一种唇动口型识别门禁系统及识别方法
【技术领域】
[0001]本发明属于安全管理系统范围，特别涉及一种唇动口型识别门禁系统及识别方法。
【背景技术】
[0002]出入口门禁安全管理系统是新型现代化安全管理系统，它集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体，与人们日常生活密不可分。最近几年随着感应卡技术，生物识另IJ技术的发展，门禁系统得到了飞跃式的发展，进入了成熟期，出现了感应卡式门禁系统，指纹门禁系统，虹膜门禁系统，面部识别门禁系统，乱序键盘门禁系统等各种安全技术的系统，它们在安全性，方便性，易管理性等方面都各有特长，门禁系统的应用领域也越来越广。唇动口型识别不仅有很好的借阅性，而且不会留下痕迹，对于门禁系统的安全性有很大提尚O
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种唇动口型识别门禁系统及识别方法，其特征在于，所述唇动口型识别门禁系统由单片机、摄像机、磁力锁和蜂鸣器模块，分别与电源、交换机系统连接，采用串口通信。
[0004]所述唇动口型识别门禁系统的识别方法是利用交换机系统中BP神经网络对正确和错误的唇动口型进行训练，学习区分口型的正误；先录制1000个唇动视频，其中正确的有500个，错误的有500个，对这些视频进行处理，提取出特征值，训练出正确的神经网络，具体步骤如下:
[0005]步骤一:通过摄像头采集人脸，识别唇部；
[0006]步骤二:采集唇部运动，提取唇部的特征值；
[0007]步骤三:通过BP神经网络对所得唇动特征值进行判断，判断出属于正确口型还是错误口型，判断完毕会在计算机显示结果值；
[0008]步骤四:将判断结果通过串口发送到单片机，实现对门禁系统的控制。
[0009]所述步骤二的具体做法是通过本地搜索均值和通过变化人脸样本全局优化点分布模型的办法实现特征点检测，再经过点连接，实现面部轮廓检测，最后完成提取人脸和人脸特征提取。
[0010]本发明的有益效果是口型识别主要依赖于BP神经网络对正确口型和错误口型的训练，控制门禁开启主要通过串口通信实现上位机向下位机传送判断结果的信号，判断是否符合口令进而控制门禁开启，是一种有别于指纹识别、虹膜识别、密码识别的新的门禁识别方式；克服了生物识别的不可借阅性和秘密识别会留下痕迹的缺点，操作简单方便，具有很好的借阅性，且不会留下痕迹，适合推广。
【附图说明】
[0011]图1为整体结构图。
[0012]图2为面部分层感知模型。
[0013]图3为唇动口型识别门禁流程图。
【具体实施方式】
[0014]本发明的目的是提供一种唇动口型识别门禁系统及识别方法，下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步的描述。
[0015]图1所示为整体结构图，所述唇动口型识别门禁系统由单片机、摄像机、磁力锁和蜂鸣器模块，分别与电源、交换机系统连接，采用串口通信。
[0016]图2所示为面部分层感知模型。通过摄像头采集人脸，识别唇部，先录制1000个唇动视频，其中正确的有500个，错误的有500个，采集唇部运动，提取唇部的特征值；再通过本地搜索均值和通过变化人脸样本全局优化点分布模型的办法实现特征点检测，再经过点连接，实现面部轮廓检测，最后完成提取人脸和人脸特征提取。
[0017]图3所示为唇动口型识别门禁流程图。所述唇动口型识别门禁系统的识别方法是利用交换机系统中BP神经网络对正确和错误的唇动口型进行训练，学习区分口型的正误；具体步骤如下:
[0018]S1:通过摄像头采集人脸，面部特征点跟踪，采用高效率视频编码(HEVC)将面部区域从背景中提取出来，并用分层感知模型和像素权重图分析定位视频中的面部特征点，记录下这些特征点运动过程中坐标值。
[0019]S2:采集唇部运动，提取唇部的特征值；具体做法是通过本地搜索均值和通过变化人脸样本全局优化点分布模型的办法实现特征点检测，由几何方面分析提取唇部五个方面的特征值:唇角间距离、内唇高度、外唇高度、内唇围成面积、外唇围城面积，每个视频可得100个包含这五个方面的特征值，实现面部轮廓检测，最后完成提取人脸和人脸特征提取；将跟踪生成的坐标值转化为特征值以供机器学习；
[0020]S3:通过BP神经网络对所得唇动特征值进行判断，判断出属于正确口型还是错误口型，判断完毕会在计算机显示结果值；即神经网络学习并生成学习好的网络，测试时用此网络拟合得到判断结果；
[0021]S4:计算机与单片机串口通信，把口型判断后的结果发送到硬件部分，使门禁对该结果产生相应的反应，实现对门禁系统的控制；具体是当口型判断与设定相符时，门禁锁开启数秒后闭合；当口型判断与设定不符时，门禁锁闭合，蜂鸣器报警两秒。
【主权项】
1.一种唇动口型识别门禁系统，其特征在于，所述唇动口型识别门禁系统由单片机、摄像机、门禁锁，分别与电源、交换机系统连接，采用串口通信。2.—种权利要求1所述唇动口型识别门禁系统的识别方法，其特征在于，利用交换机系统中BP神经网络对正确和错误的唇动口型进行训练，学习区分口型的正误；先录制1000个唇动视频，其中正确的有500个，错误的有500个，对这些视频进行处理，提取出特征值，训练出正确的神经网络，具体步骤如下: 步骤一:通过摄像头采集人脸，识别唇部； 步骤二:采集唇部运动，提取唇部的特征值； 步骤三:通过BP神经网络对所得唇动特征值进行判断，判断出属于正确口型还是错误口型，判断完毕会在计算机显示结果值； 步骤四:计算机与单片机串口通信，把口型判断后的结果发送到硬件部分，使门禁对该结果产生相应的反应，实现对门禁系统的控制。3.根据权利要求2所述所述唇动口型识别门禁系统的识别方法，其特征在于，所述步骤一具体包括:采用高效率视频编码(HEVC)将面部区域从背景中提取出来，并用分层感知模型和像素权重图分析定位视频中的面部特征点，记录下这些特征点运动过程中坐标值。4.根据权利要求2所述所述唇动口型识别门禁系统的识别方法，其特征在于，所述步骤二的具体做法是通过本地搜索均值和通过变化人脸样本全局优化点分布模型的办法实现特征点检测，由几何方面分析提取唇部五个方面的特征值:唇角间距离、内唇高度、外唇高度、内唇围成面积、外唇围城面积，每个视频可得100个包含这五个方面的特征值，实现面部轮廓检测，最后完成提取人脸和人脸特征提取。5.根据权利要求2所述所述唇动口型识别门禁系统的识别方法，其特征在于，所述步骤四的具体步骤是当口型判断与设定相符时，磁力锁开启数秒后闭合；当口型判断与设定不符时，磁力锁闭合，蜂鸣器报警两秒。
【专利摘要】本发明公开了属于安全管理系统范围的一种唇动口型识别门禁系统及识别方法。其唇动口型识别门禁系统由单片机、摄像机、门禁锁和蜂鸣器模块，分别与电源、交换机系统连接，所述识别方法是先录制1000个唇动视频，对这些视频进行处理，提取出特征值，利用交换机系统中BP神经网络对正确和错误的唇动口型进行训练，学习区分口型的正误；训练出正确的神经网络。利用本发明的方法与系统，可以便捷的对门禁进行控制，为以后更为人性化、快捷化的人机交互奠定坚实基础，也为后续的唇动口型识别在其他方面的应用提供基础保障。操作简单方便，具有很好的借阅性，且不会留下痕迹，适合推广。
【IPC分类】G07C9/00, G06K9/00
【公开号】CN105139503
【申请号】CN201510659090
【发明人】徐迈, 赵心悦, 刘迪
【申请人】北京航空航天大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年10月12日