具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为一种具备面部识别功能的储物柜智能锁，包含存储模块、摄像采集模块、动作采集模块、语音采集模块、匹配模块、分析模块、处理器和控制模块；处理器用于对各个模块之间的数据进行计算；

存储模块用于存储预先获取的用户的面部信息和声音信息；其中，面部信息和声音信息可以为家庭成员的面部图像和面部特征以及请求解锁声音，面部特征包括但不限于眉毛、眼睛、鼻子、嘴巴以及脸部等特征的长度、宽度和面积，请求解锁声音可以为“解锁”；摄像采集模块用于采集请求解锁用户的摄像信息，摄像信息包含摄像图像；动作采集模块用于采集请求解锁用户的嘴部动作信息，例如发出“解锁”语音时嘴巴的动作；语音采集模块用于采集请求解锁用户的请求语音信息，请求语音信息包含语音响度、语音频率和语音振幅；

匹配模块用于将采集的摄像信息和请求语音信息与预先存储用户的面部信息和声音信息进行匹配，得到第一匹配信息和第二匹配信息；具体的步骤为：

接收摄像信息并提取摄像图像上的若干个图像特征，并将其组合得到图像特征集，获取摄像图像的亮度值并标记第一标识，根据第一标识将图像特征集与预先存储的面部信息中的若干个面部特征进行匹配，若图像特征集中的图像特征与面部信息中的面部特征相同，则匹配成功并生成第一匹配信号；其中，若干个面部特征的长度、宽度以及面积三项数据中至少有两项相同才表示匹配成功；若图像特征集中的图像特征与面部信息中的面部特征不相同，则匹配失败并生成第二匹配信号，将若干个第一匹配信号和第二匹配信号组合，得到第一匹配信息；

本发明实施例中，摄像图像上的若干个图像特征提取基于现有的LBP算法实现，LBP算法为局部二值模式，是一种描述图像局部空间结构的非参数算子。其基本思想是：用中心像素的灰度值作为阈值，与它的邻域相比较得到的二进制码来表述局部纹理特征，具有鲁棒性好、计算速度快以及不需要对它的分布进行预先假设的优点；本申请通过将采集的若干个图像特征与预存储的图像特征进行匹配来确定请求用户的身份是否合法来实现面部识别的目的。

接收请求语音信息并提取语音响度、语音频率和语音振幅，将语音响度标记为第二标识，根据第二标识将语音频率和语音振幅与预先存储的声音信息中的若干个声音频率和声音振幅分别进行匹配，若声音信息中存在有与语音频率和语音振幅均相同的声音频率和声音振幅，则匹配成功并生成第一判定信号；若声音信息中存在至少有一个与语音频率和语音振幅不同的声音频率或声音振幅，则匹配失败并生成第二判定信号；将第一判定信号和第二判定信号组合，得到第二匹配信息。

本发明实施例中，获取请求语音信息并进行处理匹配用于在图像识别情况不佳或者失败的情况下进行语音验证识别，达到面部识别不佳时进行辅助验证提高开锁效率的问题；语音响度作为标识来判断采集的语音请求是否合格，例如，采集的语音请求响度低于预设的标准响度，则无法进行语音识别提示重新进行语音采集；通过对采集的请求语音数据进行分析，可以克服外部环境差影响人脸识别来导致开锁效果不佳的缺陷。

分析模块包含动作分析单元和特征识别单元，动作分析单元对嘴部动作信息进行分析并生成第一分析数据；具体的步骤为：

设定人中的中心为圆心以及预设的距离建立坐标系，将上嘴唇静止时的坐标标记为第一坐标，将下嘴唇静止时的坐标标记为第二坐标，根据嘴部动作信息中的上嘴唇动作和下嘴唇动作分别获取对应的移动坐标并分别组合标记为第一移动坐标集和第二移动坐标集；利用距离公式计算第一移动坐标集中若干个移动坐标与第一坐标之间的距离差并依次组合，得到第一动作集；其中，x_i表示为移动坐标的横坐标，x₀表示为第一坐标中的横坐标，y_i表示为移动坐标的纵坐标，y₀表示为第一坐标中的纵坐标,i取值为1,2,3...n；利用上述距离公式计算第一移动坐标集中若干个移动坐标与第二坐标之间的距离差并依次组合，得到第二动作集；

将第一动作集与第二动作集分类组合，得到第一分析数据。

本发明实施例中，通过采集嘴部动作信息来对请求语音信息进行辅助验证来提高语音的真实性，避免通过录音来进行语音解锁，通过对请求语音信息的各项数据并结合对应的嘴部动作进行综合分析，可以提高语音识别的有效性。

特征识别单元用于对第一匹配信息和第二匹配信息进行分析，得到第二分析数据；具体的步骤为：

接收第一匹配信息和第二匹配信息，提取第一匹配信息中的第一标识，将第一标识与预设的图像阈值进行匹配，若第一标识不小于图像阈值，则判定摄像图像合格并生成第一分析信号；根据第一分析信号控制图像特征集与预先存储的面部信息中的若干个面部特征进行匹配；若第一标识小于图像阈值，则判定摄像图像不合格并生成第二分析信号，根据第二分析信号控制图像特征集与预先存储的面部信息中的若干个面部特征不进行匹配；

提取第二匹配信息中的第二标识，将第二标识与预设的声音阈值进行匹配，若第二标识不小于声音阈值，则判定请求语音合格并生成第三分析信号；根据第三分析信号控制语音频率和语音振幅与预先存储的声音信息中的若干个声音频率和声音振幅分别进行匹配；若第二标识小于声音阈值，则判定请求语音不合格并生成第四分析信号，根据第四分析信号控制语音频率和语音振幅与预先存储的声音信息中的若干个声音频率和声音振幅不进行匹配；

若第一匹配信息中包含第一匹配信号或者第二匹配信息中包含第一判定信号，则判定请求解锁用户采集的数据正常并生成第一控制指令；若第一匹配信息中不包含第一匹配信号且第二匹配信息中不包含第一判定信号，则判定请求解锁用户采集的数据异常并生成第二控制指令；将第一判定信号和第二判定信号分类组合，得到第二分析数据。

控制模块根据第一分析数据和第二分析控制储物柜的开关并进行提示，具体的步骤包括：

接收第二分析数据，若第二分析数据中包含第一判定信号，根据第一判定信号对第一分析数据进行处理，包括：将第一分析数据中的第一动作集与第二动作集分别进行取值得到若干个第一距离差和第二距离差，将若干个第一距离差进行累加得到第一距离和，将若干个第一距离差进行累加得到第二距离和，将第一距离和和第二距离和分别与预设的距离范围进行匹配，若第一距离和以及第二距离和中均属于预设的距离范围，则判定该第一判定信号对应的请求解锁用户身份正常并控制储物柜开启；

若第一距离和以及第二距离和中至少有一个不属于预设的距离范围，则判定该第一判定信号对应的请求解锁用户身份不正常控制储物柜不开启，并语音提示请求解锁用户重新进行面部识别和语音输入；

若第二分析数据中包含第二判定信号，根据第二判定信号控制储物柜不开启，并语音提示请求解锁用户重新进行面部识别和语音输入。

本发明实施例中，在请求语音信息分析合格的情况下对采集的嘴部动作信息进行验证，只有嘴部动作信息验证通过才确定请求解锁用户身份合法，否则不合法，可以有效提高验证的准确性，可以克服现有方案中验证方式单一导致识别的准确性不佳。

一种基于具备面部识别功能的储物柜智能锁的使用方法，具体的步骤包括：

通过摄像采集模块采集请求解锁用户的摄像信息，通过动作采集模块采集请求解锁用户的嘴部动作信息，通过语音采集模块采集请求解锁用户的请求语音信息；

通过匹配模块将采集的摄像信息和请求语音信息与预先存储用户的面部信息和声音信息进行匹配，得到第一匹配信息和第二匹配信息；通过分析模块中的动作分析单元对嘴部动作信息进行分析并生成第一分析数据；通过分析模块中的特征识别单元对第一匹配信息和第二匹配信息进行分析，得到第二分析数据；

通过控制模块根据第一分析数据和第二分析控制储物柜的开关并进行提示。

本发明中的公式均是去除量纲取其数值计算，通过采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设比例系数和阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获取。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。