[发明专利]一种基于指纹识别的智能家居控制系统

权利要求书

1.一种基于指纹识别的智能家居控制系统，其特征是，包括指纹识别子系统、协议转换器、控制中心和受控家居设备，所述指纹识别子系统与协议转换器通信连接，协议转换器与控制中心通讯连接，各受控家居设备皆无线连接控制中心；当所述指纹识别子系统对录入的特定指纹识别成功后，将该特定指纹对应的特定编号代码通过协议转换器发送至控制中心，控制中心接受到该特定编号代码后，根据该特定编号代码生成相应的控制指令，实现相应受控家居设备的控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于指纹识别的智能家居控制系统，其特征是，所述控制中心包括控制芯片、与所述控制芯片相连的通讯接口，所述控制芯片还连接有网络接口模块。

3.根据权利要求2所述的一种基于指纹识别的智能家居控制系统，其特征是，所述受控家居设备包括窗帘设备、灯光设备、报警设备和空调设备。

4.根据权利要求1所述的一种基于指纹识别的智能家居控制系统，其特征是，所述指纹识别子系统包括指纹录入识别模块和指纹数据准备模块，所述指纹录入识别模块用于采集录入的指纹图像，并对录入的指纹图像依次进行图像去噪声处理、图像分割处理和指纹识别处理，所述指纹数据准备模块用于预先采集多张与控制受控家居设备相关的标准指纹图像，并将标准指纹图像进行图像去噪声处理，然后存入指纹数据库；所述指纹录入识别模块在进行指纹识别时，提取出录入的指纹图像的指纹特征，并将该指纹特征与指纹数据库中的标准指纹图像的指纹特征进行比较，依据一定的判断准则对录入的指纹图像进行指纹识别。

5.根据权利要求4所述的一种基于指纹识别的智能家居控制系统，其特征是，所述指纹数据准备模块在对标准指纹图像进行图像去噪声处理之前，对每个受控家居设备所对应的标准指纹图像中筛选出最优的标准指纹图像，筛选时，按照自定义的图像筛选函数进行筛选，选取图像筛选函数的值最大的标准指纹图像作为最优的标准指纹图像，对该受控家居设备所对应的剩余的标准指纹图像进行删除，其中自定义的图像筛选函数为：

$Y\left(x\right)=\frac{{R_x}^2{(F_i-F)}^2{(G_i-G)}^2}{{\Σ}_{i=1}^{R_x}{F}_i{\Σ}_{i=1}^{R_x}{G}_i},i=1,\mathrm{...},R_x$

式中，Y(x)表示与第x个受控家居设备对应的图像筛选函数，F_i为第x个受控家居设备对应的第i张标准指纹图像的设定区域的平均灰度值，F为根据实际情况设定的灰度值阈值，G_i为第x个受控家居设备对应的第i张标准指纹图像的边缘锐度，G为根据实际情况设定的边缘锐度阈值，R_x为第x个受控家居设备对应的标准指纹图像的数量。

6.根据权利要求5所述的一种基于指纹识别的智能家居控制系统，其特征是，对录入的指纹图像进行图像分割处理，包括：

(1)采用OTSU算法对录入的指纹图像进行全局分割阈值估计，得到优选全局分割阈值；

(2)将整个指纹图像划分为大小相同的多个子图像；

(3)采用OTSU算法对子图像进行局部分割阈值估计，获得各子图像的优选局部分割阈值；

(4)对不同位置的子图像使用不同的分割阈值进行分割，采用下述公式确定子图像的分割阈值：

$P_{ij}=2\[{\mathrm{\λ}}_1\frac{\mathrm{\μ}({\mathrm{\σ}}_{ij}-\mathrm{\σ})}{{\mathrm{\μ}}_{ij}}+{\mathrm{\λ}}_{2}min(P,{P_{ij}}^{\′})\]$

式中，H为优选全局分割阈值，P_ij′为第i行第j列的子图像的优选局部分割阈值，μ表示整个指纹图像的灰度方差，μ_ij表示第i行第j列的子图像的灰度方差，σ_ij表示第i行第j列的子图像的灰度均值，σ表示整个指纹图像的灰度均值；

其中，min(P,P_ij′)表示从P、P_ij′中选择最小值，λ₁、λ₂为设定的权重因子，λ₁+λ₂＝1。