本發(fā)明涉及智能家居領域，特別涉及一種基于指紋識別的家庭互聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)及方法。
背景技術：
據(jù)調查我國青少年犯罪率逐年攀升，而青少年犯罪的源頭更多的指向于一些宣傳包括色情，暴力，賭博，毒品等內容及相關視頻的不健康的網(wǎng)站。使用上網(wǎng)行為管理路由器，家長可以通過設置，對關鍵過濾，限制孩子訪問不良的網(wǎng)站，使孩子遠離這些網(wǎng)絡垃圾的毒害，為孩子打造一個良好的上網(wǎng)環(huán)境。
在當今網(wǎng)絡風靡整個社會之時，小孩上網(wǎng)管理已成為小孩成長教育的一個重要方面，從多層次多角度去教育和管理小孩上網(wǎng)，已經不是某個家庭，某個家長的責任，而是所有的家長，家庭，教育工作者乃至整個社會的責任。
技術實現(xiàn)要素：
鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于指紋識別的家庭互聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)及方法，本發(fā)明具有雙重驗證、權限管理和智能化等優(yōu)點。
本發(fā)明采用的技術方案如下：
一種基于指紋識別的家庭互聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：用于采集原始指紋數(shù)據(jù)信息的指紋采集裝置、用于對采集到的指紋數(shù)據(jù)信息進行評估的質量評估系統(tǒng)、用于對采集到的指紋數(shù)據(jù)信息進行圖像處理的圖像處理系統(tǒng)、用于根據(jù)圖像處理的結果進行指紋檢索匹配的檢索匹配系統(tǒng)、用于存儲檢索匹配樣本的匹配數(shù)據(jù)庫、用于進行權限分配的權限分配模塊、用于過濾網(wǎng)址的網(wǎng)址過濾模塊和用于存儲需要過濾的網(wǎng)站的過濾數(shù)據(jù)庫。
進一步的，所述指紋采集裝置包括：用于獲取原始指紋圖像信息的指紋傳感器；所述指紋傳感器信號連接于用于將模擬的原始指紋圖像信息轉換為數(shù)字圖像信號的數(shù)據(jù)轉換單元；所述數(shù)據(jù)轉換單元信號連接于所述質量評估單元；所述指紋采集裝置還包括：用于顯示信息的顯示器和用于發(fā)出語音提醒信號的語音播放裝置。
進一步的，所述質量評估系統(tǒng)包括：將指紋圖像分割為多個小塊的指紋圖像分割單元；所述指紋圖像分割單元信號連接于用于根據(jù)分割后的指紋圖像判斷指紋圖像質量的判斷單元。
進一步的，所述圖像處理系統(tǒng)包括：用于將分割后的指紋圖像進行二值化處理的圖像二值化單元；所述圖像二值化單元信號連接于用于去除二值化后的指紋圖像中的孔類噪聲的噪聲去除單元；所述噪聲去除單元信號連接于用于將指紋圖像進行細化的指紋細化單元；所述指紋細化單元信號連接于用于對指紋圖像進行濾波的圖像濾波單元；所述圖像濾波單元信號連接于所述檢索匹配系統(tǒng)。
進一步的，所述檢索匹配系統(tǒng)包括：特征量提取單元和匹配檢索單元；所述特征量提取單元，用于對圖像處理后的指紋圖像數(shù)據(jù)信息進行特征量提?。凰鎏卣髁刻崛卧盘栠B接于匹配檢索單元；所述檢索匹配單元，用于根據(jù)特征量提取單元發(fā)送過來提取后的特征量進行檢索，得出檢索結果，將檢索結果發(fā)送至指紋采集裝置。
一種基于指紋識別的家庭互聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
步驟1：指紋采集裝置獲取指紋的原始圖像數(shù)據(jù)信息，將原始的圖像數(shù)據(jù)信息發(fā)送至質量評估系統(tǒng)；
步驟2：質量評估系統(tǒng)對接收到的原始圖像數(shù)據(jù)信息進行質量評估，若質量評估通過，則將原始圖像數(shù)據(jù)信息發(fā)送至圖像處理系統(tǒng)，執(zhí)行步驟3；若質量評估不通過，則發(fā)送控制命令到指紋采集裝置，指紋采集裝置提醒使用者需要重新采集指紋；
步驟3：若進行的是錄入用戶指紋的操作，圖像處理系統(tǒng)對接收到的指紋圖像數(shù)據(jù)信息進行圖像處理后將處理后的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至數(shù)據(jù)庫進行保存；若進行的是識別用戶指紋的操作，圖像處理系統(tǒng)對接收到的指紋圖像數(shù)據(jù)信息進行圖像處理后將處理后的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至檢索匹配系統(tǒng)；
步驟4：檢索匹配系統(tǒng)根據(jù)接收到的指紋圖像數(shù)據(jù)信息在數(shù)據(jù)庫中進行檢索和匹配，將檢索和匹配的結果發(fā)送至指紋采集裝置，告知用戶指紋識別的結果；
步驟5：若指紋識別通過，權限分配模塊開始為用戶分配權限；并將該用戶的權限信息發(fā)送給網(wǎng)址過濾模塊
步驟6：網(wǎng)址過濾模塊根據(jù)用戶的權限，按照用戶訪問的網(wǎng)址，從過濾數(shù)據(jù)庫中過濾掉相應的網(wǎng)址數(shù)據(jù)信息。
進一步的，所述用戶的權限包括：高級、中級和低級；所述過濾數(shù)據(jù)庫中存在對應三個權限等級的數(shù)據(jù)庫，分別為：高級數(shù)據(jù)庫、中級數(shù)據(jù)庫和低級數(shù)據(jù)庫；所述低級數(shù)據(jù)庫中存儲的過濾網(wǎng)址包括了高級數(shù)據(jù)庫中存儲的過濾網(wǎng)址；所述中級數(shù)據(jù)庫中的過濾網(wǎng)址涵蓋了低級數(shù)據(jù)庫中的過濾網(wǎng)址。
進一步的，所述質量評估系統(tǒng)對原始圖像數(shù)據(jù)信息進行質量評估的方法包括以下步驟：
步驟1：質量評估系統(tǒng)將原始圖像數(shù)據(jù)信息分成N*N個小方塊；
步驟2：定義每個小方塊的間的灰度值變化量為：
其中，(i0，j0)為每個小方塊左上角點的坐標；fi，j為原始圖像第i行第j列點的像素灰度值；m為該小方塊內所有點的均值；
步驟3：根據(jù)求出的ΔF，設定一格閾值T；若ΔF＞T，則該方塊內所有點都是有效指紋區(qū)域內的點；若ΔF＜T，則該方塊內的所有點都是非有效指紋區(qū)域內的點；
步驟4：對于非有效指紋區(qū)域內的點，設定另外一個閾值為：S；如果該小方塊內所有點的均值判定該小方塊內的圖像是由于圖像粘連所引起的，是手指太濕的原因造成的；否則，如果該小方塊內所有點的均值且T2＜△f＜T(T2為一個閥值)，則說明該小方塊內的指紋圖像是比較淡，這是由于采集指紋圖像的時候，手指過于干燥引起的；如果小方塊內的非有效指紋區(qū)域不屬于以上兩種情況，則小方塊內的指紋圖像屬于指紋圖像的背景；
步驟5：對已經分出性質的小方塊進行統(tǒng)計，為對整幅指紋圖像的性質作出判斷，且對統(tǒng)計量進行概率分析，分析出指紋圖像的質量是否合格，如果質量不合格，則要判斷出不合格的原因，將所述原因反饋給指紋采集裝置。
采用以上技術方案，本發(fā)明產生了以下有益效果：
1、智能化：本發(fā)明智能化程度極高，監(jiān)控過程無須家長或者其他成人的參與，自動控制訪問權限。
2、雙重驗證：本發(fā)明通過指紋識別使用者的身份，然后根據(jù)識別的結果自動分配權限，根據(jù)權限再對兒童訪問網(wǎng)站進行控制，控制更加準確。
3、權限管理：本發(fā)明通過權限管理對兒童訪問網(wǎng)站進行控制，家長通過控制權限等級就可以對兒童訪問的網(wǎng)站進行控制。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的一種基于指紋識別的家庭互聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)及方法的系統(tǒng)結構示意圖。
具體實施方式
本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
本說明書(包括任何附加權利要求、摘要)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
本發(fā)明實施例1中提供了一種基于指紋識別的家庭互聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)，系統(tǒng)結構如圖1所示：
一種基于指紋識別的家庭互聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：用于采集原始指紋數(shù)據(jù)信息的指紋采集裝置、用于對采集到的指紋數(shù)據(jù)信息進行評估的質量評估系統(tǒng)、用于對采集到的指紋數(shù)據(jù)信息進行圖像處理的圖像處理系統(tǒng)、用于根據(jù)圖像處理的結果進行指紋檢索匹配的檢索匹配系統(tǒng)、用于存儲檢索匹配樣本的匹配數(shù)據(jù)庫、用于進行權限分配的權限分配模塊、用于過濾網(wǎng)址的網(wǎng)址過濾模塊和用于存儲需要過濾的網(wǎng)站的過濾數(shù)據(jù)庫。
進一步的，所述指紋采集裝置包括：用于獲取原始指紋圖像信息的指紋傳感器；所述指紋傳感器信號連接于用于將模擬的原始指紋圖像信息轉換為數(shù)字圖像信號的數(shù)據(jù)轉換單元；所述數(shù)據(jù)轉換單元信號連接于所述質量評估單元；所述指紋采集裝置還包括：用于顯示信息的顯示器和用于發(fā)出語音提醒信號的語音播放裝置。
進一步的，所述質量評估系統(tǒng)包括：將指紋圖像分割為多個小塊的指紋圖像分割單元；所述指紋圖像分割單元信號連接于用于根據(jù)分割后的指紋圖像判斷指紋圖像質量的判斷單元。
進一步的，所述圖像處理系統(tǒng)包括：用于將分割后的指紋圖像進行二值化處理的圖像二值化單元；所述圖像二值化單元信號連接于用于去除二值化后的指紋圖像中的孔類噪聲的噪聲去除單元；所述噪聲去除單元信號連接于用于將指紋圖像進行細化的指紋細化單元；所述指紋細化單元信號連接于用于對指紋圖像進行濾波的圖像濾波單元；所述圖像濾波單元信號連接于所述檢索匹配系統(tǒng)。
進一步的，所述檢索匹配系統(tǒng)包括：特征量提取單元和匹配檢索單元；所述特征量提取單元，用于對圖像處理后的指紋圖像數(shù)據(jù)信息進行特征量提?。凰鎏卣髁刻崛卧盘栠B接于匹配檢索單元；所述檢索匹配單元，用于根據(jù)特征量提取單元發(fā)送過來提取后的特征量進行檢索，得出檢索結果，將檢索結果發(fā)送至指紋采集裝置。
本發(fā)明實施例2中提供了一種基于指紋識別的家庭互聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)的方法：
一種基于指紋識別的家庭互聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
步驟1：指紋采集裝置獲取指紋的原始圖像數(shù)據(jù)信息，將原始的圖像數(shù)據(jù)信息發(fā)送至質量評估系統(tǒng)；
步驟2：質量評估系統(tǒng)對接收到的原始圖像數(shù)據(jù)信息進行質量評估，若質量評估通過，則將原始圖像數(shù)據(jù)信息發(fā)送至圖像處理系統(tǒng)，執(zhí)行步驟3；若質量評估不通過，則發(fā)送控制命令到指紋采集裝置，指紋采集裝置提醒使用者需要重新采集指紋；
步驟3：若進行的是錄入用戶指紋的操作，圖像處理系統(tǒng)對接收到的指紋圖像數(shù)據(jù)信息進行圖像處理后將處理后的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至數(shù)據(jù)庫進行保存；若進行的是識別用戶指紋的操作，圖像處理系統(tǒng)對接收到的指紋圖像數(shù)據(jù)信息進行圖像處理后將處理后的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至檢索匹配系統(tǒng)；
步驟4：檢索匹配系統(tǒng)根據(jù)接收到的指紋圖像數(shù)據(jù)信息在數(shù)據(jù)庫中進行檢索和匹配，將檢索和匹配的結果發(fā)送至指紋采集裝置，告知用戶指紋識別的結果；
步驟5：若指紋識別通過，權限分配模塊開始為用戶分配權限；并將該用戶的權限信息發(fā)送給網(wǎng)址過濾模塊
步驟6：網(wǎng)址過濾模塊根據(jù)用戶的權限，按照用戶訪問的網(wǎng)址，從過濾數(shù)據(jù)庫中過濾掉相應的網(wǎng)址數(shù)據(jù)信息。
進一步的，所述用戶的權限包括：高級、中級和低級；所述過濾數(shù)據(jù)庫中存在對應三個權限等級的數(shù)據(jù)庫，分別為：高級數(shù)據(jù)庫、中級數(shù)據(jù)庫和低級數(shù)據(jù)庫；所述低級數(shù)據(jù)庫中存儲的過濾網(wǎng)址包括了高級數(shù)據(jù)庫中存儲的過濾網(wǎng)址；所述中級數(shù)據(jù)庫中的過濾網(wǎng)址涵蓋了低級數(shù)據(jù)庫中的過濾網(wǎng)址。
進一步的，所述質量評估系統(tǒng)對原始圖像數(shù)據(jù)信息進行質量評估的方法包括以下步驟：
步驟1：質量評估系統(tǒng)將原始圖像數(shù)據(jù)信息分成N*N個小方塊；
步驟2：定義每個小方塊的間的灰度值變化量為：
其中，(i0，j0)為每個小方塊左上角點的坐標；fi，j為原始圖像第i行第j列點的像素灰度值；m為該小方塊內所有點的均值；
步驟3：根據(jù)求出的ΔF，設定一格閾值T；若ΔF＞T，則該方塊內所有點都是有效指紋區(qū)域內的點；若ΔF＜T，則該方塊內的所有點都是非有效指紋區(qū)域內的點；
步驟4：對于非有效指紋區(qū)域內的點，設定另外一個閾值為：S；如果該小方塊內所有點的均值判定該小方塊內的圖像是由于圖像粘連所引起的，是手指太濕的原因造成的；否則，如果該小方塊內所有點的均值且T2＜△f＜T(T2為一個閥值)，則說明該小方塊內的指紋圖像是比較淡，這是由于采集指紋圖像的時候，手指過于干燥引起的；如果小方塊內的非有效指紋區(qū)域不屬于以上兩種情況，則小方塊內的指紋圖像屬于指紋圖像的背景；
步驟5：對已經分出性質的小方塊進行統(tǒng)計，為對整幅指紋圖像的性質作出判斷，且對統(tǒng)計量進行概率分析，分析出指紋圖像的質量是否合格，如果質量不合格，則要判斷出不合格的原因，將所述原因反饋給指紋采集裝置。
本發(fā)明實施例3中提供了一種基于指紋識別的家庭互聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)結構圖如圖1所示：
一種基于指紋識別的家庭互聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：用于采集原始指紋數(shù)據(jù)信息的指紋采集裝置、用于對采集到的指紋數(shù)據(jù)信息進行評估的質量評估系統(tǒng)、用于對采集到的指紋數(shù)據(jù)信息進行圖像處理的圖像處理系統(tǒng)、用于根據(jù)圖像處理的結果進行指紋檢索匹配的檢索匹配系統(tǒng)、用于存儲檢索匹配樣本的匹配數(shù)據(jù)庫、用于進行權限分配的權限分配模塊、用于過濾網(wǎng)址的網(wǎng)址過濾模塊和用于存儲需要過濾的網(wǎng)站的過濾數(shù)據(jù)庫。
進一步的，所述指紋采集裝置包括：用于獲取原始指紋圖像信息的指紋傳感器；所述指紋傳感器信號連接于用于將模擬的原始指紋圖像信息轉換為數(shù)字圖像信號的數(shù)據(jù)轉換單元；所述數(shù)據(jù)轉換單元信號連接于所述質量評估單元；所述指紋采集裝置還包括：用于顯示信息的顯示器和用于發(fā)出語音提醒信號的語音播放裝置。
進一步的，所述質量評估系統(tǒng)包括：將指紋圖像分割為多個小塊的指紋圖像分割單元；所述指紋圖像分割單元信號連接于用于根據(jù)分割后的指紋圖像判斷指紋圖像質量的判斷單元。
進一步的，所述圖像處理系統(tǒng)包括：用于將分割后的指紋圖像進行二值化處理的圖像二值化單元；所述圖像二值化單元信號連接于用于去除二值化后的指紋圖像中的孔類噪聲的噪聲去除單元；所述噪聲去除單元信號連接于用于將指紋圖像進行細化的指紋細化單元；所述指紋細化單元信號連接于用于對指紋圖像進行濾波的圖像濾波單元；所述圖像濾波單元信號連接于所述檢索匹配系統(tǒng)。
進一步的，所述檢索匹配系統(tǒng)包括：特征量提取單元和匹配檢索單元；所述特征量提取單元，用于對圖像處理后的指紋圖像數(shù)據(jù)信息進行特征量提??；所述特征量提取單元信號連接于匹配檢索單元；所述檢索匹配單元，用于根據(jù)特征量提取單元發(fā)送過來提取后的特征量進行檢索，得出檢索結果，將檢索結果發(fā)送至指紋采集裝置。
一種基于指紋識別的家庭互聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
步驟1：指紋采集裝置獲取指紋的原始圖像數(shù)據(jù)信息，將原始的圖像數(shù)據(jù)信息發(fā)送至質量評估系統(tǒng)；
步驟2：質量評估系統(tǒng)對接收到的原始圖像數(shù)據(jù)信息進行質量評估，若質量評估通過，則將原始圖像數(shù)據(jù)信息發(fā)送至圖像處理系統(tǒng)，執(zhí)行步驟3；若質量評估不通過，則發(fā)送控制命令到指紋采集裝置，指紋采集裝置提醒使用者需要重新采集指紋；
步驟3：若進行的是錄入用戶指紋的操作，圖像處理系統(tǒng)對接收到的指紋圖像數(shù)據(jù)信息進行圖像處理后將處理后的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至數(shù)據(jù)庫進行保存；若進行的是識別用戶指紋的操作，圖像處理系統(tǒng)對接收到的指紋圖像數(shù)據(jù)信息進行圖像處理后將處理后的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至檢索匹配系統(tǒng)；
步驟4：檢索匹配系統(tǒng)根據(jù)接收到的指紋圖像數(shù)據(jù)信息在數(shù)據(jù)庫中進行檢索和匹配，將檢索和匹配的結果發(fā)送至指紋采集裝置，告知用戶指紋識別的結果；
步驟5：若指紋識別通過，權限分配模塊開始為用戶分配權限；并將該用戶的權限信息發(fā)送給網(wǎng)址過濾模塊
步驟6：網(wǎng)址過濾模塊根據(jù)用戶的權限，按照用戶訪問的網(wǎng)址，從過濾數(shù)據(jù)庫中過濾掉相應的網(wǎng)址數(shù)據(jù)信息。
進一步的，所述用戶的權限包括：高級、中級和低級；所述過濾數(shù)據(jù)庫中存在對應三個權限等級的數(shù)據(jù)庫，分別為：高級數(shù)據(jù)庫、中級數(shù)據(jù)庫和低級數(shù)據(jù)庫；所述低級數(shù)據(jù)庫中存儲的過濾網(wǎng)址包括了高級數(shù)據(jù)庫中存儲的過濾網(wǎng)址；所述中級數(shù)據(jù)庫中的過濾網(wǎng)址涵蓋了低級數(shù)據(jù)庫中的過濾網(wǎng)址。
進一步的，所述質量評估系統(tǒng)對原始圖像數(shù)據(jù)信息進行質量評估的方法包括以下步驟：
步驟1：質量評估系統(tǒng)將原始圖像數(shù)據(jù)信息分成N*N個小方塊；
步驟2：定義每個小方塊的間的灰度值變化量為：
其中，(i0，j0)為每個小方塊左上角點的坐標；fi，j為原始圖像第i行第j列點的像素灰度值；m為該小方塊內所有點的均值；
步驟3：根據(jù)求出的ΔF，設定一格閾值T；若ΔF＞T，則該方塊內所有點都是有效指紋區(qū)域內的點；若ΔF＜T，則該方塊內的所有點都是非有效指紋區(qū)域內的點；
步驟4：對于非有效指紋區(qū)域內的點，設定另外一個閾值為：S；如果該小方塊內所有點的均值判定該小方塊內的圖像是由于圖像粘連所引起的，是手指太濕的原因造成的；否則，如果該小方塊內所有點的均值且T2＜△f＜T(T2為一個閥值)，則說明該小方塊內的指紋圖像是比較淡，這是由于采集指紋圖像的時候，手指過于干燥引起的；如果小方塊內的非有效指紋區(qū)域不屬于以上兩種情況，則小方塊內的指紋圖像屬于指紋圖像的背景；
步驟5：對已經分出性質的小方塊進行統(tǒng)計，為對整幅指紋圖像的性質作出判斷，且對統(tǒng)計量進行概率分析，分析出指紋圖像的質量是否合格，如果質量不合格，則要判斷出不合格的原因，將所述原因反饋給指紋采集裝置。
本發(fā)明并不局限于前述的具體實施方式。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。