[发明专利]基于双虹膜、立体人脸和声纹识别的智能生物特征监控总成及监控方法

摘要

本发明属于智能安全控制领域，尤其是涉及一种基于双虹膜、立体人脸和声纹识别的智能生物特征监控总成及监控方法。包括生物特征采集单元和集成电路部分；所述生物特征采集单元包括机械部分和光学部分，本发明创造性的采用双虹膜安全识别以及将潜望式变焦组件和MEMS变焦组件相结合cone个人能够实现长句变焦，该结构能够在最大尺度的压缩结构厚度的情况下，实现快速变焦和长距离变焦。因此，本发明具有如下优点本发明采用仿人眼高速变焦机器视觉装置，可以自动适配不同人身高、远近距离，快速锁定人的面部，进行高速变焦调整图像为最佳状态，无需特意配合就能正确快速对面部及眼部特征识别。

主权项

一种基于双虹膜、立体人脸和声纹识别的智能生物特征监控总成，其特征在于，包括：生物特征采集单元和集成电路部分；所述生物特征采集单元包括机械部分和光学部分；其中，集成电路部分包括：一MCU微控制器：控制整个智能安全控制系统的运作；一存储系统：用于存储所有需要存储的数据；一雷达监控组件：用于实时跟踪智能安全控制系统所检测范围内具有生物特征的物体的移动状态；一DSP图像处理器：在雷达监控组件检测到有人通过时，启动DSP图像处理器进行图像处理并开启生物特征采集单元，对人眼进行虹膜识别，同时对人脸进行3D识别；并将识别后的信息输入MCU微控制器；第一次进行生物特征识别时，DSP图像处理器将识别后的生物特征信息存储到存储系统；一补光组件：与DSP图像处理器连接，在侦测到当前环境需要补光时进行补光；一智能调光组件：与DSP图像处理器连接，在进行生物特征识别前，红外高清感光芯片首先监测生物体所处环境判断是否处于可见光和非可见光环境，并根据当前所处环境进行选择处理：进行逆光补偿或启动补光组件进行增减光补偿；所述智能调光组件包括HDR单元以及增减光单元，在进行生物特征识别前，红外高清感光芯片首先监测生物体所处环境，判断是否处于可见光和非可见光环境并根据当前所处环境进行选择处理：处理一：当所处环境是可见光环境时，红外高清感光芯片实时侦测是否需要补光，以及是否为逆光环境，若需要补光，红外高清感光芯片将信息告知MCU微控制器当前所处环境的补光强度，MCU微控制器控制智能调光组件进行数码补光使生物特征能够清晰采集；当环境为逆光环境时，红外高清感光芯片将信息告知MCU微控制器，MCU微控制器控制智能调光组件开启HDR单元进行宽动态范围成像；处理二：当所处环境是非可见光环境时，红外高清感光芯片将信息告知MCU微控制器，MCU微控制器控制智能调光组件和补光组件进行实时增减光照度，使生物特征能够清晰采集；一信号输出装置：MCU微控制器将经过DSP图像处理器进行处理后的信息与存储系统中的信息进行比对，正确时，信号输出装置控制外接设备开启；错误时，不进行任何操作或根据用户设定进行扩展操作；一智能可视对讲系统：包括实时摄像的所述生物特征采集单元以及声纹识别模块，该智能可视对讲系统与所述MCU微控制器和通信模块、信息输出模块、存储系统连接，可实时全双工进行本地或异地音视频交互并存储；一声纹识别模块：用于辨认用户声音并确认是否符合，并将结果发送给MCU微控制器，由MCU微控制器根据比对结果决定是否启动开启装置；声纹识别模块包括话筒、录音电路以及声音分析处理组件；MCU微控制器在生物特征匹配后调取存储系统中的与该生物特征对应的音频信息进行声音匹配；第一次进行声音识别时，录音电路将识别后的音频信息存储到存储系统；一通信模块：与MCU微控制器连接，为有线和无线网络模块；一安防系统：所述安防系统与MCU微控制器连接；可匹配其它物联网监控设备，将配对成功的设备信息及时发送给MCU微控制器进行设防或报警；一震动传感器：设置在安防系统中，在接收到锤、砸和破坏的时候，将及时发送信息给MCU微控制器；所述MCU微控制器通过通信模块发送信息给用户或设定其他扩展操作并同时启动安防系统中的报警装置；一信息输出模块：与MCU微控制器连接，用于显示实时视频及处理信息；一嵌入式后台处理系统：与MCU微控制器连接，用于接收MCU微控制器的信息，把人机交互式系统界面通过信息输出模块，显示在视频显示屏上；所述嵌入式后台处理系统透过通信模块将信息推送到云平台，方便用户终端访问，所述信息输出模块和安防系统报警时可直接通过云平台推送到用户预设的终端设备；一电源管理系统：能够为可充电蓄电池、直流供电或交流供电，用于给整个系统进行供电；生物特征采集单元机械部分包括：一个仿人眼高速变焦机器视觉装置，该装置包括一个外罩、驱动外罩能够绕纵向轴轴向旋转的纵向驱动组件、一个内罩、驱动内罩能够绕横向轴轴向旋转的横向驱动组件、一个设置在内罩内的生物特征监控总成传动系统以及与生物特征监控总成传动系统连接的生物特征采集单元光学部分、以及一个用于控制纵向驱动组件和横向驱动组件的驱动组件控制芯片；所述生物特征监控总成传动系统包括一个外框和一个透明外罩；所述透明外罩为半球形，外框一端开口，透明外罩与外框组成具有空腔的封闭主体外壳；生物特征采集单元光学部分设置在封闭主体外壳内；横向驱动组件和纵向驱动组件均为一个微型电机；分别通过轴承和驱动杆驱动外罩或内罩旋转；所述生物特征采集单元光学部分包括：广角镜片、设置在镀膜高清镜片后方的用于采集视频信息的高速变焦总成、以及设置在高速变焦总成后方的所述红外高清感光芯片；所述红外高清感光芯片将成像信息发送给DSP图像处理器；驱动组件控制芯片控制纵向驱动组件和横向驱动组件进行仿人眼的多个自由度的旋转同时自动锁定生物特征并将其逐个发送给DSP图像处理器，所述DSP图像处理器进行处理后输入MCU微控制器；所述高速变焦总成包括一个潜望式变焦组件，以及设置在潜望式变焦组件内的MEMS变焦组件；所述MEMS变焦组件包括中心在同一光轴上的依次设置的分光器、第二组长焦变焦镜片组件、第一组MEMS快速变焦镜片组件、以及呈45°设置的用来改变光路的偏光镜；所述偏光镜上方与采光镜呈45°角度；第一组MEMS快速变焦镜片组件包括：两个不同厚度的且一端面为曲面的板块，两个板块的平面端面相对且有间隙，两个板块发生相对移动时，焦点变化从而通过折射实现光学变焦；所述潜望式变焦组件包括：一个将垂直光线变为平行光线的全反射棱镜，以及设置在全反射棱镜输出端的变焦光学部分，从而把原来前后调整焦距变成上下调整焦距；若是在需要变焦范围短的情况，第二组长焦变焦镜片组件不工作，仅第一组MEMS快速变焦镜片组件进行工作，能够快速实现高速变焦的工作；在需要长焦变焦时，第二组长焦变焦镜片组件进行工作，第一组MEMS快速变焦镜片组件不工作，能够实现较大距离范围内的变焦动作，该结构能够在最大尺度的压缩结构厚度的情况下，实现快速变焦和长距离变焦。