CN107734275B - 减少对幼儿的干扰和影响的自动关闭系统 - Google Patents

减少对幼儿的干扰和影响的自动关闭系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种减少对幼儿的干扰和影响的自动关闭系统，包括音频信号接收设备、音频信号分析设备、电视自动开关和WIFI通信设备，所述音频信号接收设备用于接收室内音频信号，所述音频信号分析设备与所述音频信号接收设备连接，用于对室内音频信号进行数据分析以判断是否室内音频信号中是否包括电视节目声音，所述WIFI通信设备与所述音频信号分析设备连接，用于基于所述音频信号分析设备的分析结果向所述电视自动开关发送关闭驱动信号或打开驱动信号。通过本发明，能够减少电视对幼儿的干扰和影响。

Description

减少对幼儿的干扰和影响的自动关闭系统
技术领域
本发明涉及音频处理领域，尤其涉及一种减少对幼儿的干扰和影响的自动关闭系统。
背景技术
电视(Television、TV、Video)指利用电子技术及设备传送活动的图像画面和音频信号，即电视接收机，也是重要的广播和视频通信工具，电视机最早由英国工程师约翰·洛吉·贝尔德在1925年发明。
电视用电的方法即时传送活动的视觉图像。同电影相似，电视利用人眼的视觉残留效应显现一帧帧渐变的静止图像，形成视觉上的活动图像。电视系统发送端把景物的各个微细部分按亮度和色度转换为电信号后，顺序传送。在接收端按相应几何位置显现各微细部分的亮度和色度来重现整幅原始图像。科学技术的进步，是电视迅速普及的一个重要原因。各国电视信号扫描制式与频道宽带不完全相同，按国际无线电咨询委员会(CCIR)的建议用拉丁字母来区别。
当前，当屋内有幼儿时，电视如果一直处于开启状态，则会对幼儿的听觉的发育造成不利影响，也会给幼儿形成一定的电磁辐射，从而不利于幼儿的身心健康。在屋内有家长的情况下，一般能够及时对电视进行关闭，但在屋内家长因事外出或不在有电视的屋内，或者幼儿误碰电视开关而打开电视时，无法对电视进行即时关闭。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种电视自动关闭系统，通过高精度图像去噪设备和高精度幼儿识别设备以准确识别出屋内是否存在幼儿目标，在存在幼儿目标的情况下启动对室内音频信号进行的数据分析，以判断是否室内音频信号中是否包括电视节目声音，如果存在，向所述电视自动开关发送关闭驱动信号，在接收到无幼儿信号时，关闭对室内音频信号进行的数据分析，从而实现屋内电视的自适应关闭。
根据本发明的一方面，提供了一种电视自动关闭系统，所述系统包括音频信号接收设备、音频信号分析设备、电视自动开关和WIFI通信设备，所述音频信号接收设备用于接收室内音频信号，所述音频信号分析设备与所述音频信号接收设备连接，用于对室内音频信号进行数据分析以判断是否室内音频信号中是否包括电视节目声音，所述WIFI通信设备与所述音频信号分析设备连接，用于基于所述音频信号分析设备的分析结果向所述电视自动开关发送关闭驱动信号或打开驱动信号；
其中，所述电视自动开关设置在电视内部，用于与所述WIFI通信设备建立双向WIFI通信链路，在接收到关闭驱动信号时，关闭所述电视，在接收到打开驱动信号时，打开所述电视。
更具体地，在所述电视自动关闭系统中，还包括：互联网连接设备，与所述音频信号分析设备连接，连接到互联网上，用于实时接收互联网上各个电视台的实时播放节目的实时音频信息；
其中，所述音频信号分析设备还用于接收互联网连接设备转发的各个电视台的实时播放节目的实时音频信息；
其中，所述音频信号分析设备对室内音频信号进行数据分析以判断是否室内音频信号中是否包括电视节目声音包括：将所述室内音频信号与各个电视台的实时播放节目的实时音频信息逐一进行匹配，匹配成功时，发出关闭驱动信号，匹配失败时，发出打开驱动信号。
更具体地，在所述电视自动关闭系统中：所述音频信号分析设备在匹配成功时，输出匹配的实时音频信息所对应的电视台的台符。
更具体地，在所述电视自动关闭系统中，还包括：
图像传感设备，用于对室内环境进行图像数据采集以获得高清环境图像；
噪声点分析设备，用于接收高清环境图像，对高清环境图像进行场景判断以确定高清环境图像内像素点像素值的分布情况，基于所述分布情况对高清环境图像中每一个像素点进行像素值分析以确定是否为噪声点；
噪声区域分析设备，与噪声点分析设备连接，用于接收所述噪声点分析设备的分析结果，将高清环境图像内各个噪声点组成多个噪声区域，确定每一个噪声区域的面积和形状，并将各个噪声区域的面积汇总以获取噪声区域总面积；
滤波启动设备，分别与噪声区域分析设备和自适应滤波设备连接，用于在噪声区域总面积大于等于预设面积阈值时，启动自适应滤波设备，在噪声区域总面积小于预设面积阈值时，关闭自适应滤波设备，将高清环境图像直接作为待处理图像输入到图像平滑设备；
自适应滤波设备，分别与滤波启动设备和图像平滑设备连接，用于在被滤波启动设备启动后，对高清环境图像进行自适应滤波处理以获得待处理图像，并将待处理图像输入到图像平滑设备；所述自适应滤波设备包括区域拆分单元、模块选择单元、滤波执行单元和图像组合单元，区域拆分单元用于接收每一个噪声区域的形状，基于每一个噪声区域的形状的几何特征，将每一个噪声区域拆分成多个基准子区域，每一个基准子区域的形状为方形、圆形或线形，当形状为方形时，每一个基准子区域的大小为3×3、5×5或7×7，当形状为圆形时，每一个基准子区域的半径为3像素、5像素或7像素，当形状为线形时，每一个基准子区域为一个一维像素集合；所述模块选择单元与所述区域拆分单元连接，用于对每一个噪声区域，针对其被拆分后的各个基准子区域，选择对应的中值滤波模板，所述滤波执行单元与所述模块选择单元连接，用于对每一个噪声区域，针对其被拆分后的各个基准子区域，采取选择的中值滤波模板执行中值滤波，以获得各个子区域滤波图案，并将各个子区域滤波图案组合成滤波后的噪声区域子图像；所述图像组合单元与所述滤波执行单元连接，用于接收各个噪声区域子图像，并将非噪声区域与各个噪声区域子图像组合以获得待处理图像；
图像平滑设备，分别与自适应滤波设备和滤波启动设备连接，用于对接收到的待处理图像进行图像平滑处理以获得平滑图像；
背景分析设备，与图像平滑设备连接，用于接收平滑图像并分析平滑图像的背景状况，当判断背景为运动背景时，确定背景检测时间间隔，当判断背景为静止背景时，背景检测时间间隔为0；
背景提取设备，与背景分析设备连接，用于基于背景分析设备确定的背景检测时间间隔，每隔背景检测时间间隔，从平滑图像中提取一次背景图像，当背景检测时间间隔为0时，仍使用之前提取的背景图像；
背景分割设备，分别与图像平滑设备和背景提取设备连接，用于从平滑图像中分割出背景图像以作为前景图像输出；
运动目标提取设备，与背景分割设备连接，用于分析出前景图像中多个运动目标，并从前景图像中分割出与多个运动目标分别对应的多个目标子图像；
幼儿检测设备，与运动目标提取设备连接，用于接收多个目标子图像，将每一个目标子图像的形状与各个预设幼儿图案进行匹配，当存在匹配成功的目标子图像时，发出存在幼儿信号，否则，发出无幼儿信号；
其中，在高清环境图像内，多个噪声区域之外的区域为非噪声区域；高清环境图像内像素点像素值的分布情况包括针对每一个像素点在高清环境图像内的所在区域确定该像素点像素值应归属的像素值范围；所述音频信号分析设备在接收到存在幼儿信号时，启动对室内音频信号进行的数据分析，在接收到无幼儿信号时，关闭对室内音频信号进行的数据分析。
更具体地，在所述电视自动关闭系统中：将所述图像平滑设备、所述背景分析设备、所述背景提取设备、所述背景分割设备、所述运动目标提取设备以及所述幼儿检测设备集成在同一块集成电路板上。
更具体地，在所述电视自动关闭系统中：将所述图像平滑设备、所述背景分析设备、所述背景提取设备、所述背景分割设备、所述运动目标提取设备以及所述幼儿检测设备集成在同一块片上芯片SOC内。
更具体地，在所述电视自动关闭系统中，还包括：远程无线通信设备，与所述幼儿检测设备连接，用于将所述存在幼儿信号或所述无幼儿信号无线发送给远端的房主移动终端上。
更具体地，在所述电视自动关闭系统中，还包括：FLASH存储设备，与所述滤波启动设备连接，用于预先存储所述预设面积阈值。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的电视自动关闭系统的结构方框图。
附图标记：1音频信号接收设备；2音频信号分析设备；3电视自动开关；4WIFI通信设备
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的电视自动关闭系统的实施方案进行详细说明。
当前，电视是各家各户最常见的家用电器。电视摄像是将景物的光像聚焦于摄像管的光敏(或光导)靶面上，靶面各点的光电子的激发或光电导的变化情况随光像各点的亮度而异。当用电子束对靶面扫描时，即产生一个幅度正比于各点景物光像亮度的电信号，传送到电视接收机中使显像管屏幕的扫描电子束随输入信号的强弱而变。当与发送端同步扫描时，显像管的屏幕上即显现发送的原始图像。
电视信号传输分配的过程，以转播其他城市中的实况为例，一般从摄像机、电视中心或转播车，再经微波中继线路、发射台，最后到用户电视接收机。此外，电视广播卫星和电缆电视也分别是全国性和城市区域性电视传输分配的有效手段。
然而，现有技术中并不存在基于屋内幼儿目标存在情况以及屋内是否存在电视节目的音频成分的分析机制，因而无法做的基于该分析机制的分析结果对屋内电视进行自动打开或自动关闭，时间一长，很容易对屋内幼儿目标造成一定的身心伤害。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种电视自动关闭系统，能够建立基于屋内幼儿目标存在情况以及屋内是否存在电视节目的音频成分的分析机制以及相应的电视自动开关机制，从而解决了上述技术问题。
图1为根据本发明实施方案示出的电视自动关闭系统的结构方框图，所述系统包括音频信号接收设备、音频信号分析设备、电视自动开关和WIFI通信设备，所述音频信号接收设备用于接收室内音频信号，所述音频信号分析设备与所述音频信号接收设备连接，用于对室内音频信号进行数据分析以判断是否室内音频信号中是否包括电视节目声音，所述WIFI通信设备与所述音频信号分析设备连接，用于基于所述音频信号分析设备的分析结果向所述电视自动开关发送关闭驱动信号或打开驱动信号；
其中，所述电视自动开关设置在电视内部，用于与所述WIFI通信设备建立双向WIFI通信链路，在接收到关闭驱动信号时，关闭所述电视，在接收到打开驱动信号时，打开所述电视。
接着，继续对本发明的电视自动关闭系统的具体结构进行进一步的说明。
在所述电视自动关闭系统中，还包括：互联网连接设备，与所述音频信号分析设备连接，连接到互联网上，用于实时接收互联网上各个电视台的实时播放节目的实时音频信息；
其中，所述音频信号分析设备还用于接收互联网连接设备转发的各个电视台的实时播放节目的实时音频信息；
其中，所述音频信号分析设备对室内音频信号进行数据分析以判断是否室内音频信号中是否包括电视节目声音包括：将所述室内音频信号与各个电视台的实时播放节目的实时音频信息逐一进行匹配，匹配成功时，发出关闭驱动信号，匹配失败时，发出打开驱动信号。
在所述电视自动关闭系统中：所述音频信号分析设备在匹配成功时，输出匹配的实时音频信息所对应的电视台的台符。
在所述电视自动关闭系统中，还包括：
图像传感设备，用于对室内环境进行图像数据采集以获得高清环境图像；
噪声点分析设备，用于接收高清环境图像，对高清环境图像进行场景判断以确定高清环境图像内像素点像素值的分布情况，基于所述分布情况对高清环境图像中每一个像素点进行像素值分析以确定是否为噪声点；
噪声区域分析设备，与噪声点分析设备连接，用于接收所述噪声点分析设备的分析结果，将高清环境图像内各个噪声点组成多个噪声区域，确定每一个噪声区域的面积和形状，并将各个噪声区域的面积汇总以获取噪声区域总面积；
滤波启动设备，分别与噪声区域分析设备和自适应滤波设备连接，用于在噪声区域总面积大于等于预设面积阈值时，启动自适应滤波设备，在噪声区域总面积小于预设面积阈值时，关闭自适应滤波设备，将高清环境图像直接作为待处理图像输入到图像平滑设备；
自适应滤波设备，分别与滤波启动设备和图像平滑设备连接，用于在被滤波启动设备启动后，对高清环境图像进行自适应滤波处理以获得待处理图像，并将待处理图像输入到图像平滑设备；
所述自适应滤波设备包括区域拆分单元、模块选择单元、滤波执行单元和图像组合单元。
区域拆分单元用于接收每一个噪声区域的形状，基于每一个噪声区域的形状的几何特征，将每一个噪声区域拆分成多个基准子区域，每一个基准子区域的形状为方形、圆形或线形，当形状为方形时，每一个基准子区域的大小为3×3、5×5或7×7，当形状为圆形时，每一个基准子区域的半径为3像素、5像素或7像素，当形状为线形时，每一个基准子区域为一个一维像素集合；
所述模块选择单元与所述区域拆分单元连接，用于对每一个噪声区域，针对其被拆分后的各个基准子区域，选择对应的中值滤波模板；
所述滤波执行单元与所述模块选择单元连接，用于对每一个噪声区域，针对其被拆分后的各个基准子区域，采取选择的中值滤波模板执行中值滤波，以获得各个子区域滤波图案，并将各个子区域滤波图案组合成滤波后的噪声区域子图像；
所述图像组合单元与所述滤波执行单元连接，用于接收各个噪声区域子图像，并将非噪声区域与各个噪声区域子图像组合以获得待处理图像；图像平滑设备，分别与自适应滤波设备和滤波启动设备连接，用于对接收到的待处理图像进行图像平滑处理以获得平滑图像。
背景分析设备，与图像平滑设备连接，用于接收平滑图像并分析平滑图像的背景状况，当判断背景为运动背景时，确定背景检测时间间隔，当判断背景为静止背景时，背景检测时间间隔为0。
背景提取设备，与背景分析设备连接，用于基于背景分析设备确定的背景检测时间间隔，每隔背景检测时间间隔，从平滑图像中提取一次背景图像，当背景检测时间间隔为0时，仍使用之前提取的背景图像。
背景分割设备，分别与图像平滑设备和背景提取设备连接，用于从平滑图像中分割出背景图像以作为前景图像输出。
运动目标提取设备，与背景分割设备连接，用于分析出前景图像中多个运动目标，并从前景图像中分割出与多个运动目标分别对应的多个目标子图像；
幼儿检测设备，与运动目标提取设备连接，用于接收多个目标子图像，将每一个目标子图像的形状与各个预设幼儿图案进行匹配，当存在匹配成功的目标子图像时，发出存在幼儿信号，否则，发出无幼儿信号；
其中，在高清环境图像内，多个噪声区域之外的区域为非噪声区域；高清环境图像内像素点像素值的分布情况包括针对每一个像素点在高清环境图像内的所在区域确定该像素点像素值应归属的像素值范围；所述音频信号分析设备在接收到存在幼儿信号时，启动对室内音频信号进行的数据分析，在接收到无幼儿信号时，关闭对室内音频信号进行的数据分析。
在所述电视自动关闭系统中：将所述图像平滑设备、所述背景分析设备、所述背景提取设备、所述背景分割设备、所述运动目标提取设备以及所述幼儿检测设备集成在同一块集成电路板上。
在所述电视自动关闭系统中：将所述图像平滑设备、所述背景分析设备、所述背景提取设备、所述背景分割设备、所述运动目标提取设备以及所述幼儿检测设备集成在同一块片上芯片SOC内。
在所述电视自动关闭系统中，还包括：远程无线通信设备，与所述幼儿检测设备连接，用于将所述存在幼儿信号或所述无幼儿信号无线发送给远端的房主移动终端上。
在所述电视自动关闭系统中，还包括：FLASH存储设备，与所述滤波启动设备连接，用于预先存储所述预设面积阈值。
另外，中值滤波对脉冲噪声有良好的滤除作用，特别是在滤除噪声的同时，能够保护信号的边缘，使之不被模糊。这些优良特性是线性滤波方法所不具有的。此外，中值滤波的算法比较简单，也易于用硬件实现。所以，中值滤波方法一经提出后，便在数字信号处理领得到重要的应用。
中值滤波是基于排序统计理论的一种能有效抑制噪声的非线性信号处理技术，中值滤波的基本原理是把数字图像或数字序列中一点的值用该点的一个邻域中各点值的中值代替，让周围的像素值接近的真实值，从而消除孤立的噪声点。方法是用某种结构的二维滑动模板，将板内像素按照像素值的大小进行排序，生成单调上升(或下降)的为二维数据序列。二维中值滤波输出为g(x,y)＝med{f(x-k,y-l),(k,l∈W)}，其中，f(x,y)，g(x,y)分别为原始图像和处理后图像。W为二维模板，通常为3*3，5*5区域，也可以是不同的形状，如线状，圆形，十字形，圆环形等。
采用本发明的电视自动关闭系统，针对现有技术中屋内电视无法自适应关闭的技术问题，通过高效图像识别机制获取屋内是否存在幼儿的判断信息，通过屋内音频信号的分析判断屋内是否存在电视播放节目声音的判断信息，基于上述判断结果，通过无线通信链路和电视开关设备实现屋内电视的自动关闭。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (1)

1.一种减少对幼儿的干扰和影响的自动关闭系统，其特征在于，包括：
音频信号接收设备、音频信号分析设备、电视自动开关和WIFI通信设备，所述音频信号接收设备用于接收室内音频信号，所述音频信号分析设备与所述音频信号接收设备连接，用于对室内音频信号进行数据分析以判断是否室内音频信号中是否包括电视节目声音，所述WIFI通信设备与所述音频信号分析设备连接，用于基于所述音频信号分析设备的分析结果向所述电视自动开关发送关闭驱动信号或打开驱动信号；
其中，所述电视自动开关设置在电视内部，用于与所述WIFI通信设备建立双向WIFI通信链路，在接收到关闭驱动信号时，关闭所述电视，在接收到打开驱动信号时，打开所述电视；
互联网连接设备，与所述音频信号分析设备连接，连接到互联网上，用于实时接收互联网上各个电视台的实时播放节目的实时音频信息；
其中，所述音频信号分析设备还用于接收互联网连接设备转发的各个电视台的实时播放节目的实时音频信息；
其中，所述音频信号分析设备对室内音频信号进行数据分析以判断是否室内音频信号中是否包括电视节目声音包括：将所述室内音频信号与各个电视台的实时播放节目的实时音频信息逐一进行匹配，匹配成功时，发出关闭驱动信号，匹配失败时，发出打开驱动信号；
所述音频信号分析设备在匹配成功时，输出匹配的实时音频信息所对应的电视台的台符；
图像传感设备，用于对室内环境进行图像数据采集以获得高清环境图像；
噪声点分析设备，用于接收高清环境图像，对高清环境图像进行场景判断以确定高清环境图像内像素点像素值的分布情况，基于所述分布情况对高清环境图像中每一个像素点进行像素值分析以确定是否为噪声点；
噪声区域分析设备，与噪声点分析设备连接，用于接收所述噪声点分析设备的分析结果，将高清环境图像内各个噪声点组成多个噪声区域，确定每一个噪声区域的面积和形状，并将各个噪声区域的面积汇总以获取噪声区域总面积；
滤波启动设备，分别与噪声区域分析设备和自适应滤波设备连接，用于在噪声区域总面积大于等于预设面积阈值时，启动自适应滤波设备，在噪声区域总面积小于预设面积阈值时，关闭自适应滤波设备，将高清环境图像直接作为待处理图像输入到图像平滑设备；
自适应滤波设备，分别与滤波启动设备和图像平滑设备连接，用于在被滤波启动设备启动后，对高清环境图像进行自适应滤波处理以获得待处理图像，并将待处理图像输入到图像平滑设备；所述自适应滤波设备包括区域拆分单元、模块选择单元、滤波执行单元和图像组合单元，区域拆分单元用于接收每一个噪声区域的形状，基于每一个噪声区域的形状的几何特征，将每一个噪声区域拆分成多个基准子区域，每一个基准子区域的形状为方形、圆形或线形，当形状为方形时，每一个基准子区域的大小为3×3、5×5或7×7，当形状为圆形时，每一个基准子区域的半径为3像素、5像素或7像素，当形状为线形时，每一个基准子区域为一个一维像素集合；所述模块选择单元与所述区域拆分单元连接，用于对每一个噪声区域，针对其被拆分后的各个基准子区域，选择对应的中值滤波模板，所述滤波执行单元与所述模块选择单元连接，用于对每一个噪声区域，针对其被拆分后的各个基准子区域，采取选择的中值滤波模板执行中值滤波，以获得各个子区域滤波图案，并将各个子区域滤波图案组合成滤波后的噪声区域子图像；所述图像组合单元与所述滤波执行单元连接，用于接收各个噪声区域子图像，并将非噪声区域与各个噪声区域子图像组合以获得待处理图像；
图像平滑设备，分别与自适应滤波设备和滤波启动设备连接，用于对接收到的待处理图像进行图像平滑处理以获得平滑图像；
背景分析设备，与图像平滑设备连接，用于接收平滑图像并分析平滑图像的背景状况，当判断背景为运动背景时，确定背景检测时间间隔，当判断背景为静止背景时，背景检测时间间隔为0；
背景提取设备，与背景分析设备连接，用于基于背景分析设备确定的背景检测时间间隔，每隔背景检测时间间隔，从平滑图像中提取一次背景图像，当背景检测时间间隔为0时，仍使用之前提取的背景图像；
背景分割设备，分别与图像平滑设备和背景提取设备连接，用于从平滑图像中分割出背景图像以作为前景图像输出；
运动目标提取设备，与背景分割设备连接，用于分析出前景图像中多个运动目标，并从前景图像中分割出与多个运动目标分别对应的多个目标子图像；
幼儿检测设备，与运动目标提取设备连接，用于接收多个目标子图像，将每一个目标子图像的形状与各个预设幼儿图案进行匹配，当存在匹配成功的目标子图像时，发出存在幼儿信号，否则，发出无幼儿信号；
其中，在高清环境图像内，多个噪声区域之外的区域为非噪声区域；
其中，高清环境图像内像素点像素值的分布情况包括针对每一个像素点在高清环境图像内的所在区域确定该像素点像素值应归属的像素值范围；
其中，所述音频信号分析设备在接收到存在幼儿信号时，启动对室内音频信号进行的数据分析，在接收到无幼儿信号时，关闭对室内音频信号进行的数据分析；
将所述图像平滑设备、所述背景分析设备、所述背景提取设备、所述背景分割设备、所述运动目标提取设备以及所述幼儿检测设备集成在同一块集成电路板上；
将所述图像平滑设备、所述背景分析设备、所述背景提取设备、所述背景分割设备、所述运动目标提取设备以及所述幼儿检测设备集成在同一块片上芯片SOC内；
远程无线通信设备，与所述幼儿检测设备连接，用于将所述存在幼儿信号或所述无幼儿信号无线发送给远端的房主移动终端上；
FLASH存储设备，与所述滤波启动设备连接，用于预先存储所述预设面积阈值。
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