CN110359805A - 基于图像分析的自控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于图像分析的推拉门自控系统，包括：推拉门，设置在卫生间的门口并具有两种状态，其在默认状态下被推入门口处的收纳空间内，其在封闭状态下被从门口处的收纳空间内被推送出以实现对卫生间的门口的封闭；门体推动电机，与推拉门连接，用于在接收到关门控制信号时，将所述推拉门从所述默认状态切换到所述封闭状态，还用于在接收到开门控制信号时，从所述封闭状态切换到所述默认状态；左侧摄像头，设置在卫生间的门口的左侧墙壁上；右侧摄像头，设置在卫生间的门口的右侧墙壁上。通过本发明，能够增强对卫生间内部的隐私保护能力。
Description
技术领域
本发明涉及图像分析领域，尤其涉及一种基于图像分析的自控系统。
背景技术
图像分析基本上有以下四个过程。
①传感器输入：把实际物景转换为适合计算机处理的表达形式，对于三维物景也是把它转换成二维平面图像进行处理和分析(见图像表示)。
②分割：从物景图像中分解出物体和它的组成部分(见图像分割)。组成部分又由图像基元构成。把物景分解成这样一种分级构造，需要应用关于物景中对象的知识。一般可以把分割看成是一个决策过程，它的算法可分为像点技术和区域技术两类。像点技术是用阈值方法对各个像点进行分类，例如通过像点灰度和阈值的比较求出文字图像中的笔划。区域技术是利用纹理、局部地区灰度对比度等特征检出边界、线条、区域等，并用区域生长、合并、分解等技术求出图像的各个组成成分。此外,为了进一步考察图像整体在分割中的作用,还研究出松弛技术等方法。
③识别：对图像中分割出来的物体给以相应的名称，如自然物景中的道路、桥梁、建筑物或工业自动装配线上的各种机器零件等。一般可以根据形状和灰度信息用决策理论和结构方法进行分类，也可以构造一系列已知物体的图像模型，把要识别的对象与各个图像模型进行匹配和比较。
④解释：用启发式方法或人机交互技术结合识别方法建立物景的分级构造，说明物景中有些什关系。在三维物景的情况下，可以利用物景的各种已知信息和物景中各个对象相互间的制约关系的知识。例如，从二维图像中的灰度阴影、纹理变化、表面轮廓线形状等推断出三维物景的表面走向；也可根据测距资料，或从几个不同角度的二维图像进行景深的计算，得出三维物景的描述和解释。
发明内容
本发明提供了一种基于图像分析的推拉门自控系统，基于卫生间内各个使用洁具相当于门口的位置，确定卫生间的门口可被过往人员窥视到的视野范围，以设置门外左右侧的两个摄像头进行过往人员识别，并在识别到人员时，推动不透明的推拉门以封闭卫生间的门口，同时，为了提高控制效果，对过往人员的识别采取了定制的图像识别机制。
具体地，本发明至少具有以下三个重要发明点：
(1)基于卫生间内各个使用洁具相当于门口的位置，确定卫生间的门口可被过往人员窥视到的视野范围，以设置门外左右侧的两个摄像头进行过往人员识别，并在识别到人员时，推动不透明的推拉门以封闭卫生间的门口，从而在保障卫生间透气的同时，避免卫生间使用人员的隐私被侵犯；
(2)基于边缘处理设备的边缘增强程度的评估效果确定是否对图像执行相应的锐化处理，从而能够做到系统内设备的联动操作，提高图像处理效率；
(3)从各个颜色成分图像中选择熵值最大的颜色成分图像作为待识别图像，从而提高了目标识别的速度和效率。
根据本发明的一方面，提供了一种基于图像分析的推拉门自控系统，所述系统包括：
推拉门，设置在卫生间的门口并具有两种状态，其在默认状态下被推入门口处的收纳空间内，其在封闭状态下被从门口处的收纳空间内被推送出以实现对卫生间的门口的封闭；
门体推动电机，与推拉门连接，用于在接收到关门控制信号时，将所述推拉门从所述默认状态切换到所述封闭状态，还用于在接收到开门控制信号时，从所述封闭状态切换到所述默认状态；
左侧摄像头，设置在卫生间的门口的左侧墙壁上，用于对卫生间外部的左侧环境进行拍摄，以获得左侧环境图像，所述左侧摄像头被放置的具体位置是使其视野范围在门口可窥视范围的左侧视野线的左侧；
右侧摄像头，设置在卫生间的门口的右侧墙壁上，用于对卫生间外部的右侧环境进行拍摄，以获得右侧环境图像，所述右侧摄像头被放置的具体位置是使其视野范围在门口可窥视范围的右侧视野线的左侧；
边缘处理设备，分别与所述左侧摄像头和所述右侧摄像头连接，用于接收所述左侧环境图像，并对所述左侧环境图像执行边缘增强处理，以获得并输出边缘处理图像；
效果评估设备，与所述边缘处理设备连接，用于将所述边缘处理图像和所述高清图像进行像素级匹配，基于匹配的结果确定所述边缘处理设备的边缘增强程度。
具体实施方式
下面将对本发明的基于图像分析的推拉门自控系统的实施方案进行详细说明。
理想的卫生间应该在5-8平米，最好卫浴分区或卫浴分开。3平米是卫生间的面积底限，刚刚可以把洗手台、坐便器和沐浴设备统统安排在内。3平米大小的卫生间选择洁具时，必须考虑留有一定的活动空间，洗手台，坐便器最好选择小巧的；淋浴要靠墙角设置，淋浴器可以采用一字形淋浴板或简易花洒。另外，可利用浴室镜达到扩大小空间的视觉效果。
由于卫生间结构上的限制，在人们进退之间，难免出现能够容纳外界视线的视野，而如果将卫生间的门完全封闭，一方面无法散味，另一方面由于进出人流较多，也不显示。因此，需要一种能够将容纳外界视线的视野尽量缩窄的技术方案。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于图像分析的推拉门自控系统，能够尽可能地避免外界视线进入卫生间内。
根据本发明实施方案示出的基于图像分析的推拉门自控系统包括：
推拉门，设置在卫生间的门口并具有两种状态，其在默认状态下被推入门口处的收纳空间内，其在封闭状态下被从门口处的收纳空间内被推送出以实现对卫生间的门口的封闭；
门体推动电机，与推拉门连接，用于在接收到关门控制信号时，将所述推拉门从所述默认状态切换到所述封闭状态，还用于在接收到开门控制信号时，从所述封闭状态切换到所述默认状态；
左侧摄像头，设置在卫生间的门口的左侧墙壁上，用于对卫生间外部的左侧环境进行拍摄，以获得左侧环境图像，所述左侧摄像头被放置的具体位置是使其视野范围在门口可窥视范围的左侧视野线的左侧；
右侧摄像头，设置在卫生间的门口的右侧墙壁上，用于对卫生间外部的右侧环境进行拍摄，以获得右侧环境图像，所述右侧摄像头被放置的具体位置是使其视野范围在门口可窥视范围的右侧视野线的左侧。
接着，继续对本发明的基于图像分析的推拉门自控系统的具体结构进行进一步的说明。
在所述基于图像分析的推拉门自控系统中，还包括：
边缘处理设备，分别与所述左侧摄像头和所述右侧摄像头连接，用于接收所述左侧环境图像，并对所述左侧环境图像执行边缘增强处理，以获得并输出边缘处理图像；
效果评估设备，与所述边缘处理设备连接，用于将所述边缘处理图像和所述高清图像进行像素级匹配，基于匹配的结果确定所述边缘处理设备的边缘增强程度。
在所述基于图像分析的推拉门自控系统中，还包括：
图像锐化设备，与所述效果评估设备连接，用于在确定的所述边缘处理设备的边缘增强程度达到预设增强程度阈值时，对所述边缘处理图像不做任何处理，直接作为锐化图像输出，还用于在确定的所述边缘处理设备的边缘增强程度未达到预设增强程度阈值时，对所述边缘处理图像执行基于确定的所述边缘处理设备的边缘增强程度的锐化处理，以获得并输出锐化图像；
数据分离设备，与所述图像锐化设备连接，用于接收所述锐化图像，将所述锐化图像分割出红色成分图像、绿色成分图像和蓝色成分图像三个大小相同的图像，其中，所述红色成分图像为所述锐化图像中的各个像素点的红色成分值所组成的图像，所述绿色成分图像为所述锐化图像中的各个像素点的绿色成分值所组成的图像，所述蓝色成分图像为所述锐化图像中的各个像素点的蓝色成分值所组成的图像；
第一统计设备，与所述数据分离设备连接，用于接收所述红色成分图像，计算所述红色成分图像中的熵，并将所述红色成分图像中的熵作为第一熵值输出；
第二统计设备，与所述数据分离设备连接，用于接收所述绿色成分图像，计算所述绿色成分图像中的熵，并将所述绿色成分图像中的熵作为第二熵值输出；
第三统计设备，与所述数据分离设备连接，用于接收所述蓝色成分图像，计算所述蓝色成分图像中的熵，并将所述蓝色成分图像中的熵作为第三熵值输出；
成分选择设备，分别与所述第一统计设备、所述第二统计设备以及所述第三统计设备连接，用于接收所述第一熵值、所述第二熵值和所述第三熵值，并对所述第一熵值、所述第二熵值和所述第三熵值进行大小比较，将其中最大数值的熵值所对应的成分图像作为待识别图像输出；
成分对比设备，与所述成分选择设备连接，用于基于所述待识别图像对应的颜色成分的人体目标特征从所述待识别图像中识别出人体目标区域，并在所述人体目标区域大于等于预设面积限值时，发出关门控制信号，否则，发出开门控制信号。
在所述基于图像分析的推拉门自控系统中：
所述左侧环境图像被执行与所述左侧环境图像被执行的相同图像处理，以相应地使得成分对比设备发出关门控制信号或开门控制信号。
在所述基于图像分析的推拉门自控系统中：
所述推拉门的门体采用非透明材料制造。
在所述基于图像分析的推拉门自控系统中：
所述第一统计设备、所述第一统计设备和所述第一统计设备采用不同的SOC芯片来实现。
以及在所述基于图像分析的推拉门自控系统中：
所述门口可窥视范围的确定模式如下：将卫生间每一个使用洁具相对于卫生间的门口可被过往人员窥视到的视野范围作为洁具可窥视范围，将卫生间所有使用洁具的洁具可窥视范围进行重合以获得所述门口可窥视范围，所述门口可窥视范围由左侧视野线和右侧视野线组成。
另外，在所述基于图像分析的推拉门自控系统中还可以包括推拉门电能表，与所述门体推动电机连接，用于测量所述门体推动电机所耗费的实时电能。
电能表的工作原理如下：当把电能表接入被测电路时，电流线圈和电压线圈中就有交变电流流过，这两个交变电流分别在它们的铁芯中产生交变的磁通；交变磁通穿过铝盘，在铝盘中感应出涡流；涡流又在磁场中受到力的作用，从而使铝盘得到转矩(主动力矩)而转动。负载消耗的功率越大，通过电流线圈的电流越大，铝盘中感应出的涡流也越大，使铝盘转动的力矩就越大。即转矩的大小跟负载消耗的功率成正比。功率越大，转矩也越大，铝盘转动也就越快。铝盘转动时，又受到永久磁铁产生的制动力矩的作用，制动力矩与主动力矩方向相反；制动力矩的大小与铝盘的转速成正比，铝盘转动得越快，制动力矩也越大。当主动力矩与制动力矩达到暂时平衡时，铝盘将匀速转动。负载所消耗的电能与铝盘的转数成正比。铝盘转动时，带动计数器，把所消耗的电能指示出来。这就是电能表工作的简单过程。
采用本发明的基于图像分析的推拉门自控系统，针对现有技术中卫生间存在容纳外界视线的技术问题，在定制的图像识别机制的基础上，通过基于卫生间内各个使用洁具相当于门口的位置，确定卫生间的门口可被过往人员窥视到的视野范围，以设置门外左右侧的两个摄像头进行过往人员识别，并在识别到人员时，推动不透明的推拉门以封闭卫生间的门口，从而在保障卫生间透气的同时，避免卫生间使用人员的隐私被侵犯，实现对卫生间内容纳外界视线的视野的尽量缩窄。
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 (7)
1.一种基于图像分析的推拉门自控系统，其特征在于，所述系统包括：
推拉门，设置在卫生间的门口并具有两种状态，其在默认状态下被推入门口处的收纳空间内，其在封闭状态下被从门口处的收纳空间内被推送出以实现对卫生间的门口的封闭；
门体推动电机，与推拉门连接，用于在接收到关门控制信号时，将所述推拉门从所述默认状态切换到所述封闭状态，还用于在接收到开门控制信号时，从所述封闭状态切换到所述默认状态；
左侧摄像头，设置在卫生间的门口的左侧墙壁上，用于对卫生间外部的左侧环境进行拍摄，以获得左侧环境图像，所述左侧摄像头被放置的具体位置是使其视野范围在门口可窥视范围的左侧视野线的左侧；
右侧摄像头，设置在卫生间的门口的右侧墙壁上，用于对卫生间外部的右侧环境进行拍摄，以获得右侧环境图像，所述右侧摄像头被放置的具体位置是使其视野范围在门口可窥视范围的右侧视野线的左侧。
2.如权利要求1所述的基于图像分析的推拉门自控系统，其特征在于，所述系统还包括：
边缘处理设备，分别与所述左侧摄像头和所述右侧摄像头连接，用于接收所述左侧环境图像，并对所述左侧环境图像执行边缘增强处理，以获得并输出边缘处理图像；
效果评估设备，与所述边缘处理设备连接，用于将所述边缘处理图像和所述高清图像进行像素级匹配，基于匹配的结果确定所述边缘处理设备的边缘增强程度。
3.如权利要求2所述的基于图像分析的推拉门自控系统，其特征在于，所述系统还包括：
图像锐化设备，与所述效果评估设备连接，用于在确定的所述边缘处理设备的边缘增强程度达到预设增强程度阈值时，对所述边缘处理图像不做任何处理，直接作为锐化图像输出，还用于在确定的所述边缘处理设备的边缘增强程度未达到预设增强程度阈值时，对所述边缘处理图像执行基于确定的所述边缘处理设备的边缘增强程度的锐化处理，以获得并输出锐化图像；
数据分离设备，与所述图像锐化设备连接，用于接收所述锐化图像，将所述锐化图像分割出红色成分图像、绿色成分图像和蓝色成分图像三个大小相同的图像，其中，所述红色成分图像为所述锐化图像中的各个像素点的红色成分值所组成的图像，所述绿色成分图像为所述锐化图像中的各个像素点的绿色成分值所组成的图像，所述蓝色成分图像为所述锐化图像中的各个像素点的蓝色成分值所组成的图像；
第一统计设备，与所述数据分离设备连接，用于接收所述红色成分图像，计算所述红色成分图像中的熵，并将所述红色成分图像中的熵作为第一熵值输出；
第二统计设备，与所述数据分离设备连接，用于接收所述绿色成分图像，计算所述绿色成分图像中的熵，并将所述绿色成分图像中的熵作为第二熵值输出；
第三统计设备，与所述数据分离设备连接，用于接收所述蓝色成分图像，计算所述蓝色成分图像中的熵，并将所述蓝色成分图像中的熵作为第三熵值输出；
成分选择设备，分别与所述第一统计设备、所述第二统计设备以及所述第三统计设备连接，用于接收所述第一熵值、所述第二熵值和所述第三熵值，并对所述第一熵值、所述第二熵值和所述第三熵值进行大小比较，将其中最大数值的熵值所对应的成分图像作为待识别图像输出；
成分对比设备，与所述成分选择设备连接，用于基于所述待识别图像对应的颜色成分的人体目标特征从所述待识别图像中识别出人体目标区域，并在所述人体目标区域大于等于预设面积限值时，发出关门控制信号，否则，发出开门控制信号。
4.如权利要求3所述的基于图像分析的推拉门自控系统，其特征在于：
所述左侧环境图像被执行与所述左侧环境图像被执行的相同图像处理，以相应地使得成分对比设备发出关门控制信号或开门控制信号。
5.如权利要求4所述的基于图像分析的推拉门自控系统，其特征在于：
所述推拉门的门体采用非透明材料制造。
6.如权利要求5所述的基于图像分析的推拉门自控系统，其特征在于：
所述第一统计设备、所述第一统计设备和所述第一统计设备采用不同的SOC芯片来实现。
7.如权利要求6所述的基于图像分析的推拉门自控系统，其特征在于：
所述门口可窥视范围的确定模式如下：将卫生间每一个使用洁具相对于卫生间的门口可被过往人员窥视到的视野范围作为洁具可窥视范围，将卫生间所有使用洁具的洁具可窥视范围进行重合以获得所述门口可窥视范围，所述门口可窥视范围由左侧视野线和右侧视野线组成。
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Application publication date: 20191022 |
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