本發(fā)明涉及3D打印領(lǐng)域，尤其涉及一種3D打印機使用的拍攝裝置。

背景技術(shù)：

3D打印思想起源于19世紀末的美國，并在20世紀80年代得以發(fā)展和推廣。3D打印是科技融合體模型中最新的高“維度”的體現(xiàn)之一，中國物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟把它稱作“上上個世紀的思想，上個世紀的技術(shù)，這個世紀的市場”。

19世紀末，美國研究出了的照相雕塑和地貌成形技術(shù)，隨后產(chǎn)生了打印技術(shù)的3D打印核心制造思想。20世紀80年代以前，三維打印機數(shù)量很少，大多集中在“科學怪人”和電子產(chǎn)品愛好者手中。主要用來打印像珠寶、玩具、工具、廚房用品之類的東西。甚至有汽車專家打印出了汽車零部件，然后根據(jù)塑料模型去訂制真正市面上買到的零部件。

1979年，美國科學家RF Housholder獲得類似“快速成型”技術(shù)的專利，但沒有被商業(yè)化。20世紀80年代已有雛形，其學名為“快速成型”。20世紀80年代中期，SLS被在美國得克薩斯州大學奧斯汀分校的卡爾Deckard博士開發(fā)出來并獲得專利，項目由DARPA贊助的。

到20世紀80年代后期，美國科學家發(fā)明了一種可打印出三維效果的打印機，并已將其成功推向市場，3D打印技術(shù)發(fā)展成熟并被廣泛應(yīng)用。普通打印機能打印一些報告等平面紙張資料。而這種最新發(fā)明的打印機，它不僅使立體物品的造價降低，且激發(fā)了人們的想象力。未來3D打印機的應(yīng)用將會更加廣泛。

1995年，麻省理工創(chuàng)造了“三維打印”一詞，當時的畢業(yè)生Jim Bredt和Tim Anderson修改了噴墨打印機方案，變?yōu)榘鸭s束溶劑擠壓到粉末狀的解決方案，而不是把墨水擠壓在紙張上的方案。2003年以來三維打印機的銷售逐漸擴大。

由于3D打印機成本很高，未經(jīng)過授信人員在使用3D打印機時很容易造成設(shè)備損壞，因此需要對3D打印機的使用引入授信機制，然而，現(xiàn)有技術(shù)中并不存在這樣的方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種3D打印機使用的拍攝裝置，改造3D打印機，通過高精度的人臉識別技術(shù)和高帶寬的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)在3D打印機內(nèi)形成識別速度快、識別精度高的人員識別授信機制，從而保障3D打印機的使用安全性。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種3D打印機使用的拍攝裝置，所述裝置包括高清攝像頭、3D打印機主體和飛思卡爾MC9S12芯片，飛思卡爾MC9S12芯片與3D打印機主體連接，高清攝像頭與3D打印機主體連接，用于輸出場景到3D打印機主體以便于3D打印機主體的3D圖像打印。

更具體地，在所述3D打印機使用的拍攝裝置中，包括：高清攝像頭，設(shè)置在3D打印機前端，用于對3D打印機前方的用戶進行圖像采集以輸出高清圖像；高清攝像頭還與3D打印機主體連接，用于輸出場景到3D打印機主體以便于3D打印機主體的3D圖像打印；3D打印機主體，用于基于高清攝像頭輸出的場景進行相應(yīng)的3D圖像打??；飛思卡爾MC9S12芯片，分別與特征向量比較子設(shè)備和3D打印機主體連接，用于在接收到人臉識別成功信號時發(fā)出允許3D打印信號，還用于在接收到人臉識別失敗信號時發(fā)出禁止3D打印信號；面部圖像檢測設(shè)備，與高清攝像頭連接，用于接收高清圖像，并從高清圖像處識別并分割出面部圖像；人眼位置檢測設(shè)備，與面部圖像檢測設(shè)備，用于接收面部圖像，并基于面部圖像檢測臉部圖像中是否存在左眼輪廓和右眼輪廓，當存在左眼輪廓且存在右眼輪廓時，發(fā)出面部檢測成功信號，當不存在左眼輪廓或不存在右眼輪廓時，發(fā)出面部檢測失敗信號；特征提取設(shè)備，分別與人眼位置檢測設(shè)備和IP解包設(shè)備連接，當接收到面部檢測成功信號時，從省電模式進入工作模式，對接收到的面部圖像進行處理，當接收到面部檢測失敗信號時，進入省電模式；特征提取設(shè)備包括波動閾值選擇子設(shè)備、像素處理子設(shè)備、矩陣拆分子設(shè)備、十進制轉(zhuǎn)換子設(shè)備、特征向量獲取子設(shè)備和特征向量比較子設(shè)備；波動閾值選擇子設(shè)備與人眼位置檢測設(shè)備連接，用于計算面部圖像的復雜度，基于面部圖像的復雜度選擇波動閾值大小，面部圖像的復雜度越高，選擇的波動閾值越大，波動閾值為正數(shù)；像素處理子設(shè)備分別與波動閾值選擇子設(shè)備和人眼位置檢測設(shè)備連接，用于接收面部圖像，針對面部圖像的每一個像素作為對象像素執(zhí)行以下處理：以對象像素為中心像素，在面部圖像中獲取3×3大小的對象像素矩陣，將對象像素矩陣內(nèi)除了對象像素之外的每一個像素作為參考像素與對象像素進行比較，以獲得二值化矩陣，二值化矩陣為3×3大小，二值化矩陣由8個二值化像素組成，參考像素大于等于對象像素與波動閾值之和，則參考像素對應(yīng)的二值化像素的像素值為1，參考像素小于對象像素減去波動閾值后的差值，則參考像素對應(yīng)的二值化像素的像素值為﹣1，其他取值的參考像素對應(yīng)的二值化像素的像素值為0；矩陣拆分子設(shè)備與像素處理子設(shè)備連接，用于將每一個對象像素對應(yīng)的二值化矩陣轉(zhuǎn)換成一個正二值化矩陣和一個負二值化矩陣，正二值化矩陣由8個二值化像素值組成，負二值化矩陣也由8個二值化像素值組成，正二值化矩陣的每一個二值化像素值減去負二值化矩陣相應(yīng)位置的二值化像素值能夠得到對應(yīng)二值化矩陣相應(yīng)位置的二值化像素的像素值；十進制轉(zhuǎn)換子設(shè)備與矩陣拆分子設(shè)備連接，用于將每一個對象像素對應(yīng)的正二值化矩陣的所有二值化像素值按其在正二值化矩陣中的位置以先左后右再先上后下的順序組成一個二進制數(shù)作為目標正二進制數(shù)，再將目標正二進制數(shù)轉(zhuǎn)化成十進制數(shù)以作為目標正十進制數(shù)，還用于將每一個對象像素對應(yīng)的負二值化矩陣的所有二值化像素值按其在負二值化矩陣中的位置以先左后右再先上后下的順序組成一個二進制數(shù)作為目標負二進制數(shù)，再將目標負二進制數(shù)轉(zhuǎn)化成十進制數(shù)以作為目標負十進制數(shù)；特征向量獲取子設(shè)備分別與人眼位置檢測設(shè)備和十進制轉(zhuǎn)換子設(shè)備連接，用于將面部圖像中每一個對象像素的像素值替換成該對象像素對應(yīng)的正目標十進制數(shù)并按照對象像素在面部圖像中的位置將所有對象像素對應(yīng)的正目標十進制數(shù)組成正一維特征向量，作為正目標特征向量輸出，還用于將面部圖像中每一個對象像素的像素值替換成該對象像素對應(yīng)的負目標十進制數(shù)并按照對象像素在面部圖像中的位置將所有對象像素對應(yīng)的負目標十進制數(shù)組成負一維特征向量，作為負目標特征向量輸出；特征向量比較子設(shè)備分別與特征向量獲取子設(shè)備和IP解包設(shè)備連接，用于將正目標特征向量分別與各個基準正特征向量進行匹配，將負目標特征向量分別與各個基準負特征向量進行匹配，二者都匹配成功且匹配到的基準正特征向量對應(yīng)的授權(quán)用戶名稱與匹配到的基準負特征向量對應(yīng)的授權(quán)用戶名稱相同時，則輸出人臉識別成功信號以及與匹配到的基準正特征向量對應(yīng)的授權(quán)用戶名稱，否則將輸出人臉識別失敗信號；IP解包設(shè)備，用于與遠程的數(shù)據(jù)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)連接，通過網(wǎng)絡(luò)接收來自數(shù)據(jù)服務(wù)器處的IP數(shù)據(jù)包，并對IP數(shù)據(jù)包解包以獲得6LowPAN數(shù)據(jù)包；其中，IP數(shù)據(jù)包是對6LowPAN數(shù)據(jù)包進行打IP包后而獲得的數(shù)據(jù)包，6LowPAN數(shù)據(jù)包中的負載包括數(shù)據(jù)服務(wù)器處的各個基準正特征向量和各個基準負特征向量，6LowPAN數(shù)據(jù)包中的頭部是壓縮數(shù)據(jù)，解壓后的6LowPAN數(shù)據(jù)包中的頭部用于對6LowPAN數(shù)據(jù)包中的負載進行解析；其中，每一個基準正特征向量為對相應(yīng)授權(quán)用戶基準面部圖像預先進行與特征提取設(shè)備相同操作的正特征向量提取而獲得的向量，每一個基準負特征向量為對相應(yīng)授權(quán)用戶基準面部圖像預先進行與特征提取設(shè)備相同操作的負特征向量提取而獲得的向量；邊緣傳感設(shè)備，與IP解包設(shè)備連接，用于接收IP解包設(shè)備輸出的6LowPAN數(shù)據(jù)包，獲得呈現(xiàn)為壓縮數(shù)據(jù)的6LowPAN數(shù)據(jù)包的頭部，對6LowPAN數(shù)據(jù)包的頭部解壓以獲得解壓后的6LowPAN數(shù)據(jù)包中的頭部；6LowPAN解包設(shè)備，與邊緣傳感設(shè)備連接，用于接收6LowPAN數(shù)據(jù)包以獲取6LowPAN數(shù)據(jù)包中的負載，并基于解壓后的6LowPAN數(shù)據(jù)包中的頭部對6LowPAN數(shù)據(jù)包中的負載進行解析，以獲得各個基準正特征向量和各個基準負特征向量；其中，3D打印機主體在接收到允許3D打印信號時從省電模式進入工作模式，還在接收到禁止3D打印信號時從工作模式進入省電模式。

更具體地，在所述3D打印機使用的拍攝裝置中，還包括：無線通信接口，與高清攝像頭連接，用于無線發(fā)送高清攝像頭輸出的圖像內(nèi)容。

更具體地，在所述3D打印機使用的拍攝裝置中：無線通信接口包括壓縮編碼器件，用于對高清攝像頭輸出的圖像內(nèi)容進行MPEG-4標準壓縮以獲得壓縮圖像。

更具體地，在所述3D打印機使用的拍攝裝置中：無線通信接口包括多指標編碼器件，與壓縮編碼器件連接，用于對壓縮圖像進行多指標編碼以獲得信道編碼數(shù)據(jù)。

更具體地，在所述3D打印機使用的拍攝裝置中：無線通信接口包括頻分雙工通信設(shè)備。

更具體地，在所述3D打印機使用的拍攝裝置中：無線通信接口包括時分雙工通信設(shè)備。

更具體地，在所述3D打印機使用的拍攝裝置中：無線通信接口包括GPRS接收器、GPRS發(fā)送器和AT89C51單片機，AT89C51單片機分別與GPRS接收器和GPRS發(fā)送器連接。

附圖說明

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方案進行描述，其中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的3D打印機使用的拍攝裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。

附圖標記：1高清攝像頭；2 3D打印機主體；3飛思卡爾MC9S12芯片

具體實施方式

下面將參照附圖對本發(fā)明的3D打印機使用的拍攝裝置的實施方案進行詳細說明。

3D打印機是當前越來越普及使用的電子產(chǎn)品，其造價昂貴，使用人員在使用時需要特別小心，未經(jīng)培訓的人員使用容易造成產(chǎn)品設(shè)備損壞，因此，需要對3D打印機的使用者進行授信操作。當前并不存在這樣的技術(shù)方案。

為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種3D打印機使用的拍攝裝置，在3D打印機中引入了高效率的人員授信設(shè)備，從而解決了上述技術(shù)問題。

圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的3D打印機使用的拍攝裝置的結(jié)構(gòu)方框圖，所述裝置包括高清攝像頭、3D打印機主體和飛思卡爾MC9S12芯片，飛思卡爾MC9S12芯片與3D打印機主體連接，高清攝像頭與3D打印機主體連接，用于輸出場景到3D打印機主體以便于3D打印機主體的3D圖像打印。

接著，繼續(xù)對本發(fā)明的3D打印機使用的拍攝裝置的具體結(jié)構(gòu)進行進一步的說明。

所述裝置包括：高清攝像頭，設(shè)置在3D打印機前端，用于對3D打印機前方的用戶進行圖像采集以輸出高清圖像；高清攝像頭還與3D打印機主體連接，用于輸出場景到3D打印機主體以便于3D打印機主體的3D圖像打印。

所述裝置包括：3D打印機主體，用于基于高清攝像頭輸出的場景進行相應(yīng)的3D圖像打印；飛思卡爾MC9S12芯片，分別與特征向量比較子設(shè)備和3D打印機主體連接，用于在接收到人臉識別成功信號時發(fā)出允許3D打印信號，還用于在接收到人臉識別失敗信號時發(fā)出禁止3D打印信號。

所述裝置包括：面部圖像檢測設(shè)備，與高清攝像頭連接，用于接收高清圖像，并從高清圖像處識別并分割出面部圖像；人眼位置檢測設(shè)備，與面部圖像檢測設(shè)備，用于接收面部圖像，并基于面部圖像檢測臉部圖像中是否存在左眼輪廓和右眼輪廓，當存在左眼輪廓且存在右眼輪廓時，發(fā)出面部檢測成功信號，當不存在左眼輪廓或不存在右眼輪廓時，發(fā)出面部檢測失敗信號。

所述裝置包括：特征提取設(shè)備，分別與人眼位置檢測設(shè)備和IP解包設(shè)備連接，當接收到面部檢測成功信號時，從省電模式進入工作模式，對接收到的面部圖像進行處理，當接收到面部檢測失敗信號時，進入省電模式；特征提取設(shè)備包括波動閾值選擇子設(shè)備、像素處理子設(shè)備、矩陣拆分子設(shè)備、十進制轉(zhuǎn)換子設(shè)備、特征向量獲取子設(shè)備和特征向量比較子設(shè)備；波動閾值選擇子設(shè)備與人眼位置檢測設(shè)備連接，用于計算面部圖像的復雜度，基于面部圖像的復雜度選擇波動閾值大小，面部圖像的復雜度越高，選擇的波動閾值越大，波動閾值為正數(shù)；像素處理子設(shè)備分別與波動閾值選擇子設(shè)備和人眼位置檢測設(shè)備連接，用于接收面部圖像，針對面部圖像的每一個像素作為對象像素執(zhí)行以下處理：以對象像素為中心像素，在面部圖像中獲取3×3大小的對象像素矩陣，將對象像素矩陣內(nèi)除了對象像素之外的每一個像素作為參考像素與對象像素進行比較，以獲得二值化矩陣，二值化矩陣為3×3大小，二值化矩陣由8個二值化像素組成，參考像素大于等于對象像素與波動閾值之和，則參考像素對應(yīng)的二值化像素的像素值為1，參考像素小于對象像素減去波動閾值后的差值，則參考像素對應(yīng)的二值化像素的像素值為﹣1，其他取值的參考像素對應(yīng)的二值化像素的像素值為0；矩陣拆分子設(shè)備與像素處理子設(shè)備連接，用于將每一個對象像素對應(yīng)的二值化矩陣轉(zhuǎn)換成一個正二值化矩陣和一個負二值化矩陣，正二值化矩陣由8個二值化像素值組成，負二值化矩陣也由8個二值化像素值組成，正二值化矩陣的每一個二值化像素值減去負二值化矩陣相應(yīng)位置的二值化像素值能夠得到對應(yīng)二值化矩陣相應(yīng)位置的二值化像素的像素值；十進制轉(zhuǎn)換子設(shè)備與矩陣拆分子設(shè)備連接，用于將每一個對象像素對應(yīng)的正二值化矩陣的所有二值化像素值按其在正二值化矩陣中的位置以先左后右再先上后下的順序組成一個二進制數(shù)作為目標正二進制數(shù)，再將目標正二進制數(shù)轉(zhuǎn)化成十進制數(shù)以作為目標正十進制數(shù)，還用于將每一個對象像素對應(yīng)的負二值化矩陣的所有二值化像素值按其在負二值化矩陣中的位置以先左后右再先上后下的順序組成一個二進制數(shù)作為目標負二進制數(shù)，再將目標負二進制數(shù)轉(zhuǎn)化成十進制數(shù)以作為目標負十進制數(shù)；特征向量獲取子設(shè)備分別與人眼位置檢測設(shè)備和十進制轉(zhuǎn)換子設(shè)備連接，用于將面部圖像中每一個對象像素的像素值替換成該對象像素對應(yīng)的正目標十進制數(shù)并按照對象像素在面部圖像中的位置將所有對象像素對應(yīng)的正目標十進制數(shù)組成正一維特征向量，作為正目標特征向量輸出，還用于將面部圖像中每一個對象像素的像素值替換成該對象像素對應(yīng)的負目標十進制數(shù)并按照對象像素在面部圖像中的位置將所有對象像素對應(yīng)的負目標十進制數(shù)組成負一維特征向量，作為負目標特征向量輸出；特征向量比較子設(shè)備分別與特征向量獲取子設(shè)備和IP解包設(shè)備連接，用于將正目標特征向量分別與各個基準正特征向量進行匹配，將負目標特征向量分別與各個基準負特征向量進行匹配，二者都匹配成功且匹配到的基準正特征向量對應(yīng)的授權(quán)用戶名稱與匹配到的基準負特征向量對應(yīng)的授權(quán)用戶名稱相同時，則輸出人臉識別成功信號以及與匹配到的基準正特征向量對應(yīng)的授權(quán)用戶名稱，否則將輸出人臉識別失敗信號。

所述裝置包括：IP解包設(shè)備，用于與遠程的數(shù)據(jù)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)連接，通過網(wǎng)絡(luò)接收來自數(shù)據(jù)服務(wù)器處的IP數(shù)據(jù)包，并對IP數(shù)據(jù)包解包以獲得6LowPAN數(shù)據(jù)包；其中，IP數(shù)據(jù)包是對6LowPAN數(shù)據(jù)包進行打IP包后而獲得的數(shù)據(jù)包，6LowPAN數(shù)據(jù)包中的負載包括數(shù)據(jù)服務(wù)器處的各個基準正特征向量和各個基準負特征向量，6LowPAN數(shù)據(jù)包中的頭部是壓縮數(shù)據(jù)，解壓后的6LowPAN數(shù)據(jù)包中的頭部用于對6LowPAN數(shù)據(jù)包中的負載進行解析；其中，每一個基準正特征向量為對相應(yīng)授權(quán)用戶基準面部圖像預先進行與特征提取設(shè)備相同操作的正特征向量提取而獲得的向量，每一個基準負特征向量為對相應(yīng)授權(quán)用戶基準面部圖像預先進行與特征提取設(shè)備相同操作的負特征向量提取而獲得的向量。

所述裝置包括：邊緣傳感設(shè)備，與IP解包設(shè)備連接，用于接收IP解包設(shè)備輸出的6LowPAN數(shù)據(jù)包，獲得呈現(xiàn)為壓縮數(shù)據(jù)的6LowPAN數(shù)據(jù)包的頭部，對6LowPAN數(shù)據(jù)包的頭部解壓以獲得解壓后的6LowPAN數(shù)據(jù)包中的頭部。

所述裝置包括：6LowPAN解包設(shè)備，與邊緣傳感設(shè)備連接，用于接收6LowPAN數(shù)據(jù)包以獲取6LowPAN數(shù)據(jù)包中的負載，并基于解壓后的6LowPAN數(shù)據(jù)包中的頭部對6LowPAN數(shù)據(jù)包中的負載進行解析，以獲得各個基準正特征向量和各個基準負特征向量。

其中，3D打印機主體在接收到允許3D打印信號時從省電模式進入工作模式，還在接收到禁止3D打印信號時從工作模式進入省電模式。

可選地，在所述控制平臺中：無線通信接口，與高清攝像頭連接，用于無線發(fā)送高清攝像頭輸出的圖像內(nèi)容；無線通信接口包括壓縮編碼器件，用于對高清攝像頭輸出的圖像內(nèi)容進行MPEG-4標準壓縮以獲得壓縮圖像；無線通信接口包括多指標編碼器件，與壓縮編碼器件連接，用于對壓縮圖像進行多指標編碼以獲得信道編碼數(shù)據(jù)；無線通信接口包括頻分雙工通信設(shè)備；無線通信接口包括時分雙工通信設(shè)備；以及無線通信接口包括GPRS接收器、GPRS發(fā)送器和AT89C51單片機，AT89C51單片機分別與GPRS接收器和GPRS發(fā)送器連接。

另外，4G LTE是一個全球通用的標準，包括兩種網(wǎng)絡(luò)模式FDD和TDD，分別用于成對頻譜和非成對頻譜。運營商最初在兩個模式之間的取舍純粹出于對頻譜可用性的考慮。大多運營商將會同時部署兩種網(wǎng)絡(luò)，以便充分利用其擁有的所有頻譜資源。FDD和TDD在技術(shù)上區(qū)別其實很小，主要區(qū)別就在于采用不同的雙工方式，頻分雙工(FDD)和時分雙工(TDD)是兩種不同的雙工方式。

FDD是在分離的兩個對稱頻率信道上進行接收和發(fā)送，用保護頻段來分離接收和發(fā)送信道。FDD必須采用成對的頻率，依靠頻率來區(qū)分上下行鏈路，其單方向的資源在時間上是連續(xù)的。FDD在支持對稱業(yè)務(wù)時，能充分利用上下行的頻譜，但在支持非對稱業(yè)務(wù)時，頻譜利用率將大大降低。

TDD用時間來分離接收和發(fā)送信道。在TDD方式的移動通信系統(tǒng)中,接收和發(fā)送使用同一頻率載波的不同時隙作為信道的承載,其單方向的資源在時間上是不連續(xù)的，時間資源在兩個方向上進行了分配。某個時間段由基站發(fā)送信號給移動臺，另外的時間由移動臺發(fā)送信號給基站，基站和移動臺之間必須協(xié)同一致才能順利工作。

采用本發(fā)明的3D打印機使用的拍攝裝置，針對現(xiàn)有技術(shù)中3D打印機容易被損壞的技術(shù)問題，通過在3D打印機中加入授信機制，允許經(jīng)過授權(quán)的人員使用，拒絕未經(jīng)過授權(quán)的人員使用，從而保障電子設(shè)備的安全運行，避免相關(guān)部門的經(jīng)濟利益受到損失。

可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。