專利名稱：一種多媒體可視化門禁系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多媒體可視化門禁系統(tǒng)，適用于在住宅樓、寫字樓、私人會所中監(jiān)視和/或控制樓門或小區(qū)門的入口。
背景技術(shù)：
可視化門禁，另Il名是可視門鈴，英文名稱是Video door phone或Video door bell。在九十年代從發(fā)達(dá)國家引進(jìn)，在中國國內(nèi)得到了高速的發(fā)展。從九十年代末至今，主要應(yīng)用在商品住宅樓，規(guī)模迅速發(fā)展，已經(jīng)普遍進(jìn)入城市小區(qū)中高層住宅。使用時，住戶聽到鈴聲，像接聽可視電話一樣，接受來訪者通過樓下門口主機的呼叫，進(jìn)行對話，同時住戶家中的可視分機可通過樓下主機攝像頭接收視頻影像，住戶觀察分機顯示屏幕上的監(jiān)控圖像確認(rèn)來訪者的身份，最后決定是否按下室內(nèi)分機的開鎖按鈕，打開連接門口主機的電控門鎖，允許來訪客人開門進(jìn)入?？梢暬T禁是住宅小區(qū)住戶與來訪者的音像通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)，它是住宅小區(qū)住戶的第一道非法入侵的安全防線。通過這套系統(tǒng)的設(shè)置，住戶可在家中通過設(shè)在單元樓門口的對講與來訪者通話，并能通過分機屏幕上的影像，辨認(rèn)來訪者。當(dāng)來訪者被確認(rèn)后，住戶主人利用分機上的門鎖控制鍵，打開單元樓門口主機上的電控門鎖，允許來訪者進(jìn)入；否則， 一切非本單元樓的人員及陌生來訪者，均不能進(jìn)入。隨著可視化門禁的廣泛應(yīng)用，它的功能也越來越全面，例如還可以聯(lián)接緊急報警按鈕、紅外線探測器、門磁、窗磁、煙感探測器、可燃器探測器等報警設(shè)備，將非法入侵、火警、燃?xì)庑孤?、緊急求助等信息及時通知到管理中心，為住戶提供方便與安全的生活，減少住戶不情愿被打擾的煩惱。然而，由于可視化門禁系統(tǒng)特殊的產(chǎn)品特征，比如使用時間短、使用頻率低，使得可視化門禁系統(tǒng)在無人來訪時，沒有充分發(fā)揮它的作用，這無疑是一個巨大的資源浪費，同時也影響了用戶的購買意愿，因此提供一種多功能的可視化門禁系統(tǒng)，必將成為生活電子技術(shù)領(lǐng)域的一個重要研究方向。此外,現(xiàn)有的可視化門禁至少還存在著如下這些問題1) 當(dāng)有來訪者站在距離可視化對講距離稍遠(yuǎn)時，住戶分機上所播放的來訪者的聲音太小，難以聽清，而當(dāng)來訪者距離可視化對講距離較近時，所播放的聲音又太大，容易對住戶產(chǎn)生干擾；2)設(shè)在單元樓門口的對講處在公共開放的環(huán)境中，容易受到環(huán)境噪聲的干擾，使得住戶同樣難以聽清來訪者的聲音；3)對于經(jīng)常來訪或者一段時間往來比較頻繁的客人，每次都需要住戶的確認(rèn)，才能進(jìn)入，這樣的頻繁重復(fù)操作也給住戶帶來了一些不必要的麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一個更為完善、人性化的多功能、多用途的可視化門禁系統(tǒng)。該可視化門禁系統(tǒng)中包括位于室外部分的音頻采集單元、視頻采集單元、數(shù)字信號處理器DSP單元，以及位于室內(nèi)部分的ARM控制器、視頻合成單元、顯示單元、人臉檢測單元、增益調(diào)節(jié)單元、存儲單元、鍵盤輸入單元、控制門鎖單元以及揚聲器，其中室內(nèi)部分和室外部分之間通過由以太網(wǎng)控制器控制的以太網(wǎng)總線連接，其特征在于A.音頻采集單元，用于采集來訪者的聲音信息，并傳輸給DSP單元；B.視頻采集單元，用于采集來訪者的圖像信息，并傳輸給DSP單元；C. DSP單元，用于接收音頻采集單元發(fā)送來的聲音信息，并對聲音信息進(jìn)行高通濾波處理，消除300Hz以下的低頻環(huán)境噪聲信號，之后進(jìn)行模擬放大處理和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)化處理；此外，還用于接收視頻采集單元發(fā)送的圖像信號，并對圖像信號進(jìn)行編碼處理；將處理后的音頻、視頻信號通過以太網(wǎng)總線發(fā)送給ARM控制器；D. ARM控制器，用于通過以太網(wǎng)控制器接收來自DSP單元的音頻和視頻數(shù)據(jù)，之后對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，并將解碼后的數(shù)據(jù)發(fā)送給視頻合成單元；對音頻信號進(jìn)行數(shù)字 /模擬轉(zhuǎn)化處理，并將轉(zhuǎn)化后的信號發(fā)送給增益調(diào)節(jié)單元；將解碼后的視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給人臉檢測單元，接收人臉檢測單元返回的來訪者遠(yuǎn)近、位置信息以及識別出的人臉特征信息， 并根據(jù)遠(yuǎn)近和位置信息進(jìn)行查表操作，找出適合的增益值，并向增益調(diào)節(jié)單元發(fā)送攜帶有該增益值的增益調(diào)節(jié)指令，根據(jù)識別出的人臉特征信息，在存儲單元中進(jìn)行查找，判斷來訪者的身份是否已經(jīng)過了鑒定，若查找到了與之一致的人臉特征信息，則向控制門鎖單元發(fā)送開啟控制指令；當(dāng)用戶通過鍵盤輸入單元選取了需要進(jìn)行播放的多媒體數(shù)據(jù)時，ARM控制器從存儲單元中讀取并播放多媒體數(shù)據(jù)，如果與此同時有來訪者觸發(fā)了該門禁系統(tǒng)，則暫停播放多媒體數(shù)據(jù)，將當(dāng)前狀態(tài)切換到可視對講狀態(tài)下，待可視對講狀態(tài)結(jié)束后，繼續(xù)播放多媒體數(shù)據(jù)；E.人臉檢測單元，接收ARM控制器發(fā)送的解碼后的圖像信號，根據(jù)人臉上的特征來識別圖像信號中的人臉區(qū)域，并通過分析檢測到的人臉區(qū)域所占圖像中的比例，以及人臉區(qū)域出現(xiàn)在圖像中的位置，來判斷來訪者距離視頻采集單元的遠(yuǎn)近，以及相對視頻采集單元的位置，并將獲得的遠(yuǎn)近、位置信息以及識別出的人臉特征信息發(fā)送給ARM控制器；F.增益調(diào)節(jié)單元，接收來自ARM控制器的增益調(diào)節(jié)指令以及音頻信號，根據(jù)增益調(diào)節(jié)指令所指示的值來對音頻信號進(jìn)行增益調(diào)整，并將調(diào)整后的音頻信號輸出給揚聲器；G.視頻合成單元，接收來自ARM控制器的視頻信號，合成后送顯示單元顯示；H.存儲單元，用于存儲保存音視頻多媒體數(shù)據(jù)、數(shù)碼照片以及經(jīng)過認(rèn)證的人臉特征信息；I.顯示單元，用于顯示視頻信息；J.門鎖控制單元，用于接收來自ARM控制器的開啟控制指令，同時打開室外門；其中所述DSP處理器可以采用TMS320DM6446 ；其中所述存儲單元可以采用Nand型閃存、SDRAM ；其中所述揚聲器包括磁路組件、盆架和鋁支架，盆架與鋁支架固定連接；磁路組件包括磁鋼、鐵件和夾板，磁鋼和夾板設(shè)于鐵件內(nèi)，鐵件與磁鋼連接，磁鋼與夾板連接；磁路組件設(shè)于振動板內(nèi)，夾板與支架連接。在采用了上述方案后，當(dāng)有來訪者站在距離可視化對講距離稍遠(yuǎn)，或者偏離了可視化對講的正向位置時，通過對人臉信息的識別，可以動態(tài)的調(diào)整住戶分機上所播放的來訪者的聲音太小，使得在來訪者距離可視化對講距離較近時，減小對聲音的增益，反之，在來訪者距離可視化對講距離較遠(yuǎn)時，增加對聲音的增益，這也提高了可視化對講門禁的人性化水平；此外，通過對低頻環(huán)境噪聲的濾除，能夠讓住戶清楚的聽到來訪者的聲音；同時，通過建立人臉特征的信息庫，對于已經(jīng)過了認(rèn)證處理的來訪者，不需要經(jīng)過住戶的確認(rèn)，系統(tǒng)能自動的開啟室外門，避免了頻繁的重復(fù)操作給住戶帶來了一些不必要的麻煩。


圖I是本發(fā)明一種多媒體可視化門禁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明中使用的揚聲器的刨面示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。參見圖1，本發(fā)明是一種多媒體可視化門禁系統(tǒng)，包括位于室外部分的音頻采集單元、視頻采集單元、數(shù)字信號處理器DSP單元，以及位于室內(nèi)部分的ARM控制器、視頻合成單元、顯示單元、人臉檢測單元、增益調(diào)節(jié)單元、存儲單元、鍵盤輸入單元、控制門鎖單元以及揚聲器，其中室內(nèi)部分和室外部分之間通過由以太網(wǎng)控制器控制的以太網(wǎng)總線連接，其特征在于A.音頻采集單元，用于采集來訪者的聲音信息，并傳輸給DSP單元；B.視頻采集單元，用于采集來訪者的圖像信息，并傳輸給DSP單元；C. DSP單元，用于接收音頻采集單元發(fā)送來的聲音信息，并對聲音信息進(jìn)行高通濾波處理，消除300Hz以下的低頻環(huán)境噪聲信號，之后進(jìn)行模擬放大處理和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)化處理；此外，還用于接收視頻采集單元發(fā)送的圖像信號，并對圖像信號進(jìn)行編碼處理；將處理后的音頻、視頻信號通過以太網(wǎng)總線發(fā)送給ARM控制器；D. ARM控制器，用于通過以太網(wǎng)控制器接收來自DSP單元的音頻和視頻數(shù)據(jù)，之后對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，并將解碼后的數(shù)據(jù)發(fā)送給視頻合成單元；對音頻信號進(jìn)行數(shù)字 /模擬轉(zhuǎn)化處理，并將轉(zhuǎn)化后的信號發(fā)送給增益調(diào)節(jié)單元；將解碼后的視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給人臉檢測單元，接收人臉檢測單元返回的來訪者遠(yuǎn)近、位置信息以及識別出的人臉特征信息， 并根據(jù)遠(yuǎn)近和位置信息進(jìn)行查表操作，找出適合的增益值，并向增益調(diào)節(jié)單元發(fā)送攜帶有該增益值的增益調(diào)節(jié)指令，根據(jù)識別出的人臉特征信息，在存儲單元中進(jìn)行查找，判斷來訪者的身份是否已經(jīng)過了鑒定，若查找到了與之一致的人臉特征信息，則向控制門鎖單元發(fā)送開啟控制指令；當(dāng)用戶通過鍵盤輸入單元選取了需要進(jìn)行播放的多媒體數(shù)據(jù)時，ARM控制器從存儲單元中讀取并播放多媒體數(shù)據(jù)，如果與此同時有來訪者觸發(fā)了該門禁系統(tǒng)，則暫停播放多媒體數(shù)據(jù)，將當(dāng)前狀態(tài)切換到可視對講狀態(tài)下，待可視對講狀態(tài)結(jié)束后，繼續(xù)播放多媒體數(shù)據(jù)；E.人臉檢測單元，接收ARM控制器發(fā)送的解碼后的圖像信號，根據(jù)人臉上的特征來識別圖像信號中的人臉區(qū)域，并通過分析檢測到的人臉區(qū)域所占圖像中的比例，以及人臉區(qū)域出現(xiàn)在圖像中的位置，來判斷來訪者距離視頻采集單元的遠(yuǎn)近，以及相對視頻采集單元的位置，并將獲得的遠(yuǎn)近、位置信息以及識別出的人臉特征信息發(fā)送給ARM控制器；人臉檢測的原理是識別人臉主要依據(jù)人臉上的特征，也就是說依據(jù)那些在不同個體之間存在較大差異而對于同一個人則比較穩(wěn)定的度量。由于人臉變化復(fù)雜，因此特征表述和特征提取十分困難.在對人臉圖像進(jìn)行特征提取和分類之前一般需要做幾何歸一化算法和灰度歸一化算法。幾何歸一化算法是指根據(jù)人臉定位結(jié)果將圖像中人臉變換到同一位置和同樣大小，灰度歸一化算法是指對圖像進(jìn)行光照補償?shù)忍幚?，光照補償能夠一定程度地克服光照變化的影響而提高識別率；面部特征定位的原理是人臉識別技術(shù)是一種依據(jù)人的面部特征來自動進(jìn)行身份鑒別的先進(jìn)生物識別技術(shù)。系統(tǒng)通過攝像頭獲取人像面部的最重要特征，如人臉的突起部位，眉骨、雙眼、鼻和嘴等在五官輪廓中的距離、位置、角度和大小，然后計算出它們的幾何特征量，再與模板庫中的人像進(jìn)行比對和確認(rèn)。這種技術(shù)與傳統(tǒng)使用身份證、密碼乃至虹膜識別、指紋、掌形掃描相比，具有識別精度高、直觀性突出、基礎(chǔ)資料容易獲得和成本低等特占.人臉比對的原理是通過現(xiàn)場采集比對人臉圖像，自動提取人臉特征后與人臉數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對，用來進(jìn)行個人身份認(rèn)證或相似人群查找。分析人臉關(guān)鍵特征點定位的結(jié)果， 如果僅利用灰度圖積分投影的峰谷來判定特征點的Y坐標(biāo)位置，對于多樣化的人臉結(jié)構(gòu)和圖像質(zhì)量來說不夠魯棒，個別情況會發(fā)生較大誤差。因此本文充分利用人臉結(jié)構(gòu)的視覺先驗知識，在對關(guān)鍵特征點定位時加入了經(jīng)過訓(xùn)練的先驗比例尺關(guān)系，即從額頭到眼睛、眼睛到鼻孔、鼻孔到嘴巴和嘴巴到下頜的Y坐標(biāo)比例關(guān)系，以嵌入式系統(tǒng)為平臺，得出人臉識別方法；F.增益調(diào)節(jié)單元，接收來自ARM控制器的增益調(diào)節(jié)指令以及音頻信號，根據(jù)增益調(diào)節(jié)指令所指示的值來對音頻信號進(jìn)行增益調(diào)整，并將調(diào)整后的音頻信號輸出給揚聲器；G.視頻合成單元，接收來自ARM控制器的視頻信號，合成后送顯示單元顯示；H.存儲單元，用于存儲保存音視頻多媒體數(shù)據(jù)、數(shù)碼照片以及經(jīng)過認(rèn)證的人臉特征信息；I.顯示單元，用于顯示視頻信息；J.門鎖控制單元，用于接收來自ARM控制器的開啟控制指令，同時打開室外門。參見圖2，系統(tǒng)中使用的揚聲器采用的是一種體積小、厚度小的揚聲器 (CN200810120359. 7)，包括包括磁路組件、盆架5和支架6，盆架5與支架6用螺釘固定連接；磁路組件包括磁鋼2、鐵件I和夾板3，磁鋼2和夾板3設(shè)于鐵件I內(nèi)，鐵件I依次與磁鋼2、夾板3粘連接；所述的磁路組件設(shè)于振動板4內(nèi)，所述的夾板3與鋁支架6固定連接； 依次粘連接的鐵件I、磁鋼2和夾板3中心有一通孔，螺釘8穿過通孔，將磁路組件固定在支架6上，所述的支架一般為鋁支架。米用這種揚聲器的優(yōu)點在于；I、將磁路組件設(shè)于盆架內(nèi)，比設(shè)于盆架外減少了一個磁路組件的高度，因此體積
小、厚度較薄。2、揚聲器中采用的磁鋼是銣鐵硼，具有體積小、重量輕、磁性好的特點，且降低了成本。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的ARM控制器和DSP處理單元的功能可以集中在單個的裝置上，或者分布在多個裝置所組成的系統(tǒng)上，可選地，它們可以用計算可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn)，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多媒體可視化門禁系統(tǒng)，包括有位于室外部分的音頻采集單元、視頻采集單元、數(shù)字信號處理器DSP單元，以及位于室內(nèi)部分的ARM控制器、視頻合成單元、顯示單元、 人臉檢測單元、增益調(diào)節(jié)單元、存儲單元、鍵盤輸入單元、控制門鎖單元以及揚聲器，其中室內(nèi)部分和室外部分之間通過由以太網(wǎng)控制器控制的以太網(wǎng)總線連接，其特征在于A.音頻采集單元，用于采集來訪者的聲音信息，并傳輸給DSP單元；B.視頻采集單元，用于采集來訪者的圖像信息，并傳輸給DSP單元；C.DSP單元，用于接收音頻采集單元發(fā)送來的聲音信息，并對聲音信息進(jìn)行高通濾波處理，消除300Hz以下的低頻環(huán)境噪聲信號，之后進(jìn)行模擬放大處理和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)化處理； 此外，還用于接收視頻采集單元發(fā)送的圖像信號，并對圖像信號進(jìn)行編碼處理；將處理后的音頻、視頻信號通過以太網(wǎng)總線發(fā)送給ARM控制器；D.ARM控制器，用于通過以太網(wǎng)控制器接收來自DSP單元的音頻和視頻數(shù)據(jù)，之后對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，并將解碼后的數(shù)據(jù)發(fā)送給視頻合成單元；對音頻信號進(jìn)行數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)化處理，并將轉(zhuǎn)化后的信號發(fā)送給增益調(diào)節(jié)單元；將解碼后的視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給人臉檢測單元，接收人臉檢測單元返回的來訪者遠(yuǎn)近、位置信息以及識別出的人臉特征信息，并根據(jù)遠(yuǎn)近和位置信息進(jìn)行查表操作，找出適合的增益值，并向增益調(diào)節(jié)單元發(fā)送攜帶有該增益值的增益調(diào)節(jié)指令，根據(jù)識別出的人臉特征信息，在存儲單元中進(jìn)行查找，判斷來訪者的身份是否已經(jīng)過了鑒定，若查找到了與之一致的人臉特征信息，則向控制門鎖單元發(fā)送開啟控制指令；當(dāng)用戶通過鍵盤輸入單元選取了需要進(jìn)行播放的多媒體數(shù)據(jù)時，ARM控制器從存儲單元中讀取并播放多媒體數(shù)據(jù)，如果與此同時有來訪者觸發(fā)了該門禁系統(tǒng)，則暫停播放多媒體數(shù)據(jù)，將當(dāng)前狀態(tài)切換到可視對講狀態(tài)下，待可視對講狀態(tài)結(jié)束后，繼續(xù)播放多媒體數(shù)據(jù)；E.人臉檢測單元，接收ARM控制器發(fā)送的解碼后的圖像信號，根據(jù)人臉上的特征來識別圖像信號中的人臉區(qū)域，并通過分析檢測到的人臉區(qū)域所占圖像中的比例，以及人臉區(qū)域出現(xiàn)在圖像中的位置，來判斷來訪者距離視頻采集單元的遠(yuǎn)近，以及相對視頻采集單元的位置，并將獲得的遠(yuǎn)近、位置信息以及識別出的人臉特征信息發(fā)送給ARM控制器；F.增益調(diào)節(jié)單元，接收來自ARM控制器的增益調(diào)節(jié)指令以及音頻信號，根據(jù)增益調(diào)節(jié)指令所指示的值來對音頻信號進(jìn)行增益調(diào)整，并將調(diào)整后的音頻信號輸出給揚聲器；G.視頻合成單元，接收來自ARM控制器的視頻信號，合成后送顯示單元顯示；H.存儲單元，用于存儲保存音視頻多媒體數(shù)據(jù)、數(shù)碼照片以及經(jīng)過認(rèn)證的人臉特征信1.顯示單元，用于顯示視頻信息；J.門鎖控制單元，用于接收來自ARM控制器的開啟控制指令，同時打開室外門。
2.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的一種多媒體可視化門禁系統(tǒng)，其中所述DSP處理器可以采用 TMS320DM6446。
3.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的一種多媒體可視化門禁系統(tǒng)，其中所述存儲單元可以采用 Nand 型閃存、SDRAM。
全文摘要
一種多媒體可視化門禁系統(tǒng)，包括有位于室外部分的音頻采集單元、視頻采集單元、數(shù)字信號處理器DSP單元，以及位于室內(nèi)部分的ARM控制器、視頻合成單元、顯示單元、人臉檢測單元、增益調(diào)節(jié)單元、存儲單元、鍵盤輸入單元、控制門鎖單元以及揚聲器，其中室內(nèi)部分和室外部分之間通過由以太網(wǎng)控制器控制的以太網(wǎng)總線連接。通過對來訪者距離遠(yuǎn)近、位置的判斷來動態(tài)調(diào)解音頻信號的增益，并且在無來訪者時，通過系統(tǒng)的音視頻裝置播放多媒體文件，在改善了用戶體驗的同時，也提高了設(shè)備的利用率。
文檔編號G07C9/00GK102610015SQ20121007848
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月13日
發(fā)明者呂昂, 周雪嬌 申請人:浙江萬里學(xué)院