CN106652228A - 一种自助式快照设备及快照方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自助式快照设备及快照方法，所述设备包括设备箱、拍摄装置、中央控制器、触摸显示器、升降座椅以及升降部件；所述设备箱包括前箱体和后箱体，所述拍摄装置包括数码相机和摄像头，所述数码相机、摄像头和中央控制器设置在前箱体内，所述触摸显示器设置在前箱体的前部，所述数码相机和摄像头的镜头均朝向后箱体，所述升降座椅和升降部件均设置在后箱体内，所述升降部件与升降座椅的底部连接，用于带动升降座椅上升或下降；所述数码相机、摄像头、触摸显示器和升降组件分别与中央控制器连接。本发明能够轻易拍摄出符合标准的证件照片，从而实现一站式电子化快速办证，提高办证效率，极大满足群众个性化需求。

Description

一种自助式快照设备及快照方法

技术领域

本发明涉及一种拍摄设备，尤其是一种自助式快照设备及快照方法，属于自助拍摄技术领域。

背景技术

证件照片是居民办理身份证、居住证、港澳通行证、护照等重要证件的身份证明，日后将作为居民身份核实的重要参考依据，因此公安制定了详细而严格的证件照片标准，所有居民办理证件必须携带符合标准的证件照片才能前往办证厅办理相关证件。然而，居民一般只能到照相馆或指定的办证厅拍摄点拍摄证件照片，拍完照片后再到办证厅办理证件，整个办证流程割裂，浪费居民宝贵的时间和精力。

顺应“机器代替人”政务智能设备发展趋势，打造24小时无人值守自助“电子办证厅”是民心所向。因此全国各地的办证厅相继推出了自助拍摄办证一体机，以满足居民便利办证的需求。但现有的自助拍摄办证一体机依然存在不合理的设计，居民办证诸多不便，具体如下：

1)居民的身高不同，在拍摄过程中居民眼睛与摄像头不在同一水平线，导致照片出现低头、抬头、斜视等问题，往往需要居民多次调整座椅、调整站姿，重拍多次才能符合证件照片的标准，没能实现真正的便利。

2)拍摄环境光照不佳，导致居民自助拍摄的照片出现偏光、曝光过度、光线过暗等问题，往往需要居民自行调整，重拍多次才能符合证件照片的标准，没法实现真正的便利。

3)居民拍摄后手动打印照片及回执，把照片及回执递交到办证厅前台，办证厅前台根据照片回执号从后台数据库中重新调取对应的电子照片再进行办证信息审核，流程繁杂，办证效率低，没能真正实现一体化电子办证。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的缺陷，提供了一种自助式快照设备，该设备，该设备结构简单、使用方便，能够轻易拍摄出符合标准的证件照片，从而实现一站式电子化快速办证。

本发明的另一目的在于提供一种基于上述设备的快照方法。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种自助式快照设备，所述设备包括设备箱、拍摄装置、中央控制器、触摸显示器、升降座椅以及升降部件；所述设备箱包括前箱体和后箱体，所述拍摄装置包括数码相机和摄像头，所述数码相机、摄像头和中央控制器设置在前箱体内，所述触摸显示器设置在前箱体的前部，所述数码相机和摄像头的镜头均朝向后箱体，所述升降座椅和升降部件均设置在后箱体内，所述升降部件与升降座椅的底部连接，用于带动升降座椅上升或下降；所述数码相机、摄像头、触摸显示器和升降组件分别与中央控制器连接。

进一步的，所述前箱体内从上到下依次为第一层、第二层、第三层和第四层，所述数码相机和摄像头设置在第一层，所述触摸显示器设置在第二层的前部，所述中央控制器设置在第三层。

进一步的，所述设备还包括上灯箱、两个面部补光灯箱、两个下巴补光灯箱以及两个侧面补光灯箱，所述上灯箱和两个面部补光灯箱均设置在第一层的前部，且两个面部补光灯箱位于上灯箱的下方，所述两个下巴补光灯箱设置在第二层的前部，所述两个侧面补光灯箱分别设置在升降座椅的左右两侧，所述上灯箱、两个面部补光灯箱、两个下巴补光灯箱和两个侧面补光灯箱分别与中央控制器连接。

进一步的，所述设备还包括两个扬声器、功放板、身份证阅读器、电源、线排、电路保护开关、备用电源、电源插座和网络接口，所述两个扬声器设置在第一层的前部，所述功放板设置在第三层，所述身份证阅读器设置在第三层的前部，所述电源、线排、电路保护开关和备用电源均设置在第四层，所述电源插座和网络接口设置在后箱体上，所述两个扬声器、功放板、身份证阅读器、电源、线排、电路保护开关、备用电源和网络接口分别与中央控制器连接，所述电源插座与电源连接。

进一步的，所述设备还包括升降控制按钮和四条升降导轨，所述升降控制按钮设置在升降座椅上，并与中央控制器连接，所述四条升降导轨设置在升降座椅的四周，并固定在后箱体内。

进一步的，所述设备还包括红外传感器和压力传感器，所述红外传感器设置在设备箱上，所述压力传感器设置在升降座椅上，所述红外传感器和压力传感器分别与中央控制器连接；

所述设备箱还包括顶板和底座，所述前箱体和后箱体的顶部通过顶板相连，所述前箱体和后箱体的底部均设置在底座上，所述底座的底部设有多个万向脚轮；所述前箱体的后部设有第一开闭门，所述第一开闭门上设有两个播放灯箱，两个播放灯箱分别与中央控制器连接；所述后箱体的后部设有第二开闭门。

本发明的另一目的可以通过采取如下技术方案达到

一种基于上述设备的自助式快照方法，所述方法包括：

当红外传感器检测到设备箱内无人时，中央控制器点亮设备箱内上灯箱、两个面部补光灯箱、两个下巴补光灯箱和两个侧面补光灯箱中的部分灯箱，当红外传感器检测到设备箱内有人后，中央控制器逐渐调亮设备箱内其他灯箱到设定的亮度；

当获取用户的身份证号码后，中央控制器通过压力传感器检测用户是否坐在升降座椅上；

当检测到用户坐在升降座椅上时，中央控制器通过触摸显示器显示拍照提示；

中央控制器发出指令给摄像头捕获一张照片，根据捕获的照片提取人像特征信息，找出眼睛特征所在照片的位置H，判断H是否落在预设的最佳人眼阈值范围，根据判断结果决定是否调整升降座椅高度；

中央控制器发出指令给摄像头捕获至少一帧照片，根据捕获的照片提取人像特征信息，从人像特征信息中读取皮肤部分的信息，将皮肤部分分割成上部、中部、下部、左部、右部共五个部分，分别判断五个部分中各部分的亮度是否满足预设范围，根据判断结果决定五个部分中的各部分对应的灯箱亮度是否需要调整；其中，上部对应上灯箱，中部对应两个面部补光灯箱，下部对应两个下巴补光灯箱，左部对应升降座椅左侧的侧面补光灯箱，右部对应升降座椅右侧的侧面补光灯箱；

中央控制器通过触摸显示器和扬声器提示用户调整仪容仪表；

当用户在触摸显示器上点击确认拍摄按钮后，中央控制器发出指令给数码相机拍摄一张照片；

中央控制器根据行业标准的证件照片条件对拍摄的照片进行检测，若符合行业标准的证件照片条件，则对拍摄的照片进行自动裁剪，否则，通过触摸显示器和扬声器提示重拍；

在自动裁剪后，中央控制器根据选定的证件类型，自动替换人像背景，并将处理后的照片显示在触摸显示器上。

进一步的，所述判断H是否落在预设的最佳人眼阈值范围，根据判断结果决定是否调整升降座椅高度，具体为：

判断H是否落在预设的最佳人眼阈值范围，若是，无需调整升降座椅高度，若否，则计算出最佳人眼阈值范围的中间值与H的差值M，根据差值M与实际映射比值K计算出要调整的高度N，当M为负数时，向下调整升降座椅高度，当M为正数时，向上调整升降座椅高度；其中，N＝M*K。

进一步的，所述分别判断五个部分中各部分的亮度是否满足预设范围，根据判断结果决定五个部分中的各部分对应的灯箱亮度是否需要调整，具体为：

分别从五个部分中各部分的图像矩阵中读出每个像素的亮度值，统计每个亮度0～255的像素个数，128为中间值，得到预览帧图像的亮度直方图；

对亮度直方图进行数据分析，计算亮度综合值：

其中，常量128为亮度偏移值；col为预览帧图像矩阵的列，cols为最大的列；row为预览帧图像矩阵的行，rows为最大的行；Y(row,col)为预览帧图像矩阵中某一点的亮度值；SumDA为每个像素相对128的亮度偏移总和；

对求得的亮度偏移总和对像素总数求平均，得到平均亮度偏移值，表示为DA：

DA＝SumDA/(cols*rows)

取平均亮度偏移值DA的绝对值，记得D₁：

D₁＝abs(DA)

亮度直方图为一个数组HIST[i]，下标为亮度值，范围为0到255，单元值为该亮度值的像素个数，得到：

其中，Mda为亮度直方图每个亮度等级的亮度偏移值总和；

对Mda取绝对值，并求平均值：

M₁＝abs(Mda)/(cols*rows)

根据M₁、D₁，求得亮度异常系数：

K₁＝D₁/M₁

其中，K₁为亮度异常系数；

对于五个部分中的任一部分，判断亮度异常系数K₁是否小于1，若是，则亮度均匀充足，无需调整亮度；若否，在平均亮度偏移值DA大于0时，判断环境光线过亮，则控制该部分对应的灯箱将亮度调暗；在平均亮度偏移值DA小于0时，判断环境光线过暗，则控制该部分对应的灯箱将亮度调亮。

进一步的，所述方法还包括：

当检测到用户没有坐在升降座椅上时，中央控制器通过扬声器提示用户坐在升降座椅上；

当用户在触摸显示器上预览照片，并点击确认递交按钮后，中央控制器通过网络接口将照片上传到办证厅后台数据库，使照片与用户的申请表绑定在一起。

本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本发明的拍摄装置包括数码相机和摄像头，摄像头可以根据中央控制器的指令捕获用户的照片，从而提取用户的人像特征信息，根据眼睛特征所在照片的位置，判断是否需要调整升降座椅，如需要调整，在调整之后再通过数码相机进行拍摄，这样拍摄出的照片不会出现低头、抬头、斜视等问题，同时也减少了人工操作，极大地方便了用户。

2、本发明设置了上灯箱、两个面部补光灯箱、两个下巴补光灯箱和两个侧面补光灯箱，其中上灯箱可以补充用户的头部灯光，两个面部补光灯箱可以补充用户的面部灯光，两个下巴补光灯箱可以补充用户下巴部分的灯光，两个侧面补光灯箱可以补充用户侧面的灯光，使得耳朵、侧脸等部位光照均匀，在这些灯箱的作用下，实现了360度无死角补光，摄像头可以根据中央控制器的指令捕获用户的照片，从而提取用户人像特征信息，从人像特征信息中读取皮肤部分的信息，将皮肤部分分割成上部、中部、下部、左部、右部共五个部分(上部对应上灯箱，中部对应两个面部补光灯箱，下部对应两个下巴补光灯箱，左部和右部分别对应两个侧面补光灯箱)，根据五个部分中各部分的亮度判断是否需要调整各部分对应的灯箱，如需要调整，在调整之后再通过数码相机进行拍摄，这样拍摄出的照片能够完美呈现人像，不会出现偏光、曝光过度、光线过暗等问题，同时也无需用户自行调整。

3、本发明在前箱体后部设有第一开闭门，使工作人员可以对前箱体内的部件进行维护，前箱体内从上到下依次为第一层、第二层、第三层和第四层，数码相机和摄像头需要经常进行维护以保持良好的拍摄效果，因此设置在第一层，工作人员可以站着进行维护，电源、线排、电路保护开关和备用电源不需要经常进行维护，因此设置在第四层，而中央控制器和功放板是设备的控制部件，因此设置在第三层，避免受到设备其他部件的干扰；在后箱体的后部设有第二开闭门，使工作人员可以对后箱体内的部件进行维护。

4、本发明可以根据行业标准的证件照片条件对拍摄的照片进行检测，这些检测多达40多项(涵盖图像格式、图像尺寸、图像大小、背景、图像边框、噪声、眼睛定位、闭眼、瞳孔距、头部位置、头顶距、头部高度、脸部宽度、肩膀、曝光、色彩、清晰度等17项，表情、姿态、衣着、饰物、头发、仪容、眼镜、儿童及其他类别等24项)，确保相关技术标准与公安制证技术标准相匹配，通过全方位的图像智能检测，使拍摄出的照片符合标准。

5、本发明在检测拍摄的照片符合行业标准的证件照片条件后，可以快速对照片进行自动裁剪、自动换背景等处理，使用户在拍摄后可以快速预览到合格的证件照片，而无需长时间等待。

6、本发明在用户递交照片后，中央控制器会通过网络接口将照片上传到办证厅后台数据库，使照片与用户的申请表绑定在一起，用户无需打印照片和回执，不仅提高办证效率，而且极大满足群众个性化需求。

附图说明

图1为本发明实施例1的自助式快照设备的结构框图。

图2为本发明实施例1的自助式快照设备示出前箱体前部的立体结构图。

图3为本发明实施例1的自助式快照设备示出前箱体后部打开第一开闭门的平面结构图。

图4为本发明实施例1的自助式快照设备示出后箱体内的立体结构图。

图5为本发明实施例1的自助式快照设备示出后箱体内升降座椅上升的立体结构图。

图6为本发明实施例1的自助式快照设备示出后箱体后部打开第二开闭门的平面结构图。

图7为本发明实施例1的自助式快照设备中摄像头所捕获的没有落在预设的最佳人眼阈值范围的照片示意图。

图8为本发明实施例1的自助式快照设备中摄像头所捕获照片的皮肤部分分割成五个部分的示意图。

其中，1-中央控制器，2-触摸显示器，3-升降座椅，4-升降部件，5-升降控制按钮，6-升降导轨，7-红外传感器，8-压力传感器，9-上灯箱，10-面部补光灯箱，11-下巴补光灯箱，12-侧面补光灯箱，13-扬声器，14-功放板，15-身份证阅读器，16-电源，17-线排，18-电路保护开关，19-备用电源，20-电源插座，21-网络接口，22-前箱体，23-后箱体，24-顶板，25-底座，26-数码相机，27-摄像头，28-万向脚轮，29-第一开闭门，30-播放灯箱，31-第二开闭门。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1～图6所示，本实施例的自助式快照设备包括设备箱、拍摄装置、中央控制器1、触摸显示器2、升降座椅3、升降部件4、升降控制按钮5、升降导轨6、红外传感器7、压力传感器8、上灯箱9、面部补光灯箱10、下巴补光灯箱11、侧面补光灯箱12、扬声器13、功放板14、身份证阅读器15、电源16、线排17、电路保护开关18、备用电源19、电源插座20以及网络接口21；所述设备箱包括前箱体22、后箱体23、顶板24和底座25，所述拍摄装置包括数码相机26和摄像头27，所述前箱体22内从上到下依次为第一层、第二层、第三层和第四层，所述数码相机26和摄像头27的镜头均朝向后箱体23。

所述中央控制器1可以采用研华公司、型号为ARK-3440A2的工控机(IndustrialPersonal Computer，IPC)，其设置在第三层，并分别与触摸显示器2、升降部件4、升降控制按钮5、红外传感器7、压力传感器8、上灯箱9、面部补光灯箱10、下巴补光灯箱11、侧面补光灯箱12、扬声器13、功放板14、身份证阅读器15、电源16、线排17、电路保护开关18、备用电源19、网络接口21、数码相机26以及摄像头27连接，用于控制各部件协调运作，集网络通讯功能、数据运算处理、数据传输等功能。

所述触摸显示器2设置在第二层的前部，用于为用户提供操作界面，显示操作按钮、操作提示、预览照片等。

所述升降座椅3和升降部件4设置在后箱体23内，且升降部件4与升降座椅3的底部连接，本实施例的升降部件4可以采用电动升降杆，用于为升降座椅3提供上升和下降的动力，由中央控制器1的控制指令控制，升降座椅3上升后的状态如图5所示；所述升降控制按钮5设置在升降座椅3上，用户可以通过升降控制按钮5手动控制升降座椅3的上下调节；因此，升降座椅3既可以根据中央控制器1的控制指令进行上下调节，也可以根据升降控制按钮5的控制进行上下调节。

所述升降导轨6有四条，四条升降导轨6设置在升降座椅3的四周(即升降座椅3的四个角)，并固定在后箱体23内，用于辅助升降座椅3沿着升降导轨6上下调节。

所述红外传感器7设置在设备箱上，可以优选设置在容易检测到人的位置上，如设置在顶板24内侧、前箱体22的前部等，用于检测是否有人进入设备箱内，当检测到设备箱内无人时，中央控制器1会点亮部分灯箱，当检测到设备箱内有人后，中央控制器1会逐渐调亮其他灯箱到设定的亮度。

所述压力传感器8设置在升降座椅3上，用于检测进入设备箱内的用户是否坐在升降座椅3上，当检测到用户坐在升降座椅3上时，中央控制器1会通过触摸显示器2显示拍照提示，当检测到用户没有坐在升降座椅3上时，中央控制器1通过扬声器13提示用户坐在升降座椅3上。

所述上灯箱9设置在第一层的前部，可以补充用户的头部灯光，灯光亮度可根据中央控制器1的指令调节，主要由超薄导光板、LED灯和散光板组成，有着美观，高效节能，光线柔和，亮度均匀悦目的特点。

所述面部补光灯箱10有两个，两个面部补光灯箱10设置在第一层的前部，且位于上灯箱9的下方，可以补充用户的面部灯光，灯光亮度可根据中央控制器1的指令调节，主要由超薄导光板、LED灯和散光板组成，有着美观，高效节能，光线柔和，亮度均匀悦目的特点。

所述下巴补光灯箱11有两个，两个下巴补光灯箱11设置在第二层的前部，可以补充用户下巴部分的灯光，灯光亮度可根据中央控制器1的指令调节，主要由超薄导光板、LED灯和散光板组成，有着美观，高效节能，光线柔和，亮度均匀悦目的特点。

所述侧面补光灯箱12有两个，两个侧面补光灯箱12分别设置在升降座椅3的左右两侧，可以补充用户侧面的灯光，使得耳朵、侧脸等部位光照均匀，灯光亮度可根据中央控制器1的指令调节。

所述扬声器13有两个，两个扬声器13设置在第一层的前部，优选设置在上灯箱9的上方，可以播放智能语音，与触摸显示器2的画面提示相配合，可以引导用户操作，在拍摄的关键步骤均有语音提示，用户可以根据语音提示轻松便捷地操作，没有使用门槛。

所述功放板14设置在第三层，用于调节扬声器13的声音大小。

所述身份证阅读器15设置在第三层的前部，可以直接读取用户的身份证数据，无需用户手动输入。

所述电源16、线排17、电路保护开关18和备用电源19均设置在第四层，所述电源插座20和网络接口21设置在后箱体23上，优选设置在后箱体23的底部；其中，电源16与电源插座20连接，电源插座20接上电源线，用于提供220V的外部电源；线排17为扩展其他功能提供专业的接口，如安装打印机等；备用电源19可以采用UPS电源，外部电源停电时可自动切换，确保为设备持续供电；网络接口21可以与互联网或局域网连接，通过网络接口21可以将照片上传到办证厅后台数据库。

所述数码相机26设置在第一层，可以采用单反数码相机，其为专业的拍摄设备，拍摄画面质感更强，参数调整到最佳的状态，比一般的自助拍摄办证一体机采用摄像头更加清晰，照片质量更好。

所述摄像头27设置在第一层，可以采用高清摄像头(本实施例设置了两个摄像头，其中一个是预留摄像头)，用于根据中央控制器1的指令捕获照片，捕获照片有多个用途：1)通过对用户的人像进行识别，证实是否为本人操作；2)捕获一帧或多帧照片，分析人像特征，判断是否调整升降座椅3的高度；3)分析人脸上的光照是否均匀充足，不均匀则反馈给中央控制器1，发出调节亮度的指令。

所述前箱体22和后箱体23的顶部通过顶板24相连，前箱体22和后箱体23的底部均设置在底座25上，所述底座25的底部设有多个万向脚轮28，万向脚轮28可以使设备移动更方便；所述前箱体22的后部设有第一开闭门29，使工作人员可以对前箱体22内的部件进行维护，为了保持设备良好的拍摄效果，数码相机26和摄像头27需要经常进行维护，因此设置在第一层，工作人员可以站着进行维护，电源16、线排17、电路保护开关18和备用电源19不需要经常进行维护，因此设置在第四层，而中央控制器1和功放板14是设备的控制部件，因此设置在第三层，避免受到设备其他部件的干扰，所述第一开闭门29上设有两个播放灯箱30，两个播放灯箱30分别位于第一开闭门29的上、下方，其中下方的播放灯箱30面积大于上方的播放灯箱30，两个播放灯箱30还分别与中央控制器1连接，用于播放提示、广告等，通过这两个播放灯箱30可以展示如何操作设备；所述后箱体23的后部设有第二开闭门31，使工作人员可以对后箱体23内的部件进行维护。

实施例2：

如图1-图6所示，本实施例提供了一种基于上述设备实现的自助式快照方法，该方法包括以下步骤：

S1、红外传感器7一直开启，对设备箱内进行检测，当红外传感器7检测到设备箱内无人时，中央控制器1点亮部分灯箱(如上灯箱9)，当红外传感器7检测到设备箱内有人后，中央控制器1逐渐调亮设备箱内其他灯箱(如面部补光灯箱10、下巴补光灯箱11、侧面补光灯箱12)到设定的亮度；

S2、中央控制器1通过扬声器13提示用户将身份证放在身份证阅读器15上，以便读取用户的身份证信息，如果用户没有携带身份证可以通过触摸显示器2手动输入身份证号码；

S3、当获取用户的身份证号码后，中央控制器1通过压力传感器8检测用户是否坐在升降座椅3上，如果检测到用户没有坐在升降座椅3上，中央控制器1通过扬声器13提示用户坐在升降座椅3上，如果检测到用户坐在升降座椅3上，中央控制器1通过触摸显示器3显示拍照提示；

S4、用户在触摸显示器2上点击开始拍照按钮，中央控制器1启动开始拍照指令，该步骤只是方便用户在做好拍摄准备后才继续进行以下步骤，并不是必要的步骤，本实施例同样也可以在步骤S3显示拍照提示后，直接进入步骤S5；

S5、中央控制器1发出指令给摄像头27捕获一张照片，根据捕获的照片提取人像特征信息，找出眼睛特征所在照片的位置H，判断H是否落在预设的最佳人眼阈值范围，根据判断结果决定是否调整升降座椅3高度；

由于摄像头27所拍摄的照片的大小、所拍摄的范围是固定的，因此可以经过多次试验设定最佳人眼阈值范围，使得人眼和摄像头27保持同一水平线，从而拍摄出来的照片不存在低头、抬头、斜视等问题，假设这个最佳人眼阈值范围是L1到L2的区间，那么判断H是否落在预设的最佳人眼阈值范围，根据判断结果决定是否调整升降座椅3高度，具体如下：

判断H是否落在预设的最佳人眼阈值范围，若是，无需调整升降座椅高度，若否，如图7所示，则计算出最佳人眼阈值范围的中间值(L1+L2)/2，再计算这个中间值与H的差值M，即M＝(L1+L2)/2-H，根据差值M与实际映射比值K计算出要调整的高度N，N＝M*K，当M为负数时，向下调整升降座椅3高度，当M为正数时，向上调整升降座椅3高度；

S6、中央控制器1发出指令给摄像头27捕获至少一帧照片，捕获两帧或以上的照片，则可以预防抓拍时人像抖动的问题，提取人特征信息后，如果由于抖动严重，导致人像特征不清晰，则放弃该帧照片，重新捕获照片，直到人像特征清晰为止；根据捕获的照片提取人像特征信息，从人像特征信息中读取皮肤部分的信息，将皮肤部分分割成上部、中部、下部、左部、右部共五个部分，如图8所示，分别判断五个部分中各部分的亮度是否满足预设范围，根据判断结果决定五个部分中的各部分对应的灯箱亮度是否需要调整；其中，上部对应上灯箱9，中部对应两个面部补光灯箱10，下部对应两个下巴补光灯箱11，左部对应升降座3椅左侧的侧面补光灯箱12，右部对应升降座椅3右侧的侧面补光灯箱12；

所述分别判断五个部分中各部分的亮度是否满足预设范围，根据判断结果决定五个部分中的各部分对应的灯箱亮度是否需要调整，具体为：

1)分别从五个部分中各部分的图像矩阵中读出每个像素的亮度值，统计每个亮度0～255的像素个数，128为中间值，得到预览帧图像的亮度直方图；

2)对亮度直方图进行数据分析，计算亮度综合值：

其中，常量128为亮度偏移值；col为预览帧图像矩阵的列，cols为最大的列；row为预览帧图像矩阵的行，rows为最大的行；Y(row,col)为预览帧图像矩阵中某一点的亮度值；SumDA为每个像素相对128的亮度偏移总和；

3)对求得的亮度偏移总和对像素总数求平均，得到平均亮度偏移值，表示为DA：

DA＝SumDA/(cols*rows)

取平均亮度偏移值DA的绝对值，记得D₁：

D₁＝abs(DA)

4)亮度直方图为一个数组HIST[i]，下标为亮度值，范围为0到255，单元值为该亮度值的像素个数，得到：

其中，Mda为亮度直方图每个亮度等级的亮度偏移值总和；

5)对Mda取绝对值，并求平均值：

M₁＝abs(Mda)/(cols*rows)

6)根据M₁、D₁，求得亮度异常系数：

K₁＝D₁/M₁

其中，K₁为亮度异常系数；

7)对于五个部分中的任一部分，判断亮度异常系数K₁是否小于1，若是，则亮度均匀充足，无需调整亮度；若否，在平均亮度偏移值DA大于0时，判断环境光线过亮，则控制该部分对应的灯箱将亮度调暗；在平均亮度偏移值DA小于0时，判断环境光线过暗，则控制该部分对应的灯箱将亮度调亮。

上述所采用的技术可以参见专利申请号为201510547356.1的发明专利申请《可进行拍摄环境拍摄提示的证照相机及拍摄环境检测方法》；

S7、中央控制器1通过触摸显示器2和扬声器13提示用户调整仪容仪表，即可以通过语音、文字、动画等进行提示，提示用户调整的仪容仪表包括保持姿态端正、头发不遮住眉毛、不露出牙齿等，等待用户点击确认拍摄；

S8、用户在触摸显示器2上点击确认拍摄按钮，中央控制器1发出指令给数码相机26拍摄一张照片；

S9、中央控制器1根据行业标准的证件照片条件对拍摄的照片进行检测，若符合行业标准的证件照片条件，则进入步骤S10，否则，通过触摸显示器2和扬声器13提示重拍，即画面和语音一起提示；

符合行业标准的证件照片条件是指照片的清晰度、亮度、人像端正程度等40多项都符合行业标准的要求，在中央控制器1上安装有一套成熟可靠的智能识别检测系统，通过智能识别检测系统进行多达40多项的智能检测(涵盖图像格式、图像尺寸、图像大小、背景、图像边框、噪声、眼睛定位、闭眼、瞳孔距、头部位置、头顶距、头部高度、脸部宽度、肩膀、曝光、色彩、清晰度等17项，表情、姿态、衣着、饰物、头发、仪容、眼镜、儿童及其他类别等24项)，确保相关技术标准与公安制证技术标准相匹配；

上述检测采用的技术可以参见专利申请号为201510553102.0的发明专利申请《一种可检测拍摄质量的证照相机及拍摄质量检测方法》，如：图像格式的检测，可以从文件属性信息中获取文件后缀，判断文件是否为压缩文件，当文件为压缩文件时，判断是否为JPEG压缩；图像尺寸的检测，可以从文件属性信息中获取图像像素，判断图像像素是否符合相应证件照的要求；图像大小的检测，可以从文件属性信息中获取文件容量，判断文件容量是否大于相应证件照的预设值；

S10、对拍摄的照片进行自动裁剪，在自动裁剪后，中央控制器1根据选定的证件类型，自动替换人像背景，并将处理后的照片显示在触摸显示器2上，供用户预览；本实施例适用的证件类型包括“户政类”(身份证、居住证)、“出入境类”(港澳台通行证)、“交管类”(驾驶证)及其余类型(寸照)；

S11、用户在触摸显示器2上预览照片，点击确认递交按钮，中央控制器1通过网络接口21将照片上传到办证厅后台数据库，使照片与用户的申请表绑定在一起，用户无需打印照片和回执；线排17为扩展其他功能提供专业的接口，通过线排17可以安装打印机，如果用户需要，也可以自行打印照片；

S12、用户到办证前台办证，只需要读取用户的身份证，办证前台系统即可调取出相应的电子照片，无需再递交相片和回执。

综上所述，本发明的拍摄装置包括数码相机和摄像头，摄像头可以根据中央控制器的指令捕获用户的照片，从而提取用户的人像特征信息，根据眼睛特征所在照片的位置，判断是否需要调整升降座椅，如需要调整，在调整之后再通过数码相机进行拍摄，这样拍摄出的照片不会出现低头、抬头、斜视等问题，同时也减少了人工操作，极大地方便了用户；还设置了上灯箱、两个面部补光灯箱、两个下巴补光灯箱和两个侧面补光灯箱，其中上灯箱可以补充用户的头部灯光，两个面部补光灯箱可以补充用户的面部灯光，两个下巴补光灯箱可以补充用户下巴部分的灯光，两个侧面补光灯箱可以补充用户侧面的灯光，使得耳朵、侧脸等部位光照均匀，在这些灯箱的作用下，实现了360度无死角补光，摄像头可以根据中央控制器的指令捕获用户的照片，从而提取用户人像特征信息，从人像特征信息中读取皮肤部分的信息，将皮肤部分分割成上部、中部、下部、左部、右部共五个部分(上部对应上灯箱，中部对应两个面部补光灯箱，下部对应两个下巴补光灯箱，左部和右部分别对应两个侧面补光灯箱)，根据五个部分中各部分的亮度判断是否需要调整各部分对应的灯箱，如需要调整，在调整之后再通过数码相机进行拍摄，这样拍摄出的照片能够完美呈现人像，不会出现偏光、曝光过度、光线过暗等问题，同时也无需用户自行调整。

以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明专利构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种自助式快照设备，所述设备包括设备箱和拍摄装置，其特征在于：所述设备还包括中央控制器、触摸显示器、升降座椅以及升降部件；所述设备箱包括前箱体和后箱体，所述拍摄装置包括数码相机和摄像头，所述数码相机、摄像头和中央控制器设置在前箱体内，所述触摸显示器设置在前箱体的前部，所述数码相机和摄像头的镜头均朝向后箱体，所述升降座椅和升降部件均设置在后箱体内，所述升降部件与升降座椅的底部连接，用于带动升降座椅上升或下降；所述数码相机、摄像头、触摸显示器和升降组件分别与中央控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种自助式快照设备，其特征在于：所述前箱体内从上到下依次为第一层、第二层、第三层和第四层，所述数码相机和摄像头设置在第一层，所述触摸显示器设置在第二层的前部，所述中央控制器设置在第三层。

3.根据权利要求2所述的一种自助式快照设备，其特征在于：所述设备还包括上灯箱、两个面部补光灯箱、两个下巴补光灯箱以及两个侧面补光灯箱，所述上灯箱和两个面部补光灯箱均设置在第一层的前部，且两个面部补光灯箱位于上灯箱的下方，所述两个下巴补光灯箱设置在第二层的前部，所述两个侧面补光灯箱分别设置在升降座椅的左右两侧，所述上灯箱、两个面部补光灯箱、两个下巴补光灯箱和两个侧面补光灯箱分别与中央控制器连接。

4.根据权利要求2所述的一种自助式快照设备，其特征在于：所述设备还包括两个扬声器、功放板、身份证阅读器、电源、线排、电路保护开关、备用电源、电源插座和网络接口，所述两个扬声器设置在第一层的前部，所述功放板设置在第三层，所述身份证阅读器设置在第三层的前部，所述电源、线排、电路保护开关和备用电源均设置在第四层，所述电源插座和网络接口设置在后箱体上，所述两个扬声器、功放板、身份证阅读器、电源、线排、电路保护开关、备用电源和网络接口分别与中央控制器连接，所述电源插座与电源连接。

5.根据权利要求1所述的一种自助式快照设备，其特征在于：所述设备还包括升降控制按钮和四条升降导轨，所述升降控制按钮设置在升降座椅上，并与中央控制器连接，所述四条升降导轨设置在升降座椅的四周，并固定在后箱体内。

6.根据权利要求1所述的一种自助式快照设备，其特征在于：所述设备还包括红外传感器和压力传感器，所述红外传感器设置在设备箱上，所述压力传感器设置在升降座椅上，所述红外传感器和压力传感器分别与中央控制器连接；

所述设备箱还包括顶板和底座，所述前箱体和后箱体的顶部通过顶板相连，所述前箱体和后箱体的底部均设置在底座上，所述底座的底部设有多个万向脚轮；所述前箱体的后部设有第一开闭门，所述第一开闭门上设有两个播放灯箱，两个播放灯箱分别与中央控制器连接；所述后箱体的后部设有第二开闭门。

7.一种基于权利要求1-6任一项所述设备的自助式快照方法，其特征在于：所述方法包括：

当红外传感器检测到设备箱内无人时，中央控制器点亮设备箱内上灯箱、两个面部补光灯箱、两个下巴补光灯箱和两个侧面补光灯箱中的部分灯箱，当红外传感器检测到设备箱内有人后，中央控制器逐渐调亮设备箱内其他灯箱到设定的亮度；

当获取用户的身份证号码后，中央控制器通过压力传感器检测用户是否坐在升降座椅上；

当检测到用户坐在升降座椅上时，中央控制器通过触摸显示器显示拍照提示；

中央控制器发出指令给摄像头捕获一张照片，根据捕获的照片提取人像特征信息，找出眼睛特征所在照片的位置H，判断H是否落在预设的最佳人眼阈值范围，根据判断结果决定是否调整升降座椅高度；

中央控制器发出指令给摄像头捕获至少一帧照片，根据捕获的照片提取人像特征信息，从人像特征信息中读取皮肤部分的信息，将皮肤部分分割成上部、中部、下部、左部、右部共五个部分，分别判断五个部分中各部分的亮度是否满足预设范围，根据判断结果决定五个部分中的各部分对应的灯箱亮度是否需要调整；其中，上部对应上灯箱，中部对应两个面部补光灯箱，下部对应两个下巴补光灯箱，左部对应升降座椅左侧的侧面补光灯箱，右部对应升降座椅右侧的侧面补光灯箱；

中央控制器通过触摸显示器和扬声器提示用户调整仪容仪表；

当用户在触摸显示器上点击确认拍摄按钮后，中央控制器发出指令给数码相机拍摄一张照片；

中央控制器根据行业标准的证件照片条件对拍摄的照片进行检测，若符合行业标准的证件照片条件，则对拍摄的照片进行自动裁剪，否则，通过触摸显示器和扬声器提示重拍；

在自动裁剪后，中央控制器根据选定的证件类型，自动替换人像背景，并将处理后的照片显示在触摸显示器上。

8.根据权利要求7所述的一种自助式快照方法，其特征在于：所述判断H是否落在预设的最佳人眼阈值范围，根据判断结果决定是否调整升降座椅高度，具体为：

判断H是否落在预设的最佳人眼阈值范围，若是，无需调整升降座椅高度，若否，则计算出最佳人眼阈值范围的中间值与H的差值M，根据差值M与实际映射比值K计算出要调整的高度N，当M为负数时，向下调整升降座椅高度，当M为正数时，向上调整升降座椅高度；其中，N＝M*K。

9.根据权利要求7所述的一种自助式快照方法，其特征在于：所述分别判断五个部分中各部分的亮度是否满足预设范围，根据判断结果决定五个部分中的各部分对应的灯箱亮度是否需要调整，具体为：

分别从五个部分中各部分的图像矩阵中读出每个像素的亮度值，统计每个亮度0～255的像素个数，128为中间值，得到预览帧图像的亮度直方图；

对亮度直方图进行数据分析，计算亮度综合值：

$SumDA=\underset{0\&le;row<rows}{\underset{0\&le;col<cols}{\&Sigma;}}\left(Y\right(col,row)-128)$

其中，常量128为亮度偏移值；col为预览帧图像矩阵的列，cols为最大的列；row为预览帧图像矩阵的行，rows为最大的行；Y(row,col)为预览帧图像矩阵中某一点的亮度值；SumDA为每个像素相对128的亮度偏移总和；

对求得的亮度偏移总和对像素总数求平均，得到平均亮度偏移值，表示为DA：

DA＝SumDA/(cols*rows)

取平均亮度偏移值DA的绝对值，记得D₁：

D₁＝abs(DA)

亮度直方图为一个数组HIST[i]，下标为亮度值，范围为0到255，单元值为该亮度值的像素个数，得到：

$Mda={\&Sigma;}_{i=0}^{255}abs(i-128-DA)*HIST\&lsqb;i\&rsqb;$

其中，Mda为亮度直方图每个亮度等级的亮度偏移值总和；

对Mda取绝对值，并求平均值：

M₁＝abs(Mda)/(cols*rows)

根据M₁、D₁，求得亮度异常系数：

K₁＝D₁/M₁

其中，K₁为亮度异常系数；

对于五个部分中的任一部分，判断亮度异常系数K₁是否小于1，若是，则亮度均匀充足，无需调整亮度；若否，在平均亮度偏移值DA大于0时，判断环境光线过亮，则控制该部分对应的灯箱将亮度调暗；在平均亮度偏移值DA小于0时，判断环境光线过暗，则控制该部分对应的灯箱将亮度调亮。

10.根据权利要求7-9任一项所述的一种自助式快照方法，其特征在于：所述方法还包括：

当检测到用户没有坐在升降座椅上时，中央控制器通过扬声器提示用户坐在升降座椅上；

当用户在触摸显示器上预览照片，并点击确认递交按钮后，中央控制器通过网络接口将照片上传到办证厅后台数据库，使照片与用户的申请表绑定在一起。