CN107909691A - 一种基于图像识别技术的门禁装置、图像识别系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于图像识别技术的门禁装置、图像识别系统及方法，所述装置包括：门面；防盗锁、液晶显示屏、扬声器、按键、图像识别系统都设置在门面表面，所述扬声器设置在门面的顶端的一角，按键、图像识别系统和防盗锁设置在同一水平面上，液晶显示屏在按键上端，门面内置有主控模块、电源模块、报警模块；所述图像识别系统和主控模块相连，防盗锁、电源模块和报警模块与主控模块相连，报警模块与扬声器连接。具有算法先进、功能多样和运行效率高等优点。

Description

一种基于图像识别技术的门禁装置、图像识别系统及方法

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种基于图像识别技术的门禁装 置、图像识别系统及方法。

背景技术

图像处理技术发展到今天，已经被应用到工程学、计算机科学、信息科学、 统计学、物理学、化学、生物学、医学甚至社会科学等多个学科，并成为这些学 科获取信息的重要来源及利用信息的重要手段，所以图像处理科学己经成为与国 计民生紧密相连的一门应用科学。图像处理技术研究的重点在于图像处理算法和 系统结构，随着计算机、集成电路等技术的飞跃发展，图像处理技术在这两方 面都取得了长足的发展。但随着图像信息数据量的增大，图像处理算法复杂度 的提高，图像处理技术依然面临着许多挑战性的问题，具体可概括为图像处理的 网络化、复杂问题的求解与处理速度的高速化，可以通过选择合适的图像处理 平台以及恰当的图像处理算法来解决这些挑战性的问题。

而现有的图像处理系统面临的问题往往也在这些方面：

1、算法落后：针对图像处理的各个环节的算法，如图像增强、图像变换、 色彩平衡等的算法较为落后。算法复杂度较高，因此运行效率较低，导致图像处 理系统的处理速度大幅下降。

2、功能简单：现有的图像处理系统，要么只有对图像进行简单处理的功能， 要么也只有对图像进行简单检索的功能。同时具备两种功能，且功能丰富的图像 处理系统较少。

3、运行效率低：由于采用的算法和针对整个系统设定的运行方法落后，导 致整个系统运行的效率较低。。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于图像识别技术的门禁装置、图像识别系统及 方法，具有算法先进、功能多样和运行效率高等优点。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于图像识别技术的门禁装置，所述装置包括：门面；防盗锁、液晶显 示屏、扬声器、按键、图像识别系统都设置在门面表面，所述扬声器设置在门面 的顶端的一角，按键、图像识别系统和防盗锁设置在同一水平面上，液晶显示屏 在按键上端，门面内置有主控模块、电源模块、报警模块；所述图像识别系统和 主控模块相连，防盗锁、电源模块和报警模块与主控模块相连，报警模块与扬 声器连接。

进一步的，所述主控模块由avr系列单片机组成。

进一步的，所述的电源模块主要由充电接口、储蓄电源组成。

一种基于图像识别技术的图像识别系统，所述系统包括：图像采集单元、图 像质量评估单元、图像复原单元、图像增强单元、色彩平衡单元、图像压缩单元、 图像存储单元、图像检索单元和图像显示单元；所述图像采集单元，分别信号连 接于图像显示单元和图像质量评估单元；所述图像质量评估单元，分别信号连接 于图像显示单元、图像采集单元和图像复原单元；所述图像复原单元，信号连接 于图像增强单元；所述图像增强单元，信号连接于色彩平衡单元；所述色彩平衡 单元，信号连接于图像压缩单元；所述图像压缩单元，分别信号连接于图像存储 单元和图像显示单元；所述图像存储单元，信号连接于图像检索单元；所述图像 检索单元，信号连接于图像显示单元。

进一步的，所述图像采集单元，用于获取原始图像信息，将原始图像信息发 送至图像显示单元和图像质量评估单元；所述图像质量评估单元，用于对获取到 的原始图像信息进行评估，得出评估结果；所述图像复原单元，用于根据评估结 果对失真图像进行复原处理；所述图像增强单元，用于对接收到的图像进行图像 增强；所述色彩平衡单元，用于对接收到的图像进行色彩平衡处理；所述图像压 缩单元，用于对接收到的图像进行图像压缩处理；所述图像存储单元，用于对压 缩后的图像进行存储；所述图像检索单元，用于对图像存储单元中存储的图像进 行检索；所述图像显示单元，用于显示图像信息。

进一步的，所述色彩平衡单元包括：排序模块、像素优化模块；所述排序模 块，用于对图像矩阵的中的图像颜色值按照从大到小进行排列；所述像素优化模 块，用于根据排序模块的排序结果对像素进行优化。

进一步的，所述图像检索模块包括：直方图计算模块和查询模块；所述直方 图计算模块用于生成目标图像的颜色直方图；所述查询模块，用于根据颜色直方 图在图像存储单元中对目标图像进行检索。

一种图像识别方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：图像采集单元采集原始的图像信息，将图像信息发送到图像显示单 元中进行显示和发送到图像质量评估单元；

步骤2：用户根据显示的图像在图像质量评估单元中对图像进行评估，得出 评估结果，将评估结果附加在图像信息中，将附加有评估结果的图像信息一同发 送至图像复原单元；

步骤3：图像复原单元根据图像质量评估单元发送过来的评估结果，判断是 否需要对图像进行复原，如果是，则对图像进行复原操作；如果不是，则直接将 附加有评估结果的图像信息发送至图像增强单元；

步骤4：图像增强单元根据图像复原单元发送过来的信息，判断是否需要对 图像进行增强，如果是，则对图像进行增强操作；如果不是，则直接将附加有评 估结果的图像信息发送至色彩平衡单元；

步骤5：色彩平衡单元根据图像增强单元发送过来的信息，判断是否需要对 图像进行色彩平衡，如果是，则对图像进行色彩平衡操作；如果不是，则直接将 附加有评估结果的图像信息发送至图像压缩单元；

步骤6：图像压缩单元将接收到的图像信息进行压缩处理；将压缩后的图像 信息发送至图像存储单元和图像显示单元；

步骤7：图像存储单元将图像压缩单元发送过来的图像信息进行存储；

步骤8：用户通过图像检索单元检索图像存储单元中存储的图像信息，将检 索结果发送到图像显示单元进行显示。

进一步的，所述色彩平衡单元的对图像进行色彩平衡操作的方法包括以下步 骤：

步骤1：排序模块将接收到的图像信息的像素存入矩阵中；

步骤2：排序模块根据各个像素值的大小对矩阵中的像素进行排序；

步骤3：排序模块设定优化率为S；确定优化数量为T＝N*S；则需要优化 的点时排序后的矩阵的前N*S/2和后N*S/2的像素点；因此可以得出优化的 像素点的最大值MAX产生在的点，而优化的像素点的最小值 MIN产生在N*S/2的点；

步骤4：像素优化模块将颜色值大于MAX的像素点全部修改为VMAX；将 颜色值小于MIN的像素点全部修改为VMIN；

步骤5：生成颜色值范围在[VMIN，VMAX]的新图像；

步骤6：设定新的颜色值为F(x)＝ax+b，则有： a*VMIN+b＝min；a*VMIN+b＝max；最终可以得出：

本发明的有益效果如下：

采用以上技术方案，本发明产生了以下有益效果：

1、算法先进：本发明的色彩平衡算法相较于传统的色彩平衡算法，进行了 改进，使得色彩平衡的效率更高，处理速度更快。同时也减少了系统资源的占用。

2、功能复杂：本发明的图像处理系统，除了对图像能够进行增强和复原等 基本操作以外，还能对图像进行色彩平衡和压缩。针对存储的图像能够进行图像 检索，具备图像处理的多种功能。

3、运行效率高：本发明的图像处理系统，由于对算法进行了改进，同时在 图像评估上也进行了改进。使得后续单元避免了不必要的处理，提升了图像处理 的速度。

附图说明

图1为本发明的门禁装置的结构示意图。

图2为本发明的图像识别系统的结构示意图。

其中：1、门面，2、防盗锁，3、图像采集装置，4、液晶显示屏，5、扬声 器，6、按键，7、图像识别系统，8、主控模块，9、电源模块，10、报警模块。

具体实施例

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相 排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙 述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述， 每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1：

如图1所示，一种基于图像识别技术的门禁装置，所述装置包括：门面；防 盗锁、液晶显示屏、扬声器、按键、图像识别系统都设置在门面表面，所述扬声 器设置在门面的顶端的一角，按键、图像识别系统和防盗锁设置在同一水平面上， 液晶显示屏在按键上端，门面内置有主控模块、电源模块、报警模块；所述图像 识别系统和主控模块相连，防盗锁、电源模块和报警模块与主控模块相连，报 警模块与扬声器连接。

进一步的，所述主控模块由avr系列单片机组成。

进一步的，所述的电源模块主要由充电接口、储蓄电源组成。

实施例2：

如图2所示，一种基于图像识别技术的图像识别系统，所述系统包括：图像 采集单元、图像质量评估单元、图像复原单元、图像增强单元、色彩平衡单元、 图像压缩单元、图像存储单元、图像检索单元和图像显示单元；所述图像采集单 元，分别信号连接于图像显示单元和图像质量评估单元；所述图像质量评估单元， 分别信号连接于图像显示单元、图像采集单元和图像复原单元；所述图像复原单 元，信号连接于图像增强单元；所述图像增强单元，信号连接于色彩平衡单元； 所述色彩平衡单元，信号连接于图像压缩单元；所述图像压缩单元，分别信号连 接于图像存储单元和图像显示单元；所述图像存储单元，信号连接于图像检索单 元；所述图像检索单元，信号连接于图像显示单元。

进一步的，所述图像采集单元，用于获取原始图像信息，将原始图像信息发 送至图像显示单元和图像质量评估单元；所述图像质量评估单元，用于对获取到 的原始图像信息进行评估，得出评估结果；所述图像复原单元，用于根据评估结 果对失真图像进行复原处理；所述图像增强单元，用于对接收到的图像进行图像 增强；所述色彩平衡单元，用于对接收到的图像进行色彩平衡处理；所述图像压 缩单元，用于对接收到的图像进行图像压缩处理；所述图像存储单元，用于对压 缩后的图像进行存储；所述图像检索单元，用于对图像存储单元中存储的图像进 行检索；所述图像显示单元，用于显示图像信息。

进一步的，所述色彩平衡单元包括：排序模块、像素优化模块；所述排序模 块，用于对图像矩阵的中的图像颜色值按照从大到小进行排列；所述像素优化模 块，用于根据排序模块的排序结果对像素进行优化。

进一步的，所述图像检索模块包括：直方图计算模块和查询模块；所述直方 图计算模块用于生成目标图像的颜色直方图；所述查询模块，用于根据颜色直方 图在图像存储单元中对目标图像进行检索。

实施例3：

一种图像识别方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：图像采集单元采集原始的图像信息，将图像信息发送到图像显示单 元中进行显示和发送到图像质量评估单元；

步骤2：用户根据显示的图像在图像质量评估单元中对图像进行评估，得出 评估结果，将评估结果附加在图像信息中，将附加有评估结果的图像信息一同发 送至图像复原单元；

步骤3：图像复原单元根据图像质量评估单元发送过来的评估结果，判断是 否需要对图像进行复原，如果是，则对图像进行复原操作；如果不是，则直接将 附加有评估结果的图像信息发送至图像增强单元；

步骤4：图像增强单元根据图像复原单元发送过来的信息，判断是否需要对 图像进行增强，如果是，则对图像进行增强操作；如果不是，则直接将附加有评 估结果的图像信息发送至色彩平衡单元；

步骤5：色彩平衡单元根据图像增强单元发送过来的信息，判断是否需要对 图像进行色彩平衡，如果是，则对图像进行色彩平衡操作；如果不是，则直接将 附加有评估结果的图像信息发送至图像压缩单元；

步骤6：图像压缩单元将接收到的图像信息进行压缩处理；将压缩后的图像 信息发送至图像存储单元和图像显示单元；

步骤7：图像存储单元将图像压缩单元发送过来的图像信息进行存储；

步骤8：用户通过图像检索单元检索图像存储单元中存储的图像信息，将检 索结果发送到图像显示单元进行显示。

进一步的，所述色彩平衡单元的对图像进行色彩平衡操作的方法包括以下步 骤：

步骤1：排序模块将接收到的图像信息的像素存入矩阵中；

步骤2：排序模块根据各个像素值的大小对矩阵中的像素进行排序；

步骤3：排序模块设定优化率为S；确定优化数量为T＝N*S；则需要优化 的点时排序后的矩阵的前N*S/2和后N*S/2的像素点；因此可以得出优化的 像素点的最大值MAX产生在的点，而优化的像素点的最小值 MIN产生在N*S/2的点；

步骤4：像素优化模块将颜色值大于MAX的像素点全部修改为VMAX；将 颜色值小于MIN的像素点全部修改为VMIN；

步骤5：生成颜色值范围在[VMIN，VMAX]的新图像；

步骤6：设定新的颜色值为F(x)＝ax+b，则有： a*VMIN+b＝min；a*VMAX+b＝max；最终可以得出：

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制， 凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落 入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于图像识别技术的门禁装置，其特征在于，所述装置包括：门面；防盗锁、液晶显示屏、扬声器、按键、图像识别系统都设置在门面表面，所述扬声器设置在门面的顶端的一角，按键、图像识别系统和防盗锁设置在同一水平面上，液晶显示屏在按键上端，门面内置有主控模块、电源模块、报警模块；所述图像识别系统和主控模块相连，防盗锁、电源模块和报警模块与主控模块相连，报警模块与扬声器连接。

2.如权利要求1所述的基于图像识别技术的门禁装置，其特征在于，所述主控模块由avr系列单片机组成。

3.如权利要求2所述的基于图像识别技术的门禁装置，其特征在于，所述的电源模块主要由充电接口、储蓄电源组成。

4.一种基于权利要求1至3之一所述的基于图像识别技术的门禁装置的图像识别系统，其特征在于，所述系统包括：图像采集单元、图像质量评估单元、图像复原单元、图像增强单元、色彩平衡单元、图像压缩单元、图像存储单元、图像检索单元和图像显示单元；所述图像采集单元，分别信号连接于图像显示单元和图像质量评估单元；所述图像质量评估单元，分别信号连接于图像显示单元、图像采集单元和图像复原单元；所述图像复原单元，信号连接于图像增强单元；所述图像增强单元，信号连接于色彩平衡单元；所述色彩平衡单元，信号连接于图像压缩单元；所述图像压缩单元，分别信号连接于图像存储单元和图像显示单元；所述图像存储单元，信号连接于图像检索单元；所述图像检索单元，信号连接于图像显示单元。

5.如权利要求4所述的图像识别系统，其特征在于，所述图像采集单元，用于获取原始图像信息，将原始图像信息发送至图像显示单元和图像质量评估单元；所述图像质量评估单元，用于对获取到的原始图像信息进行评估，得出评估结果；所述图像复原单元，用于根据评估结果对失真图像进行复原处理；所述图像增强单元，用于对接收到的图像进行图像增强；所述色彩平衡单元，用于对接收到的图像进行色彩平衡处理；所述图像压缩单元，用于对接收到的图像进行图像压缩处理；所述图像存储单元，用于对压缩后的图像进行存储；所述图像检索单元，用于对图像存储单元中存储的图像进行检索；所述图像显示单元，用于显示图像信息。

6.如权利要求5所述的图像识别系统，其特征在于，所述色彩平衡单元包括：排序模块、像素优化模块；所述排序模块，用于对图像矩阵的中的图像颜色值按照从大到小进行排列；所述像素优化模块，用于根据排序模块的排序结果对像素进行优化。

7.如权利要求6所述的图像识别系统，其特征在于，所述图像检索模块包括：直方图计算模块和查询模块；所述直方图计算模块用于生成目标图像的颜色直方图；所述查询模块，用于根据颜色直方图在图像存储单元中对目标图像进行检索。

8.一种基于权利要求1至4之一所述的图像识别系统的图像识别方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：图像采集单元采集原始的图像信息，将图像信息发送到图像显示单元中进行显示和发送到图像质量评估单元；

步骤2：用户根据显示的图像在图像质量评估单元中对图像进行评估，得出评估结果，将评估结果附加在图像信息中，将附加有评估结果的图像信息一同发送至图像复原单元；

步骤3：图像复原单元根据图像质量评估单元发送过来的评估结果，判断是否需要对图像进行复原，如果是，则对图像进行复原操作；如果不是，则直接将附加有评估结果的图像信息发送至图像增强单元；

步骤4：图像增强单元根据图像复原单元发送过来的信息，判断是否需要对图像进行增强，如果是，则对图像进行增强操作；如果不是，则直接将附加有评估结果的图像信息发送至色彩平衡单元；

步骤5：色彩平衡单元根据图像增强单元发送过来的信息，判断是否需要对图像进行色彩平衡，如果是，则对图像进行色彩平衡操作；如果不是，则直接将附加有评估结果的图像信息发送至图像压缩单元；

步骤6：图像压缩单元将接收到的图像信息进行压缩处理；将压缩后的图像信息发送至图像存储单元和图像显示单元；

步骤7：图像存储单元将图像压缩单元发送过来的图像信息进行存储；

步骤8：用户通过图像检索单元检索图像存储单元中存储的图像信息，将检索结果发送到图像显示单元进行显示。

9.如权利要求5所述的图像识别方法，其特征在于，所述色彩平衡单元的对图像进行色彩平衡操作的方法包括以下步骤：

步骤1：排序模块将接收到的图像信息的像素存入矩阵中；

步骤2：排序模块根据各个像素值的大小对矩阵中的像素进行排序；

步骤3：排序模块设定优化率为S；确定优化数量为T＝N*S；则需要优化的点时排序后的矩阵的前N*S/2和后N*S/2的像素点；因此可以得出优化的像素点的最大值MAX产生在的点，而优化的像素点的最小值MIN产生在N*S/2的点；

步骤4：像素优化模块将颜色值大于MAX的像素点全部修改为VMAX；将颜色值小于MIN的像素点全部修改为VMIN；

步骤5：生成颜色值范围在[VMIN，VMAX]的新图像；

步骤6：设定新的颜色值为F(x)＝ax+b，则有：a*VMIN+b＝min；a*VMIN+b＝min；最终可以得出：

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