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
【技術領域】
[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】
[0002]在暗環(huán)境中，由于光線亮度差，幼兒偶發(fā)觸碰插座產生觸電事故，面部識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差值的圖像特征，它表現(xiàn)為對光照不敏感，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，它具有旋轉不變性和灰度不變性等顯著優(yōu)點。
[0003]Belhumeur等提出了費希爾臉人臉識別方法，該方法利用主成分分析技術對人臉進行降維。但費希爾方法所用哈爾特征對于亮度變化十分敏感，在暗環(huán)境中對識別的精度影響很大，為了弱化光線對的人臉識別效果的影響，使用局部二值模式提取圖像的紋理特征，形成了一種改進型人臉識別系統(tǒng)，增強了在暗環(huán)境中對人臉識別效果。
[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)境中觸碰插座而產生的觸電事故。

【發(fā)明內容】

[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)利用改進的費希爾臉技術，使該智能插座系統(tǒng)在暗環(huán)境中對面部進行識別，自動切斷電源，防止幼兒意外觸電發(fā)生。所述系統(tǒng)包括攝像采集單元、光學矯正單元、人臉檢測單元、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，用于進行連續(xù)圖像的采集，并將采集到的連續(xù)圖像輸入光學矯正單元；
本發(fā)明進一步公開了所述光學矯正單元，其特征在于:以Intersil公司的TW-2871為主控芯片，用于對采集到的半球圖像進行校準，并將校準后的圖像輸入至人臉檢測單元；本發(fā)明進一步公開了所述人臉檢測單元，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，用于對校準后的圖像進行特征提取，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，用于對提取的圖像特征進行二分類判別，并將判別結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，有效識別幼兒的面部，能夠減少在暗環(huán)境中幼兒觸碰插座產生的觸電事故。
【附圖說明】
[0008]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0009]圖1是本發(fā)明的結構原理圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合說明書附圖對本發(fā)明具體結構進行詳細的描述。
[0011]如圖1所示，本發(fā)明包括攝像采集單元、光學矯正單元、人臉檢測單元、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，用于進行連續(xù)圖像的采集，并將采集到的連續(xù)圖像輸入光學矯正單元；所述光學矯正單元，用于對采集到的圖像進行校準，并將校準后的圖像輸入至人臉檢測單元；所述人臉檢測單元，用于從圖像中檢索人臉進行歸一化，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，用于對校準后的圖像進行特征提取，并將圖像特征輸入至特征判別單元；所述特征判別單元，用于對提取的圖像特征進行二分類判別，并將判別結果輸入至電力控制單元；所述電力控制單元，用于讀取判別結果，并對電力通斷進行控制。
[0012]首先對一種在暗環(huán)境中防幼兒觸電智能插座系統(tǒng)的基本結構進行描述。參照圖1，按照系統(tǒng)正常啟動后運行流程:
(1)攝像采集單元的設計:
魚眼鏡頭，進行圖像采集，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)送至光學矯正單元；
(2)光學矯正單元的設計:
TW-2871芯片是一款高度集成的魚眼校準大規(guī)模集成芯片，帶有內置圖像處理器，它可以在非物理移動前提下對圖像進行旋轉、傾斜和縮放，支持高清輸出和四線模擬輸出，它可以將ZC301芯片輸出的圖像進行校準；
(3)人臉檢測單元的設計:
ZL-S0621為興卓立供應的人臉檢測芯片，支持650線超高水平分辨率和數(shù)字寬動態(tài)功能，可對輸入的人臉圖像或視頻流判斷其是否存在人臉，如果存在，則進一步給出每個臉的位置信息，將包含人臉的圖片輸入后續(xù)特征析取進行人臉識別，并通過SDI總線輸入至特征析取單元；
(4)特征析取單元的設計:
EP2C5Q208C8N芯片是一款高性能現(xiàn)場可編程門陣列，它擁有13個18X 18硬件乘法器以及多達142個用戶自定義輸入輸出口，板上提供了大容量的同步動態(tài)隨機存取內存和閃存等存儲單元，具有標準的2.54mm間距的擴展插座。通過芯片的處理，可將輸入的圖片轉化為紋理特征向量，將該紋理特征向量輸入到特征判別單元；
(5)特征判別單元的設計:
Cortex-A7芯片是一款由ARM公司推出的基于ARMv7-A架構的高性能微處理器芯片，采用了包括虛擬化、大物理地址擴展和AMBA 4 ACE 一致性等全新技術，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機器學習庫中的樸素貝葉斯二分類分類器建模，對特征析取單元得到的圖片紋理特征向量進行分析，并識別圖像中的人物。
【主權項】
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、光學矯正單元、人臉檢測單元、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，用于進行連續(xù)圖像的采集，并將采集到的連續(xù)圖像輸入光學矯正單元； (B)所述光學矯正單元，以Intersil公司的TW-2871為主控芯片，用于對采集到的半球圖像進行校準，并將校準后的圖像輸入至人臉檢測單元； (C)所述人臉檢測單元，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，用于對校準后的圖像進行特征提取，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，用于對提取的圖像特征進行二分類判別，并將判別結果輸入至電力控制單元； (F)所述電力控制單元，用于讀取判別結果，并對電力通斷進行控制。
【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)利用改進的費希爾臉技術，使該智能插座系統(tǒng)在暗環(huán)境中對面部進行識別，自動切斷電源，防止幼兒意外觸電發(fā)生。所述系統(tǒng)包括攝像采集單元、光學矯正單元、人臉檢測單元、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】CN104701684
【申請?zhí)枴緾N201510150096
【發(fā)明人】霍躍華, 杜東壁, 趙娟
【申請人】中國礦業(yè)大學(北京)
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年4月1日