本發(fā)明涉及智能門禁領域，尤其涉及一種分布式非接觸智能門禁系統(tǒng)。
背景技術：
智能門禁安全管理系統(tǒng)是新型現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng)，他集微機自動識別技術和現(xiàn)代安全管理措施為一體，他涉及電子，機械，光學，計算機技術，通訊技術，生物技術等諸多新技術。它是解決重要部門出入口實現(xiàn)安全防范管理的有效措施。適用各種機要部門，如銀行、賓館、機房、軍械庫、機要室、辦公間,智能化小區(qū)，工廠等。
在數(shù)字技術網(wǎng)絡技術飛速發(fā)展的今天門禁技術得到了迅猛的發(fā)展。門禁系統(tǒng)早已超越了單純的門道及鑰匙管理，它已經(jīng)逐漸發(fā)展成為一套完整的出入管理系統(tǒng)。他在工作環(huán)境安全、人事考勤管理等行政管理工作中發(fā)揮著巨大的作用。在該系統(tǒng)的基礎上增加相應的輔助設備可以進行電梯控制、車輛進出控制，物業(yè)消防監(jiān)控、保安巡檢管理、餐飲收費管理等，真正實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)一卡智能管理。
同時，門禁系統(tǒng)又稱出入管理控制系統(tǒng)(ACCESS CONTROL SYSTEM)，是一種管理人員進出的智能化管理系統(tǒng).概括就是：管理什么人什么時間可以進出那些門，并提供事后的查詢報表等等，常見的門禁系統(tǒng)有:密碼門禁系統(tǒng),非接觸卡門禁系統(tǒng),指紋虹膜掌型生物識別門禁系統(tǒng)等的總稱，門禁系統(tǒng)近幾年發(fā)展很快，被廣泛應用于管理控制系統(tǒng)中。
但是，現(xiàn)有的分布式非接觸門禁系統(tǒng)對于進出人員的識別精度不高，識別速度過慢，影響了小區(qū)進出的速度，門禁系統(tǒng)的可靠性也不高，需要對門禁系統(tǒng)的人員識別機制進行改善。
技術實現(xiàn)要素：
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種分布式非接觸智能門禁系統(tǒng)，改造現(xiàn)有技術中門禁系統(tǒng)，采用人臉識別機制替代原有的射頻識別機制，提高人員識別精度，同時，還引入了多個大容量通信設備，使得復雜特征數(shù)據(jù)匹配成為可能。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種分布式非接觸智能門禁系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括門禁設備、門禁開關、高清攝像頭、圖像處理設備和主控設備，圖像處理設備與高清攝像頭連接，用于對高清攝像頭輸出的高清臉部圖像進行圖像處理，主控設備分別與圖像處理設備和門禁開關連接，用于基于圖像處理設備的輸出控制門禁開關的操作，門禁開關與門禁設備連接，用于控制門禁設備的開關。
更具體地，在所述分布式非接觸智能門禁系統(tǒng)中，包括：門禁設備，設置在小區(qū)的出口或入口，用于在打開時允許人員進出小區(qū)，還用于在關閉時禁止人員進出小區(qū)；門禁開關，設置在小區(qū)的出口或入口，位于門禁設備附近，與門禁設備電性連接，用于發(fā)出開啟控制信號以觸發(fā)門禁設備的打開，還用于發(fā)出禁入控制信號以觸發(fā)門禁設備的關閉；高清攝像頭，設置在門禁設備的正上方，用于采集門禁設備附近人員的臉部圖像數(shù)據(jù)以作為高清臉部圖像輸出；對比度增強設備，與高清攝像頭連接，用于接收高清臉部圖像，并對高清臉部圖像進行對比度增強處理以獲得增強臉部圖像；灰度化處理設備，與對比度增強設備連接，用于接收增強臉部圖像，并對增強臉部圖像進行灰度化處理以獲得灰度化圖像；光線調(diào)整設備，與灰度化處理設備連接，用于接收灰度化圖像，基于灰度化圖像中各個像素的灰度值確定灰度化圖像的平均亮度，并將灰度化圖像的平均亮度與預設亮度進行比較，當灰度化圖像的平均亮度大于等于預設亮度，對灰度化圖像進行亮度降低調(diào)整以獲得光線調(diào)整圖像，當灰度化圖像的平均亮度小于預設亮度，對灰度化圖像進行亮度提升調(diào)整以獲得光線調(diào)整圖像；自適應遞歸濾波處理設備，與光線調(diào)整設備連接，用于接收光線調(diào)整圖像，并對光線調(diào)整圖像執(zhí)行自適應遞歸濾波處理以獲得濾波圖像；波動閾值選擇子設備，與自適應遞歸濾波處理設備連接，用于計算濾波圖像的復雜度，基于濾波圖像的復雜度選擇波動閾值大小，濾波圖像的復雜度越高，選擇的波動閾值越大，波動閾值為正數(shù)；像素處理子設備，分別與波動閾值選擇子設備和自適應遞歸濾波處理設備連接，用于接收濾波圖像，針對濾波圖像的每一個像素作為對象像素執(zhí)行以下處理：以對象像素為中心像素，在濾波圖像中獲取3×3大小的對象像素矩陣，將對象像素矩陣內(nèi)除了對象像素之外的每一個像素作為參考像素與對象像素進行比較，以獲得二值化矩陣，二值化矩陣為3×3大小，二值化矩陣由8個二值化像素組成，參考像素大于等于對象像素與波動閾值之和，則參考像素對應的二值化像素的像素值為1，參考像素小于對象像素減去波動閾值后的差值，則參考像素對應的二值化像素的像素值為﹣1，其他取值的參考像素對應的二值化像素的像素值為0；矩陣拆分子設備，與像素處理子設備連接，用于將每一個對象像素對應的二值化矩陣轉(zhuǎn)換成一個正二值化矩陣和一個負二值化矩陣，正二值化矩陣由8個二值化像素值組成，負二值化矩陣也由8個二值化像素值組成，正二值化矩陣的每一個二值化像素值減去負二值化矩陣相應位置的二值化像素值能夠得到對應二值化矩陣相應位置的二值化像素的像素值；十進制編碼子設備，與矩陣拆分子設備連接，用于將每一個對象像素對應的正二值化矩陣的所有二值化像素值按其在正二值化矩陣中的位置以先左后右再先上后下的順序組成一個二進制數(shù)作為目標正二進制數(shù)，再將目標正二進制數(shù)轉(zhuǎn)化成十進制數(shù)以作為目標正十進制數(shù)，還用于將每一個對象像素對應的負二值化矩陣的所有二值化像素值按其在負二值化矩陣中的位置以先左后右再先上后下的順序組成一個二進制數(shù)作為目標負二進制數(shù)，再將目標負二進制數(shù)轉(zhuǎn)化成十進制數(shù)以作為目標負十進制數(shù)；譜圖獲取子設備，分別與自適應遞歸濾波處理設備和十進制編碼子設備連接，用于將濾波圖像中每一個對象像素的像素值替換成該對象像素對應的目標正十進制數(shù)以獲得正局部二值模式特征譜圖，還用于將濾波圖像中每一個對象像素的像素值替換成該對象像素對應的目標負十進制數(shù)以獲得負局部二值模式特征譜圖；譜圖比較子設備，分別與譜圖獲取子設備和IP解包設備連接，用于將譜圖獲取子設備獲得的正局部二值模式特征譜圖分別與各個基準正局部二值模式特征譜圖進行匹配，將譜圖獲取子設備獲得的負局部二值模式特征譜圖分別與各個基準負局部二值模式特征譜圖進行匹配，二者都匹配成功且匹配到的基準正局部二值模式特征譜圖對應的授權用戶名稱與匹配到的基準負局部二值模式特征譜圖對應的授權用戶名稱相同時，則輸出人臉識別成功信號以及與匹配到的基準正局部二值模式特征譜圖對應的授權用戶名稱，否則將輸出人臉識別失敗信號；凌陽SPCE061A芯片，分別與譜圖比較子設備和門禁開關連接，用于在接收到人臉識別成功信號時控制門禁開關發(fā)出開啟控制信號，還用于在接收到人臉識別失敗信號時控制門禁開關發(fā)出禁入控制信號；IP解包設備，用于與遠程的數(shù)據(jù)服務器網(wǎng)絡連接，通過網(wǎng)絡接收來自數(shù)據(jù)服務器處的IP數(shù)據(jù)包，并對IP數(shù)據(jù)包解包以獲得6LowPAN數(shù)據(jù)包；其中，IP數(shù)據(jù)包是對6LowPAN數(shù)據(jù)包進行打IP包后而獲得的數(shù)據(jù)包，6LowPAN數(shù)據(jù)包中的負載包括數(shù)據(jù)服務器處的各個基準正局部二值模式特征譜圖和各個基準負局部二值模式特征譜圖，6LowPAN數(shù)據(jù)包中的頭部是壓縮數(shù)據(jù)，解壓后的6LowPAN數(shù)據(jù)包中的頭部用于對6LowPAN數(shù)據(jù)包中的負載進行解析；其中，每一個基準正局部二值模式特征譜圖為對相應授權用戶基準面部圖像預先進行正局部二值模式特征譜圖提取而獲得的圖像，每一個基準負局部二值模式特征譜圖為對相應授權用戶基準面部圖像預先進行負局部二值模式特征譜圖提取而獲得的圖像；邊緣傳感設備，與IP解包設備連接，用于接收IP解包設備輸出的6LowPAN數(shù)據(jù)包，獲得呈現(xiàn)為壓縮數(shù)據(jù)的6LowPAN數(shù)據(jù)包的頭部，對6LowPAN數(shù)據(jù)包的頭部解壓以獲得解壓后的6LowPAN數(shù)據(jù)包中的頭部；6LowPAN解包設備，與邊緣傳感設備連接，用于接收6LowPAN數(shù)據(jù)包以獲取6LowPAN數(shù)據(jù)包中的負載，并基于解壓后的6LowPAN數(shù)據(jù)包中的頭部對6LowPAN數(shù)據(jù)包中的負載進行解析，以獲得各個基準正局部二值模式特征譜圖和各個基準負局部二值模式特征譜圖。
更具體地，在所述分布式非接觸智能門禁系統(tǒng)中，還包括：無線通信接口，與高清攝像頭連接，用于無線發(fā)送高清攝像頭輸出的圖像內(nèi)容。
更具體地，在所述分布式非接觸智能門禁系統(tǒng)中：無線通信接口包括壓縮編碼器件，用于對高清攝像頭輸出的圖像內(nèi)容進行MPEG-4標準壓縮以獲得壓縮圖像。
更具體地，在所述分布式非接觸智能門禁系統(tǒng)中：無線通信接口包括多指標編碼器件，與壓縮編碼器件連接，用于對壓縮圖像進行多指標編碼以獲得信道編碼數(shù)據(jù)。
更具體地，在所述分布式非接觸智能門禁系統(tǒng)中：無線通信接口包括頻分雙工通信設備。
更具體地，在所述分布式非接觸智能門禁系統(tǒng)中：無線通信接口包括時分雙工通信設備。
更具體地，在所述分布式非接觸智能門禁系統(tǒng)中：無線通信接口包括GPRS接收器、GPRS發(fā)送器和AT89C51單片機，AT89C51單片機分別與GPRS接收器和GPRS發(fā)送器連接。
附圖說明
以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方案進行描述，其中：
圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的分布式非接觸智能門禁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
附圖標記：1門禁設備；2門禁開關；3高清攝像頭；4圖像處理設備；5主控設備
具體實施方式
下面將參照附圖對本發(fā)明的分布式非接觸智能門禁系統(tǒng)的實施方案進行詳細說明。
目前，門禁系統(tǒng)的工作效率低下且識別精度不高，在大量進入人群出現(xiàn)的小區(qū)出入口，現(xiàn)有的門禁系統(tǒng)不堪重負，需要對其當前的識別機制進行替換。
為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種分布式非接觸智能門禁系統(tǒng)，利用現(xiàn)有的分布式非接觸門禁系統(tǒng)，采用人臉識別機制進行非接觸式識別，從而解決了上述技術問題。
圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的分布式非接觸智能門禁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖，所述系統(tǒng)包括門禁設備、門禁開關、高清攝像頭、圖像處理設備和主控設備，圖像處理設備與高清攝像頭連接，用于對高清攝像頭輸出的高清臉部圖像進行圖像處理，主控設備分別與圖像處理設備和門禁開關連接，用于基于圖像處理設備的輸出控制門禁開關的操作，門禁開關與門禁設備連接，用于控制門禁設備的開關。
接著，繼續(xù)對本發(fā)明的分布式非接觸智能門禁系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)進行進一步的說明。
所述系統(tǒng)包括：門禁設備，設置在小區(qū)的出口或入口，用于在打開時允許人員進出小區(qū)，還用于在關閉時禁止人員進出小區(qū)；門禁開關，設置在小區(qū)的出口或入口，位于門禁設備附近，與門禁設備電性連接，用于發(fā)出開啟控制信號以觸發(fā)門禁設備的打開，還用于發(fā)出禁入控制信號以觸發(fā)門禁設備的關閉。
所述系統(tǒng)包括：高清攝像頭，設置在門禁設備的正上方，用于采集門禁設備附近人員的臉部圖像數(shù)據(jù)以作為高清臉部圖像輸出；對比度增強設備，與高清攝像頭連接，用于接收高清臉部圖像，并對高清臉部圖像進行對比度增強處理以獲得增強臉部圖像。
所述系統(tǒng)包括：灰度化處理設備，與對比度增強設備連接，用于接收增強臉部圖像，并對增強臉部圖像進行灰度化處理以獲得灰度化圖像；光線調(diào)整設備，與灰度化處理設備連接，用于接收灰度化圖像，基于灰度化圖像中各個像素的灰度值確定灰度化圖像的平均亮度，并將灰度化圖像的平均亮度與預設亮度進行比較，當灰度化圖像的平均亮度大于等于預設亮度，對灰度化圖像進行亮度降低調(diào)整以獲得光線調(diào)整圖像，當灰度化圖像的平均亮度小于預設亮度，對灰度化圖像進行亮度提升調(diào)整以獲得光線調(diào)整圖像。
所述系統(tǒng)包括：自適應遞歸濾波處理設備，與光線調(diào)整設備連接，用于接收光線調(diào)整圖像，并對光線調(diào)整圖像執(zhí)行自適應遞歸濾波處理以獲得濾波圖像；波動閾值選擇子設備，與自適應遞歸濾波處理設備連接，用于計算濾波圖像的復雜度，基于濾波圖像的復雜度選擇波動閾值大小，濾波圖像的復雜度越高，選擇的波動閾值越大，波動閾值為正數(shù)。
所述系統(tǒng)包括：像素處理子設備，分別與波動閾值選擇子設備和自適應遞歸濾波處理設備連接，用于接收濾波圖像，針對濾波圖像的每一個像素作為對象像素執(zhí)行以下處理：以對象像素為中心像素，在濾波圖像中獲取3×3大小的對象像素矩陣，將對象像素矩陣內(nèi)除了對象像素之外的每一個像素作為參考像素與對象像素進行比較，以獲得二值化矩陣，二值化矩陣為3×3大小，二值化矩陣由8個二值化像素組成，參考像素大于等于對象像素與波動閾值之和，則參考像素對應的二值化像素的像素值為1，參考像素小于對象像素減去波動閾值后的差值，則參考像素對應的二值化像素的像素值為﹣1，其他取值的參考像素對應的二值化像素的像素值為0。
所述系統(tǒng)包括：矩陣拆分子設備，與像素處理子設備連接，用于將每一個對象像素對應的二值化矩陣轉(zhuǎn)換成一個正二值化矩陣和一個負二值化矩陣，正二值化矩陣由8個二值化像素值組成，負二值化矩陣也由8個二值化像素值組成，正二值化矩陣的每一個二值化像素值減去負二值化矩陣相應位置的二值化像素值能夠得到對應二值化矩陣相應位置的二值化像素的像素值。
所述系統(tǒng)包括：十進制編碼子設備，與矩陣拆分子設備連接，用于將每一個對象像素對應的正二值化矩陣的所有二值化像素值按其在正二值化矩陣中的位置以先左后右再先上后下的順序組成一個二進制數(shù)作為目標正二進制數(shù)，再將目標正二進制數(shù)轉(zhuǎn)化成十進制數(shù)以作為目標正十進制數(shù)，還用于將每一個對象像素對應的負二值化矩陣的所有二值化像素值按其在負二值化矩陣中的位置以先左后右再先上后下的順序組成一個二進制數(shù)作為目標負二進制數(shù)，再將目標負二進制數(shù)轉(zhuǎn)化成十進制數(shù)以作為目標負十進制數(shù)。
所述系統(tǒng)包括：譜圖獲取子設備，分別與自適應遞歸濾波處理設備和十進制編碼子設備連接，用于將濾波圖像中每一個對象像素的像素值替換成該對象像素對應的目標正十進制數(shù)以獲得正局部二值模式特征譜圖，還用于將濾波圖像中每一個對象像素的像素值替換成該對象像素對應的目標負十進制數(shù)以獲得負局部二值模式特征譜圖。
所述系統(tǒng)包括：譜圖比較子設備，分別與譜圖獲取子設備和IP解包設備連接，用于將譜圖獲取子設備獲得的正局部二值模式特征譜圖分別與各個基準正局部二值模式特征譜圖進行匹配，將譜圖獲取子設備獲得的負局部二值模式特征譜圖分別與各個基準負局部二值模式特征譜圖進行匹配，二者都匹配成功且匹配到的基準正局部二值模式特征譜圖對應的授權用戶名稱與匹配到的基準負局部二值模式特征譜圖對應的授權用戶名稱相同時，則輸出人臉識別成功信號以及與匹配到的基準正局部二值模式特征譜圖對應的授權用戶名稱，否則將輸出人臉識別失敗信號。
所述系統(tǒng)包括：凌陽SPCE061A芯片，分別與譜圖比較子設備和門禁開關連接，用于在接收到人臉識別成功信號時控制門禁開關發(fā)出開啟控制信號，還用于在接收到人臉識別失敗信號時控制門禁開關發(fā)出禁入控制信號。
所述系統(tǒng)包括：IP解包設備，用于與遠程的數(shù)據(jù)服務器網(wǎng)絡連接，通過網(wǎng)絡接收來自數(shù)據(jù)服務器處的IP數(shù)據(jù)包，并對IP數(shù)據(jù)包解包以獲得6LowPAN數(shù)據(jù)包；其中，IP數(shù)據(jù)包是對6LowPAN數(shù)據(jù)包進行打IP包后而獲得的數(shù)據(jù)包，6LowPAN數(shù)據(jù)包中的負載包括數(shù)據(jù)服務器處的各個基準正局部二值模式特征譜圖和各個基準負局部二值模式特征譜圖，6LowPAN數(shù)據(jù)包中的頭部是壓縮數(shù)據(jù)，解壓后的6LowPAN數(shù)據(jù)包中的頭部用于對6LowPAN數(shù)據(jù)包中的負載進行解析；其中，每一個基準正局部二值模式特征譜圖為對相應授權用戶基準面部圖像預先進行正局部二值模式特征譜圖提取而獲得的圖像，每一個基準負局部二值模式特征譜圖為對相應授權用戶基準面部圖像預先進行負局部二值模式特征譜圖提取而獲得的圖像。
所述系統(tǒng)包括：邊緣傳感設備，與IP解包設備連接，用于接收IP解包設備輸出的6LowPAN數(shù)據(jù)包，獲得呈現(xiàn)為壓縮數(shù)據(jù)的6LowPAN數(shù)據(jù)包的頭部，對6LowPAN數(shù)據(jù)包的頭部解壓以獲得解壓后的6LowPAN數(shù)據(jù)包中的頭部。
所述系統(tǒng)包括：6LowPAN解包設備，與邊緣傳感設備連接，用于接收6LowPAN數(shù)據(jù)包以獲取6LowPAN數(shù)據(jù)包中的負載，并基于解壓后的6LowPAN數(shù)據(jù)包中的頭部對6LowPAN數(shù)據(jù)包中的負載進行解析，以獲得各個基準正局部二值模式特征譜圖和各個基準負局部二值模式特征譜圖。
可選地，在所述控制平臺中：無線通信接口，與高清攝像頭連接，用于無線發(fā)送高清攝像頭輸出的圖像內(nèi)容；無線通信接口包括壓縮編碼器件，用于對高清攝像頭輸出的圖像內(nèi)容進行MPEG-4標準壓縮以獲得壓縮圖像；無線通信接口包括多指標編碼器件，與壓縮編碼器件連接，用于對壓縮圖像進行多指標編碼以獲得信道編碼數(shù)據(jù)；無線通信接口包括頻分雙工通信設備；無線通信接口包括時分雙工通信設備；以及無線通信接口包括GPRS接收器、GPRS發(fā)送器和AT89C51單片機，AT89C51單片機分別與GPRS接收器和GPRS發(fā)送器連接。
另外，濾波器，顧名思義，是對波進行過濾的器件。“波”是一個非常廣泛的物理概念，在電子技術領域，“波”被狹義地局限于特指描述各種物理量的取值隨時間起伏變化的過程。該過程通過各類傳感器的作用，被轉(zhuǎn)換為電壓或電流的時間函數(shù)，稱之為各種物理量的時間波形，或者稱之為信號。因為自變量時間是連續(xù)取值的，所以稱之為連續(xù)時間信號，又習慣地稱之為模擬信號。
隨著數(shù)字式電子計算機技術的產(chǎn)生和飛速發(fā)展，為了便于計算機對信號進行處理，產(chǎn)生了在抽樣定理指導下將連續(xù)時間信號變換成離散時間信號的完整的理論和方法。也就是說，可以只用原模擬信號在一系列離散時間坐標點上的樣本值表達原始信號而不丟失任何信息，波、波形、信號這些概念既然表達的是客觀世界中各種物理量的變化，自然就是現(xiàn)代社會賴以生存的各種信息的載體。信息需要傳播，靠的就是波形信號的傳遞。信號在它的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換、傳輸?shù)拿恳粋€環(huán)節(jié)都可能由于環(huán)境和干擾的存在而畸變，甚至是在相當多的情況下，這種畸變還很嚴重，導致信號及其所攜帶的信息被深深地埋在噪聲當中了。為了濾除這些噪聲，恢復原本的信號，需要使用各種濾波器進行濾波處理。
采用本發(fā)明的分布式非接觸智能門禁系統(tǒng)，針對現(xiàn)有技術門禁系統(tǒng)識別機制落后的技術問題，通過將圖像處理模式和大容量通信模式相結(jié)合的方式，提高了分布式非接觸識別的效率和準確性，從而杜絕外界人員闖入小區(qū)，維護了小區(qū)的安全。
可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術內(nèi)容對本發(fā)明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案保護的范圍內(nèi)。