一種唇動口型識別門禁系統(tǒng)及識別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于安全管理系統(tǒng)范圍，特別涉及一種唇動口型識別門禁系統(tǒng)及識別方法。
【背景技術(shù)】
[0002]出入口門禁安全管理系統(tǒng)是新型現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng)，它集微機自動識別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施為一體，與人們?nèi)粘Ｉ蠲懿豢煞?。最近幾年隨著感應(yīng)卡技術(shù)，生物識另IJ技術(shù)的發(fā)展，門禁系統(tǒng)得到了飛躍式的發(fā)展，進入了成熟期，出現(xiàn)了感應(yīng)卡式門禁系統(tǒng)，指紋門禁系統(tǒng)，虹膜門禁系統(tǒng)，面部識別門禁系統(tǒng)，亂序鍵盤門禁系統(tǒng)等各種安全技術(shù)的系統(tǒng)，它們在安全性，方便性，易管理性等方面都各有特長，門禁系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣。唇動口型識別不僅有很好的借閱性，而且不會留下痕跡，對于門禁系統(tǒng)的安全性有很大提尚O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種唇動口型識別門禁系統(tǒng)及識別方法，其特征在于，所述唇動口型識別門禁系統(tǒng)由單片機、攝像機、磁力鎖和蜂鳴器模塊，分別與電源、交換機系統(tǒng)連接，采用串口通信。
[0004]所述唇動口型識別門禁系統(tǒng)的識別方法是利用交換機系統(tǒng)中BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對正確和錯誤的唇動口型進行訓(xùn)練，學(xué)習(xí)區(qū)分口型的正誤；先錄制1000個唇動視頻，其中正確的有500個，錯誤的有500個，對這些視頻進行處理，提取出特征值，訓(xùn)練出正確的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，具體步驟如下:
[0005]步驟一:通過攝像頭采集人臉，識別唇部；
[0006]步驟二:采集唇部運動，提取唇部的特征值；
[0007]步驟三:通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對所得唇動特征值進行判斷，判斷出屬于正確口型還是錯誤口型，判斷完畢會在計算機顯示結(jié)果值；
[0008]步驟四:將判斷結(jié)果通過串口發(fā)送到單片機，實現(xiàn)對門禁系統(tǒng)的控制。
[0009]所述步驟二的具體做法是通過本地搜索均值和通過變化人臉樣本全局優(yōu)化點分布模型的辦法實現(xiàn)特征點檢測，再經(jīng)過點連接，實現(xiàn)面部輪廓檢測，最后完成提取人臉和人臉特征提取。
[0010]本發(fā)明的有益效果是口型識別主要依賴于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對正確口型和錯誤口型的訓(xùn)練，控制門禁開啟主要通過串口通信實現(xiàn)上位機向下位機傳送判斷結(jié)果的信號，判斷是否符合口令進而控制門禁開啟，是一種有別于指紋識別、虹膜識別、密碼識別的新的門禁識別方式；克服了生物識別的不可借閱性和秘密識別會留下痕跡的缺點，操作簡單方便，具有很好的借閱性，且不會留下痕跡，適合推廣。
【附圖說明】
[0011]圖1為整體結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖2為面部分層感知模型。
[0013]圖3為唇動口型識別門禁流程圖。
【具體實施方式】
[0014]本發(fā)明的目的是提供一種唇動口型識別門禁系統(tǒng)及識別方法，下面結(jié)合附圖與具體實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0015]圖1所示為整體結(jié)構(gòu)圖，所述唇動口型識別門禁系統(tǒng)由單片機、攝像機、磁力鎖和蜂鳴器模塊，分別與電源、交換機系統(tǒng)連接，采用串口通信。
[0016]圖2所示為面部分層感知模型。通過攝像頭采集人臉，識別唇部，先錄制1000個唇動視頻，其中正確的有500個，錯誤的有500個，采集唇部運動，提取唇部的特征值；再通過本地搜索均值和通過變化人臉樣本全局優(yōu)化點分布模型的辦法實現(xiàn)特征點檢測，再經(jīng)過點連接，實現(xiàn)面部輪廓檢測，最后完成提取人臉和人臉特征提取。
[0017]圖3所示為唇動口型識別門禁流程圖。所述唇動口型識別門禁系統(tǒng)的識別方法是利用交換機系統(tǒng)中BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對正確和錯誤的唇動口型進行訓(xùn)練，學(xué)習(xí)區(qū)分口型的正誤；具體步驟如下:
[0018]S1:通過攝像頭采集人臉，面部特征點跟蹤，采用高效率視頻編碼(HEVC)將面部區(qū)域從背景中提取出來，并用分層感知模型和像素權(quán)重圖分析定位視頻中的面部特征點，記錄下這些特征點運動過程中坐標值。
[0019]S2:采集唇部運動，提取唇部的特征值；具體做法是通過本地搜索均值和通過變化人臉樣本全局優(yōu)化點分布模型的辦法實現(xiàn)特征點檢測，由幾何方面分析提取唇部五個方面的特征值:唇角間距離、內(nèi)唇高度、外唇高度、內(nèi)唇圍成面積、外唇圍城面積，每個視頻可得100個包含這五個方面的特征值，實現(xiàn)面部輪廓檢測，最后完成提取人臉和人臉特征提取；將跟蹤生成的坐標值轉(zhuǎn)化為特征值以供機器學(xué)習(xí)；
[0020]S3:通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對所得唇動特征值進行判斷，判斷出屬于正確口型還是錯誤口型，判斷完畢會在計算機顯示結(jié)果值；即神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)并生成學(xué)習(xí)好的網(wǎng)絡(luò)，測試時用此網(wǎng)絡(luò)擬合得到判斷結(jié)果；
[0021]S4:計算機與單片機串口通信，把口型判斷后的結(jié)果發(fā)送到硬件部分，使門禁對該結(jié)果產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)，實現(xiàn)對門禁系統(tǒng)的控制；具體是當(dāng)口型判斷與設(shè)定相符時，門禁鎖開啟數(shù)秒后閉合；當(dāng)口型判斷與設(shè)定不符時，門禁鎖閉合，蜂鳴器報警兩秒。
【主權(quán)項】
1.一種唇動口型識別門禁系統(tǒng)，其特征在于，所述唇動口型識別門禁系統(tǒng)由單片機、攝像機、門禁鎖，分別與電源、交換機系統(tǒng)連接，采用串口通信。2.—種權(quán)利要求1所述唇動口型識別門禁系統(tǒng)的識別方法，其特征在于，利用交換機系統(tǒng)中BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對正確和錯誤的唇動口型進行訓(xùn)練，學(xué)習(xí)區(qū)分口型的正誤；先錄制1000個唇動視頻，其中正確的有500個，錯誤的有500個，對這些視頻進行處理，提取出特征值，訓(xùn)練出正確的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，具體步驟如下: 步驟一:通過攝像頭采集人臉，識別唇部； 步驟二:采集唇部運動，提取唇部的特征值； 步驟三:通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對所得唇動特征值進行判斷，判斷出屬于正確口型還是錯誤口型，判斷完畢會在計算機顯示結(jié)果值； 步驟四:計算機與單片機串口通信，把口型判斷后的結(jié)果發(fā)送到硬件部分，使門禁對該結(jié)果產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)，實現(xiàn)對門禁系統(tǒng)的控制。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述所述唇動口型識別門禁系統(tǒng)的識別方法，其特征在于，所述步驟一具體包括:采用高效率視頻編碼(HEVC)將面部區(qū)域從背景中提取出來，并用分層感知模型和像素權(quán)重圖分析定位視頻中的面部特征點，記錄下這些特征點運動過程中坐標值。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述所述唇動口型識別門禁系統(tǒng)的識別方法，其特征在于，所述步驟二的具體做法是通過本地搜索均值和通過變化人臉樣本全局優(yōu)化點分布模型的辦法實現(xiàn)特征點檢測，由幾何方面分析提取唇部五個方面的特征值:唇角間距離、內(nèi)唇高度、外唇高度、內(nèi)唇圍成面積、外唇圍城面積，每個視頻可得100個包含這五個方面的特征值，實現(xiàn)面部輪廓檢測，最后完成提取人臉和人臉特征提取。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述所述唇動口型識別門禁系統(tǒng)的識別方法，其特征在于，所述步驟四的具體步驟是當(dāng)口型判斷與設(shè)定相符時，磁力鎖開啟數(shù)秒后閉合；當(dāng)口型判斷與設(shè)定不符時，磁力鎖閉合，蜂鳴器報警兩秒。
【專利摘要】本發(fā)明公開了屬于安全管理系統(tǒng)范圍的一種唇動口型識別門禁系統(tǒng)及識別方法。其唇動口型識別門禁系統(tǒng)由單片機、攝像機、門禁鎖和蜂鳴器模塊，分別與電源、交換機系統(tǒng)連接，所述識別方法是先錄制1000個唇動視頻，對這些視頻進行處理，提取出特征值，利用交換機系統(tǒng)中BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對正確和錯誤的唇動口型進行訓(xùn)練，學(xué)習(xí)區(qū)分口型的正誤；訓(xùn)練出正確的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。利用本發(fā)明的方法與系統(tǒng)，可以便捷的對門禁進行控制，為以后更為人性化、快捷化的人機交互奠定堅實基礎(chǔ)，也為后續(xù)的唇動口型識別在其他方面的應(yīng)用提供基礎(chǔ)保障。操作簡單方便，具有很好的借閱性，且不會留下痕跡，適合推廣。
【IPC分類】G07C9/00, G06K9/00
【公開號】CN105139503
【申請?zhí)枴緾N201510659090
【發(fā)明人】徐邁, 趙心悅, 劉迪
【申請人】北京航空航天大學(xué)
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年10月12日