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SurajMulla, Vishal Dubal, KedarVaze, B.P.Kulkarni教授
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有关文章载于Pubmed,谷歌学者 |
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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。 |
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。 |
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。 |
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 |
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