如何降低藍牙裝置的功耗
2.2 系統工作過(guò)程
系統上電或復位后,首先完成FPGA芯片的配置、對TVP5150進(jìn)行的初始化以及DSP啟動(dòng)引導及其外圍芯片的初始化工作,之后便開(kāi)始進(jìn)行圖像采集。利用FPGA模擬I2C口對系統中的其他芯片進(jìn)行控制,從攝像頭采集到的摸擬視頻信號經(jīng)過(guò)視頻解碼器轉換為數字視頻信號,經(jīng)預處理后送入DM642的視頻通道(VP端口)。在檢測到有人進(jìn)入監視區域時(shí),啟動(dòng)錄像功能,DM642將接收到的數字視頻信號和數字音頻信號用MPEG4標準編碼壓縮,并通過(guò)以太網(wǎng)傳送到監控中心。同時(shí)捕捉人臉圖像并進(jìn)行身份識別,如有異常則啟動(dòng)報警程序。
3 系統軟件組成
對于本系統來(lái)說(shuō),系統軟件主要包括3部分:運動(dòng)目標檢測、人臉的檢測定位、人臉匹配。其中人臉的檢測定位尤為關(guān)鍵,是正確識別的前提。因為圖像的拍攝受到各種因素的干擾,如亮度、人物移動(dòng)速度、表情、著(zhù)裝等,這些因素如果在檢測時(shí)不能得到有效處理,勢必會(huì )影響后期的匹配,造成識別率下降。因此,如何將人臉從背景中檢測出來(lái),并進(jìn)行適當的處理、分割,是關(guān)系到識別成敗的關(guān)鍵環(huán)節,需要著(zhù)重進(jìn)行處理。
3.1 運動(dòng)目標檢測
對于運動(dòng)目標的檢測,常用的方法有背景差值法、圖像差分法、光流分割法和模式匹配法。由于光流分割和模式匹配等方法數據計算量較大,無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)時(shí)檢測的要求。背景差值法計算簡(jiǎn)單、速度快且檢測準確,但需要在背景靜止時(shí)檢測有效,對于背景變化的場(chǎng)合不適合。對于背景變化的場(chǎng)合,可以采用圖像差分法,即通過(guò)檢測圖像序列相鄰兩幀對應像素點(diǎn)之間灰度值的變化確定移動(dòng)的物體。設圖像定義f(x,y,i),其中(x,y)為圖像的位置坐標,i、j為圖像幀數,T為設定的閾值,則幀f(x,y,i)與幀f(x,y,j)之間的變化可用如下的二值差分圖像表示:

式中取值為1和0的像素分別對應于前景(運動(dòng)目標區域)和背景(非運動(dòng)區域)。
對于緩慢移動(dòng)的物體,圖像差分的變化量很小,有可能會(huì )被濾波器濾掉,解決方法是通過(guò)累積差分法ADP[2](Accumulative Difference Picture)。該法不僅可以用于可靠檢測緩慢移動(dòng)的物體,還可用于估計物體移動(dòng)速度的大小和方向以及物體尺度的大小。獲得累積差分圖像的過(guò)程如下:將圖像序列的每一幀圖像與參考圖像進(jìn)行比較,當差值大于某一閾值時(shí)就在累積差分圖像中加1,這樣,在第i幀圖像上的累積差分圖像ADP(x,y,i)為:
通過(guò)判斷灰度值的變化,即可判斷出移動(dòng)物體及其方向。
針對本系統,可以先利用背景差值法確定是否有移動(dòng)目標進(jìn)入監視區。如有則啟動(dòng)錄像功能,結合圖像差分法,經(jīng)過(guò)一系列檢測檢出運動(dòng)目標,并啟動(dòng)跟蹤程序。具體程序如圖3所示。
3.2 人臉的檢測定位
在檢測出運動(dòng)的目標之后,要判斷目標為人體還是其他動(dòng)物,這可以通過(guò)目標的尺寸及目標的空間特征(如寬高比等)來(lái)區分。在確定為人體目標之后,就要確定出人臉的區域。確定人臉區域的方法有多種,本系統采集的是彩色圖像,可以根據膚色進(jìn)行判別。利用膚色提取色彩信息的方法已被廣泛應用在計算機視覺(jué)研究領(lǐng)域中。膚色是人臉的重要信息,不依賴(lài)于面部的細節特征,對于旋轉、表情等變化情況都能適用,具有相對的穩定性并且和大多數背景物體的顏色相區別。與其他人臉檢測方法相比,膚色的判斷在速度上具有明顯優(yōu)勢。因此,將其作為人臉檢測的其他方法的預處理,可以在很大程度上減小人臉檢測的搜索范圍,降低誤報率,進(jìn)而大大提高人臉檢測算法的整體性能。
人臉檢測過(guò)程如下:對于彩色圖像首先進(jìn)行膚色檢測;在檢測出膚色區域后,需要進(jìn)行區域分隔及形態(tài)學(xué)運算,通過(guò)形態(tài)學(xué)處理可以過(guò)濾由于噪音或者其他原因引起的一些較小的不可能為人臉的類(lèi)膚色區域,減少候選區域和提高檢測速度,降低誤判的可能性;之后根據它們在色度上的相似性和空間上的相關(guān)性分割出可能的人臉區域,同時(shí)利用區域的幾何特征及灰度特征驗證是否為人臉,以排除其他色彩類(lèi)似膚色的物體。
用膚色來(lái)檢測人臉,要先確定膚色模型?;镜哪w色模型有3種:RGB模型、HIS模型和YCbCr模型。這里選用YCbCr模型,原因是圖形采集輸出的格式為YUV,而YUV格式和YCbCr格式在數學(xué)上具有一致性,同時(shí)對于后期的數據進(jìn)行MPEG壓縮也很方便。人臉檢測的程序流程如圖4所示。具體過(guò)程分析如下:
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