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安全电视观看的实时人脸检测系统

SurajMulla, Vishal Dubal, KedarVaze, B.P.Kulkarni教授
  1. 工程技术工程系工学学士。,P.V.P.I.T, Budhgaon, Sangli, Maharashtra, India
  2. 工程技术工程系工学学士。,P.V.P.I.T, Budhgaon, Sangli, Maharashtra, India
  3. 工程技术工程系工学学士。,P.V.P.I.T, Budhgaon, Sangli, Maharashtra, India
  4. 勘探与工程学系助理教授,P.V.P.I.T, Budhgaon, Sangli, Maharashtra, India
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摘要

当一个人靠近电视并在特定的距离停留一段时间时,这个系统就会出现在画面中,因为这对我们的视力是危险的,电视就会自动关闭。该系统是在人脸检测概念的基础上,进一步利用图像处理技术实现的。电视系统控制采用单片机P89V51RD2进行。

关键字

近距离,电视屏幕,摄像头,人脸检测,微控制器。

我的介绍。

电视是当今最受欢迎的娱乐系统之一,但它也带来了一些缺点,持续或频繁地看电视会影响人类的自然视力。从较近的距离看电视会严重影响视力;孩子们经常这样做,他们可能在很小的时候就不得不戴上带有沉重数字的眼镜。当一个人靠近电视并在特定的距离停留特定的时间时,这个系统就会进入画面,因为这对我们的视力是危险的,电视会自动关闭。该系统是在人脸检测概念的基础上,进一步利用图像处理技术实现的。电视系统的控制将采用单片机和音视频工程来实现。
为了克服电视对人眼的伤害,我们开发了一种基于人脸检测的系统。当一个人靠近电视机时,他/她的脸就会被摄像机捕捉到。如果他/她靠近电视,那么捕获的图像将与给定的模板相关联。如果关联成功,信号将被发送到微控制器进行进一步处理。如果这个人在那里停留了指定的时间间隔,蜂鸣器就会开始响,警告这个人往回走。如果这个人仍然停留在相同的位置,那么一段时间后电视将自动关闭。然而,如果宠物走过或走过电视屏幕,它不会自动关闭,因为该系统仅对人脸进行检测。此外,如果一个人只是穿过电视屏幕[2]的外围,系统将不会关闭。

2现有的工作

家庭环境中基于存在感检测和用户定位的智能音频/视频播放控制:本项目设计和实现了一个简单的基于软件的家庭控制平台,用于音频/视频设备的自动控制。该系统促进了各种住宅传感器的集成,重点是用户的定位和存在检测。对于存在检测和定位,我们使用了三种最常用的技术:视觉(3D摄像机)、音频(麦克风阵列)和被动红外(PIR传感器)。主控制器将有关用户位置的信息解释为发出到UPnP/DLNA渲染设备(PC、电视或音频系雷竞技官网统)列表的命令。当前的距离和用户的位置可以激活、中止或改变视频演示,暂停和继续播放,根据从传感器检索到的信息和所谓的环境行为模式中描述的动作,自动放大声音或静音。系统自动响应检测到的位置的方式是可控和可变的,它是通过执行代表行为模式的XML文档-脚本来定义的。通过使用易于访问的用户界面,用户能够选择一个可用的脚本或准备一个新的脚本,并在房间中设置不同的音频/视频模式,类似于在移动电话上切换配置文件。该系统不局限于存在检测和音频/视频控制。通过对行为脚本的简单修改,控制器可以不引人注目地解释来自不同传感器的数据,控制各种家用电器[5][6][7][8]。

3方法

本文包括以下步骤[1][4]:
step -1使用“视频输入”功能,通过网络摄像头捕捉实时图像。将图像存储在变量[4]中。
STEP-2然后从捕获的图像中提取样本数量,将它们存储到另一个变量中。
STEP-3显示捕获的图像。
如果需要,将数字窗口放大至全屏。
通过指定一个特定的文件名(在本例中为' my1image.jpg ')将此图像保存到磁盘,即计算机内存中。
然后将图像写入文件名,从文件名的扩展名推断要使用的格式。
STEP-7通过回忆将图像输入到MATLAB中。
STEP-8将召回的图像转换为灰度,即RGB到灰度的转换。
然后在“图像工具2”中使用命令“imview(K)”查看捕获的图像,以便可以近距离观察图像属性(如像素位置等)。
STEP-10选择合适的“模板”,将该模板转换为灰度,进行适当的归一化互相关,如下图1和图2所示。
图像
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step -12每个图像捕获过程通过使用' pause(n) '命令延迟' n '秒,该命令在继续执行前暂停' n '秒,其中' n '可以是任何非负实数(在程序中给定n=5)。
step -13只要检测到人脸,警报就会响起(如前面的结果所示),下一次电视就会关闭,如果没有检测到人脸,电视就会一直开着,警报也不会响起。Alarm ON会向观看者发出警告,要求其离开电视一定距离。

四、提出的方法

人脸检测的模板匹配方法:
模板匹配的一种基本方法是使用卷积掩码(模板),它针对我们想要检测的搜索图像的特定特征进行定制。该技术可以很容易地在灰色图像或边缘图像上执行。卷积输出在图像结构与掩码结构匹配的地方最高,在那里大的图像值乘以大的掩码值。
这种方法通常通过首先挑选出搜索图像的一部分作为模板来实现:我们将搜索图像称为S(x, y),其中(x, y)表示搜索图像中每个像素的坐标。我们称模板为T(x T, y T),其中(xt, yt)表示模板中每个像素的坐标。然后,我们简单地将模板T(x T, y T)的中心(或原点)移动到搜索图像中的每个(x, y)点上,并计算S(x, y)和T(xt, yt)中的系数在模板张成的整个区域上的乘积和。由于考虑了模板相对于搜索图像的所有可能位置,得分最高的位置为最佳位置。这种方法有时被称为“线性空间过滤”,模板称为过滤器蒙版。
设计流程:
本课题论文的设计流程如下图所示。无花果。
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建设:
嵌入式摄像机将安装在电视机上方,微控制器将通过它们各自的继电器开关控制电视机和报警器的开关。将使用一个串行端口RS232,以便相机捕获的数据可以串行发送到微控制器。
当一个人的脸出现在离电视机很近的地方时,他/她的面部图像将被自动捕获。如果这个人在同一位置停留的时间超过阈值,那么微控制器首先会发出警报,警告这个人离开,如果他/她仍然呆在电视机附近,那么微控制器将通过继电器开关关闭电视。

五、实验结果

输出包括一系列要遵循的步骤,如方法部分所述。图7展示了本项目的原始实验设置,包括一台内置摄像头的笔记本电脑和一个微控制器(P89V51RD2)套件。基于人脸检测结果[3]的Keil μvision4模拟器结果如图8、图9所示。
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六、结论与未来范围

结论:
本文证明了该系统具有较强的通用性和多用途性,并可在今后的应用范围内实现。这也是一种有效的基于人脸检测的控制方案。
未来的范围:
内部信息显示:不需要关闭电视,而是可以通过电视显示“保持安全距离”等信息,这样就不会打扰电视观众,只会起到警告的作用。知名电视制作公司或DTH服务提供商,他们可以实施这一技术来描绘他们的电视形象为眼睛照顾电视,这将沉迷于电视观众的感官。
博物馆和历史遗产的安全目的:像博物馆这样的地方,那里收藏了许多珍贵的和古老的东西,这些东西应该被长期保存。这些物品具有一定的历史重要性。该系统是基于人脸检测的,因此它可以防止人类进入限制区域。很多时候,人们普遍观察到一些游客试图破坏或触摸博物馆里的东西。系统会立即提醒值班的保安人员对此类人员采取必要的补救措施。
工业安全:重型或大型工业涉及许多化学罐车,毒气室,威胁人类生命。许多严重的事故可能会发生,作为补救措施,必须保持安全距离。该系统适用于高压地区,也适用于大型跨国软件公司的服务器机房安全。

参考文献

  1. Brian R, Hunt, Ronald L.Lipsman, Jonathan M. Rosenberg编写的MATLAB指南。
  2. 《基本电视和视频系统》B. Grob, C. E. Herndon著。
  3. 8051微控制器和外设Muhammad Ali Mazidi。
  4. Rafael C. Gonzalez和Richard E. Woods使用MATLAB进行数字图像处理。
  5. M. Weiser,“21世纪的计算机”,ACM SIGMOBILE移动计算与通信Rev.,第3卷,no. 3。3, 1999,第3- 11页。
  6. UPnP论坛,UPnP设备架构1.1版,2008。
  7. 数字生活网络联盟,www.dlna.org。
  8. M. Z.比利卡,I.帕普,N.特斯利克,JM。Coulon“基于机顶盒的家庭控制器”,第十四届国际会议主持人。2010年消费电子研讨会,布伦瑞克,德国。
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