代提高了數(shù)百倍。高端的32位Soc單片機(jī)主頻已經(jīng)超過(guò)300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號(hào)出廠價(jià)格跌落至I美元，最高端的型號(hào)也只有10美元。
[0042]當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開(kāi)發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。而在作為掌上電腦和手機(jī)核心處理的高端單片機(jī)甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統(tǒng)。
[0043]AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié) FLASH 存儲(chǔ)器(FPER0M — Flash Programmable andErasable Read Only Memory)的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，還帶有2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃速存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。
[0044]采用本發(fā)明的眼部參數(shù)檢測(cè)設(shè)備，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)用于眼部特征檢測(cè)的方案無(wú)法兼顧檢測(cè)速度和準(zhǔn)確性的技術(shù)問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了一套新的眼部參數(shù)檢測(cè)設(shè)備，利用瞳孔對(duì)特定波長(zhǎng)紅外線光折射率高、對(duì)應(yīng)圖像更亮的特點(diǎn)以精確、快速檢測(cè)出瞳孔位置，利用眼瞼的灰度特性檢測(cè)眼瞼位置和幾何形狀，并由此判斷被檢測(cè)人員疲勞度，本發(fā)明的眼部參數(shù)檢測(cè)設(shè)備由于使用了定制的多個(gè)部件，檢測(cè)效率和精度更高。
[0045]可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對(duì)于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種眼部參數(shù)檢測(cè)設(shè)備，包括高清攝像頭、圖像檢測(cè)器件和單片機(jī)AT89C51，所述高清攝像頭用于對(duì)被檢測(cè)人員的面部進(jìn)行拍攝以獲得被檢測(cè)面部圖像，所述圖像檢測(cè)器件與所述高清攝像頭連接，用于對(duì)被檢測(cè)面部圖像進(jìn)行圖像處理，所述單片機(jī)與所述圖像檢測(cè)器件連接，基于所述圖像檢測(cè)器件的圖像處理結(jié)果確定多個(gè)眼部參數(shù)，所述多個(gè)眼部參數(shù)包括瞳孔位置和上下眼瞼距離。
2.如權(quán)利要求1所述的眼部參數(shù)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于，所述檢測(cè)設(shè)備還包括: 兩個(gè)紅外光發(fā)射器，分別放置在所述高清攝像頭的兩側(cè)，與所述高清攝像頭在同一水平線上且到所述高清攝像頭的距離相等，兩個(gè)紅外光發(fā)射器發(fā)射的紅外光的波長(zhǎng)都為850nm ； 供電器件，用于在單片機(jī)AT89C51的控制下，為所述檢測(cè)設(shè)備的各個(gè)用電部件提供電力供應(yīng)； 靜態(tài)存儲(chǔ)器，用于預(yù)先存儲(chǔ)眼瞼灰度上限閾值和眼瞼灰度下限閾值，所述眼瞼灰度上限閾值和眼瞼灰度下限閾值的數(shù)值都在0-255之間，用于將圖像中的人員的上下眼瞼與背景分離，所述靜態(tài)存儲(chǔ)器還預(yù)先存儲(chǔ)了上下眼瞼距離閾值、第一預(yù)設(shè)時(shí)間間隔和第二預(yù)設(shè)時(shí)間間隔，所述第一預(yù)設(shè)時(shí)間間隔大于所述第二預(yù)設(shè)時(shí)間間隔； 無(wú)線通信接口，與遠(yuǎn)端的眼部識(shí)別服務(wù)器建立雙向無(wú)線通信鏈路，用于將所述單片機(jī)AT89C51輸出的人員疲憊信號(hào)無(wú)線發(fā)送給所述眼部識(shí)別服務(wù)器，還用于將圖像壓縮器輸出的壓縮復(fù)合圖像無(wú)線發(fā)送給所述眼部識(shí)別服務(wù)器； 圖像壓縮器，與所述單片機(jī)AT89C51和所述無(wú)線通信接口分別連接，基于MPEG-4壓縮標(biāo)準(zhǔn)對(duì)復(fù)合圖像執(zhí)行壓縮編碼以生成壓縮復(fù)合圖像，將所述壓縮復(fù)合圖像發(fā)送給所述無(wú)線通信接口 ； 所述高清攝像頭包括前蓋玻璃、鏡頭、濾鏡和成像電子單元，用于對(duì)被檢測(cè)人員的面部進(jìn)行拍攝以獲得被檢測(cè)面部圖像，所述被檢測(cè)面部圖像的分辨率為3840X 2160，所述濾鏡為850nm紅外光濾光鏡，所述成像電子單元為CMOS視覺(jué)傳感器； 所述圖像檢測(cè)器件與所述靜態(tài)存儲(chǔ)器和所述高清攝像頭分別連接，包括自適應(yīng)遞歸濾波子器件、灰度化處理子器件、眼部圖像分割子器件和眼部參數(shù)提取子器件；自適應(yīng)遞歸濾波子器件與所述高清攝像頭連接，用于對(duì)所述被檢測(cè)面部圖像進(jìn)行自適應(yīng)遞歸濾波處理，以獲得被檢測(cè)濾波圖像；所述灰度化處理子器件與自適應(yīng)遞歸濾波子器件連接，對(duì)被檢測(cè)濾波圖像進(jìn)行灰度化處理，以獲得被檢測(cè)灰度圖像；所述眼部圖像分割子器件與所述灰度化處理子器件和所述靜態(tài)存儲(chǔ)器分別連接，將被檢測(cè)灰度圖像中灰度值在眼瞼灰度上限閾值和眼瞼灰度下限閾值之間的像素識(shí)別為被檢測(cè)眼瞼像素，將所有被檢測(cè)眼瞼像素以及處于所有被檢測(cè)眼瞼像素之間的所有像素一起組成一個(gè)被檢測(cè)眼部子圖像；所述眼部參數(shù)提取子器件與所述眼部圖像分割子器件和所述靜態(tài)存儲(chǔ)器分別連接，采用3像素X3像素的圖像塊搜索窗口在被檢測(cè)眼部子圖像中進(jìn)行搜索，計(jì)算每一個(gè)被搜索的3像素X3像素的圖像塊的灰度值均值，將灰度值均值最大的圖像塊所在的位置確定為瞳孔位置，還計(jì)算被檢測(cè)眼部子圖像的最大高度，將計(jì)算出的最大高度作為上下眼瞼距離； 所述單片機(jī)AT89C51與所述圖像檢測(cè)器件、所述高清攝像頭和所述靜態(tài)存儲(chǔ)器分別連接，將所述瞳孔位置和所述上下眼瞼距離都標(biāo)記到所述被檢測(cè)面部圖像上以形成復(fù)合圖像，并在每個(gè)第一預(yù)設(shè)時(shí)間間隔內(nèi)當(dāng)所述上下眼瞼距離小于上下眼瞼距離閾值的持續(xù)時(shí)間達(dá)到第二預(yù)設(shè)時(shí)間間隔時(shí)，發(fā)出人員疲憊信號(hào)； 其中，所述自適應(yīng)遞歸濾波子器件、所述灰度化處理子器件、所述眼部圖像分割子器件和所述眼部參數(shù)提取子器件分別采用FPGA芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，所采用的FPGA芯片的選型都為Xilinx公司的Artix-7系列，將所述自適應(yīng)遞歸濾波子器件、所述灰度化處理子器件、所述眼部圖像分割子器件和所述眼部參數(shù)提取子器件集成在一塊集成電路板上； 其中，所述單片機(jī)AT89C51根據(jù)供電器件的剩余電量，決定向所述高清攝像頭發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)、省電信號(hào)或關(guān)閉信號(hào)，以及向所述圖像檢測(cè)器件發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)、省電信號(hào)或關(guān)閉信號(hào)，以分別控制所述高清攝像頭和所述圖像檢測(cè)器件的工作模式。
3.如權(quán)利要求2所述的眼部參數(shù)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于: 所述無(wú)線通信接口包括無(wú)線接收機(jī)和無(wú)線發(fā)射機(jī)。
4.如權(quán)利要求2所述的眼部參數(shù)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于: 所述無(wú)線通信接口還向所述單片機(jī)AT89C51轉(zhuǎn)發(fā)所述眼部識(shí)別服務(wù)器發(fā)送的各項(xiàng)控制指令。
5.如權(quán)利要求2所述的眼部參數(shù)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于: 將眼部參數(shù)檢測(cè)設(shè)備集成到便攜式移動(dòng)終端中。
6.如權(quán)利要求2所述的眼部參數(shù)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于，所述檢測(cè)設(shè)備還包括: 液晶顯示屏，與所述單片機(jī)AT89C51連接，用于實(shí)時(shí)顯示所述復(fù)合圖像，還用于顯示所述人員疲憊信號(hào)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種眼部參數(shù)檢測(cè)設(shè)備，包括高清攝像頭、圖像檢測(cè)器件和單片機(jī)AT89C51，所述高清攝像頭用于對(duì)被檢測(cè)人員的面部進(jìn)行拍攝以獲得被檢測(cè)面部圖像，所述圖像檢測(cè)器件與所述高清攝像頭連接，用于對(duì)被檢測(cè)面部圖像進(jìn)行圖像處理，所述單片機(jī)與所述圖像檢測(cè)器件連接，基于所述圖像檢測(cè)器件的圖像處理結(jié)果確定多個(gè)眼部參數(shù)，所述多個(gè)眼部參數(shù)包括瞳孔位置和上下眼瞼距離。通過(guò)本發(fā)明，能夠快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)出被檢測(cè)人員的多個(gè)眼部參數(shù)，從而為后續(xù)的被檢測(cè)人員疲勞狀態(tài)判斷、身份識(shí)別或圖像檢索提供更有價(jià)值的參考數(shù)據(jù)。
【IPC分類】G06K9-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104657722
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510104212
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】無(wú)錫桑尼安科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年3月10日