專利名稱：一種影像辨識(shí)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種影像辨識(shí)控制系統(tǒng)[0001]技術(shù)領(lǐng)域：
[0002]本實(shí)用新型屬于影像辨識(shí)技術(shù)和影像辨識(shí)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種影像辨識(shí)控制系統(tǒng)。[0003]背景技術(shù)：
[0004]近年來(lái)，隨著人類社會(huì)的發(fā)展，自然界各種災(zāi)難的發(fā)生，以及疾病、工作、交通事故等原因造成四肢損傷或缺失的殘障人士數(shù)量明顯增加，他們由于四肢的缺失自理能力下降或喪失，導(dǎo)致日常生活帶來(lái)諸多的不便，慢慢就無(wú)法融入社會(huì)。目前，雖然殘障人士可以通過(guò)安裝假肢等裝置的方式來(lái)彌補(bǔ)四肢上的缺失問(wèn)題，例如[0005]來(lái)源于新華網(wǎng)一題名為“舌頭控制裝置”可望助殘的報(bào)道主要講述美國(guó)研究人員正打算給舌頭增加一項(xiàng)聽(tīng)似不可思議的新功能，即把它變成操縱桿，用于控制輪椅和計(jì)算機(jī)之類復(fù)雜電子設(shè)備。研究人員希望“舌頭驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)”能讓高位截癱殘障人士生活更方便。[0006]來(lái)源于中文業(yè)界信息站一題名為“美國(guó)大學(xué)新成果嘴當(dāng)計(jì)算機(jī)，牙當(dāng)鍵盤(pán)，舌頭負(fù)責(zé)敲擊鍵盤(pán)的消息”，主要介紹除了現(xiàn)有功能外，科研人員希望為舌頭增添另外一項(xiàng)功能成為其它電子產(chǎn)品的控制器。據(jù)國(guó)外媒體報(bào)導(dǎo)稱，佐治亞理工學(xué)院的研究人員相信， 舌頭控制的系統(tǒng)能夠使殘疾人的嘴成為計(jì)算機(jī)、牙齒成為鍵盤(pán)，舌頭將負(fù)責(zé)“敲擊鍵盤(pán)”。 佐治亞理工學(xué)院的一名助教梅薩姆表示，用戶可以通過(guò)舌頭完全控制這一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。[0007]來(lái)源于CCTV. com網(wǎng)站一題名為“印度新型鼠標(biāo)不用手指，動(dòng)動(dòng)舌頭就能操作”報(bào)道主要講述信息時(shí)代，計(jì)算機(jī)越來(lái)越普及。然而對(duì)于一些上肢活動(dòng)不便的殘疾人來(lái)說(shuō)，操作計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)卻并不容易。這件麻煩事兒或許在不久就能得到解決。因?yàn)?，印度一群工程系學(xué)生就專為殘障人士設(shè)計(jì)了一款能用舌頭操作的鼠標(biāo)。殘障人士使用這類裝置都能在日常生活中的起到一定效果，滿足一定的需要，但是安裝這類裝置的成本非常昂貴，對(duì)于絕大多數(shù)的殘障人士根本無(wú)法負(fù)擔(dān)該費(fèi)用，因此仍無(wú)法從根本止解決問(wèn)題，而且這類裝的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝困難，或多或少都要在殘障人士口部加裝零件，安裝、使用不方便，并且可操作功能少，又較為單一，還是無(wú)法滿足他們?cè)谌粘Ｉ钪械母鞣N需求。[0009]
實(shí)用新型內(nèi)容[0010]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用安裝方便的，生產(chǎn)成本低的且滿足殘障人士多種需求的影像辨識(shí)控制系統(tǒng)。[0011]本實(shí)用新型解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為[0012]一種影像辨識(shí)控制系統(tǒng)，包括有一主要用于采集獲取使用者臉部影像的影像采集單元，一主要用于對(duì)臉部影像進(jìn)行處理、定位和分析，并執(zhí)行和發(fā)送命令的計(jì)算機(jī)，一主要用于完成對(duì)與其連接的設(shè)備進(jìn)行操縱、控制的單片機(jī)，且所述影像采集單元、計(jì)算機(jī)和單片機(jī)依次導(dǎo)通連接。[0013]進(jìn)一步地，所述計(jì)算機(jī)包括有微處理芯片、影像處理單元、顯示屏，所述影像處理單元、顯示屏、影像采集單元和單片機(jī)均與所述微處理芯片導(dǎo)通連接，且所述影像處理單元至少包括有一定位分析模塊；[0014]所述影像處理單元是開(kāi)源計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù)。[0015]進(jìn)一步地，所述計(jì)算機(jī)還包括有分別用于與影像采集單元和單片機(jī)導(dǎo)通連接的第一數(shù)據(jù)接口和第二數(shù)據(jù)接口，且所述第一數(shù)據(jù)接口和第二數(shù)據(jù)接口均與所述微處理芯片導(dǎo)通連接；[0016]所述計(jì)算機(jī)還包括有用于與藍(lán)牙設(shè)備導(dǎo)通連接的第三數(shù)據(jù)接口，第三數(shù)據(jù)接口為藍(lán)牙接口，與所述微處理芯片導(dǎo)通連接。[0017]進(jìn)一步地，所述影像處理單元還可包括有用于進(jìn)一步提高影像辨識(shí)的準(zhǔn)確度和辨識(shí)速度的去噪、平滑和縮小等預(yù)處理模塊。[0018]進(jìn)一步地，所述單片機(jī)是一用作替代所述計(jì)算機(jī)的ARM單片機(jī)，其內(nèi)可移植有所述影像處理單元，并與所述影像采集單元導(dǎo)通連接。[0019]進(jìn)一步地，所述單片機(jī)與電動(dòng)輪椅的驅(qū)動(dòng)電路上的VCC、GND、Y、X四個(gè)輸入端導(dǎo)通連接，并通過(guò)其脈沖寬度調(diào)制對(duì)所述電動(dòng)輪椅實(shí)現(xiàn)操控；[0020]所述單片機(jī)還設(shè)有無(wú)線收發(fā)器，所述單片機(jī)內(nèi)含有遙控碼，與所述無(wú)線收發(fā)器組合構(gòu)成萬(wàn)能搖控器，實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍遙控設(shè)備的操控；[0021]所述無(wú)線收發(fā)器是紅外線收發(fā)器；[0022]所述顯示屏包括有一圖形用戶界面，含有通訊功能按鍵的顯示區(qū)域、繪畫(huà)功能按鍵的顯示區(qū)域、輪椅操控功能按鍵的顯示區(qū)域和無(wú)線遙控按鍵的顯示區(qū)域，且所述四個(gè)功能按鍵的顯示區(qū)域分別設(shè)于顯示屏的左上部、右上部、左下部和右下部。[0023]本實(shí)用新型的有益效果[0024]本實(shí)用新型通過(guò)上述技術(shù)方案，可讓殘障人士做一些自己喜愛(ài)做的事，使用和操作非常簡(jiǎn)單、方便、輕松，極大地減低他們因?yàn)槭ニ闹斐缮钌系牟槐?，解決在日常生活中遇到的困難，讓他們重新?lián)碛袩o(wú)障礙的生活，有助于他們自信心建立以及對(duì)未來(lái)生活的充滿希望，更快更易重新隔入社會(huì)，而且本控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低廉，一般殘障人士均有能力消費(fèi)，大大降低為此帶來(lái)的生活壓力，有效解決所有殘障人士的需求，并且影像處理單元采用功能非常強(qiáng)大的開(kāi)源計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù)OpenCV，可以大幅提升本控制系統(tǒng)的影像處理效率。
[0026]圖1是本實(shí)用新型所述一種影像辨識(shí)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖；[0027]圖2是本實(shí)用新型所述一種影像辨識(shí)控制系統(tǒng)與外部設(shè)備連接的結(jié)構(gòu)示意框圖；[0028]圖3是本實(shí)用新型所述一種影像辨識(shí)控制系統(tǒng)連接電動(dòng)輪椅的電路圖；[0029]圖4是本實(shí)用新型所述一種影像辨識(shí)控制系統(tǒng)的顯示屏的界面結(jié)構(gòu)示意圖；[0030]圖5是本實(shí)用新型所述一種影像辨識(shí)控制系統(tǒng)的各功能的操作界面結(jié)構(gòu)示意圖；[0031]圖6是本實(shí)用新型所述一種影像辨識(shí)控制系統(tǒng)的啟動(dòng)通訊功能按鍵后各操作界面的結(jié)構(gòu)示意圖；[0032]圖7是本實(shí)用新型所述一種影像辨識(shí)控制系統(tǒng)的啟動(dòng)繪畫(huà)功能按鍵后各操作界面的結(jié)構(gòu)示意圖；[0033]圖8是本實(shí)用新型所述一種影像辨識(shí)控制系統(tǒng)的控制方法的流程圖；[0034]圖9是本實(shí)用新型所述一種影像辨識(shí)控制系統(tǒng)的控制方法中步驟B的流程圖。[0035]說(shuō)明書(shū)附圖標(biāo)記說(shuō)明[0036]1、影像采集單元，2、計(jì)算機(jī)，21、微處理芯片，22、影像處理單元，221、定位分析模塊，23、顯示屏，24、第一數(shù)據(jù)接口，25、第二數(shù)據(jù)接口，26、第三數(shù)據(jù)接口，3、單片機(jī)，31、第四數(shù)據(jù)接口，32、無(wú)線(紅外線)收發(fā)器，4、電動(dòng)輪椅，41、驅(qū)動(dòng)電機(jī)，42、驅(qū)動(dòng)電路。[0037]具體實(shí)施方式[0038]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。[0039]如圖1中所示[0040]本實(shí)用新型提供了一種影像辨識(shí)控制系統(tǒng)，包括有影像采集單元1、計(jì)算機(jī)2和單片機(jī)3。影像采集單元I是攝像頭，主要用于采集獲取使用者臉部影像；計(jì)算機(jī)2主要用于對(duì)臉部影像進(jìn)行處理、定位和分析，并執(zhí)行和發(fā)送命令，其包括有微處理芯片21、影像處理單元22、顯示屏23、第一數(shù)據(jù)接口 24、第二數(shù)據(jù)接口 25和第三數(shù)據(jù)接口 26，且所述影像處理單元22、顯示屏23、第一數(shù)據(jù)接口 24、第二數(shù)據(jù)接口 25和第三數(shù)據(jù)接口 26均與微處理芯片21導(dǎo)通連接；其中，影像處理單元22可以是開(kāi)源計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù)(OpenCV)，至少包括有定位分析模塊221，主要用于對(duì)臉部上特定部位進(jìn)行定位、分析，第一數(shù)據(jù)接口 24和第二數(shù)據(jù)接口 25可均為USB接口，分別通過(guò)數(shù)據(jù)線與攝像頭I和單片機(jī)3導(dǎo)通連接，第三數(shù)據(jù)接口 26 是一藍(lán)牙接口，用于與外圍藍(lán)牙設(shè)備(如藍(lán)牙手機(jī)，該藍(lán)牙手機(jī)內(nèi)包含有通過(guò)用Python S60 寫(xiě)的發(fā)送短信息、求助信號(hào)等程序。)配對(duì)連接，實(shí)現(xiàn)相互通訊；單片機(jī)3是AVR單片機(jī)，如 ATmegal6芯片或ATmega32芯片，主要用于完成對(duì)與其連接的設(shè)備(如輪椅、電視、風(fēng)扇等) 進(jìn)行操縱、控制。[0041]本實(shí)用新型所述影像辯識(shí)控制系統(tǒng)的工作原理首先，攝像頭I采集、獲取使用者臉部影像信息，并傳輸至計(jì)算機(jī)2 ;然后，計(jì)算機(jī)2經(jīng)第一數(shù)據(jù)接口 25接收到臉部影像信息后，微處理芯片21與影像處理單元22共同對(duì)臉部影像信息的特定部位(如舌頭、口部、牙齒和眼睛中的一種或多種)進(jìn)行定位、分析，并根據(jù)分析結(jié)果執(zhí)行和發(fā)送相應(yīng)功能指令，功能指令經(jīng)第二數(shù)據(jù)接口 25傳輸給單片機(jī)3，或者經(jīng)第三數(shù)據(jù)接口 26傳輸至藍(lán)牙設(shè)備；最后， 單片機(jī)3根據(jù)接收到的功能指令調(diào)取相應(yīng)的程序模塊對(duì)輪椅、電視、風(fēng)扇等設(shè)備進(jìn)行操縱、 控制，或者藍(lán)牙設(shè)備根據(jù)功能指令完成相應(yīng)功能操作。例如以舌頭和口部作為操控的特定部位，使用者只要伸出舌頭并輕微地移動(dòng)舌頭的頭部，計(jì)算機(jī)2的微處理芯片21與影像處理單元22共同找出由攝像頭I采集的臉部信息中的舌頭位置，進(jìn)行定位、分析，從而控制計(jì)算機(jī)2顯示屏23上對(duì)象的移動(dòng)，然后以口部的開(kāi)合動(dòng)作視為點(diǎn)擊，最后計(jì)算機(jī)2向單片機(jī) 3發(fā)送功能指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)輪椅、電視、風(fēng)扇等設(shè)備進(jìn)行操縱、控制。[0042]這樣，本實(shí)用新型所述影像辨識(shí)控制系統(tǒng)可讓殘障人士 (尤其四肢殘缺人士)做一些自己喜愛(ài)做的事，使用和操作非常簡(jiǎn)單、方便、輕松，極大地減低他們因?yàn)槭ニ闹斐缮钌系牟槐?，解決在日常生活中遇到的困難，讓他們重新?lián)碛袩o(wú)障礙的生活，有助于他們自信心建立以及對(duì)未來(lái)生活的充滿希望，而且本控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低廉，一般殘障人士均有能力消費(fèi)，大大降低為此帶來(lái)的生活壓力，有效解決所有殘障人士的需求，并且影像處理單元22采用功能非常強(qiáng)大的開(kāi)源計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù)OpenCV，可以大幅提升本控制系統(tǒng)的影像處理效率。[0043]當(dāng)然，所述攝像頭I可通過(guò)一掛置在頸上的固定支架放置在使用者臉部的前方， 方便臉部影像的采集，而且該固定支架由具備高度可塑性材料(如蛇管)制做而成，能自由彎曲并固定在某一特定角度，從而調(diào)節(jié)攝像頭I的位置、攝影角度，使用更方便，加上固定支架可采用空心設(shè)計(jì)，重量很小，可以很長(zhǎng)時(shí)間地掛置在頸上，并且其內(nèi)藏?cái)z像頭I的數(shù)據(jù) 傳輸線，從而可使攝像頭I與固定支架一體化；所述攝像頭I還可以是計(jì)算機(jī)2附屬的一體 化部件，即可省去第一數(shù)據(jù)接口 24 ;所述影像處理單元22還可包括有用于進(jìn)一步提高影 像辨識(shí)的準(zhǔn)確度和辨識(shí)速度的去噪、平滑和縮小等預(yù)處理模塊；本系統(tǒng)還可包括有一現(xiàn)有 的普通的自動(dòng)感光調(diào)節(jié)光源模塊，該自動(dòng)感光調(diào)節(jié)光源模塊與所述微處理芯片21導(dǎo)通連 接，解決本系統(tǒng)在黑暗環(huán)境下無(wú)法辨識(shí)的問(wèn)題，進(jìn)一步提升其辨識(shí)能力。[0044]如圖2和圖3中所示[0045]本實(shí)用新型所述影像辨識(shí)控制系統(tǒng)中的單片機(jī)3上設(shè)有第四數(shù)據(jù)接口 31，使用時(shí) 通過(guò)數(shù)據(jù)線與電動(dòng)輪椅4外設(shè)有的連接接口 43連接，該連接接口 43與電動(dòng)輪椅4內(nèi)設(shè)的 驅(qū)動(dòng)電路42上的VCC(5V)、GND、Y、X四個(gè)輸入端導(dǎo)通連接，即單片機(jī)3與驅(qū)動(dòng)電路42上的 VCC、GND、Y、X四個(gè)輸入端導(dǎo)通連接，這樣，單片機(jī)3利用其脈沖寬度調(diào)制(PWM)來(lái)仿真改變 X信號(hào)線或Y信號(hào)線輸出給驅(qū)動(dòng)電機(jī)41的電壓值，從而對(duì)輪椅的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)進(jìn) 操縱和控制，解決殘障人士自己操控輪椅的問(wèn)題，簡(jiǎn)單、輕松，而且只需通過(guò)一數(shù)據(jù)線將單 片機(jī)3和電動(dòng)輪椅4連接即可，安裝非常簡(jiǎn)單、方便、快捷。另外，單片機(jī)3上還設(shè)有無(wú)線收 發(fā)器32，該無(wú)線收發(fā)器32可以是紅外線收發(fā)器(二極管收發(fā)器)，單片機(jī)3內(nèi)含有遙控碼，單 片機(jī)3和紅外線收發(fā)器32組合構(gòu)成萬(wàn)能搖控器，其遙控原理與現(xiàn)有普通萬(wàn)能搖控器的遙控 原理相同，在此不再贅述；當(dāng)單片機(jī)3接收到計(jì)算機(jī)2發(fā)送過(guò)來(lái)的功能指令后，便調(diào)取其相 應(yīng)的遙控制碼并通過(guò)紅外線收發(fā)器32對(duì)電視、風(fēng)扇等外圍遙控設(shè)備進(jìn)行操縱、控制，進(jìn)一 步加強(qiáng)了本控制系統(tǒng)的功能，解決殘障人士日常生活中多種家電需求的問(wèn)題，使用十分方 便，極大地提高了他們的自理能力，同時(shí)相應(yīng)地減輕了家人的負(fù)擔(dān)。[0046]當(dāng)然，所述控制系統(tǒng)(即單片機(jī)3)與電動(dòng)輪椅4 (即驅(qū)動(dòng)電路42)之間也可通過(guò)無(wú) 線連接。[0047]如圖4至圖7中所示[0048]本實(shí)用新型所述的影像辨識(shí)控制系統(tǒng)的顯示屏23，包括有一利用Qt制作的圖形 用戶界面，含有通訊功能按鍵的顯示區(qū)域231、繪畫(huà)功能按鍵的顯示區(qū)域232、輪椅操控功 能按鍵的顯示區(qū)域233和無(wú)線遙控按鍵的顯示區(qū)域234，且該四個(gè)功能按鍵的顯示區(qū)域分 別設(shè)于顯示屏23的左上部、右上部、左下部和右下部，可以通過(guò)讀取MASK圖片的RGB值中 的第一位顏色值的數(shù)值來(lái)得知特定部位所處的功能按鍵位置。例如該四個(gè)功能按鍵在顯示 屏 23 上的區(qū)域?yàn)?1，255，255),(2,255, 255),(3,255, 255)和(4，255，255)，當(dāng)找到舌 頭位置(320，240)時(shí)，會(huì)從MASK圖片中檢測(cè)(320，240)的點(diǎn)的第一色彩值，若為255時(shí) 即未觸發(fā)，若為1，2，3，4則是代表舌頭在相應(yīng)功能按鍵區(qū)域上，觸發(fā)相應(yīng)功能指令。另外， 四個(gè)功能按鍵啟動(dòng)后都有其各自的控制界面，使用分頁(yè)跳頁(yè)模式，各自獨(dú)立的頁(yè)面，清晰易 用，且各獨(dú)立頁(yè)面都有專門的設(shè)計(jì)，以解決不同功能的需要，其中，啟動(dòng)通訊功能按鍵231 還可進(jìn)入一虛擬鍵盤(pán)按鍵界面，包括有字母鍵、數(shù)字和符號(hào)切換按鍵、空格鍵、刪除鍵、提交 鍵和求救鍵(SOS)，且每個(gè)字母鍵內(nèi)含四個(gè)字母，當(dāng)觸發(fā)了按鍵，就會(huì)彈出四個(gè)字母讓用戶 選擇，以完成發(fā)送信息內(nèi)容的輸入，在緊急情況時(shí)只要按下求救鍵即可馬上通過(guò)藍(lán)牙手機(jī) 發(fā)出求救信號(hào)；啟動(dòng)繪畫(huà)功能按鍵232即可進(jìn)行繪畫(huà)界面、新建和保存等功能選擇界面、畫(huà) 筆選擇界面、顏色選擇界面。[0049]當(dāng)然，所述通訊功能按鍵的顯示區(qū)域231、繪畫(huà)功能按鍵的顯示區(qū)域232、輪椅操控功能按鍵的顯示區(qū)域233和無(wú)線遙控按鍵的顯示區(qū)域234還可在顯示屏23中單一右邊 和下邊直行排列分布；還可將舌頭點(diǎn)設(shè)置為只有在功能按鍵上時(shí)才顯示，有效改善了舌頭 點(diǎn)亂飛的問(wèn)題。所述單片機(jī)3可采用ARM單片機(jī)，其內(nèi)可移植有影像處理單元22，并與影像 采集單元I導(dǎo)通連接，從而替代獨(dú)立部件計(jì)算機(jī)2，整個(gè)控制系統(tǒng)將可縮小成如手機(jī)、相機(jī) 一樣尺寸，大大提高其便攜性，使用更方便。[0050]另外，所述的影像辨識(shí)控制系統(tǒng)的單片機(jī)3通過(guò)串口與外部計(jì)算機(jī)(該計(jì)算機(jī)支 持串口或者有USB轉(zhuǎn)串口模塊)，單片機(jī)3即可把鍵盤(pán)按鍵健值通過(guò)串口發(fā)送給計(jì)算機(jī)， 并通過(guò)串口鍵值模擬程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)的操縱；或者采用硬件模擬方式，通過(guò)單片機(jī)(如 ArduinoBoardMega2560芯片)3直接模擬USB接口，然后只需把電路板上的8u2芯片韌件 (firmware)中的韌件文件修改成Arduino-keyboard-O. 2. hex (韌件文件)，即將韌件文件 Arduino-keyboard-O. 2. hex寫(xiě)入到8u2芯片中，這樣單片機(jī)3便成為一個(gè)USB HID裝置,單 片機(jī)3即可直接輸出鍵盤(pán)按鍵，并發(fā)送給計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)的操縱。本影像辨識(shí)控制系 統(tǒng)即變?yōu)橐粋€(gè)鍵盤(pán)鼠標(biāo)裝置，控制任何計(jì)算機(jī)裝置。[0051]如圖8和圖9中所示[0052]圖8是本實(shí)用新型所述影像辨識(shí)控制系統(tǒng)的控制方法的流程圖，其包括有以下步 驟[0053]步驟A.攝像頭I采集、獲取使用者臉部影像，并發(fā)送至計(jì)算機(jī)2 ；[0054]步驟B.計(jì)算機(jī)2的微處理器21與影像處理單元22共同完成對(duì)臉部影像的特定 部位進(jìn)行定位和分析處理，并向單片機(jī)3或藍(lán)牙設(shè)備發(fā)出相應(yīng)功能指令；[0055]步驟C.單片機(jī)3或者藍(lán)牙設(shè)備根據(jù)接收到的功能指令完成相應(yīng)功能操作。[0056]圖9是圖8所述控制方法中步驟B的流程圖，包括有以下步驟[0057]步驟B1.找出特定部位的位置，得到其所在的區(qū)域；即通過(guò)順序判斷臉部影像中 各點(diǎn)的RGB值是否與指定值相符或通過(guò)一個(gè)小方塊順序判斷臉部影像中是否包含相似的 方塊來(lái)找尋特定部位的位置，或者先將整個(gè)臉部影像上各點(diǎn)的RGB值轉(zhuǎn)換為HSV值，然后進(jìn) 行二值化，得到一個(gè)黑白的影像，白色部分是特定部位的位置，其重心位置便是目標(biāo)位置， 也就是由RGB色彩空間轉(zhuǎn)至和人類識(shí)別顏色差不多的HSV空間，去掉不是接近特定部位顏 色的部分，再?gòu)氖Ｏ碌牟糠种姓页鲋匦?，重心位置便是目?biāo)位置了，最后根據(jù)特定部位的位 置計(jì)算出其在顯示屏23上相對(duì)應(yīng)的區(qū)域；[0058]步驟B2.判斷特定部位在顯示屏23上的區(qū)域是否與顯示屏23上按鍵的顯示區(qū)域 是否重疊或部分重疊，“是”則執(zhí)行延時(shí)確認(rèn)程序(步驟B3 B6)，“否”則執(zhí)行步驟BI ；[0059]步驟B3.判斷特定部位在顯示屏23上的區(qū)域是否與上一次相同，“是”則執(zhí)行步驟 B4，“否”則執(zhí)行步驟B5 ；[0060]步驟B4.記錄特定部位在顯示屏23上的區(qū)域的ID，并累加計(jì)算特定部位停留時(shí)間 (times)；[0061]步驟B5.記錄特定部位在顯示屏23上的區(qū)域的ID，并重新初始化特定部位停留時(shí) 間(times)的值；[0062]步驟B6.判斷特定部位停留時(shí)間(times)是否達(dá)到指定值，“是”則執(zhí)行步驟B7， “否”則執(zhí)行步驟BI ；[0063]步驟B7.觸發(fā)并發(fā)出相應(yīng)的功能指令。[0064]這樣，殘障人士即可通過(guò)控制其臉部特定部位(舌頭、口部、牙齒、眼睛)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì) 輪椅、電視、風(fēng)扇等操控，操作簡(jiǎn)單，滿足他們?cè)谌粘Ｉ钪械男枨?，而且延時(shí)確認(rèn)模塊，有 效防止特定部位點(diǎn)在某個(gè)按鍵上(也就是特定部位在顯示屏23上的區(qū)域與按鍵區(qū)域重疊 或部分重疊)時(shí)馬上觸發(fā)相關(guān)功能，避免造成錯(cuò)誤選擇，大大減少錯(cuò)誤觸發(fā)功能的情況出 現(xiàn)。[0065]當(dāng)然，在執(zhí)行步驟BI前還可以對(duì)臉部影像進(jìn)行去噪、平滑和縮小等預(yù)處理，可進(jìn) 一步提高影像辨識(shí)的準(zhǔn)確度和辨識(shí)速度；而且為了進(jìn)一步提升程序運(yùn)行的速度和效率，在 執(zhí)行步驟BI時(shí)，本控制方法還采用了智能區(qū)塊搜索方式，即在上一次確定特定部位位置 的基礎(chǔ)上，將本次搜尋范圍為上一次確定特定部位位置向周圍擴(kuò)增一定距離所形成的范 圍，例如上一次確定舌頭的位置坐標(biāo)為(120，200)，則本次舌頭的搜尋范圍只要在該坐標(biāo) 向上下左右擴(kuò)增Z范圍，也就是為rect(120-z，200-z, 120+z, 200+z)，大大縮小了搜尋 范圍，便可減少運(yùn)算，提升程序運(yùn)行速度和效率，如果連續(xù)數(shù)次找不到舌頭位置，才尋找整 張影像。[0066]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選技術(shù)方案對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能 認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視 為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種影像辨識(shí)控制系統(tǒng)，其特征在于包括有一主要用于采集獲取使用者臉部影像的影像采集單元(1)，一主要用于對(duì)臉部影像進(jìn)行處理、定位和分析，并執(zhí)行和發(fā)送命令的計(jì)算機(jī)(2)，一主要用于完成對(duì)與其連接的設(shè)備進(jìn)行操縱、控制的單片機(jī)(3)，且所述影像采集單元(I)、計(jì)算機(jī)(2 )和單片機(jī)(3 )依次導(dǎo)通連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種影像辨識(shí)控制系統(tǒng)，其特征在于所述計(jì)算機(jī)(2)還包括有分別用于與影像采集單元(I)和單片機(jī)(3 )導(dǎo)通連接的第一數(shù)據(jù)接口( 24)和第二數(shù)據(jù)接口(25)，且所述第一數(shù)據(jù)接口(24)和第二數(shù)據(jù)接口(25)均與所述計(jì)算機(jī)(2)設(shè)有的微處理芯片(21)導(dǎo)通連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種影像辨識(shí)控制系統(tǒng)，其特征在于所述計(jì)算機(jī)(2)還包括有用于與藍(lán)牙設(shè)備導(dǎo)通連接的第三數(shù)據(jù)接口( 26)，第三數(shù)據(jù)接口( 26)為藍(lán)牙接口，與所述微處理芯片(21)導(dǎo)通連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的一種影像辨識(shí)控制系統(tǒng)，其特征在于所述單片機(jī)(3)是一用作替代所述計(jì)算機(jī)(2)的移植有影像處理單元(22)的ARM單片機(jī)，并與所述影像采集單元(I)導(dǎo)通連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的一種影像辨識(shí)控制系統(tǒng)，其特征在于所述單片機(jī)(3)與電動(dòng)輪椅(4)的驅(qū)動(dòng)電路(42)上的VCC、GND、Y、X四個(gè)輸入端導(dǎo)通連接，并通過(guò)其脈沖寬度調(diào)制對(duì)所述電動(dòng)輪椅(4)實(shí)現(xiàn)操控。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種影像辨識(shí)控制系統(tǒng)，其特征在于所述單片機(jī)(3)還設(shè)有無(wú)線收發(fā)器(32)，所述單片機(jī)(3)內(nèi)含有遙控碼，與所述無(wú)線收發(fā)器(32)組合構(gòu)成萬(wàn)能搖控器，實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍遙控設(shè)備的操控。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種影像辨識(shí)控制系統(tǒng)，其特征在于所述無(wú)線收發(fā)器(32)是紅外線收發(fā)器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種影像辨識(shí)控制系統(tǒng)，包括有一主要用于采集獲取使用者臉部影像的影像采集單元，一主要用于對(duì)臉部影像進(jìn)行處理、定位和分析，并執(zhí)行和發(fā)送命令的計(jì)算機(jī)，一主要用于完成對(duì)與其連接的設(shè)備進(jìn)行操縱、控制的單片機(jī)，且所述計(jì)算機(jī)包括有微處理芯片、影像處理單元、顯示屏，所述影像處理單元、顯示屏、影像采集單元和單片機(jī)均與微處理芯片導(dǎo)通連接。這樣，殘障人士通過(guò)本實(shí)用新型即可做一些自己喜愛(ài)做的事，使用和操作非常簡(jiǎn)單、方便、輕松，解決他們?cè)谌粘Ｉ钪杏龅降睦щy和不便，重新?lián)碛袩o(wú)障礙的生活，而且本控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低廉，一般殘障人士均有能力消費(fèi)，降低為此帶來(lái)的生活壓力，有效解決所有殘障人士的需求。
文檔編號(hào)G06F3/01GK202854703SQ201220070879
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者梁嘉俊, 劉冠華 申請(qǐng)人:鏡平學(xué)校中學(xué)部