一種在暗環(huán)境中防幼兒觸電智能插座系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在暗環(huán)境中防幼兒觸電智能插座系統(tǒng)，屬于插座裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在暗環(huán)境中，由于光線亮度差，幼兒偶發(fā)觸碰插座產(chǎn)生觸電事故，面部識(shí)別為我們提供了一種防止幼兒發(fā)生此類事故的解決思路。紋理特征是一種基礎(chǔ)差值的圖像特征，它表現(xiàn)為對(duì)光照不敏感，能在暗環(huán)境下提供可靠的描述效果。局部二值模式是一種用來描述圖像局部紋理特征的算子，由T.0jala等在1994年提出，它具有旋轉(zhuǎn)不變性和灰度不變性等顯著優(yōu)點(diǎn)。
[0003]Belhumeur等提出了費(fèi)希爾臉人臉識(shí)別方法，該方法利用主成分分析技術(shù)對(duì)人臉進(jìn)行降維。但費(fèi)希爾方法所用哈爾特征對(duì)于亮度變化十分敏感，在暗環(huán)境中對(duì)識(shí)別的精度影響很大，為了弱化光線對(duì)的人臉識(shí)別效果的影響，使用局部二值模式提取圖像的紋理特征，形成了一種改進(jìn)型人臉識(shí)別系統(tǒng)，增強(qiáng)了在暗環(huán)境中對(duì)人臉識(shí)別效果。
[0004]本發(fā)明公開了一種在暗環(huán)境中防幼兒觸電智能插座系統(tǒng)，能在暗環(huán)境中，不借助其它光源的情況下有效工作，減少幼兒在暗環(huán)境中觸碰插座而產(chǎn)生的觸電事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明公開了一種在暗環(huán)境中防幼兒觸電智能插座系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用改進(jìn)的費(fèi)希爾臉技術(shù)，使該智能插座系統(tǒng)在暗環(huán)境中對(duì)面部進(jìn)行識(shí)別，自動(dòng)切斷電源，防止幼兒意外觸電發(fā)生。所述系統(tǒng)包括攝像采集單元、光學(xué)矯正單元、人臉檢測(cè)單元、特征析取單元、特征判別單元、電力控制單元。
[0006]本發(fā)明進(jìn)一步公開了所述攝像采集單元，其特征在于:包括魚眼鏡頭、以ZC301為處理芯片的USB視頻采集模塊，用于進(jìn)行連續(xù)圖像的采集，并將采集到的連續(xù)圖像輸入光學(xué)矯正單元；
本發(fā)明進(jìn)一步公開了所述光學(xué)矯正單元，其特征在于:以Intersil公司的TW-2871為主控芯片，用于對(duì)采集到的半球圖像進(jìn)行校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)后的圖像輸入至人臉檢測(cè)單元；本發(fā)明進(jìn)一步公開了所述人臉檢測(cè)單元，其特征在于:以Sony公司的ZL-S0621為主控芯片，用于從圖像中檢索人臉進(jìn)行歸一化，并將歸一化后的圖像輸入至特征析取單元；
本發(fā)明進(jìn)一步公開了所述特征析取單元，其特征在于:以Altera公司的EP2C5Q208C8N為主控芯片，用于對(duì)校準(zhǔn)后的圖像進(jìn)行特征提取，并將圖像特征輸入至特征判別單元；
本發(fā)明進(jìn)一步公開了所述特征判別單元，其特征在于:以ARM公司的Cortex-A7為主控芯片，用于對(duì)提取的圖像特征進(jìn)行二分類判別，并將判別結(jié)果輸入至電力控制單元。
[0007]本發(fā)明能夠在亮度差的暗環(huán)境中，不借助外界光源的輔助照射，有效識(shí)別幼兒的面部，能夠減少在暗環(huán)境中幼兒觸碰插座產(chǎn)生的觸電事故。
【附圖說明】
[0008]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0009]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0011]如圖1所示，本發(fā)明包括攝像采集單元、光學(xué)矯正單元、人臉檢測(cè)單元、特征析取單元、特征判別單元、電力控制單元；所述攝像采集單元，用于進(jìn)行連續(xù)圖像的采集，并將采集到的連續(xù)圖像輸入光學(xué)矯正單元；所述光學(xué)矯正單元，用于對(duì)采集到的圖像進(jìn)行校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)后的圖像輸入至人臉檢測(cè)單元；所述人臉檢測(cè)單元，用于從圖像中檢索人臉進(jìn)行歸一化，并將歸一化后的圖像輸入至特征析取單元；所述特征析取單元，用于對(duì)校準(zhǔn)后的圖像進(jìn)行特征提取，并將圖像特征輸入至特征判別單元；所述特征判別單元，用于對(duì)提取的圖像特征進(jìn)行二分類判別，并將判別結(jié)果輸入至電力控制單元；所述電力控制單元，用于讀取判別結(jié)果，并對(duì)電力通斷進(jìn)行控制。
[0012]首先對(duì)一種在暗環(huán)境中防幼兒觸電智能插座系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。參照?qǐng)D1，按照系統(tǒng)正常啟動(dòng)后運(yùn)行流程:
(1)攝像采集單元的設(shè)計(jì):
魚眼鏡頭，進(jìn)行圖像采集，廣角視野可以保證采集到的圖像范圍足夠大，但成像后的圖像產(chǎn)生了桶形畸變；
ZC301芯片采用JPEG硬壓縮方式，并通過總線發(fā)送至光學(xué)矯正單元；
(2)光學(xué)矯正單元的設(shè)計(jì):
TW-2871芯片是一款高度集成的魚眼校準(zhǔn)大規(guī)模集成芯片，帶有內(nèi)置圖像處理器，它可以在非物理移動(dòng)前提下對(duì)圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、傾斜和縮放，支持高清輸出和四線模擬輸出，它可以將ZC301芯片輸出的圖像進(jìn)行校準(zhǔn)；
(3)人臉檢測(cè)單元的設(shè)計(jì):
ZL-S0621為興卓立供應(yīng)的人臉檢測(cè)芯片，支持650線超高水平分辨率和數(shù)字寬動(dòng)態(tài)功能，可對(duì)輸入的人臉圖像或視頻流判斷其是否存在人臉，如果存在，則進(jìn)一步給出每個(gè)臉的位置信息，將包含人臉的圖片輸入后續(xù)特征析取進(jìn)行人臉識(shí)別，并通過SDI總線輸入至特征析取單元；
(4)特征析取單元的設(shè)計(jì):
EP2C5Q208C8N芯片是一款高性能現(xiàn)場可編程門陣列，它擁有13個(gè)18X 18硬件乘法器以及多達(dá)142個(gè)用戶自定義輸入輸出口，板上提供了大容量的同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存和閃存等存儲(chǔ)單元，具有標(biāo)準(zhǔn)的2.54mm間距的擴(kuò)展插座。通過芯片的處理，可將輸入的圖片轉(zhuǎn)化為紋理特征向量，將該紋理特征向量輸入到特征判別單元；
(5)特征判別單元的設(shè)計(jì):
Cortex-A7芯片是一款由ARM公司推出的基于ARMv7-A架構(gòu)的高性能微處理器芯片，采用了包括虛擬化、大物理地址擴(kuò)展和AMBA 4 ACE 一致性等全新技術(shù)，并著重考慮了性能與功耗間的平衡。在該芯片中，采用Python環(huán)境，使用SCIKIT機(jī)器學(xué)習(xí)庫中的樸素貝葉斯二分類分類器建模，對(duì)特征析取單元得到的圖片紋理特征向量進(jìn)行分析，并識(shí)別圖像中的人物。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種在暗環(huán)境中防幼兒觸電智能插座系統(tǒng)，其特征在于，包括攝像采集單元、光學(xué)矯正單元、人臉檢測(cè)單元、特征析取單元、特征判別單元、電力控制單元； (A)所述攝像采集單元，包括魚眼鏡頭、以ZC301為處理芯片的USB視頻采集模塊，用于進(jìn)行連續(xù)圖像的采集，并將采集到的連續(xù)圖像輸入光學(xué)矯正單元； (B)所述光學(xué)矯正單元，以Intersil公司的TW-2871為主控芯片，用于對(duì)采集到的半球圖像進(jìn)行校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)后的圖像輸入至人臉檢測(cè)單元； (C)所述人臉檢測(cè)單元，以Sony公司的ZL-S0621為主控芯片，用于從圖像中檢索人臉進(jìn)行歸一化，并將歸一化后的圖像輸入至特征析取單元； (D)所述特征析取單元，以Altera公司的EP2C5Q208C8N為主控芯片，用于對(duì)校準(zhǔn)后的圖像進(jìn)行特征提取，并將圖像特征輸入至特征判別單元； (E)所述特征判別單元，以ARM公司的Cortex-A7為主控芯片，用于對(duì)提取的圖像特征進(jìn)行二分類判別，并將判別結(jié)果輸入至電力控制單元； (F)所述電力控制單元，用于讀取判別結(jié)果，并對(duì)電力通斷進(jìn)行控制。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在暗環(huán)境中防幼兒觸電智能插座系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用改進(jìn)的費(fèi)希爾臉技術(shù)，使該智能插座系統(tǒng)在暗環(huán)境中對(duì)面部進(jìn)行識(shí)別，自動(dòng)切斷電源，防止幼兒意外觸電發(fā)生。所述系統(tǒng)包括攝像采集單元、光學(xué)矯正單元、人臉檢測(cè)單元、特征析取單元、特征判別單元、電力控制單元。
【IPC分類】G06K9-00, H01R13-713, H01R13-66
【公開號(hào)】CN104701684
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510150096
【發(fā)明人】霍躍華, 杜東壁, 趙娟
【申請(qǐng)人】中國礦業(yè)大學(xué)(北京)
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年4月1日