[发明专利]一种影响热释电人体身份识别的多因素建模方法

摘要

本发明公开了一种适用于影响热释电人体身份识别的多因素建模方法，包括如下步骤(1)研究了影响人体身份识别的宏观因素与微观因素之间的映射机理,给出影响人体身份识别的定性描述，建立融合多因素影响机理的数学模型，揭示宏观因素与微观因素的映射关系；(2)设计实验并结合多种识别算法，定量计算人体目标到热释电的距离、人体体积、人体运动速度、信号调制罩和菲涅尔透镜这五种宏观因素与提高热释电技术对人体身份识别能力的关系，从而验证步骤(1)所提出的规律。本发明对提高人体身份识别能力起着指导性作用，并为今后利用热释电技术进行身份识别提供一种依据。

主权项

一种影响热释电人体身份识别的多因素建模方法，包括如下步骤：(1)研究了影响人体身份识别的宏观因素与微观因素之间的映射机理,给出影响人体身份识别的定性描述，建立融合多因素影响机理的数学模型，揭示宏观因素与微观因素的映射关系：(11)所述宏观影响因素包括人体到热释电节点的距离HD、人体体积HV、人体速度HS、菲涅尔透镜的类型F以及信号调制罩孔数M；所述微观影响因素包括波峰与波谷幅值差WR、单位距离/时间内波峰的数目WN、波峰回到零点的时间WT以及单位时间内的频谱能量(FE)；(12)宏观影响因素与微观影响因素相互作用分析：由于波形数据来自于人体热红外辐射源，所以微观影响因素决定了对人体身份的识别，同时运动人体热辐射强度变化的角频率ω作为宏观因素的主要参数，当宏观因素的状态随时间变化时，ω也随之变化，并引起传感器感应人体信息量的变化，进而影响微观影响因素，所以两类影响因素之间必然存在着一定映射关系；(13)设计场景，分析影响因素映射关系，提出假设，并验证：(131)场景1：PIR传感模块产生明暗交替的感应区域，其感应范围为25°～155°，当体型相近的两个人体目标m和n在离传感模块不同的垂向距离，并从同一起始线出发，匀速移动相同的距离时，PIR模块产生相应的波形，经分析计算得出映射规律1；映射规律1：宏观因素：人体到热释电节点的距离HD变小；微观因素：单位距离/时间内波峰的数目WN变多，波峰回到零点的时间WT变短，波峰与波谷幅值差WR变大，单位时间内的频谱能量FE变大，对人体身份识别能量变强；分析：距热释电节点越远，ω越小，且经过的明暗交替区间越少，每个波峰过零点时间变长且热释电节点所检测的波峰越少，距热释电节点较近的人体目标，ω较大，每个波峰过零点时间较短，经过的明暗交替区间较多，节点所检测的波峰较多，获取的人体热红外信息较多，同时传感器感应的能量也较大；(132)场景2：当体型差别比较大的两个人体目标m和n沿同一路径，匀速移动相同的距离时，PIR模块产生相应波形，经分析计算得出映射规律2；映射规律2：宏观因素：人体体积HV变小；微观因素：单位距离/时间内波峰的数目WN变多，波峰回到零点的时间WT变小，波峰与波谷幅值差WR变小，单位时间内的频谱能量FE变大，对人体身份识别能量变强；分析：在相同条件下，特征瘦小型人体的ω要大于特征高大型人体，人体体积相差越大，波峰数目相差越明显，每个波峰过零点时间相差越大，所获取的人信息相差越大；(133)场景3：同体型人体的两个人体目标m和n沿同一路径，以不同速度移动相同的距离时，PIR模块产生相应波形，经分析计算得出映射规律3；映射规律3：宏观因素：人体速度HS变快；微观因素：单位距离/时间内波峰的数目WN变多,波峰回到零点的时间WT变短，波峰与波谷幅值差WR变小，单位时间内的频谱能量FE变小，对人体身份识别能量变强；分析：以节点为参照物，人体n的单步伐越快，其ω就越大，波形变化的速率越快，波峰过零点时间越短，相等时间内所获得的波峰数就越多，波峰与波谷的时间差就越小，获取的人体信息越多；(134)场景4：同体型人体的两个人体目标m和n沿同一路径，匀速移动相同的距离，PIR模块产生相应的波形，经分析计算得出映射规律4；映射规律4：宏观因素：信号调制罩孔数M变多；微观因素：单位距离/时间内波峰的数目WN变多，波峰回到零点的时间WT较短，波峰与波谷幅值差WR变小，单位时间内的频谱能量FE变大，对人体身份识别能量变强；(2)设计实验并结合多种识别算法，定量计算人体目标到热释电的距离、人体体积、人体运动速度、信号调制罩和菲涅尔透镜这五种宏观因素与提高热释电技术对人体身份识别能力的关系，从而验证步骤(1)所提出的规律。