一種生物特征識別系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種生物特征識別系統(tǒng)及方法，該方法根據(jù)需要將多種不同的生物特征識別設(shè)備組合構(gòu)成終端權(quán)限控制網(wǎng)絡(luò)，與主機相連。對安全性要求高的控制點，采用適應(yīng)環(huán)境和使用條件的高安全性生物特征識別設(shè)備，對安全性要求較低的控制點，根據(jù)安全性要求和應(yīng)用環(huán)境采用價格相對低的生物特征識別設(shè)備。本發(fā)明對于任何進入內(nèi)部控制點的用戶都進行了多次生物特征識別。這一技術(shù)提高了生物識別設(shè)備的全面性，增強了區(qū)域的安全性，同時在不同的控制點采用不同的識別設(shè)備，增加了系統(tǒng)的實用性，降低了實際應(yīng)用的成本，系統(tǒng)還能夠快速確定用戶信息，并且結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)。
【專利說明】 一種生物特征識別系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物特征識別【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種生物特征識別系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息技術(shù)的發(fā)展，安全、方便的生物特征識別技術(shù)也得到越來越廣泛的應(yīng)用。生物特征識別技術(shù)有很多種，常見的有指紋識別、人臉識別、虹膜識別、掌紋識別、靜脈識別坐寸ο
[0003]不同的生物特征識別技術(shù)有不同的特點和使用的限制條件。其中，指紋、人臉等特征易于獲取，識別設(shè)備價格通常不高，但防偽難度稍大，容易被偽造；相反，虹膜、靜脈等特征獲取條件較為苛刻，在采集距離、配合程度等方面都有一定的要求，識別設(shè)備的價格通常也較高，但有著較高的防偽性。
[0004]單一的生物特征識別可能會受到幾個方面的影響:(I)使用環(huán)境的限制:比如指紋，要求接觸式采集；虹膜要求拍攝環(huán)境的光強不能太強或太弱；人臉對光照角度和拍攝角度、面部表情等都有一定的要求。(2)生物特征的不穩(wěn)定性:比如指紋容易受到外傷或臟污的影響；人臉識別容易受到光照不均勻、光照過強、臟污等影響；遠(yuǎn)距離虹膜容易受到可見光影響等。(3)部分生物特征容易被偽造:比如指紋，人臉等。
[0005]可以想象如下的實際需求:在一個封閉系統(tǒng)內(nèi)部(比如一棟建筑物、工廠或校園等)，要在所有出入口的控制點進行基于生物特征識別技術(shù)的身份認(rèn)證或識別。如果在每一個關(guān)鍵入口使用相同的生物特征識別設(shè)備，可能因不同區(qū)域的環(huán)境不同而導(dǎo)致識別設(shè)備在某些區(qū)域不宜使用；如果在所有控制點都采用指紋識別或人臉識別等安全性較低的生物特征識別技術(shù)，則生物特征容易被偽造；如果均采用虹膜識別、靜脈識別等高安全性的生物特征識別技術(shù)則可能導(dǎo)致系統(tǒng)成本過高。所以，通常情況下，在所有的控制點使用同一種生物特征識別設(shè)備是不合適的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)存在的缺陷，發(fā)展一種無縫的、低成本、高安全性的生物特征識別系統(tǒng)與方法。
[0007]本發(fā)明首先對控制點按照安全性要求的不同進行分類。安全性要求高的控制點可以根據(jù)實際環(huán)境和使用條件限制，選擇虹膜識別、靜脈識別等高準(zhǔn)確性、高防偽性的生物特征識別技術(shù)。在安全性要求較低的控制點，采用適合使用環(huán)境并且滿足安全要求的生物特征識別技術(shù)比如指紋、人臉識別技術(shù)或者基于視頻的跟蹤技術(shù)等。
[0008]本發(fā)明的一個典型應(yīng)用如:封閉系統(tǒng)的入口處采用虹膜識別等高安全性的生物特征識別設(shè)備，內(nèi)部控制點根據(jù)安全要求、實際使用環(huán)境和條件限制采用不同的生物特征識別技術(shù)，如指紋識別、人臉識別或者基于監(jiān)控視頻的跟蹤等。
[0009]一種生物特征識別系統(tǒng)，包括不同的生物特征識別設(shè)備、用于發(fā)送和接收信息的通信網(wǎng)絡(luò)、主機。其中，在安全性要求高的控制點根據(jù)實際環(huán)境和使用條件選擇適當(dāng)?shù)母甙踩缘纳锾卣髯R別設(shè)備，安全性要求較低的控制點則根據(jù)安全性要求采用適應(yīng)環(huán)境、易于使用的價格較低的生物特征識別設(shè)備，所有采用的生物特征識別設(shè)備通過通信網(wǎng)絡(luò)同主機進行連接。
[0010]其中所有采用的生物特征識別設(shè)備都包括與相應(yīng)的生物特征識別技術(shù)對應(yīng)的特征采集設(shè)備、預(yù)處理和特征提取裝置，特征信息加密模塊。特征采集設(shè)備的信號輸出端與預(yù)處理和特征提取裝置的信號輸入端相連接，預(yù)處理和特征提取裝置的信號輸出端與特征信息加密模塊信號輸入端連接。生物特征識別設(shè)備實現(xiàn)對生物特征的采集以及生物特征的提取，并最終輸出加密后的特征信息。
[0011]其中通信網(wǎng)絡(luò)可能為無線或有線通信網(wǎng)絡(luò)。通常為了實現(xiàn)無線通信網(wǎng)絡(luò)的使用需要在連接的裝置上安裝無線通信芯片。
[0012]進一步優(yōu)選，對于整體安全性要求高的系統(tǒng)，需要通過有線端口進行傳輸。
[0013]其中主機包括解碼加密特征信息模塊、生物特征匹配裝置、用戶信息數(shù)據(jù)庫服務(wù)器以及對不同控制點的控制單元。生物特征識別設(shè)備將加密的特征信息信號輸入到主機，在主機中利用解碼特征信息模塊得到生物特征信息，將特征信息傳入生物特征匹配裝置中結(jié)合用戶信息數(shù)據(jù)庫中存儲的用戶特征信息進行匹配，匹配結(jié)果傳入控制單元中對控制點進行授權(quán)。同時也可以實現(xiàn)對用戶訪問情況的記錄。
[0014]一種生物特征識別方法，包括以下步驟:
[0015](I)在用戶訪問前，需要對用戶信息進行注冊，存儲多種生物特征信息。首先判斷用戶的ID信息是否正確，ID不正確則重新輸入ID，ID正確則依次采集個人所需生物特征；接著，判斷采集的特征是否合格，不合格則重新采集，直到所有采集的特征均合格，注冊結(jié)束，將采集的特征信息存儲在用戶信息數(shù)據(jù)庫。圖3給出了注冊過程的流程圖。
[0016](2)在用戶特征識別過程中，在控制點利用生物特征識別設(shè)備中的采集設(shè)備采集相應(yīng)的用于身份識別的生物特征。
[0017](3)應(yīng)用生物特征識別設(shè)備中的預(yù)處理和特征提取裝置對采集到的特征進行預(yù)處理，并在其中提取出相應(yīng)的特征信息。
[0018](4)利用生物特征識別設(shè)備中的特征信息加密模塊對特征信息進行加密處理，之后將加密特征信息傳送至主機并利用主機中的解碼加密特征信息模塊進行解碼。
[0019](5)在主機的生物特征匹配裝置中結(jié)合用戶信息數(shù)據(jù)庫中的用戶特征信息對解碼后的生物特征信息進行特征匹配，如果匹配結(jié)果正確，則相應(yīng)的用戶具有相應(yīng)控制點的訪問權(quán)限，否則重新輸入ID進行生物特征識別，圖4中展示了識別過程流程圖。
[0020](6)對于任何一個進入內(nèi)部控制點的用戶來說，他需要依次經(jīng)歷多種生物特征識別過程，進行基于不同技術(shù)的多次身份識別。
[0021]進一步考慮，本生物特征識別方法可以和傳統(tǒng)的“用戶名+密碼”方法配合使用，增強系統(tǒng)的安全性和實用性。
[0022]進一步優(yōu)選，在進行生物特征匹配時可以結(jié)合用戶ID信息，增加特征匹配的速度和準(zhǔn)確率。
[0023]進一步優(yōu)選，本發(fā)明在光照強度明暗變化較多的區(qū)域可以考慮選擇指紋識別設(shè)備，而在光強比較穩(wěn)定適中的區(qū)域，可以選用人臉識別、虹膜識別等。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0025](I)在保證效率的前提下，增強區(qū)域的整體安全性，提高識別準(zhǔn)確率，增加仿冒者的入侵難度。(2)在不同控制點根據(jù)具體安全性要求和環(huán)境條件選擇了相應(yīng)的生物特征識別設(shè)備，待授權(quán)用戶基于不同生物特征的進行了多次身份認(rèn)證，提高了生物特征識別方法的全面性，進一步增強了了安全性。(3)系統(tǒng)考慮到了不同控制點使用的生物識別設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境以及設(shè)備價格，增加了系統(tǒng)的實用性，降低了實際應(yīng)用的成本。(4)系統(tǒng)可以快速確定用戶的身份信息，結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為生物特征識別系統(tǒng)組成圖；
[0027]圖2為個人信息與生物特征關(guān)系圖；
[0028]圖3為生物特征信息注冊流程圖；
[0029]圖4為生物特征識別過程流程圖。

【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細(xì)地說明。
[0031]參照圖1，一種生物特征識別系統(tǒng)，包括不同的生物特征識別設(shè)備、用于發(fā)送和接收信息的通信網(wǎng)絡(luò)、主機。其中，在安全性要求高的控制點根據(jù)實際環(huán)境和使用條件選擇適當(dāng)?shù)母甙踩缘纳锾卣髯R別設(shè)備，而安全性要求較低的控制點則根據(jù)安全性要求采用適應(yīng)環(huán)境、易于使用的價格較低的生物特征識別設(shè)備，所有采用的生物特征識別設(shè)備通過通信網(wǎng)絡(luò)同主機進行連接。
[0032]其中所有采用的生物特征識別設(shè)備都包括與相應(yīng)的生物特征識別技術(shù)對應(yīng)的特征采集設(shè)備、預(yù)處理和特征提取裝置，特征信息加密模塊。特征采集設(shè)備的信號輸出端與預(yù)處理和特征提取裝置的信號輸入端相連接，預(yù)處理和特征提取裝置的信號輸出端與特征信息加密模塊信號輸入端連接。生物特征識別設(shè)備實現(xiàn)對生物特征的采集以及生物特征的提取，并最終輸出加密后的特征信息。
[0033]其中通信網(wǎng)絡(luò)可能為無線或有線通信網(wǎng)絡(luò)。通常為了實現(xiàn)無線通信網(wǎng)絡(luò)的使用需要在連接的裝置上安裝無線通信芯片。進一步優(yōu)選，對于整體安全性要求高的系統(tǒng)，需要通過有線端口進行傳輸。
[0034]其中主機包括解碼加密特征信息模塊、生物特征匹配裝置、用戶信息數(shù)據(jù)庫服務(wù)器以及對不同控制點的控制單元。生物特征識別設(shè)備將加密的特征信息信號輸入到主機，在主機中利用解碼特征信息模塊得到生物特征信息，將特征信息傳入生物特征匹配裝置中結(jié)合用戶信息數(shù)據(jù)庫中的用戶特征信息進行匹配，匹配結(jié)果傳入控制單元中對控制點進行授權(quán)。同時也可以實現(xiàn)對用戶訪問情況的記錄。
[0035]一種生物特征識別方法，包括以下步驟:用戶在某個控制點需要進行授權(quán)操作時，需要使用該控制點的生物特征識別設(shè)備，該設(shè)備采集相應(yīng)的生物特征，加密傳送至主機，主機解密特征信息后，結(jié)合用戶信息數(shù)據(jù)庫對生物特征進行匹配，如果匹配正確，則相應(yīng)的用戶具有相應(yīng)控制點的操作權(quán)限，否則重新輸入ID，重新采集生物特征進行識別。圖2中給出了一種可能的ID與特征對應(yīng)關(guān)系示意圖。其中，每個ID對應(yīng)著用戶的個人信息和用于存儲的各種生物特征信息。
[0036]圖3給出了用戶注冊的流程圖，首先判斷用戶的ID信息是否正確，ID不正確則重新輸入ID，ID正確則依次采集個人所需生物特征；接著，判斷采集的特征是否合格，不合格則重新采集，直到所有采集的特征均合格，注冊結(jié)束，將采集的特征信息存儲在用戶信息數(shù)據(jù)庫。
[0037]圖4給出了用戶識別過程的流程圖。用戶在某個控制點需要進行授權(quán)操作時，需要使用該控制點的生物特征識別設(shè)備，該設(shè)備采集相應(yīng)的生物特征，加密傳送至主機，主機解密特征信息后，結(jié)合用戶信息數(shù)據(jù)庫對生物特征進行匹配，如果匹配正確，則相應(yīng)的用戶具有相應(yīng)控制點的操作權(quán)限，否則重新輸入ID，重新采集生物特征進行識別。
[0038]本部分以一個封閉的化工廠的身份控制作為本系統(tǒng)的一個具體應(yīng)用的實施例。在關(guān)鍵入口處，如化工廠入口處采用虹膜識別、靜脈識別等高安全性的生物特征識別技術(shù)進行身份認(rèn)證或識別，降低非授權(quán)人員進入整個工廠的可能性。而在內(nèi)部權(quán)限控制點(比如門等)，可以根據(jù)需要和實際環(huán)境的限制，采用不同的生物特征識別技術(shù)進行身份認(rèn)證或識另IJ。可以采用的包括但不限于指紋識別、掌紋識別、2D人臉識別、3D人臉識別、語音識別以及基于監(jiān)控視頻的跟蹤等。更加具體的，可以在作為關(guān)鍵入口的工廠入口處采用識別準(zhǔn)確率較高的虹膜識別技術(shù)，在區(qū)域內(nèi)部的不同入口根據(jù)需求和環(huán)境采用成本更低、識別準(zhǔn)確率不特別高的其它生物特征識別技術(shù)。
[0039]選擇生物特征識別設(shè)備的基本依據(jù)為:首先根據(jù)生物特征識別設(shè)備所使用的限制條件，選擇可以使用的設(shè)備，比如光照較強的區(qū)域不適合虹膜識別，光照較暗的區(qū)域不適合人臉識別等等。其次，考慮設(shè)備價格和維護成本，在可用設(shè)備范圍內(nèi)選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)備。
[0040]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，本發(fā)明的保護范圍不限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見地得到的技術(shù)方案的簡單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種生物特征識別系統(tǒng)，其特征在于，由主機和在不同控制點的多種生物特征識別設(shè)備組合構(gòu)成，并以通信網(wǎng)絡(luò)連接，首先對不同的控制點按照其安全性要求水平和使用環(huán)境限制優(yōu)選生物特征識別設(shè)備，其中安全性要求高的控制點根據(jù)實際環(huán)境和使用條件選擇適當(dāng)?shù)母甙踩陨锾卣髯R別設(shè)備，安全性要求較低的控制點依據(jù)安全性要求和應(yīng)用環(huán)境采用價格相對較低的生物特征識別設(shè)備；所有采用的生物特征識別設(shè)備通過通信網(wǎng)絡(luò)同主機進行連接； 其中采用的多種生物特征識別設(shè)備，包括與相應(yīng)的生物特征識別技術(shù)對應(yīng)的特征采集設(shè)備、預(yù)處理和特征提取裝置，特征信息加密模塊；特征采集設(shè)備的信號輸出端與預(yù)處理和特征提取裝置的信號輸入端相連接，預(yù)處理和特征提取裝置的信號輸出端與特征信息加密模塊信號輸入端連接；生物特征識別設(shè)備實現(xiàn)對生物特征的采集以及生物特征的提取，并最終輸出加密后的特征信息； 其中通信網(wǎng)絡(luò)，包括無線或有線通信網(wǎng)絡(luò)，為了實現(xiàn)無線通信網(wǎng)絡(luò)的使用需要在連接的裝置上安裝無線通信芯片，對于整體安全性要求高的系統(tǒng)，需要通過有線端口進行傳輸; 其中主機，包括解碼加密特征信息模塊、生物特征匹配裝置、記錄用戶信息的用戶數(shù)據(jù)庫服務(wù)器以及對不同控制點的控制單元；生物特征識別設(shè)備將加密的特征信息信號輸入到主機，在主機中利用解碼特征信息模塊得到生物特征信息，將特征信息傳入生物特征匹配裝置中結(jié)合用戶信息數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中記錄的用戶特征信息進行匹配，匹配結(jié)果傳入控制單元中對控制點進行授權(quán)；同時實現(xiàn)對用戶訪問情況的記錄。
2.一種生物特征識別方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)在用戶訪問前，需要對用戶信息進行注冊，存儲多種生物特征信息，首先判斷用戶的ID信息是否正確，ID不正確則重新輸入ID，ID正確則依次采集個人所需生物特征；接著，判斷采集的特征是否合格，不合格則重新采集，直到所有采集的特征均合格，注冊結(jié)束，將采集的特征信息存儲在用戶信息數(shù)據(jù)庫； (2)在用戶特征識別過程中，在控制點利用生物特征識別設(shè)備中的采集設(shè)備采集相應(yīng)的用于身份識別的生物特征； (3)在生物特征識別設(shè)備中的預(yù)處理和特征提取裝置對采集到的特征進行預(yù)處理，并在其中提取出相應(yīng)的特征信息； (4)利用生物特征識別設(shè)備中的特征信息加密模塊對特征信息進行加密處理，之后將加密特征信息傳送至主機并利用主機中的解碼加密特征信息模塊進行解碼； (5)在主機的生物特征匹配裝置中結(jié)合用戶信息數(shù)據(jù)庫中的用戶特征信息對解碼后的生物特征信息進行特征匹配，如果匹配結(jié)果正確，則相應(yīng)的用戶具有相應(yīng)控制點的訪問權(quán)限，否則重新輸入ID進行生物特征識別； (6)對于任何一個進入內(nèi)部控制點的用戶來說，他需要依次經(jīng)歷多種生物特征識別過程，進行基于不同技術(shù)的多次身份識別。
【文檔編號】G06K9/00GK104281836SQ201410491741
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】王琪, 許猛, 張鐵 申請人:東北大學(xué)