基于三维重建的高安全性门禁系统的制作方法

本公开涉及但不限于安全门，具体涉及基于三维重建的高安全性门禁系统。

背景技术：

1、在当前信息化社会中，安全门系统在各种场所，如机场、银行、大型活动场馆等的安全控制和身份识别方面发挥着重要作用。这些系统旨在确保只有合法授权的人员能够进入受保护区域，同时排除不法分子的入侵。然而，传统的安全门系统存在一些局限性和问题，这些问题为新一代安全门系统的研发提供了机会。

2、传统的安全门系统通常依赖于单一的身份验证方式，如刷卡、密码、指纹识别等。这些方式容易受到冒用、盗用、仿造等攻击，安全性不足。传统的金属探测器和x射线机等设备容易误报，导致合法的人员被误认为携带违禁物品，造成不便和困扰。传统的人脸识别技术容易受到面具和照片等欺骗手段的影响，导致不法分子能够绕过身份验证。传统的身份识别系统通常是基于二维图像的，难以准确识别三维物体，无法捕捉物体的立体信息。某些传统身份识别技术需要较长时间来验证一个人的身份，这对于高流量场所来说是不可接受的。

技术实现思路

1、本公开在于提供基于三维重建的高安全性门禁系统，本发明采用光传输场传感技术、三维模型构建和深度信息计算等先进技术，以提高身份识别的准确性、抵御面具和照片欺骗、实现多因素身份验证和提供快速身份验证。

2、为了解决上述问题，本发明的技术方案是这样实现的：

3、基于三维重建的高安全性门禁系统，所述系统包括：光传输场传感器阵列、光传输场三维模型构建部分和安全门识别控制部分；所述光传输场传感器阵列包括m行n列的单元，每个单元都能够记录入射的光传输场，用于获取待识别目标的光传输场；所述光传输场三维模型构建部分，用于在不同时间间隔内对光传输场传感器阵列的单元记录的入射的光传输场进行采样，得到采样数据，建立光传输场微分方程，使用有限差分方法从采样数据中重建光传输场，在重建的光传输场中使用哈特曼掩膜的方法提取相位信息，在每个时间步长，对相位进行傅里叶变换，得到频域信息，在频域中，考虑非线性效应，对频域信息进行相位重构，基于重构的相位，

4、计算相位差异，以此计算出深度信息，使用深度信息，进行三维重建，得到三维待识别模型；所述安全门识别控制部分，用于对三维待识别模型进行识别，若识别通过，则判断待识别目标能通过安全门，控制安全门打开，否则发出识别未通过的提示信息。

5、进一步的，设光传输场传感器阵列每个单元记录的入射光传输场的强度为im，n；其中，m为取值范围1到m的整数，n为取值范围1到n的整数；在不同时间间隔内对光传输场进行采样，得到每个时间步长的光传输场表示为im，n(t)，其中，t是时间参数；时间参数t以离散的时间步长递增，t＝0，1，2，...，t，其中，t是采样结束的时间步长；从t＝0开始，依次在不同的时间步长对光传输场进行采样；在每个时间步长t，将光传输场传感器阵列的每个单元对入射光传输场进行测量，并记录强度值im，n(t)，直到达到设定的采样结束时间t；在这个过程中，不断采集光传输场在不同时间步长的强度值，形成一个离散的时间序列作为采样数据，其中包含了不同时间步长的光传输场数据im，n(t)。

6、进一步的，光传输场微分方程使用如下公式进行表示：

7、

8、其中，e＝e(x，y，t)，是光传输场的光传输场强度，是一个函数，表示光传输场在三维空间坐标(x，y)和时间步t上的分布；e(x，y，t)是一个复数，包括振幅和相位信息；是光传输场强度e(x，y，t)的拉普拉斯算子，表示光传输场的二阶空间梯度，描述了光传输场的空间变化；k是波数，与光的波长λ之间的关系是波数k用来描述光波的传播特性；n是折射率，表示光在介质中的传播速度与真空中的传播速度之比；χ(3)是非线性极化系数，表示了介质对光的非线性响应能力；|e|2是光传输场强度的平方。

9、进一步的，光传输场三维模型构建部分通过如下公式，使用有限差分方法从采样数据中重建光传输场：

10、

11、其中，psfm，n(x，y)是点扩散函数，用于描述光传输场传感器阵列中在位置(m，n)处的单元的响应特性；δpsfm，n(x，y，t)是修正点扩散函数。

12、进一步的，点扩散函数使用如下公式进行表示：

13、

14、其中，σ是点扩散函数的标准差；(xm，n，ym，n)是位于(m，n)的传感器的中心坐标。

15、进一步的，修正点扩散函数使用如下公式进行表示：

16、

17、进一步的，光传输场三维模型构建部分使用如下公式，在重建的光传输场中使用哈特曼掩膜的方法提取相位信息：

18、

19、其中，φ(x，y，t)是在时刻t和位置(x，y)处的相位信息；arg(·)是求取复数的相位角的运算符；i为虚数单位；φnl(x，y，t)是非线性相位值，表示光传输场的相位信息在位置(x，y)和时刻t处受到非线性效应的影响程度值。

20、进一步的，光传输场三维模型构建部分使用如下公式，在每个时间步长，对相位进行傅里叶变换，得到频域信息：

21、

22、其中，f(u，v，t)是频域信息；是傅立叶变换操作符，用于将时域的相位信息转换到频域中；(u，v)是频域坐标，表示频率空间中的位置；u和v分别表示水平频率分量和垂直频率分量；使用如下公式，在频域中，考虑非线性效应，对频域信息进行相位重构：

23、

24、其中，h(u，v，t)是频域滤波函数；是傅立叶逆变换操作符。

25、进一步的，光传输场三维模型构建部分使用如下公式，计算出深度信息：

26、

27、其中，δφ(x，y)为相位差异，其值等于(x，y)处的光传输场的相位信息与所有光传输场的相位信息的均值的差值的绝对值；δφnl(x，y)为非线性相位差异值，其值等于(x，y)处的光传输场的非线性相位值与所有光传输场的非线性相位值的均值的差值的绝对值；z(x，y)为(x，y)处的深度信息。

28、进一步的，安全门识别控制部分对三维待识别模型进行识别的过程具体包括：从三维待识别模型的三维表面上进行随机采样，得到采样点；将采样以不同角度投影到二维图像上，得到投影点，模拟从不同角度观察三维待识别模型；在每个投影点处提取图像特征，以捕获三维待识别模型的外观信息；将提取的图像特征与数据库中的匹配特征进行匹配，以确定是否有匹配；如果匹配成功，获取相应采样点的深度信息；设置一个面具检测阈值和一个照片检测阈值；将获取到的采样点的深度信息的均值与数据库中的匹配特征的深度信息的均值进行作差运算后取绝对值，得到检测值；将检测值分别与面具检测阈值和照片检测阈值进行比较，若检测值大于面具检测阈值，则判断待识别目标佩戴面具，若检测值大于照片检测阈值，则判断待识别目标使用照片。

29、本发明的基于三维重建的高安全性门禁系统，具有以下有益效果：本发明采用了光传输场传感技术，能够更全面地捕捉待识别目标的信息。与传统的二维图像相比，光传输场传感技术记录了更多的光传输场数据，包括深度信息。通过在不同时间间隔内构建三维模型，系统能够更准确地识别目标，不仅仅是外观，还包括其立体信息。这提高了身份验证的准确性和可靠性，减少了误识别和冒用的可能性。传统的人脸识别系统容易受到面具和照片等攻击方式的影响，从而降低了安全性。本发明使用深度信息和非线性相位信息来计算深度差异，从而能够识别出佩戴面具或使用照片的人员。这增加了系统的安全性，防止了不法分子绕过身份验证。本发明采用了先进的光学传感器和算法，能够在高流量场所进行快速身份验证。这有助于减少排队和延误，提高了系统的效率和便利性。尤其对于需要快速通行的场所，如机场、地铁站等，本发明的快速身份验证能够极大地提高通行效率。