn)行訓(xùn)練，得到彎曲能量向量空間分布，從而形成指 紋活體檢測的最終參考模型。帶檢測指紋進(jìn)入活體檢測階段時，與參考模型進(jìn)行比對，計(jì)算待測目標(biāo)形變時空間能量向量，比對設(shè)定的參考閾值，從而確定待測目標(biāo)是否為活體受 檢目標(biāo)。特征比對單元(1006)，是將采集到的生物特征信息，包括人臉、指紋信息與數(shù)據(jù)庫 中的已存儲數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，按設(shè)定的符合閾值標(biāo)準(zhǔn)，確定比對結(jié)果是否符合。特別地，對于 人像信息比對，需要同時滿足人像特征比對符合，和人像活體特征檢測符合兩個結(jié)果，視為 人像比對符合；對于指紋檢測比對同理，需要同時滿足指紋圖像特征比對符合和指紋活體 特征檢測符合，視為指紋比對符合；作為同一被檢測對象，須同時滿足人像比對和指紋比對 符合，視為檢測對象身份合法，運(yùn)行通過門禁。對于人像、指紋若有任意圖像比對或者活體 特征比對不符情況出現(xiàn)，將視為非法對象，禁止通過門禁，防止危險進(jìn)一步擴(kuò)大。門禁控制單元(1007)，控制被檢測對象通過的單元，其工作過程是，根據(jù)特征比 對單元(1006)的比對結(jié)果，被檢測對象為合法時，允許通過，被檢測對象為非法時，禁止通 行。存儲模塊(1008)，存儲使用人員的人臉、指紋信息，存儲有大量的人臉圖像數(shù)據(jù)和 指紋圖像數(shù)據(jù)，并且與模板存儲單元(100 相互聯(lián)系，共享模板存儲單元(100 中指紋活 體檢測模型。顯示模塊(1009)，采用液晶顯示屏幕，用于顯示采集被檢測對象人臉、指紋信息， 活體檢測信息，檢測結(jié)果，以及警示信息的顯示。擴(kuò)展單元(1010)，包括支持標(biāo)準(zhǔn)RS232，RS485串口電路，支持標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議的 網(wǎng)絡(luò)接口電路，其他擴(kuò)展電路。附圖2所示，活體檢測工作流程圖。一種帶活體檢測的人臉指紋門禁其工作過程 可以描述為帶活體檢測的人臉指紋門禁對欲經(jīng)過的對象進(jìn)行特征采集，包括人臉圖像采 集，具體指通過攝像頭對人臉圖像進(jìn)行拍攝，對盤隨人臉的場景圖像進(jìn)行拍攝記錄，特別 地，多次采集人臉圖像，記錄人臉定位區(qū)域的面部運(yùn)動情況，即人臉運(yùn)動的采集。對指紋圖 像進(jìn)行采集，記錄，進(jìn)行多次指紋采集，對指紋進(jìn)行變形情況下的采集記錄。前述過程完成 了欲通過門禁的對象人臉、指紋生物特征的采集，然后進(jìn)行相應(yīng)的檢測比對工作，即將采集 的人臉圖像與存儲模塊(1008)中的人臉圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，按照設(shè)定的吻合閾值判斷是 否符合；對采集的人臉運(yùn)動信息進(jìn)行分析，以眼睛中心為基準(zhǔn)，分析人眼睛眨眼情況，以人 臉定位點(diǎn)為基準(zhǔn)，判斷人臉面部定向移動，根據(jù)參考一致性運(yùn)動你哦個標(biāo)準(zhǔn)判斷人臉生物 運(yùn)動性，從而判斷人臉是否為活體受檢目標(biāo)；對于采集的指紋信息，同存儲模塊(1008)中 的指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，根據(jù)設(shè)定的吻合標(biāo)準(zhǔn)，判斷指紋是否符合，定位指紋特征點(diǎn)，將指紋 變形后狀況移植到指紋活體檢測參考模型中訓(xùn)練，計(jì)算得出指紋運(yùn)動能量空間，根據(jù)設(shè)定 的參考閾值，判斷指紋是否為活體受檢目標(biāo)。綜合上述四個比對、分析結(jié)果，具體分析方法 是，滿足人臉圖像、指紋采集特征比對相符且人臉和指紋都為活體情況下，視為合法目標(biāo)， 該情況下進(jìn)行檢測結(jié)果的顯示，并控制門禁動作，運(yùn)行目標(biāo)通過；入股四個比對、分析結(jié)果 中，只要出現(xiàn)人臉、指紋采集特征比對不符或活體檢測不符情況，視為非法目標(biāo)，將該結(jié)果 進(jìn)行顯示，并發(fā)出報警信息，控制門禁禁止目標(biāo)通行。
權(quán)利要求1.一種帶活體檢測的人臉指紋門禁，其特征在于所述帶活體檢測的人臉指紋門禁包 括圖像獲取模塊、人像活體檢測模塊、指紋采集模塊、指紋活體檢測模塊、模板存儲單元、特 征比對單元、門禁控制單元、存儲模塊、顯示模塊、擴(kuò)展單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶活體檢測的人臉指紋門禁，其特征在于所述的人像 活體檢測模塊包括人臉面部物理運(yùn)動檢測子模塊、人臉面部生理運(yùn)動檢測子模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶活體檢測的人臉指紋門禁，其特征在于所述的顯示 模塊采用液晶顯示屏幕。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶活體檢測的人臉指紋門禁，其特征在于所述的擴(kuò)展 單元包括支持標(biāo)準(zhǔn)RS232，RS485串口電路，支持標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)接口電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶活體檢測的人臉指紋門禁，其特征在于所述的指紋 活體檢測模塊包括指紋物理運(yùn)動檢測子模塊、指紋形變檢測子模塊。
專利摘要一種帶活體檢測的人臉指紋門禁包括圖像獲取模塊、人像活體檢測模塊、指紋采集模塊、指紋活體檢測模塊、模板存儲單元、特征比對單元、門禁控制單元、存儲模塊、顯示模塊、擴(kuò)展單元。所述帶活體檢測的人臉指紋門禁可以檢測人臉、指紋，還具有人臉、指紋的活體檢測功能，避免了盜用人臉、指紋信息非法通過門禁的情況發(fā)生，增強(qiáng)了門禁的安全性。
文檔編號G07C9/00GK201845368SQ20102053845
公開日2011年5月25日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
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