一种基于嵌入式平台的人脸检测识别系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于嵌入式平台的人脸检测识别系统，包括主控模块以及与其相连的数据存储模块、报警模块、显示模块、参数命令输入模块、网络接口模块；所述网络接口模块连接有若干个节点控制模块，每个所述节点控制模块均连接有环境监测补光模块、视频图像采集模块、显示模块。本实用新型专利技术克服对红外图像以及自然光的依赖，能够通过多节点控制，实现多点的人脸检测识别，具有丰富人机交互模式以及外围接口，提高系统的适用范围与实用性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及人脸检测与识别技术，特别是一种基于嵌入式平台的人脸检测识别系统。
技术介绍
随着安全入口控制和金融贸易方面应用需要的快速增长，生物统计识别技术得到了新的重视。其中，人脸检测与识别技术是所有的生物识别方法中应用最广泛的技术之一，并且近几年来在模式识别领域得到成功的应用。如今，人脸检测识别系统在大多数领域中起到举足轻重的作用，尤其是在机关单位的安全和考勤，网络安全，银行，海关边检，物业管理，军队安全，智能身份证，智能门禁，司机驾照验证和计算机登录系统中。然而，由于在人脸识别过程中用于识别的特征数据和采集的图像数据维数高且数据量大，不仅要进行大量而复杂的计算，而且还需要较大的存储空间和较高的处理能力，使得目前大多数的人脸识别系统都是基于PC架构实现，不利于移动，缩小了人脸识别系统的适用范围和影响了系统的实用性。为了提高人脸检测识别系统的适用范围与实用性，目前广泛使用的人脸识别门禁、考勤等系统采用的一种方案是：前段使用可任意移动的便携式嵌入式系统完成人脸的图像采集，然后通过网络将采集的图像信息传输到后端，由后端的PC机完成人脸检测识别过程。虽然该方案在一定程度上提高了人脸检测识别系统的实用性，但是这种工作模式下的系统体积较大，依然达不到任意移动的目的，应用场合受到一定的限制。另外一种方案是现有的基于近红外图像嵌入式自动人脸识别系统，该方案需要红外摄像头以及红外补光，并且，现有的系统在人脸检测时盲目地获取所有人脸信息，而不是有目的地获取某一张或几张人脸图像信息，增加了系统的复杂度。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供一种基于嵌入式平台的人脸检测识别系统，克服对红外图像以及自然光的依赖，通过多节点控制，实现多点的人脸检测识别，具有丰富人机交互模式以及外围接口，提高系统的适用范围与实用性。本技术采用以下方案实现：一种基于嵌入式平台的人脸检测识别系统，具体包括主控模块以及与其相连的数据存储模块、报警模块、显示模块、参数命令输入模块、网络接口模块；所述网络接口模块连接有若干个节点控制模块，每个所述节点控制模块均连接有环境监测补光模块、视频图像采集模块、显示模块。进一步地，所述参数命令输入模块包括红外设备，用以通过红外接收的方式采集参数命令。进一步地，所述视频图像采集模块包括摄像头设备。进一步地，所述的主控模块包括ARM芯片。进一步地，节点控制模块为FPGA+STM32架构。进一步地，所述环境监测补光模块包括灵敏型光敏电阻传感器。进一步地，所述显示模块为7寸的TFT彩屏。进一步地，所述报警模块包括GPRS通信模块，用以通过短信形式进行报警。较佳的，所述每个节点控制模块控制视频图像采集模块采集视频以及图像信息，并从中检测出人脸图像的位置以及大小从而获取若干人脸图像信息；所述节点控制模块控制环境监测补光模块，当光照不足时进行自动补光；所述节点控制模块控制显示模块显示摄像头采集到的视频图像信息，并在显示器上显示人脸图像信息的位置，大小等；人脸图像信息通过网络接口模块传送到主控模块；主控模块获取人脸图像信息的特征向量，并调用数据存储模块将特征向量存储到存储器特定空间中；主控模块将存储器中的人脸图像信息与已有的人脸图像信息做匹配识别，识别结果调用显示模块输出显示；主控模块可以调用参数命令输入模块，用户可以通过红外设置人脸匹配度阀值，当匹配识别结果低于人脸匹配度阀值时，主控模块调用报警模块发出警报。与现有技术相比，本技术可以根据环境光的变化自动调整系统进行补光，不需要特定的红外摄像头。同时本技术可以任意增加若干个节点，可拓展性强。本技术基于嵌入式平台，让系统便于移动，体积小，多个节点控制模块，使得适用场景更广泛。本技术节点控制模块采用FPGA+STM32架构，系统处理速度快，可编程性能高，资源利用率更低，开发难度低。本技术丰富了人机交互，用户可通过红外设置参数。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术的实施例流程示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本技术做进一步说明。如图1所示，本实施例提供了一种基于嵌入式平台的人脸检测识别系统，具体包括主控模块以及与其相连的数据存储模块、报警模块、显示模块、参数命令输入模块、网络接口模块；所述网络接口模块连接有若干个节点控制模块，每个所述节点控制模块均连接有环境监测补光模块、视频图像采集模块、显示模块。在本实施例中，所述参数命令输入模块包括红外设备，用以通过红外接收的方式采集参数命令。在本实施例中，所述视频图像采集模块包括摄像头设备。在本实施例中，所述的主控模块包括ARM芯片。在本实施例中，节点控制模块为FPGA+STM32架构。在本实施例中，所述环境监测补光模块包括灵敏型光敏电阻传感器。在本实施例中，所述显示模块为7寸的TFT彩屏。在本实施例中，所述报警模块包括GPRS通信模块，用以通过短信形式进行报警。较佳的，在本实施例中，主控模块采用ARM芯片，体积小、低功耗、低成本、高性能的特点使得搭载ARM芯片的人脸检测识别系统成本更低，适用范围更加广泛；其大量适用寄存器的特点使得系统的运行速度得到显著的提升，而在人脸检测识别过程中，这一点尤为重要；并且ARM芯片可搭载的外围模块众多，为系统提供了许多并且可供选择的外设，可对应不同的需求搭载不同的外围模块，增强了系统的灵活性。具体来说，主控模块采用ARM芯片作主控芯片，运行嵌入式linux系统，实现人脸检测与识别功能。其中，人脸检测包括离线训练与检测过程，主要分为三个步骤执行，第一，使用积分图快速计算检测中要用到的特征；第二，基于Adaboost的学习算法，选择关键特征生成简单而有效的分类器；第三，采用级联的方式组成分类器，这样可以很快的排除背景区域，从而节省更多的计算专注于那些更可能是人脸的区域。人脸识别包括特征脸空间的构造，训练样本的特征提取以及基于特征脸的人脸识别。在本实施例中，节点控制模块采用FPGA+STM32架构，与节点控制模块相互连接通信的有环境监测补光模块，视频图像采集模块，显示模块以及通过网络接口模块与主控模块相连接。STM32用来作数据流的控制以及与主控模块之间的交互；采用FPGA来作视频图像数据的采集，灵活度高，FPGA的并行处理运行能高速的采集视频图像数据，大大提高了系统的运行速度；STM32不间断的检测环境监测补光模块，在光照不足时自动进行补光。具体来说，本技术以FPGA作为采集系统的控制单元进行逻辑控制实现采样，采用视频同步分离器LM1881芯片来完成视频信号符合同步信号提取电路，FPGA与STM32数据交换部分采用双口RAM来实现数据交换，双口RAM作为视频图像数据的中间存储区，图像采集部分由STM32负责启动控制以及采集数据的读取，同时，将RAM划分为两块区域进行图形图像数据的缓存，一块缓存用于图像的采集，另一块用于外部对图像数据的读取，STM32可以读取改存储区中的图像数据。在本实施例中，在系统开始运行开始时，主控模块首先在与主控模块相互连接的显示模块上实现人脸检测识别系统用户界面，用户界面基于miniGUI图像界面实现；调用参数命令输入模块通过红外获取用户输入的信息；节点控制模块调用环境监测补光模块时刻监测环境信息，在光照不足时自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于嵌入式平台的人脸检测识别系统，其特征在于：包括主控模块以及与其相连的数据存储模块、报警模块、显示模块、参数命令输入模块、网络接口模块；所述网络接口模块连接有若干个节点控制模块，每个所述节点控制模块均连接有环境监测补光模块、视频图像采集模块、显示模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于嵌入式平台的人脸检测识别系统，其特征在于：包括主控模块以及与其相连的数据存储模块、报警模块、显示模块、参数命令输入模块、网络接口模块；所述网络接口模块连接有若干个节点控制模块，每个所述节点控制模块均连接有环境监测补光模块、视频图像采集模块、显示模块。2.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式平台的人脸检测识别系统，其特征在于：所述参数命令输入模块包括红外设备，用以通过红外接收的方式采集参数命令。3.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式平台的人脸检测识别系统，其特征在于：所述视频图像采集模块包括摄像头设备。4.根据权利要求1所述的一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱慧，杨超，严毅民，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：新型
国别省市：福建;35