一种活体检测及肤色识别装置及方法与流程

本发明涉及可穿戴设备检测，尤其涉及一种活体检测及肤色识别装置及方法。

背景技术：

1、随着智能穿戴市场的发展和普及，越来越多的用户需求被提出，其中最为突出的一点就是可穿戴设备的长续航能力。由于可穿戴设备往往空间有限，因此电池容量都无法做到足够大，为了满足长续航的要求，往往会通过识别设备是否处于佩戴从而开起相应功能，减少不必要的功耗开支。

2、目前常用的佩戴检测方式是通过ir光源以及光电二极管模组，通过检测光源强度来进行佩戴判断，这种方式对于一些反射率大的表面便很难识别为未佩戴，从而产生误判。活体识别技术在各个智能穿戴设备中得到广泛应用，以智能手环、手表为例，基本采用的方式有红外光反射光强度检测或者电容检测等方式进行判断，判断条件都普遍单一，识别准确率不高。由于智能穿戴设备整体结构紧密、体积小，所以在有限的结构空间内做好活体识别功能的难度大。目前主要采用的就是单个或者多各光源强度检测或者电容检测，但都有各自无法处理的场景。

技术实现思路

1、为解决上述可穿戴设备活体检测误判率高、处理场景受限制的问题，本发明提出了一种活体检测及肤色识别装置及方法，采用色度值进行活体识别可以在原有光源强度检测的基础上增加更精确的判断方式，提高活体检测精度。

2、第一方面，一种活体检测及肤色识别装置，包括电路模块和光路模块，所述光路模块进行光源的发射和采集，所述电路模块对采集的光信号进行转换处理；光路模块具体包括多个发光二极管和包围发光二极管的多个光电二极管，所述发光二极管和光电二极管均排列于基板上，且发光二极管和光电二极管之间通过隔光件进行隔光处理。

3、进一步，所述多个光电二极管排布方式为环形排布，多个发光二极管排布于光电二极管所构成的圆环中心。

4、进一步，所述发光二极管包括：特定波长的绿光发光二极管、红外发光二极管和红光发光二极管。

5、进一步，所述电路模块包括微控制处理器、发光组件模块、收光组件模块、信号放大模块和模数转换模组，所述发光组件模块与微控制处理器模块相连接受控；所述收光组件模块连接信号放大模块后与模数转换模组连接，采集发光组件模块发射的光源信号转换为电信号后经信号放大模块进行放大，再进入模数转换模组进行模数转换。

6、进一步，所述发光组件模块发光组件包括多个任意波长的发光二极管，所述收光组件模块收光组件包括多个光电二极管。

7、进一步，所述微控制处理器还包括根据佩戴状态结果控制发光二极管的发光模式进行相应的心率、血氧饱和度等生理参数检测。

8、另一方面，一种活体检测及肤色识别方法，基于活体检测及肤色识别装置实现，通过对被测物进行色度计算进行检测和识别，包括以下步骤：

9、步骤s1：发射多路特定波长的光源；

10、步骤s2：采集各光源经漫反射到感光元件所接收到的光强值；

11、步骤s3：通过感光元件收到的各光源强度比值进行色度计算；

12、步骤s4：根据色度值进行活体检测和肤色识别。

13、进一步，所述步骤s3具体还包括：光元件经光电转换将光信号转换为电信号，信号放大电路对转换后的电信号进行放大，再通过模数转换电路将放大的电信号转换为数字信号后进行色度计算。

14、进一步，所述色度计算包括：分别获取各发光二极管发光时的电流值data1、data2，以及此时光电二极管两端的电流值data3、data4与对应的adc采样值data5、data6；色度值计算式为：

15、chroma = (g_gata / ir_gata)；

16、其中，g_gata = data5/( data1* data3)；ir_gata = data6/( data2* data4)。

17、进一步，所述步骤s4具体包括：设置色度值范围、阈值范围、黑肤色色度范围、黄肤色色度范围和白肤色色度范围；若计算出的色度值在阈值范围内，则检测为活体，若不在阈值范围内则为非活体；但检测为活体时，根据色度值和各肤色色度范围确定肤色。

18、本发明的有益效果：本发明提出了一种活体检测及肤色识别装置及方法，包括电路模块和光路模块，所述光路模块进行光源的发射和采集，所述电路模块对采集的光信号进行转换处理。本发明提出的活体检测及肤色识别装置及方法在原有光源强度检测的基础上增加更精确的判断方式，提高活体检测精度；解决大多数反射率大或能引起电容变化的非活体场景，并且不会占用额外的空间。在确认活体的情况下还能进行肤色识别，提供额外的活体信息用于分析。通过对被测物进行色度计算并判断活体，可解决单个或多个光源强度检测对于反射率过大的表面检测失效以及电容检测对于湿度过大的物体检测失效的缺点；还可通过计算的色度值进行佩戴区域肤色深浅判断。

技术特征：

1.一种活体检测及肤色识别装置，其特征在于，包括电路模块和光路模块，所述光路模块进行光源的发射和采集，所述电路模块对采集的光信号进行转换处理；光路模块具体包括多个发光二极管和包围发光二极管的多个光电二极管，所述发光二极管和光电二极管均排列于基板上，且发光二极管和光电二极管之间通过隔光件进行隔光处理。

2.根据权利要求1所述的一种活体检测及肤色识别装置，其特征在于，所述多个光电二极管排布方式为环形排布，多个发光二极管排布于光电二极管所构成的圆环中心。

3.根据权利要求1所述的一种活体检测及肤色识别装置，其特征在于，所述发光二极管包括：特定波长的绿光发光二极管、红外发光二极管和红光发光二极管。

4.根据权利要求1所述的一种活体检测及肤色识别装置，其特征在于，所述电路模块包括微控制处理器、发光组件模块、收光组件模块、信号放大模块和模数转换模组，所述发光组件模块与微控制处理器模块相连接受控；所述收光组件模块连接信号放大模块后与模数转换模组连接，采集发光组件模块发射的光源信号转换为电信号后经信号放大模块进行放大，再进入模数转换模组进行模数转换。

5.根据权利要求4所述的一种活体检测及肤色识别装置，其特征在于，所述发光组件模块发光组件包括多个任意波长的发光二极管，所述收光组件模块收光组件包括多个光电二极管。

6.根据权利要求4所述的一种活体检测及肤色识别装置，其特征在于，所述微控制处理器还包括根据佩戴状态结果控制发光二极管的发光模式进行相应的心率、血氧饱和度等生理参数检测。

7.一种活体检测及肤色识别方法，基于权利要求1~6任意一项所述的一种活体检测及肤色识别装置实现，通过对被测物进行色度计算进行检测和识别，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种活体检测及肤色识别方法，其特征在于，所述步骤s3具体还包括：光元件经光电转换将光信号转换为电信号，信号放大电路对转换后的电信号进行放大，再通过模数转换电路将放大的电信号转换为数字信号后进行色度计算。

9.根据权利要求7所述的一种活体检测及肤色识别方法，其特征在于，所述色度计算包括：分别获取各发光二极管发光时的电流值data1、data2，以及此时光电二极管两端的电流值data3、data4与对应的adc采样值data5、data6；色度值计算式为：

10.根据权利要求7所述的一种活体检测及肤色识别方法，其特征在于，所述步骤s4具体包括：设置色度值范围、阈值范围、黑肤色色度范围、黄肤色色度范围和白肤色色度范围；若计算出的色度值在阈值范围内，则检测为活体，若不在阈值范围内则为非活体；但检测为活体时，根据色度值和各肤色色度范围确定肤色。

技术总结
本发明公开了一种活体检测及肤色识别装置及方法，包括电路模块和光路模块，所述光路模块进行光源的发射和采集，所述电路模块对采集的光信号进行转换处理。本发明提出的活体检测及肤色识别装置及方法在原有光源强度检测的基础上增加更精确的判断方式，提高活体检测精度；解决大多数反射率大或能引起电容变化的非活体场景，并且不会占用额外的空间。在确认活体的情况下还能进行肤色识别，提供额外的活体信息用于分析。通过对被测物进行色度计算并判断活体，可解决单个或多个光源强度检测对于反射率过大的表面检测失效以及电容检测对于湿度过大的物体检测失效的缺点；还可通过计算的色度值进行佩戴区域肤色深浅判断。

技术研发人员：胡勇,张力文
受保护的技术使用者：成都维客昕微电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15