一種在暗環境中防幼兒觸電智能插座系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種在暗環境中防幼兒觸電智能插座系統，屬于插座裝置。
【背景技術】
[0002]在暗環境中，由于光線亮度差，幼兒偶發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，它表現為對光照不敏感，能在暗環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，增強了在暗環境中對人臉識別效果。
[0004]本發明公開了一種在暗環境中防幼兒觸電智能插座系統，能在暗環境中，不借助其它光源的情況下有效工作，減少幼兒在暗環境中觸碰插座而產生的觸電事故。

【發明內容】

[0005]本發明公開了一種在暗環境中防幼兒觸電智能插座系統，該系統利用改進的費希爾臉技術，使該智能插座系統在暗環境中對面部進行識別，自動切斷電源，防止幼兒意外觸電發生。所述系統包括攝像采集單元、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，用于進行連續圖像的采集，并將采集到的連續圖像輸入光學矯正單元；
本發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]本發明能夠在亮度差的暗環境中，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】對本發明作進一步的詳細描述。
[0009]圖1是本發明的結構原理圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合說明書附圖對本發明具體結構進行詳細的描述。
[0011]如圖1所示，本發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，用于進行連續圖像的采集，并將采集到的連續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]首先對一種在暗環境中防幼兒觸電智能插座系統的基本結構進行描述。參照圖1，按照系統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字寬動態功能，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】
1.一種在暗環境中防幼兒觸電智能插座系統，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，用于進行連續圖像的采集，并將采集到的連續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】本發明公開了一種在暗環境中防幼兒觸電智能插座系統，該系統利用改進的費希爾臉技術，使該智能插座系統在暗環境中對面部進行識別，自動切斷電源，防止幼兒意外觸電發生。所述系統包括攝像采集單元、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
【申請號】CN201510150096
【發明人】霍躍華, 杜東壁, 趙娟
【申請人】中國礦業大學(北京)
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年4月1日