CN104701684B - 一种在暗环境中防幼儿触电智能插座*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在暗环境中防幼儿触电智能插座***，该***利用改进的费希尔脸技术，使该智能插座***在暗环境中对面部进行识别，自动切断电源，防止幼儿意外触电发生。所述***包括摄像采集单元、光学矫正单元、人脸检测单元、特征析取单元、特征判别单元、电力控制单元。
Description
技术领域
本发明涉及一种在暗环境中防幼儿触电智能插座***，属于插座装置。
背景技术
在暗环境中，由于光线亮度差，幼儿偶发触碰插座产生触电事故，面部识别为我们提供了一种防止幼儿发生此类事故的解决思路。纹理特征是一种基础差值的图像特征，它表现为对光照不敏感，能在暗环境下提供可靠的描述效果。局部二值模式是一种用来描述图像局部纹理特征的算子，由T.Ojala等在1994年提出，它具有旋转不变性和灰度不变性等显著优点。
Belhumeur等提出了费希尔脸人脸识别方法，该方法利用主成分分析技术对人脸进行降维。但费希尔方法所用哈尔特征对于亮度变化十分敏感，在暗环境中对识别的精度影响很大，为了弱化光线对的人脸识别效果的影响，使用局部二值模式提取图像的纹理特征，形成了一种改进型人脸识别***，增强了在暗环境中对人脸识别效果。
本发明公开了一种在暗环境中防幼儿触电智能插座***，能在暗环境中，不借助其它光源的情况下有效工作，减少幼儿在暗环境中触碰插座而产生的触电事故。
发明内容
本发明公开了一种在暗环境中防幼儿触电智能插座***，该***利用改进的费希尔脸技术，使该智能插座***在暗环境中对面部进行识别，自动切断电源，防止幼儿意外触电发生。所述***包括摄像采集单元、光学矫正单元、人脸检测单元、特征析取单元、特征判别单元、电力控制单元。
本发明进一步公开了所述摄像采集单元，其特征在于：包括鱼眼镜头、以ZC301为处理芯片的USB视频采集模块，用于进行连续图像的采集，并将采集到的连续图像输入光学矫正单元；
本发明进一步公开了所述光学矫正单元，其特征在于：以Intersil公司的TW-2871为主控芯片，用于对采集到的半球图像进行校准，并将校准后的图像输入至人脸检测单元；
本发明进一步公开了所述人脸检测单元，其特征在于：以Sony公司的ZL-SO621为主控芯片，用于从图像中检索人脸进行归一化，并将归一化后的图像输入至特征析取单元；
本发明进一步公开了所述特征析取单元，其特征在于：以Altera公司的EP2C5Q208C8N为主控芯片，用于对校准后的图像进行特征提取，并将图像特征输入至特征判别单元；
本发明进一步公开了所述特征判别单元，其特征在于：以ARM公司的Cortex-A7为主控芯片，用于对提取的图像特征进行二分类判别，并将判别结果输入至电力控制单元。
本发明能够在亮度差的暗环境中，不借助外界光源的辅助照射，有效识别幼儿的面部，能够减少在暗环境中幼儿触碰插座产生的触电事故。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
图1是本发明的结构原理图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明具体结构进行详细的描述。
如图1所示，本发明包括摄像采集单元、光学矫正单元、人脸检测单元、特征析取单元、特征判别单元、电力控制单元；所述摄像采集单元，用于进行连续图像的采集，并将采集到的连续图像输入光学矫正单元；所述光学矫正单元，用于对采集到的图像进行校准，并将校准后的图像输入至人脸检测单元；所述人脸检测单元，用于从图像中检索人脸进行归一化，并将归一化后的图像输入至特征析取单元；所述特征析取单元，用于对校准后的图像进行特征提取，并将图像特征输入至特征判别单元；所述特征判别单元，用于对提取的图像特征进行二分类判别，并将判别结果输入至电力控制单元；所述电力控制单元，用于读取判别结果，并对电力通断进行控制。
首先对一种在暗环境中防幼儿触电智能插座***的基本结构进行描述。参照图1，按照***正常启动后运行流程：
(1)摄像采集单元的设计：
鱼眼镜头，进行图像采集，广角视野可以保证采集到的图像范围足够大，但成像后的图像产生了桶形畸变；
ZC301芯片采用JPEG硬压缩方式，并通过总线发送至光学矫正单元；
(2)光学矫正单元的设计：
TW-2871芯片是一款高度集成的鱼眼校准大规模集成芯片，带有内置图像处理器，它可以在非物理移动前提下对图像进行旋转、倾斜和缩放，支持高清输出和四线模拟输出，它可以将ZC301芯片输出的图像进行校准；
(3)人脸检测单元的设计:
ZL-SO621为兴卓立供应的人脸检测芯片，支持650线超高水平分辨率和数字宽动态功能，可对输入的人脸图像或视频流判断其是否存在人脸，如果存在，则进一步给出每个脸的位置信息，将包含人脸的图片输入后续特征析取进行人脸识别，并通过SDI总线输入至特征析取单元；
(4)特征析取单元的设计：
EP2C5Q208C8N芯片是一款高性能现场可编程门阵列，它拥有13个18×18硬件乘法器以及多达142个用户自定义输入输出口，板上提供了大容量的同步动态随机存取內存和闪存等存储单元，具有标准的2.54mm间距的扩展插座。通过芯片的处理，可将输入的图片转化为纹理特征向量，将该纹理特征向量输入到特征判别单元；
(5)特征判别单元的设计：
Cortex-A7芯片是一款由ARM公司推出的基于ARMv7-A架构的高性能微处理器芯片，采用了包括虚拟化、大物理地址扩展 和 AMBA 4 ACE 一致性等全新技术，并着重考虑了性能与功耗间的平衡。在该芯片中，采用Python环境，使用SCIKIT机器学习库中的朴素贝叶斯二分类分类器建模，对特征析取单元得到的图片纹理特征向量进行分析，并识别图像中的人物。
Claims (1)
1.一种在暗环境中防幼儿触电智能插座***，其特征在于，包括摄像采集单元、光学矫正单元、人脸检测单元、特征析取单元、特征判别单元、电力控制单元；
(A)所述摄像采集单元，包括鱼眼镜头、以ZC301为处理芯片的USB视频采集模块，用于进行连续图像的采集，并将采集到的连续图像输入光学矫正单元；
(B)所述光学矫正单元，以Intersil公司的TW-2871为主控芯片，用于对采集到的半球图像进行校准，并将校准后的图像输入至人脸检测单元；
(C)所述人脸检测单元，以Sony公司的ZL-SO621为主控芯片，用于从图像中检索人脸进行归一化，并将归一化后的图像输入至特征析取单元；
(D)所述特征析取单元，以Altera公司的EP2C5Q208C8N为主控芯片，用于对校准后的图像进行特征提取，并将图像特征输入至特征判别单元；
(E)所述特征判别单元，以ARM公司的Cortex-A7为主控芯片，用于对提取的图像特征进行二分类判别，并将判别结果输入至电力控制单元；
(F)所述电力控制单元，用于读取判别结果，并对电力通断进行控制；
ZL-SO621为人脸检测芯片，支持650线超高水平分辨率和数字宽动态功能，可对输入的人脸图像或视频流判断其是否存在人脸，如果存在，则进一步给出每个脸的位置信息，将包含人脸的图片输入后续特征析取进行人脸识别，并通过SDI总线输入至特征析取单元。
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