柜体安全开启装置的制造方法
【专利摘要】本发明柜体安全开启装置包括设有电子锁的储物柜、驱动电子锁打开的指纹识别装置和密钥装置，所述指纹识别装置包括依次电连接的指纹识别模块、指纹图像处理模块、传输模块、指纹验证模块和控制电子锁关闭的控制模块，所述密钥装置与控制模块电连接，所述指纹验证模块在输入有效指纹图像或者密钥装置在输入正确密码后促使控制模块打开电子锁；所述指纹图像处理模块包括指纹信息核实子模块、图像灰度处理子模块、图像纹理参数计算子模块、图像分割子模块和图像增强子模块。本发明安全高效，指纹识别效率高、精度高。
【专利说明】
柜体安全开启装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及储物柜设计领域，具体涉及柜体安全开启装置。
【背景技术】
[0002] 相关技术中，采用指纹识别装置的储物柜安全级别较高，但对手指要求也较高，干 手指、湿手指、浅纹理手指的识别效果差，识别效率和识别精度较低。
【发明内容】
[0003] 针对上述问题，本发明提供一种安全高效的柜体安全开启装置。
[0004] 本发明的目的采用以下技术方案来实现：
[0005] 提供了柜体安全开启装置，其包括设有电子锁的储物柜、驱动电子锁打开的指纹 识别装置和密钥装置，所述指纹识别装置包括依次电连接的指纹识别模块、指纹图像处理 模块、传输模块、指纹验证模块和控制电子锁关闭的控制模块，所述密钥装置与控制模块电 连接，所述指纹验证模块在输入有效指纹图像或者密钥装置在输入正确密码后促使控制模 块打开电子锁;所述指纹图像处理模块包括：
[0006] (1)指纹信息核实子模块，其采集被检测组织的温度和脉搏数据，并通过分析采集 的数据来判断由指纹识别模块传输的指纹图像是否有效，如果连续2次以上采集的被检测 组织的温度和脉搏数据皆处于预定范围内，则判定指纹识别模块传输的指纹图像有效；
[0007] (2)图像灰度处理子模块，用于对有效的指纹图像进行灰度处理，处理时以像素点 (x，y)为中心，计算3 X 3邻域内灰度均值M、中值Z，由于获得的所述有效的指纹图像和与其 验证的指纹图像之间在同一个平面上会略有偏差，设定指纹图像校正因子> 灰度均值M的计算公式为：
[0009] 处理后的像素灰度值为：
[0010] I(x，y)彡 M 时，I'（x，y)=M+Z/2
[0011] I(x，y) <M时，I '（x，y) =M_Z/2
[0012] 其中，I(x，y)为指纹图像在像素点（x，y)处的原始灰度值，I'（x，y)为灰度处理后 的指纹图像在像素点（x，y)处的灰度值，吸为所述有效的指纹图像和与其验证的指纹图像 的各像素点值之间的标准差；
[0013] (3)图像纹理参数计算子模块，其采用自适应改进型高斯滤波方程对灰度处理过 的指纹图像的方向场进行平滑处理，处理时，将指纹图像分解成互不重叠、大小为的子块， 子块各中心点的坐标为(m，n)，所述自适应改进型高斯滤波方程为：
[0015] 其中，d(m，n)是从中心点(m，n)到频率平面原点的距离;〇为滤波因子，表示高斯函 数的平滑程度，在子块的指纹脊线和谷线较为平滑的位置设置〇 = 0.6,在子块的指纹脊线 和谷线断裂和模糊的位置设置〇 = 5。
[0016] 优选地，所述指纹图像处理模块还包括：
[0017] (1)图像分割子模块，用于在各子块中快速提取属于真实指纹区域的子块，提取 时，将经图像灰度处理后的每个子块(k，l)的灰度均值M(k，l)和方差D(k，l)与指纹图像所 有像素的灰度均值Mo和方差Do进行比较，若M(k，l)>Mo且D(k，l)>Do,则该子块属于真实指纹 区域的子块；
[0018] (2)图像增强子模块，其采用Gabor滤波器对属于真实指纹区域的子块进行图像增 强处理，设置S x与Sy分别为Gabor滤波器的函数中在x轴及y轴方向上的高斯包络常数，计算 每个属于指纹区域的子块与左右邻域两个子块的方向场的差值 C〇，C1，根据所述属于指纹区 域的子块的纹理参数设定阈值!^，所述阈值T1的取值范围为10°~20°，高斯包络常数心与~ 的取值为：
[0019] 。〇<!'1且。1<1'1 时，Sx = 4，Sy = 4;
[0020] c〇>t2 且 C1>T2 时，Sx = 5，Sy = 5;
[0021] 其他情况，Sx=4.5，Sy = 4.5。
[0022] 进一步地，所述柜体安全开启装置还包括与指纹信息核实子模块电连接的蜂鸣报 警器，所述蜂鸣报警器位于储物柜内，若指纹信息核实子模块中连续2次以上采集的被检测 组织的温度和脉搏数据皆不处于预定范围内时，所述蜂鸣报警器进行报警。
[0023]本发明的有益效果为：
[0024] 1、安全高效，设置可增强指纹图像的指纹识别装置，其中对指纹图像灰度进行处 理，处理后的指纹图像能够滤除背景噪声，且在滤波过程中纹理不会模糊，对比度得到增 强;采用自适应改进型高斯滤波方程对指纹图像的频率场进行平滑处理，得到的频率场更 能反映指纹纹理特性;采用基于灰度信息的综合判别方法对指纹图像进行分割，克服了依 靠方向信息分割法不能准确获得纹理变化剧烈区域方向的问题，能够准确快速提取属于真 实指纹区域的子块;Gabor滤波器中根据所述属于指纹区域的子块的纹理参数设定阈值，通 过每个属于指纹区域的子块与左右邻域两个子块的方向场的差值与阈值的比较来选择高 斯包络常数的取值，能够对指纹图像进行有针对性的增强，提高了指纹识别的效率和精度；
[0025] 2、蜂鸣报警器的设置，提高了柜体安全开启装置的安全性能；
[0026] 3、密钥装置的设置，可以帮助柜体安全开启装置使用者在手指受伤或其他促使手 指不能用的情况下通过自己设置的密码打开储物柜。
【附图说明】
[0027] 利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限 制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得 其它的附图。
[0028]图1本发明构件的连接示意图。
【具体实施方式】
[0029] 结合以下实施例对本发明作进一步描述。
[0030] 实施例1
[0031] 参见图1，本发明提供了柜体安全开启装置，其包括设有电子锁的储物柜、驱动电 子锁打开的指纹识别装置和密钥装置，所述指纹识别装置包括依次电连接的指纹识别模 块、指纹图像处理模块、传输模块、指纹验证模块和控制电子锁关闭的控制模块，所述密钥 装置与控制模块电连接，所述指纹验证模块在输入有效指纹图像或者密钥装置在输入正确 密码后促使控制模块打开电子锁;所述指纹图像处理模块包括：
[0032] (1)指纹信息核实子模块，其采集被检测组织的温度和脉搏数据，并通过分析采集 的数据来判断由指纹识别模块传输的指纹图像是否有效，如果连续2次以上采集的被检测 组织的温度和脉搏数据皆处于预定范围内，则判定指纹识别模块传输的指纹图像有效； [0033] (2)图像灰度处理子模块，用于对有效的指纹图像进行灰度处理，处理时以像素点 (x，y)为中心，计算3 X 3邻域内灰度均值M、中值Z，由于获得的所述有效的指纹图像和与其 验证的指纹图像之间在同一个平面上会略有偏差，设定指纹图像校正因子
灰度均值M的计算公式为：
[0035]处理后的像素灰度值为：
[0036] I(x，y) 时，I，（x，y) =M+Z/2
[0037] I(x，y) <M时，I，（x，y) =M_Z/2
[0038]其中，I(x，y)为指纹图像在像素点（x，y)处的原始灰度值，I'（x，y)为灰度处理后 的指纹图像在像素点（x，y)处的灰度值，的^为所述有效的指纹图像和与其验证的指纹图像 的各像素点值之间的标准差。
[0039] (3)图像纹理参数计算子模块，其采用自适应改进型高斯滤波方程对灰度处理过 的指纹图像的方向场进行平滑处理，处理时，将指纹图像分解成互不重叠、大小为的子块， 子块各中心点的坐标为(m，n)，所述自适应改进型高斯滤波方程为：
[0041]其中，d(m，n)是从中心点(m，n)到频率平面原点的距离;〇为滤波因子，表示高斯函 数的平滑程度，在子块的指纹脊线和谷线较为平滑的位置设置〇 = 0.6,在子块的指纹脊线 和谷线断裂和模糊的位置设置〇 = 5;
[0042]优选地，所述指纹图像处理模块还包括：
[0043] (1)图像分割子模块，用于在各子块中快速提取属于真实指纹区域的子块，提取 时，将经图像灰度处理后的每个子块(k，l)的灰度均值M(k，l)和方差D(k，l)与指纹图像所 有像素的灰度均值Mo和方差Do进行比较，若M(k，l)>Mo且D(k，l)>Do,则该子块属于真实指纹 区域的子块；
[0044] (2)图像增强子模块，其采用Gabor滤波器对属于真实指纹区域的子块进行图像增 强处理，设置Sx与Sy分别为Gabor滤波器的函数中在x轴及y轴方向上的高斯包络常数，计算 每个属于指纹区域的子块与左右邻域两个子块的方向场的差值 CQ，C1，根据所述属于指纹区 域的子块的纹理参数设定阈值!^，所述阈值T1的取值范围为10°~20°，高斯包络常数心与~ 的取值为：
[0045] 。〇<!'1且。1<1'1 时，Sx = 4，Sy = 4;
[0046] c〇>t2 且 C1>T2 时，Sx = 5，Sy = 5;
[0047] 其他情况，Sx=4.5，Sy = 4.5。
[0048] 进一步地，所述柜体安全开启装置还包括与指纹信息核实子模块电连接的蜂鸣报 警器，所述蜂鸣报警器位于储物柜内，若指纹信息核实子模块中连续2次以上采集的被检测 组织的温度和脉搏数据皆不处于预定范围内时，所述蜂鸣报警器进行报警。
[0049]本实施例的柜体安全开启装置安全高效，其中，密钥装置的设置，可以帮助柜体安 全开启装置使用者在手指受伤或其他促使手指不能用的情况下通过自己设置的密码打开 储物柜;蜂鸣报警器的设置，提高了柜体安全开启装置的安全性能;设置可增强指纹图像的 指纹识别装置，其中对指纹图像灰度进行处理，处理后的指纹图像能够滤除背景噪声，且在 滤波过程中纹理不会模糊，对比度得到增强;采用自适应改进型高斯滤波方程对指纹图像 的频率场进行平滑处理，得到的频率场更能反映指纹纹理特性;采用基于灰度信息的综合 判别方法对指纹图像进行分割，克服了依靠方向信息分割法不能准确获得纹理变化剧烈区 域方向的问题，能够准确快速提取属于真实指纹区域的子块;Gabor滤波器中根据所述属于 指纹区域的子块的纹理参数设定阈值，通过每个属于指纹区域的子块与左右邻域两个子块 的方向场的差值与阈值的比较来选择高斯包络常数的取值，能够对指纹图像进行有针对性 的增强，本实施例中设定阈值!^ = 10°，指纹识别的效率提高了 15 %，精度提高了 20 %。
[0050] 实施例2
[0051] 参见图1，本发明提供了柜体安全开启装置，其包括设有电子锁的储物柜、驱动电 子锁打开的指纹识别装置和密钥装置，所述指纹识别装置包括依次电连接的指纹识别模 块、指纹图像处理模块、传输模块、指纹验证模块和控制电子锁关闭的控制模块，所述密钥 装置与控制模块电连接，所述指纹验证模块在输入有效指纹图像或者密钥装置在输入正确 密码后促使控制模块打开电子锁;所述指纹图像处理模块包括：
[0052] (1)指纹信息核实子模块，其采集被检测组织的温度和脉搏数据，并通过分析采集 的数据来判断由指纹识别模块传输的指纹图像是否有效，如果连续2次以上采集的被检测 组织的温度和脉搏数据皆处于预定范围内，则判定指纹识别模块传输的指纹图像有效； [0053] (2)图像灰度处理子模块，用于对有效的指纹图像进行灰度处理，处理时以像素点 (x，y)为中心，计算3 X 3邻域内灰度均值M、中值Z，由于获得的所述有效的指纹图像和与其 验证的指纹图像之间在同一个平面上会略有偏差，设定指纹图像校正因子
， 灰度均值M的计算公式为：
[0055] 处理后的像素灰度值为：
[0056] I(x，y)彡 M时，I，（x，y)=M+Z/2
[0057] I(x，y)<]?t，r(x，y)=M-Z/2
[0058]其中，I(x，y)为指纹图像在像素点（x，y)处的原始灰度值，I'（x，y)为灰度处理后 的指纹图像在像素点（x，y)处的灰度值，％为所述有效的指纹图像和与其验证的指纹图像 的各像素点值之间的标准差；
[0059] (3)图像纹理参数计算子模块，其采用自适应改进型高斯滤波方程对灰度处理过 的指纹图像的方向场进行平滑处理，处理时，将指纹图像分解成互不重叠、大小为的子块， 子块各中心点的坐标为(m，n)，所述自适应改进型高斯滤波方程为：
[0061]其中，d(m，n)是从中心点(m，n)到频率平面原点的距离;〇为滤波因子，表示高斯函 数的平滑程度，在子块的指纹脊线和谷线较为平滑的位置设置〇 = 0.6,在子块的指纹脊线 和谷线断裂和模糊的位置设置〇 = 5。
[0062]优选地，所述指纹图像处理模块还包括：
[0063] (1)图像分割子模块，用于在各子块中快速提取属于真实指纹区域的子块，提取 时，将经图像灰度处理后的每个子块(k，l)的灰度均值M(k，l)和方差D(k，l)与指纹图像所 有像素的灰度均值Mo和方差Do进行比较，若M(k，l)>Mo且D(k，l)>Do,则该子块属于真实指纹 区域的子块；
[0064] (2)图像增强子模块，其采用Gabor滤波器对属于真实指纹区域的子块进行图像增 强处理，设置S x与Sy分别为Gabor滤波器的函数中在x轴及y轴方向上的高斯包络常数，计算 每个属于指纹区域的子块与左右邻域两个子块的方向场的差值 C〇，C1，根据所述属于指纹区 域的子块的纹理参数设定阈值!^，所述阈值T1的取值范围为10°~20°，高斯包络常数心与~ 的取值为：
[0065] 。〇<!'1且。1<1'1 时，Sx = 4，Sy = 4;
[0066] c〇>t2 且 C1>T2 时，Sx = 5，Sy = 5;
[0067] 其他情况，Sx=4.5，Sy = 4.5。
[0068] 进一步地，所述柜体安全开启装置还包括与指纹信息核实子模块电连接的蜂鸣报 警器，所述蜂鸣报警器位于储物柜内，若指纹信息核实子模块中连续2次以上采集的被检测 组织的温度和脉搏数据皆不处于预定范围内时，所述蜂鸣报警器进行报警。
[0069]本实施例的柜体安全开启装置安全高效，其中，密钥装置的设置，可以帮助柜体安 全开启装置使用者在手指受伤或其他促使手指不能用的情况下通过自己设置的密码打开 储物柜;蜂鸣报警器的设置，提高了柜体安全开启装置的安全性能;设置可增强指纹图像的 指纹识别装置，其中对指纹图像灰度进行处理，处理后的指纹图像能够滤除背景噪声，且在 滤波过程中纹理不会模糊，对比度得到增强;采用自适应改进型高斯滤波方程对指纹图像 的频率场进行平滑处理，得到的频率场更能反映指纹纹理特性;采用基于灰度信息的综合 判别方法对指纹图像进行分割，克服了依靠方向信息分割法不能准确获得纹理变化剧烈区 域方向的问题，能够准确快速提取属于真实指纹区域的子块;Gabor滤波器中根据所述属于 指纹区域的子块的纹理参数设定阈值，通过每个属于指纹区域的子块与左右邻域两个子块 的方向场的差值与阈值的比较来选择高斯包络常数的取值，能够对指纹图像进行有针对性 的增强，本实施例中设定阈值!^ = 20°，指纹识别的效率提高了 20 %，精度提高了 25 %。
[0070] 实施例3
[0071] 参见图1，本发明提供了柜体安全开启装置，其包括设有电子锁的储物柜、驱动电 子锁打开的指纹识别装置和密钥装置，所述指纹识别装置包括依次电连接的指纹识别模 块、指纹图像处理模块、传输模块、指纹验证模块和控制电子锁关闭的控制模块，所述密钥 装置与控制模块电连接，所述指纹验证模块在输入有效指纹图像或者密钥装置在输入正确 密码后促使控制模块打开电子锁;所述指纹图像处理模块包括：
[0072] (1)指纹信息核实子模块，其采集被检测组织的温度和脉搏数据，并通过分析采集 的数据来判断由指纹识别模块传输的指纹图像是否有效，如果连续2次以上采集的被检测 组织的温度和脉搏数据皆处于预定范围内，则判定指纹识别模块传输的指纹图像有效； [0073] (2)图像灰度处理子模块，用于对有效的指纹图像进行灰度处理，处理时以像素点 (x，y)为中心，计算3 X 3邻域内灰度均值M、中值Z，由于获得的所述有效的指纹图像和与其 验证的指纹图像之间在同一个平面上会略有偏差，设定指纹图像校正因子
灰度均值M的计算公式为：
[0075]处理后的像素灰度值为：
[0076] I(x，y)彡 M时，I'（x，y)=M+Z/2
[0077] I(x，y) <M时，I，（x，y) =M_Z/2
[0078]其中，I(x，y)为指纹图像在像素点（x，y)处的原始灰度值，I'（x，y)为灰度处理后 的指纹图像在像素点（x，y)处的灰度值，外为所述有效的指纹图像和与其验证的指纹图像 的各像素点值之间的标准差；
[0079] (3)图像纹理参数计算子模块，其采用自适应改进型高斯滤波方程对灰度处理过 的指纹图像的方向场进行平滑处理，处理时，将指纹图像分解成互不重叠、大小为的子块， 子块各中心点的坐标为(m，n)，所述自适应改进型高斯滤波方程为：
[0081]其中，d(m，n)是从中心点(m，n)到频率平面原点的距离;〇为滤波因子，表示高斯函 数的平滑程度，在子块的指纹脊线和谷线较为平滑的位置设置〇 = 0.6,在子块的指纹脊线 和谷线断裂和模糊的位置设置〇 = 5。
[0082]优选地，所述指纹图像处理模块还包括：
[0083] (1)图像分割子模块，用于在各子块中快速提取属于真实指纹区域的子块，提取 时，将经图像灰度处理后的每个子块(k，l)的灰度均值M(k，l)和方差D(k，l)与指纹图像所 有像素的灰度均值Mo和方差Do进行比较，若M(k，l)>Mo且D(k，l)>Do,则该子块属于真实指纹 区域的子块；
[0084] (2)图像增强子模块，其采用Gabor滤波器对属于真实指纹区域的子块进行图像增 强处理，设置S x与Sy分别为Gabor滤波器的函数中在x轴及y轴方向上的高斯包络常数，计算 每个属于指纹区域的子块与左右邻域两个子块的方向场的差值 CQ，C1，根据所述属于指纹区 域的子块的纹理参数设定阈值!^，所述阈值T1的取值范围为10°~20°，高斯包络常数心与~ 的取值为：
[0085] 。〇<!'1且。1<1'1 时，Sx = 4，Sy = 4;
[0086] c〇>t2 且 C1>T2 时，Sx = 5，Sy = 5;
[0087] 其他情况，Sx=4.5，Sy = 4.5。
[0088] 进一步地，所述柜体安全开启装置还包括与指纹信息核实子模块电连接的蜂鸣报 警器，所述蜂鸣报警器位于储物柜内，若指纹信息核实子模块中连续2次以上采集的被检测 组织的温度和脉搏数据皆不处于预定范围内时，所述蜂鸣报警器进行报警。
[0089]本实施例的柜体安全开启装置安全高效，其中，密钥装置的设置，可以帮助柜体安 全开启装置使用者在手指受伤或其他促使手指不能用的情况下通过自己设置的密码打开 储物柜;蜂鸣报警器的设置，提高了柜体安全开启装置的安全性能;设置可增强指纹图像的 指纹识别装置，其中对指纹图像灰度进行处理，处理后的指纹图像能够滤除背景噪声，且在 滤波过程中纹理不会模糊，对比度得到增强;采用自适应改进型高斯滤波方程对指纹图像 的频率场进行平滑处理，得到的频率场更能反映指纹纹理特性;采用基于灰度信息的综合 判别方法对指纹图像进行分割，克服了依靠方向信息分割法不能准确获得纹理变化剧烈区 域方向的问题，能够准确快速提取属于真实指纹区域的子块;Gabor滤波器中根据所述属于 指纹区域的子块的纹理参数设定阈值，通过每个属于指纹区域的子块与左右邻域两个子块 的方向场的差值与阈值的比较来选择高斯包络常数的取值，能够对指纹图像进行有针对性 的增强，本实施例中设定阈值!^ = 15°，指纹识别的效率提高了 18 %，精度提高了 20 %。
[0090] 实施例4
[0091] 参见图1，本发明提供了柜体安全开启装置，其包括设有电子锁的储物柜、驱动电 子锁打开的指纹识别装置和密钥装置，所述指纹识别装置包括依次电连接的指纹识别模 块、指纹图像处理模块、传输模块、指纹验证模块和控制电子锁关闭的控制模块，所述密钥 装置与控制模块电连接，所述指纹验证模块在输入有效指纹图像或者密钥装置在输入正确 密码后促使控制模块打开电子锁;所述指纹图像处理模块包括：
[0092] (1)指纹信息核实子模块，其采集被检测组织的温度和脉搏数据，并通过分析采集 的数据来判断由指纹识别模块传输的指纹图像是否有效，如果连续2次以上采集的被检测 组织的温度和脉搏数据皆处于预定范围内，则判定指纹识别模块传输的指纹图像有效； [0093] (2)图像灰度处理子模块，用于对有效的指纹图像进行灰度处理，处理时以像素点 (x，y)为中心，计算3 X 3邻域内灰度均值M、中值Z，由于获得的所述有效的指纹图像和与其 验证的指纹图像之间在同一个平面上会略有偏差，设定指纹图像校正因子 灰度均值M的计算公式为：
[0095]处理后的像素灰度值为：
[0096] I(x，y)彡 M时，I，（x，y)=M+Z/2
[0097] I(x，y)<]?t，r(x，y)=M-Z/2
[0098]其中，I(x，y)为指纹图像在像素点（x，y)处的原始灰度值，I'（x，y)为灰度处理后 的指纹图像在像素点（x，y)处的灰度值，％为所述有效的指纹图像和与其验证的指纹图像 的各像素点值之间的标准差；
[0099] (3)图像纹理参数计算子模块，其采用自适应改进型高斯滤波方程对灰度处理过 的指纹图像的方向场进行平滑处理，处理时，将指纹图像分解成互不重叠、大小为的子块， 子块各中心点的坐标为(m，n)，所述自适应改进型高斯滤波方程为：
[0101] 其中，d(m，n)是从中心点(m，n)到频率平面原点的距离;〇为滤波因子，表示高斯函 数的平滑程度，在子块的指纹脊线和谷线较为平滑的位置设置〇 = 0.6,在子块的指纹脊线 和谷线断裂和模糊的位置设置〇 = 5。
[0102] 优选地，所述指纹图像处理模块还包括：
[0103] (1)图像分割子模块，用于在各子块中快速提取属于真实指纹区域的子块，提取 时，将经图像灰度处理后的每个子块(k，l)的灰度均值M(k，l)和方差D(k，l)与指纹图像所 有像素的灰度均值Mo和方差Do进行比较，若M(k，l)>Mo且D(k，l)>Do,则该子块属于真实指纹 区域的子块；
[0104] (2)图像增强子模块，其采用Gabor滤波器对属于真实指纹区域的子块进行图像增 强处理，设置S x与Sy分别为Gabor滤波器的函数中在x轴及y轴方向上的高斯包络常数，计算 每个属于指纹区域的子块与左右邻域两个子块的方向场的差值 C〇，C1，根据所述属于指纹区 域的子块的纹理参数设定阈值!^，所述阈值T1的取值范围为10°~20°，高斯包络常数心与~ 的取值为：
[0105] 。〇<!'1且。1<1'1 时，Sx = 4，Sy = 4;
[0106] c〇>t2 且 C1>T2 时，Sx = 5，Sy = 5;
[0107] 其他情况，Sx=4.5，Sy = 4.5。
[0108] 进一步地，所述柜体安全开启装置还包括与指纹信息核实子模块电连接的蜂鸣报 警器，所述蜂鸣报警器位于储物柜内，若指纹信息核实子模块中连续2次以上采集的被检测 组织的温度和脉搏数据皆不处于预定范围内时，所述蜂鸣报警器进行报警。
[0109] 本实施例的柜体安全开启装置安全高效，其中，密钥装置的设置，可以帮助柜体安 全开启装置使用者在手指受伤或其他促使手指不能用的情况下通过自己设置的密码打开 储物柜;蜂鸣报警器的设置，提高了柜体安全开启装置的安全性能;设置可增强指纹图像的 指纹识别装置，其中对指纹图像灰度进行处理，处理后的指纹图像能够滤除背景噪声，且在 滤波过程中纹理不会模糊，对比度得到增强;采用自适应改进型高斯滤波方程对指纹图像 的频率场进行平滑处理，得到的频率场更能反映指纹纹理特性;采用基于灰度信息的综合 判别方法对指纹图像进行分割，克服了依靠方向信息分割法不能准确获得纹理变化剧烈区 域方向的问题，能够准确快速提取属于真实指纹区域的子块;Gabor滤波器中根据所述属于 指纹区域的子块的纹理参数设定阈值，通过每个属于指纹区域的子块与左右邻域两个子块 的方向场的差值与阈值的比较来选择高斯包络常数的取值，能够对指纹图像进行有针对性 的增强，本实施例中设定阈值!^ = 18°，指纹识别的效率提高了 20 %，精度提高了 18 %。
[0110] 实施例5
[0111] 参见图1，本发明提供了柜体安全开启装置，其包括设有电子锁的储物柜、驱动电 子锁打开的指纹识别装置和密钥装置，所述指纹识别装置包括依次电连接的指纹识别模 块、指纹图像处理模块、传输模块、指纹验证模块和控制电子锁关闭的控制模块，所述密钥 装置与控制模块电连接，所述指纹验证模块在输入有效指纹图像或者密钥装置在输入正确 密码后促使控制模块打开电子锁;所述指纹图像处理模块包括：
[0112] (1)指纹信息核实子模块，其采集被检测组织的温度和脉搏数据，并通过分析采集 的数据来判断由指纹识别模块传输的指纹图像是否有效，如果连续2次以上采集的被检测 组织的温度和脉搏数据皆处于预定范围内，则判定指纹识别模块传输的指纹图像有效； [0113] (2)图像灰度处理子模块，用于对有效的指纹图像进行灰度处理，处理时以像素点 (x，y)为中心，计算3 X 3邻域内灰度均值M、中值Z，由于获得的所述有效的指纹图像和与其 验证的指纹图像之间在同一个平面上会略有偏差，设定指纹图像校正因子
灰度均值M的计算公式为：
[0115]处理后的像素灰度值为：
[0116] I(x，y)彡 M 时，I'（x，y)=M+Z/2
[0117] I(x，y) <M时，I '（x，y) =M_Z/2
[0118] 其中，I(x，y)为指纹图像在像素点（x，y)处的原始灰度值，I'（x，y)为灰度处理后 的指纹图像在像素点（x，y)处的灰度值，死为所述有效的指纹图像和与其验证的指纹图像 的各像素点值之间的标准差；
[0119] (3)图像纹理参数计算子模块，其采用自适应改进型高斯滤波方程对灰度处理过 的指纹图像的方向场进行平滑处理，处理时，将指纹图像分解成互不重叠、大小为的子块， 子块各中心点的坐标为(m，n)，所述自适应改进型高斯滤波方程为：
[0121]其中，d(m，n)是从中心点(m，n)到频率平面原点的距离;〇为滤波因子，表示高斯函 数的平滑程度，在子块的指纹脊线和谷线较为平滑的位置设置〇 = 0.6,在子块的指纹脊线 和谷线断裂和模糊的位置设置〇 = 5。
[0122] 优选地，所述指纹图像处理模块还包括：
[0123] (1)图像分割子模块，用于在各子块中快速提取属于真实指纹区域的子块，提取 时，将经图像灰度处理后的每个子块(k，l)的灰度均值M(k，l)和方差D(k，l)与指纹图像所 有像素的灰度均值Mo和方差Do进行比较，若M(k，l)>Mo且D(k，l)>Do,则该子块属于真实指纹 区域的子块；
[0124] (2)图像增强子模块，其采用Gabor滤波器对属于真实指纹区域的子块进行图像增 强处理，设置S x与Sy分别为Gabor滤波器的函数中在x轴及y轴方向上的高斯包络常数，计算 每个属于指纹区域的子块与左右邻域两个子块的方向场的差值 C〇，C1，根据所述属于指纹区 域的子块的纹理参数设定阈值!^，所述阈值T1的取值范围为10°~20°，高斯包络常数心与~ 的取值为：
[0125] 。〇<!'1且。1<1'1 时，Sx = 4，Sy = 4;
[0126] C0>t2 且 C1>T2 时 A = 5，Sy = 5;
[0127] 其他情况，Sx=4.5，Sy = 4.5。
[0128] 进一步地，所述柜体安全开启装置还包括与指纹信息核实子模块电连接的蜂鸣报 警器，所述蜂鸣报警器位于储物柜内，若指纹信息核实子模块中连续2次以上采集的被检测 组织的温度和脉搏数据皆不处于预定范围内时，所述蜂鸣报警器进行报警。
[0129]本实施例的柜体安全开启装置安全高效，其中，密钥装置的设置，可以帮助柜体安 全开启装置使用者在手指受伤或其他促使手指不能用的情况下通过自己设置的密码打开 储物柜;蜂鸣报警器的设置，提高了柜体安全开启装置的安全性能;设置可增强指纹图像的 指纹识别装置，其中对指纹图像灰度进行处理，处理后的指纹图像能够滤除背景噪声，且在 滤波过程中纹理不会模糊，对比度得到增强;采用自适应改进型高斯滤波方程对指纹图像 的频率场进行平滑处理，得到的频率场更能反映指纹纹理特性;采用基于灰度信息的综合 判别方法对指纹图像进行分割，克服了依靠方向信息分割法不能准确获得纹理变化剧烈区 域方向的问题，能够准确快速提取属于真实指纹区域的子块;Gabor滤波器中根据所述属于 指纹区域的子块的纹理参数设定阈值，通过每个属于指纹区域的子块与左右邻域两个子块 的方向场的差值与阈值的比较来选择高斯包络常数的取值，能够对指纹图像进行有针对性 的增强，本实施例中设定阈值!^ = 12°，指纹识别的效率提高了 10 %，精度提高了 18 %。
[0130]最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保 护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应 当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实 质和范围。
【主权项】
1. 柜体安全开启装置，其特征是，包括设有电子锁的储物柜、驱动电子锁打开的指纹识 别装置和密钥装置，所述指纹识别装置包括依次电连接的指纹识别模块、指纹图像处理模 块、传输模块、指纹验证模块和控制电子锁关闭的控制模块，所述密钥装置与控制模块电连 接，所述指纹验证模块在输入有效指纹图像或者密钥装置在输入正确密码后促使控制模块 打开电子锁;所述指纹图像处理模块包括： (1) 指纹信息核实子模块，其采集被检测组织的温度和脉搏数据，并通过分析采集的数 据来判断由指纹识别模块传输的指纹图像是否有效，如果连续2次以上采集的被检测组织 的温度和脉搏数据皆处于预定范围内，则判定指纹识别模块传输的指纹图像有效； (2) 图像灰度处理子模块，用于对有效的指纹图像进行灰度处理，处理时以像素点（X， y)为中心，计算3X3邻域内灰度均值M、中值Z，由于获得的所述有效的指纹图像和与其验证 的指纹图像之间在同一个平面上会略有偏差，设定指纹图像校正因子灰度 均值M的计算公式为：处理后的像素灰度值为： I(x，y)彡 M 时，I'（x，y)=M+Z/2 I(x，y)<]\?t，r(x，y)=M-Z/2 其中，I(x，y)为指纹图像在像素点（x，y)处的原始灰度值，I'（x，y)为灰度处理后的指 纹图像在像素点(x，y)处的灰度值，％为所述有效的指纹图像和与其验证的指纹图像的各 像素点值之间的标准差； (3) 图像纹理参数计算子模块，其采用自适应改进型高斯滤波方程对灰度处理过的指 纹图像的方向场进行平滑处理，处理时，将指纹图像分解成互不重叠、大小为8X8的子块， 子块各中心点的坐标为(m，n)，所述自适应改进型高斯滤波方程为：其中，d(m，n)是从中心点(m，n)到频率平面原点的距离;σ为滤波因子，表示高斯函数的 平滑程度，在子块的指纹脊线和谷线较为平滑的位置设置σ = 〇.6,在子块的指纹脊线和谷 线断裂和模糊的位置设置〇 = 5。2. 根据权利要求1所述的柜体安全开启装置，其特征是，所述指纹图像处理模块还包 括： (1) 图像分割子模块，用于在各子块中快速提取属于真实指纹区域的子块，提取时，将 经图像灰度处理后的每个子块(k，l)的灰度均值M(k，l)和方差D(k，l)与指纹图像所有像素 的灰度均值Mo和方差Do进行比较，若M(k，l)>Mo且D(k，l)>Do,则该子块属于真实指纹区域的 子块； (2) 图像增强子模块，其采用Gabor滤波器对属于真实指纹区域的子块进行图像增强处 理，设置心与37分别为Gabor滤波器的函数中在X轴及y轴方向上的高斯包络常数，计算每个 属于指纹区域的子块与左右邻域两个子块的方向场的差值co， C1，根据所述属于指纹区域的 子块的纹理参数设定阈值T1，所述阈值T1的取值范围为10°~20°，高斯包络常数6\与δγ的取 值为： co<Ti 且 ci<Ti 时，δχ=4，δγ = 4; 。〇>丁2且。1>丁2时人=5,5丫 = 5; 其他情况，δχ = 4.5，δγ=4.5。3.根据权利要求1所述的柜体安全开启装置，其特征是，还包括与指纹信息核实子模块 电连接的蜂鸣报警器，所述蜂鸣报警器位于储物柜内，若指纹信息核实子模块中连续2次以 上采集的被检测组织的温度和脉搏数据皆不处于预定范围内时，所述蜂鸣报警器进行报 警。
【文档编号】G07C9/00GK105931319SQ201610229026
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】时建华
【申请人】时建华