專利名稱：一種多功能智能數(shù)碼相框的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型的多功能智能數(shù)碼相框，該智能數(shù)碼相框基于嵌入式系統(tǒng)的開放系統(tǒng)，具有手勢(shì)操作和人臉識(shí)別的功能。
背景技術(shù)：
相框是家庭中不可或缺的家具之一，能夠?yàn)榉块g增添不少美好的回憶或絢麗的裝飾。而今，數(shù)字信息技術(shù)應(yīng)用到了不同的領(lǐng)域，也應(yīng)用到了家庭之中，比如，現(xiàn)在比較流行的名詞“智能家居”就體現(xiàn)了數(shù)字信息技術(shù)為人們帶來了方便，舒適，安全的家庭體驗(yàn)。數(shù)碼相框就是智能家居的一部分，然而現(xiàn)今市場(chǎng)上大多數(shù)的數(shù)碼相框僅僅具有照片顯示的功能，其用戶體驗(yàn)并不是太理想。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種增強(qiáng)人機(jī)互動(dòng)性的數(shù)碼相框。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供了一種多功能智能數(shù)碼相框，包括殼體及人機(jī)交互模塊，在殼體內(nèi)設(shè)有主控單元，主控單元由電源模塊提供電力，主控單元通過通信模塊傳輸數(shù)據(jù)，人機(jī)交互模塊包括觸摸屏模塊，觸摸屏模塊與主控單元相連，觸摸屏模塊的觸摸屏設(shè)于殼體的操作及顯示面上，其特征在于人機(jī)交互模塊還包括與主控單元相連的雙攝像頭模塊、人臉識(shí)別模塊及手勢(shì)識(shí)別模塊，人臉識(shí)別模塊與手勢(shì)識(shí)別模塊同時(shí)連接雙攝像頭模塊，雙攝像頭模塊的兩個(gè)攝像頭皆設(shè)于殼體的操作及顯示面上。優(yōu)選地，所述電源模塊包括各自獨(dú)立的外接電源接口及太陽能充電板。優(yōu)選地，所述通信模塊包括分別與所述主控單元相連的藍(lán)牙設(shè)備及USB接口。優(yōu)選地,在所述殼體的操作及顯示面上設(shè)有LED燈及感光元件,LED燈及感光元件分別與所述主控單元相連。優(yōu)選地，所述主控單元還連接溫度傳感器。優(yōu)選地,所述主控單元還連接SD擴(kuò)展卡單元。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是(I)基于嵌入式系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫技術(shù)，OpenCV圖像庫函數(shù)的開放性平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了智能數(shù)碼相框。(2)增加攝像頭器件，采集人臉圖像和手勢(shì)圖像。(3)加入人臉識(shí)別模塊，使得傳統(tǒng)的數(shù)碼相框更為智能化，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)的照片通過人臉識(shí)別模塊，將照片中的人臉特征信息識(shí)別出來分類，作為標(biāo)準(zhǔn)人臉庫存儲(chǔ)在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中。另外通過單個(gè)攝像頭將采集到的人臉特征與數(shù)據(jù)庫中的人臉特征匹配，找到相對(duì)應(yīng)的用戶照片，并以幻燈片的形式一一播放該用戶的照片，而且識(shí)別的效率更高。(4)加入手勢(shì)識(shí)別模塊，可通過雙攝像頭從采集的實(shí)時(shí)場(chǎng)景圖像中獲取手勢(shì)區(qū)域，采集到的手勢(shì)動(dòng)作經(jīng)過手勢(shì)圖像模塊處理得到目標(biāo)手勢(shì)的連續(xù)三維坐標(biāo)；并進(jìn)行手勢(shì)的特征提取，數(shù)據(jù)融合，得到運(yùn)動(dòng)手勢(shì)的軌跡；將該手勢(shì)運(yùn)動(dòng)的特征與手勢(shì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行匹配，判斷該手勢(shì)是否為當(dāng)前播放的特定圖像文件中的手勢(shì)類型標(biāo)記。若匹配成功，表明該手勢(shì)是同一類手勢(shì)，則控制電路發(fā)出指令，使得數(shù)碼相框中從官網(wǎng)上下載的特定圖像文件中的活動(dòng)元素動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)手勢(shì)控制相框中圖片文件內(nèi)容顯示的動(dòng)態(tài)效果。例如五個(gè)手指握緊，數(shù)碼相框中顯示的手勢(shì)圖片中的花朵自動(dòng)閉合；五指伸開，則該數(shù)碼相框中的花朵緩緩綻開；一個(gè)手指劃圓圈，則相框中該手勢(shì)圖片中的風(fēng)車在轉(zhuǎn)動(dòng)。手勢(shì)識(shí)別功能可以使相框?yàn)橛脩籼峁o限樂趣。(5)增加了自適應(yīng)調(diào)節(jié)的LED燈，通過了感光傳感器，實(shí)現(xiàn)了數(shù)碼相框隨外界的光亮程度自動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)燈亮度，可在晚上照亮數(shù)碼相框前面環(huán)境，使得數(shù)碼相框更好的與黑暗環(huán)境融合，消除無LED燈時(shí)數(shù)碼相框可能對(duì)人眼的刺激，從而獲得更加舒服和柔美的視覺體驗(yàn)。(6)增加了藍(lán)牙模塊，用戶可以隨時(shí)使用其他有藍(lán)牙功能的設(shè)備，如電腦或手機(jī)，與數(shù)碼相框藍(lán)牙模塊建立連接，將新照片傳輸?shù)綌?shù)碼相框并顯示，使相框的使用方便而簡(jiǎn)單。(7)增加了太陽能充電模塊，實(shí)現(xiàn)了數(shù)碼相框可以采集周圍太陽能量，給數(shù)碼相框充電，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能環(huán)保。

圖I為實(shí)施例中的數(shù)碼相框的背面；圖2為實(shí)施例中的數(shù)碼相框的正面； 圖3為實(shí)施例中的數(shù)碼相框的硬件系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型更明顯易懂，茲以一優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。如圖I至圖3所示，本實(shí)施例公開了一種多功能智能數(shù)碼相框，包括殼體，殼體的正面為操作及顯示面，在殼體的背面上安裝支撐架16及音響單元的喇叭8。在殼體內(nèi)設(shè)有主控單元I，主控單元I由電源模塊提供電力。在本實(shí)施例中，電源模塊包括外接電源接口14及太陽能充電板13，其中，外接電源接口 14位于殼體的側(cè)邊，太陽能充電板13位于殼體的背面。由于本實(shí)用新型增加了太陽能充電板13，因此，本實(shí)用新型可以充分利用太陽能這一新興的潔凈的能源。主控單元I還通過通信模塊傳輸數(shù)據(jù)，在本實(shí)施例中，通信模塊包括藍(lán)牙設(shè)備2及USB接口 3，其中，USB接口 3位于殼體的側(cè)邊，在殼體的側(cè)邊還設(shè)有SD卡插卡口 7。本實(shí)用新型即可以采用傳統(tǒng)的USB方式傳輸數(shù)據(jù)也可以通過藍(lán)牙設(shè)備2采用藍(lán)牙方式傳輸數(shù)據(jù)。在殼體的正面設(shè)有觸摸屏模塊的觸摸屏12、雙攝像頭模塊的兩個(gè)攝像頭10、LED燈4及感光元件5。如圖3所示，主控單元I分別與太陽能充電板13、外接電源接口 11、藍(lán)牙設(shè)備2、USB接口 3、LED燈4、感光元件5、溫度傳感器6、SD擴(kuò)展卡單元7、音響電路、手勢(shì)識(shí)別模塊
9、雙攝像頭模塊、人臉識(shí)別模塊11及觸摸屏模塊12，人臉識(shí)別模塊11及手勢(shì)識(shí)別模塊9還與雙攝像頭模塊相連。軟件過程實(shí)施以Linux為嵌入式操作系統(tǒng)，SQLite為數(shù)據(jù)庫，Opencv為圖像庫函數(shù)為例設(shè)計(jì)相框軟件系統(tǒng)。功能一開機(jī)初始化實(shí)例，長(zhǎng)按開機(jī)啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)開機(jī)，系統(tǒng)掃描數(shù)碼相框的所有存儲(chǔ)器，并將所有圖片格式的文件記錄到數(shù)據(jù)庫中，并對(duì)新的每張照片中的人體進(jìn)行臉部檢測(cè)，計(jì)算所有檢測(cè)到的臉部的特征并進(jìn)行臉部特征分類，分類到的特征信息儲(chǔ)存在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中，給用戶的人臉識(shí)別做準(zhǔn)備。接著顯示最近一次播放的照片。功能二 人臉識(shí)別實(shí)例，當(dāng)單攝像頭實(shí)時(shí)采集到的用戶的人臉圖像數(shù)據(jù)，傳輸?shù)饺四樧R(shí)別模塊，進(jìn)行3D融合處理后，提取人臉特征值，將該用戶的人臉特征值與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中已分類的人臉特征值比較，若匹配成功，則調(diào)出所有與該用戶相關(guān)的照片庫，并提示用戶開始新的照片輪流顯示，用戶觸摸操作確認(rèn)開始后，照片便自動(dòng)在觸摸屏上顯示。否則提示未找到相關(guān)照片，將最近的顯示的照片調(diào)出并顯示在數(shù)碼相框里。功能三手勢(shì)識(shí)別實(shí)例，手勢(shì)識(shí)別模塊需要進(jìn)行手勢(shì)分析和手勢(shì)識(shí)別幾個(gè)步驟。總的手勢(shì)識(shí)別流程可描述如下通過觸摸屏設(shè)置手勢(shì)識(shí)別模式，并選擇一個(gè)從官方網(wǎng)站中下載的特定圖像文件，打開并在數(shù)碼相框中顯示。雙攝像頭采集到的手勢(shì)動(dòng)作，輸入到手勢(shì)識(shí)別圖像模塊，手勢(shì)識(shí)別圖像模塊處理得到目標(biāo)手勢(shì)的連續(xù)三維坐標(biāo)。接著進(jìn)行手勢(shì)分析，使用圖像分割的方法將人手從視頻背景中分離出來，并得出手勢(shì)所在區(qū)域。圖像分割可采用膚色檢測(cè)和運(yùn)動(dòng)信息相結(jié)合的方法來實(shí)現(xiàn)。如果圖像分割處理沒有檢測(cè)到手勢(shì)的區(qū)域，則終止此次的手勢(shì)識(shí)別并開始對(duì)新的進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別，否則，繼續(xù)手勢(shì)分析。手勢(shì)跟蹤的對(duì)象為圖像分割得出的手勢(shì)所在區(qū)域，可利用OpenCV庫中提供的基于顏色的跟蹤算法camshift。將圖像分割得出的手所在區(qū)域設(shè) 定為camshift算法的跟蹤目標(biāo)。如果在跟蹤過程中手勢(shì)區(qū)域丟失，即跟蹤失敗，則終止此次的手勢(shì)識(shí)別并開始對(duì)新的手勢(shì)動(dòng)作進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別。在手勢(shì)分析的同時(shí)，定時(shí)對(duì)手勢(shì)區(qū)域進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別。手勢(shì)識(shí)別利用手勢(shì)分析獲得的手勢(shì)區(qū)域和手勢(shì)運(yùn)動(dòng)信息來識(shí)別手勢(shì)。儲(chǔ)存最近歷史時(shí)間里的手勢(shì)區(qū)域，對(duì)這些區(qū)域進(jìn)行特征提取，獲得關(guān)于整個(gè)手的運(yùn)動(dòng)路線，手勢(shì)在時(shí)間上的變化的綜合特征。將這些特征與數(shù)據(jù)庫中的手勢(shì)特征進(jìn)行匹配，從而識(shí)別手勢(shì)。這里所描述的手勢(shì)特征是由相框生產(chǎn)廠家對(duì)多種手勢(shì)進(jìn)行手勢(shì)建模，并將模型簡(jiǎn)化為表征該手勢(shì)的包括特征數(shù)據(jù)。手勢(shì)匹配成功，則控制電路發(fā)出指令，使得數(shù)碼相框中從官網(wǎng)上下載的特定圖像文件中的活動(dòng)元素動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)手勢(shì)控制相框中圖片文件內(nèi)容顯示的動(dòng)態(tài)效果。從官網(wǎng)上下載的特定圖像文件。這種文件內(nèi)容包括背景，動(dòng)態(tài)元素和手勢(shì)類型標(biāo)記。這種文件的顯示步驟為先將文件解碼為背景，動(dòng)態(tài)元素和手勢(shì)類型標(biāo)記，將背景和動(dòng)態(tài)元素轉(zhuǎn)換為jepg，bmp，tiff，png或gif格式臨時(shí)圖片文件或圖像數(shù)據(jù)顯示在數(shù)碼相框。這時(shí)，手勢(shì)識(shí)別模塊也同時(shí)運(yùn)行中。當(dāng)手勢(shì)識(shí)別模塊檢測(cè)到的用戶的手勢(shì)與手勢(shì)類型標(biāo)記是同一個(gè)手勢(shì)時(shí)，則利用OpenCV中的函數(shù)進(jìn)行圖形變換，使得活動(dòng)元素動(dòng)作。使得傳統(tǒng)的數(shù)碼相框增加了智能的功能。功能四藍(lán)牙文件傳輸過程實(shí)例，以手機(jī)向相框發(fā)送日常照片為例來說明文件傳輸功能。打開手機(jī)藍(lán)牙，搜索設(shè)備，當(dāng)搜索到相框的藍(lán)牙設(shè)備時(shí)，建立通信，發(fā)送圖片文件給相框的藍(lán)牙。相框的藍(lán)牙自動(dòng)接收?qǐng)D片文件，并存儲(chǔ)在相框的主板上的存儲(chǔ)器或SD擴(kuò)展卡存儲(chǔ)器中。功能五自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度的LED小臺(tái)燈，可以通過觸摸屏設(shè)置開啟小臺(tái)燈的功能，可以手動(dòng)調(diào)節(jié)小臺(tái)燈的亮度，也可以通過感光傳感器自動(dòng)調(diào)節(jié)小臺(tái)燈的亮度，使數(shù)碼相框顯示的效果更佳。功能六太陽能自動(dòng)充電功功能，白天當(dāng)陽光照射到數(shù)碼相框背面的太陽能充電模塊上，便開始自動(dòng)給數(shù)碼相框充電，充分利用太陽能，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。功能七時(shí)間顯示，溫度顯示，電源顯示功能，通過觸摸屏可以設(shè)置時(shí)間，可以通過溫度傳感器，查看當(dāng)?shù)氐臏囟?，并且可以查看?shù)碼相框的電量 。
權(quán)利要求1.一種多功能智能數(shù)碼相框，包括殼體及人機(jī)交互模塊，在殼體內(nèi)設(shè)有主控單元(1)，主控單元(I)由電源模塊提供電力，主控單元(I)通過通信模塊傳輸數(shù)據(jù)，人機(jī)交互模塊包括觸摸屏模塊，觸摸屏模塊與主控單元(I)相連，觸摸屏模塊的觸摸屏(12)設(shè)于殼體的操作及顯示面上，其特征在于人機(jī)交互模塊還包括與主控單元(I)相連的雙攝像頭模塊、人臉識(shí)別模塊(11)及手勢(shì)識(shí)別模塊(9)，人臉識(shí)別模塊(11)與手勢(shì)識(shí)別模塊(9)同時(shí)連接雙攝像頭模塊，雙攝像頭模塊的兩個(gè)攝像頭(10)皆設(shè)于殼體的操作及顯示面上。
2.如權(quán)利要求I所述的一種多功能智能數(shù)碼相框，其特征在于所述電源模塊包括各自獨(dú)立的外接電源接口(14)及太陽能充電板(13)。
3.如權(quán)利要求I所述的一種多功能智能數(shù)碼相框，其特征在于所述通信模塊包括分別與所述主控單元(I)相連的藍(lán)牙設(shè)備(2)及USB接口(3)。
4.如權(quán)利要求I所述的一種多功能智能數(shù)碼相框，其特征在于在所述殼體的操作及顯示面上設(shè)有LED燈(4)及感光元件(5), LED燈(4)及感光元件(5)分別與所述主控單元(I)相連。
5.如權(quán)利要求I所述的一種多功能智能數(shù)碼相框，其特征在于所述主控單元(I)還連接溫度傳感器(6)。
6.如權(quán)利要求I所述的一種多功能智能數(shù)碼相框，其特征在于所述主控單元(I)還連接SD擴(kuò)展卡單元。
專利摘要本實(shí)用新型一種多功能智能數(shù)碼相框，包括殼體及人機(jī)交互模塊，在殼體內(nèi)設(shè)有主控單元，主控單元由電源模塊提供電力，主控單元通過通信模塊傳輸數(shù)據(jù)，人機(jī)交互模塊包括觸摸屏模塊，觸摸屏模塊與主控單元相連，觸摸屏模塊的觸摸屏設(shè)于殼體的操作及顯示面上，其特征在于人機(jī)交互模塊還包括與主控單元相連的雙攝像頭模塊、人臉識(shí)別模塊及手勢(shì)識(shí)別模塊，人臉識(shí)別模塊與手勢(shì)識(shí)別模塊同時(shí)連接雙攝像頭模塊，雙攝像頭模塊的兩個(gè)攝像頭皆設(shè)于殼體的操作及顯示面上。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是提供了更好的人與設(shè)備之間的交互式體驗(yàn)。
文檔編號(hào)G06K9/00GK202584597SQ20122021702
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者賀增, 張中煒, 李龍, 任健, 高依琳, 王龍 申請(qǐng)人:東華大學(xué)