一种生物特征识别系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种生物特征识别系统及方法，该方法根据需要将多种不同的生物特征识别设备组合构成终端权限控制网络，与主机相连。对安全性要求高的控制点，采用适应环境和使用条件的高安全性生物特征识别设备，对安全性要求较低的控制点，根据安全性要求和应用环境采用价格相对低的生物特征识别设备。本发明对于任何进入内部控制点的用户都进行了多次生物特征识别。这一技术提高了生物识别设备的全面性，增强了区域的安全性，同时在不同的控制点采用不同的识别设备，增加了系统的实用性，降低了实际应用的成本，系统还能够快速确定用户信息，并且结构简单，易于实现。
【专利说明】 一种生物特征识别系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于生物特征识别【技术领域】，涉及一种生物特征识别系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着信息技术的发展，安全、方便的生物特征识别技术也得到越来越广泛的应用。生物特征识别技术有很多种，常见的有指纹识别、人脸识别、虹膜识别、掌纹识别、静脉识别坐寸ο
[0003]不同的生物特征识别技术有不同的特点和使用的限制条件。其中，指纹、人脸等特征易于获取，识别设备价格通常不高，但防伪难度稍大，容易被伪造；相反，虹膜、静脉等特征获取条件较为苛刻，在采集距离、配合程度等方面都有一定的要求，识别设备的价格通常也较高，但有着较高的防伪性。
[0004]单一的生物特征识别可能会受到几个方面的影响:(I)使用环境的限制:比如指纹，要求接触式采集；虹膜要求拍摄环境的光强不能太强或太弱；人脸对光照角度和拍摄角度、面部表情等都有一定的要求。(2)生物特征的不稳定性:比如指纹容易受到外伤或脏污的影响；人脸识别容易受到光照不均匀、光照过强、脏污等影响；远距离虹膜容易受到可见光影响等。(3)部分生物特征容易被伪造:比如指纹，人脸等。
[0005]可以想象如下的实际需求:在一个封闭系统内部(比如一栋建筑物、工厂或校园等)，要在所有出入口的控制点进行基于生物特征识别技术的身份认证或识别。如果在每一个关键入口使用相同的生物特征识别设备，可能因不同区域的环境不同而导致识别设备在某些区域不宜使用；如果在所有控制点都采用指纹识别或人脸识别等安全性较低的生物特征识别技术，则生物特征容易被伪造；如果均采用虹膜识别、静脉识别等高安全性的生物特征识别技术则可能导致系统成本过高。所以，通常情况下，在所有的控制点使用同一种生物特征识别设备是不合适的。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服上述技术存在的缺陷，发展一种无缝的、低成本、高安全性的生物特征识别系统与方法。
[0007]本发明首先对控制点按照安全性要求的不同进行分类。安全性要求高的控制点可以根据实际环境和使用条件限制，选择虹膜识别、静脉识别等高准确性、高防伪性的生物特征识别技术。在安全性要求较低的控制点，采用适合使用环境并且满足安全要求的生物特征识别技术比如指纹、人脸识别技术或者基于视频的跟踪技术等。
[0008]本发明的一个典型应用如:封闭系统的入口处采用虹膜识别等高安全性的生物特征识别设备，内部控制点根据安全要求、实际使用环境和条件限制采用不同的生物特征识别技术，如指纹识别、人脸识别或者基于监控视频的跟踪等。
[0009]一种生物特征识别系统，包括不同的生物特征识别设备、用于发送和接收信息的通信网络、主机。其中，在安全性要求高的控制点根据实际环境和使用条件选择适当的高安全性的生物特征识别设备，安全性要求较低的控制点则根据安全性要求采用适应环境、易于使用的价格较低的生物特征识别设备，所有采用的生物特征识别设备通过通信网络同主机进行连接。
[0010]其中所有采用的生物特征识别设备都包括与相应的生物特征识别技术对应的特征采集设备、预处理和特征提取装置，特征信息加密模块。特征采集设备的信号输出端与预处理和特征提取装置的信号输入端相连接，预处理和特征提取装置的信号输出端与特征信息加密模块信号输入端连接。生物特征识别设备实现对生物特征的采集以及生物特征的提取，并最终输出加密后的特征信息。
[0011]其中通信网络可能为无线或有线通信网络。通常为了实现无线通信网络的使用需要在连接的装置上安装无线通信芯片。
[0012]进一步优选，对于整体安全性要求高的系统，需要通过有线端口进行传输。
[0013]其中主机包括解码加密特征信息模块、生物特征匹配装置、用户信息数据库服务器以及对不同控制点的控制单元。生物特征识别设备将加密的特征信息信号输入到主机，在主机中利用解码特征信息模块得到生物特征信息，将特征信息传入生物特征匹配装置中结合用户信息数据库中存储的用户特征信息进行匹配，匹配结果传入控制单元中对控制点进行授权。同时也可以实现对用户访问情况的记录。
[0014]一种生物特征识别方法，包括以下步骤:
[0015](I)在用户访问前，需要对用户信息进行注册，存储多种生物特征信息。首先判断用户的ID信息是否正确，ID不正确则重新输入ID，ID正确则依次采集个人所需生物特征；接着，判断采集的特征是否合格，不合格则重新采集，直到所有采集的特征均合格，注册结束，将采集的特征信息存储在用户信息数据库。图3给出了注册过程的流程图。
[0016](2)在用户特征识别过程中，在控制点利用生物特征识别设备中的采集设备采集相应的用于身份识别的生物特征。
[0017](3)应用生物特征识别设备中的预处理和特征提取装置对采集到的特征进行预处理，并在其中提取出相应的特征信息。
[0018](4)利用生物特征识别设备中的特征信息加密模块对特征信息进行加密处理，之后将加密特征信息传送至主机并利用主机中的解码加密特征信息模块进行解码。
[0019](5)在主机的生物特征匹配装置中结合用户信息数据库中的用户特征信息对解码后的生物特征信息进行特征匹配，如果匹配结果正确，则相应的用户具有相应控制点的访问权限，否则重新输入ID进行生物特征识别，图4中展示了识别过程流程图。
[0020](6)对于任何一个进入内部控制点的用户来说，他需要依次经历多种生物特征识别过程，进行基于不同技术的多次身份识别。
[0021]进一步考虑，本生物特征识别方法可以和传统的“用户名+密码”方法配合使用，增强系统的安全性和实用性。
[0022]进一步优选，在进行生物特征匹配时可以结合用户ID信息，增加特征匹配的速度和准确率。
[0023]进一步优选，本发明在光照强度明暗变化较多的区域可以考虑选择指纹识别设备，而在光强比较稳定适中的区域，可以选用人脸识别、虹膜识别等。
[0024]与现有技术相比，本发明的有益效果为:
[0025](I)在保证效率的前提下，增强区域的整体安全性，提高识别准确率，增加仿冒者的入侵难度。(2)在不同控制点根据具体安全性要求和环境条件选择了相应的生物特征识别设备，待授权用户基于不同生物特征的进行了多次身份认证，提高了生物特征识别方法的全面性，进一步增强了了安全性。(3)系统考虑到了不同控制点使用的生物识别设备的应用环境以及设备价格，增加了系统的实用性，降低了实际应用的成本。(4)系统可以快速确定用户的身份信息，结构简单，容易实现。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为生物特征识别系统组成图；
[0027]图2为个人信息与生物特征关系图；
[0028]图3为生物特征信息注册流程图；
[0029]图4为生物特征识别过程流程图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
[0031]参照图1，一种生物特征识别系统，包括不同的生物特征识别设备、用于发送和接收信息的通信网络、主机。其中，在安全性要求高的控制点根据实际环境和使用条件选择适当的高安全性的生物特征识别设备，而安全性要求较低的控制点则根据安全性要求采用适应环境、易于使用的价格较低的生物特征识别设备，所有采用的生物特征识别设备通过通信网络同主机进行连接。
[0032]其中所有采用的生物特征识别设备都包括与相应的生物特征识别技术对应的特征采集设备、预处理和特征提取装置，特征信息加密模块。特征采集设备的信号输出端与预处理和特征提取装置的信号输入端相连接，预处理和特征提取装置的信号输出端与特征信息加密模块信号输入端连接。生物特征识别设备实现对生物特征的采集以及生物特征的提取，并最终输出加密后的特征信息。
[0033]其中通信网络可能为无线或有线通信网络。通常为了实现无线通信网络的使用需要在连接的装置上安装无线通信芯片。进一步优选，对于整体安全性要求高的系统，需要通过有线端口进行传输。
[0034]其中主机包括解码加密特征信息模块、生物特征匹配装置、用户信息数据库服务器以及对不同控制点的控制单元。生物特征识别设备将加密的特征信息信号输入到主机，在主机中利用解码特征信息模块得到生物特征信息，将特征信息传入生物特征匹配装置中结合用户信息数据库中的用户特征信息进行匹配，匹配结果传入控制单元中对控制点进行授权。同时也可以实现对用户访问情况的记录。
[0035]一种生物特征识别方法，包括以下步骤:用户在某个控制点需要进行授权操作时，需要使用该控制点的生物特征识别设备，该设备采集相应的生物特征，加密传送至主机，主机解密特征信息后，结合用户信息数据库对生物特征进行匹配，如果匹配正确，则相应的用户具有相应控制点的操作权限，否则重新输入ID，重新采集生物特征进行识别。图2中给出了一种可能的ID与特征对应关系示意图。其中，每个ID对应着用户的个人信息和用于存储的各种生物特征信息。
[0036]图3给出了用户注册的流程图，首先判断用户的ID信息是否正确，ID不正确则重新输入ID，ID正确则依次采集个人所需生物特征；接着，判断采集的特征是否合格，不合格则重新采集，直到所有采集的特征均合格，注册结束，将采集的特征信息存储在用户信息数据库。
[0037]图4给出了用户识别过程的流程图。用户在某个控制点需要进行授权操作时，需要使用该控制点的生物特征识别设备，该设备采集相应的生物特征，加密传送至主机，主机解密特征信息后，结合用户信息数据库对生物特征进行匹配，如果匹配正确，则相应的用户具有相应控制点的操作权限，否则重新输入ID，重新采集生物特征进行识别。
[0038]本部分以一个封闭的化工厂的身份控制作为本系统的一个具体应用的实施例。在关键入口处，如化工厂入口处采用虹膜识别、静脉识别等高安全性的生物特征识别技术进行身份认证或识别，降低非授权人员进入整个工厂的可能性。而在内部权限控制点(比如门等)，可以根据需要和实际环境的限制，采用不同的生物特征识别技术进行身份认证或识另IJ。可以采用的包括但不限于指纹识别、掌纹识别、2D人脸识别、3D人脸识别、语音识别以及基于监控视频的跟踪等。更加具体的，可以在作为关键入口的工厂入口处采用识别准确率较高的虹膜识别技术，在区域内部的不同入口根据需求和环境采用成本更低、识别准确率不特别高的其它生物特征识别技术。
[0039]选择生物特征识别设备的基本依据为:首先根据生物特征识别设备所使用的限制条件，选择可以使用的设备，比如光照较强的区域不适合虹膜识别，光照较暗的区域不适合人脸识别等等。其次，考虑设备价格和维护成本，在可用设备范围内选择适当的设备。
[0040]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种生物特征识别系统，其特征在于，由主机和在不同控制点的多种生物特征识别设备组合构成，并以通信网络连接，首先对不同的控制点按照其安全性要求水平和使用环境限制优选生物特征识别设备，其中安全性要求高的控制点根据实际环境和使用条件选择适当的高安全性生物特征识别设备，安全性要求较低的控制点依据安全性要求和应用环境采用价格相对较低的生物特征识别设备；所有采用的生物特征识别设备通过通信网络同主机进行连接； 其中采用的多种生物特征识别设备，包括与相应的生物特征识别技术对应的特征采集设备、预处理和特征提取装置，特征信息加密模块；特征采集设备的信号输出端与预处理和特征提取装置的信号输入端相连接，预处理和特征提取装置的信号输出端与特征信息加密模块信号输入端连接；生物特征识别设备实现对生物特征的采集以及生物特征的提取，并最终输出加密后的特征信息； 其中通信网络，包括无线或有线通信网络，为了实现无线通信网络的使用需要在连接的装置上安装无线通信芯片，对于整体安全性要求高的系统，需要通过有线端口进行传输; 其中主机，包括解码加密特征信息模块、生物特征匹配装置、记录用户信息的用户数据库服务器以及对不同控制点的控制单元；生物特征识别设备将加密的特征信息信号输入到主机，在主机中利用解码特征信息模块得到生物特征信息，将特征信息传入生物特征匹配装置中结合用户信息数据库服务器中记录的用户特征信息进行匹配，匹配结果传入控制单元中对控制点进行授权；同时实现对用户访问情况的记录。
2.一种生物特征识别方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)在用户访问前，需要对用户信息进行注册，存储多种生物特征信息，首先判断用户的ID信息是否正确，ID不正确则重新输入ID，ID正确则依次采集个人所需生物特征；接着，判断采集的特征是否合格，不合格则重新采集，直到所有采集的特征均合格，注册结束，将采集的特征信息存储在用户信息数据库； (2)在用户特征识别过程中，在控制点利用生物特征识别设备中的采集设备采集相应的用于身份识别的生物特征； (3)在生物特征识别设备中的预处理和特征提取装置对采集到的特征进行预处理，并在其中提取出相应的特征信息； (4)利用生物特征识别设备中的特征信息加密模块对特征信息进行加密处理，之后将加密特征信息传送至主机并利用主机中的解码加密特征信息模块进行解码； (5)在主机的生物特征匹配装置中结合用户信息数据库中的用户特征信息对解码后的生物特征信息进行特征匹配，如果匹配结果正确，则相应的用户具有相应控制点的访问权限，否则重新输入ID进行生物特征识别； (6)对于任何一个进入内部控制点的用户来说，他需要依次经历多种生物特征识别过程，进行基于不同技术的多次身份识别。
【文档编号】G06K9/00GK104281836SQ201410491741
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2014年9月12日
【发明者】王琪, 许猛, 张铁 申请人:东北大学