CN116668651A - 一种基于生物特征识别功能的智能投影仪 - Google Patents

一种基于生物特征识别功能的智能投影仪 Download PDF

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Abstract

本发明属于控制领域，公开了一种基于生物特征识别功能的智能投影仪，包括拍摄模块、人脸识别模块和控制模块；拍摄模块用于获取使用者的人脸图像，并将人脸图像传输至人脸识别模块；人脸识别模块用于对拍摄模块获取的人脸图像进行识别，判断拍摄模块获取的人脸图像与人脸识别模块中预存的人脸图像之间的相似度是否大于设定的相似度阈值，获得判断结果；控制模块用于根据判断结果对智能投影仪的开机过程进行控制。与现有的通过开机密码来进行保护的方式不同，本发明通过人脸识别的方式来对智能投影仪的开机过程进行控制，能够有效地提高投影仪的数据安全程度。

Description

一种基于生物特征识别功能的智能投影仪
技术领域
本发明涉及控制领域，尤其涉及一种基于生物特征识别功能的智能投影仪。
背景技术
智能投影仪是指内置有操作系统的投影仪。用户可以通过遥控器对智能投影仪进行操作。现有的智能投影仪，一般都是通过设置开机密码来实现对投影仪内的数据进行保护。但是，开机密码可能会泄露，这就导致这种方式的安全程度不够高。
发明内容
本发明的目的在于公开一种基于生物特征识别功能的智能投影仪，解决如何提高智能投影仪的数据安全程度的问题。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种基于生物特征识别功能的智能投影仪，包括拍摄模块、人脸识别模块和控制模块；
拍摄模块用于获取使用者的人脸图像，并将人脸图像传输至人脸识别模块；
人脸识别模块用于对拍摄模块获取的人脸图像进行识别，判断拍摄模块获取的人脸图像与人脸识别模块中预存的人脸图像之间的相似度是否大于设定的相似度阈值，获得判断结果；
控制模块用于根据判断结果对智能投影仪的开机过程进行控制。
优选地，拍摄模块包括与智能投影仪的数据输入端口有线连接的第一摄像单元，第一摄像单元用于对使用者的脸部进行拍摄，获取使用者的人脸图像。
优选地，摄模块包括设置在投影仪内部的无线通信装置和能够与无线通信装置进行无线通信的第二摄像单元，第二摄像单元用于对使用者的脸部进行拍摄，获取使用者的人脸图像。
优选地，无线通信装置为蓝牙、WiFi中的任一种。
优选地，第二摄像单元包括智能手机上的摄像头、平板电脑上的摄像头、笔记本电脑上的摄像头中的任一种。
优选地，人脸识别模块包括接收单元、存储单元、相似度计算单元和判断单元；
接收单元用于接收拍摄模块传输过来的人脸图像；
存储单元用于保存预存的人脸图像和预设的相似度阈值；
相似度计算单元用于计算拍摄模块获取的人脸图像与人脸识别模块中预存的人脸图像之间的相似度；
判断单元用于判断相似度是否大于设定的相似度阈值，获得判断结果。
优选地，判断结果为相似度大于设定的相似度阈值或相似度小于等于设定的相似度阈值。
优选地，根据判断结果对智能投影仪的开机过程进行控制，包括：
若判断结果为相似度大于设定的相似度阈值，则控制智能投影仪投出开机桌面；
若判断结果为相似度小于等于设定的相似度阈值，则控制智能投影仪投出预设的提示文本，提示文本用于提示使用者人脸识别没有通过。
优选地，还包括遥控模块；
遥控模块用于向智能投影仪发出遥控信号。
优选地，遥控信号为蓝牙信号或红外信号。
与现有的通过开机密码来进行保护的方式不同，本发明通过人脸识别的方式来对智能投影仪的开机过程进行控制，能够有效地提高投影仪的数据安全程度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种基于生物特征识别功能的智能投影仪的一种示意图。
图2为本发明人脸识别模块的一种示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1所示的一种实施例，本发明提供了一种基于生物特征识别功能的智能投影仪，包括拍摄模块、人脸识别模块和控制模块；
拍摄模块用于获取使用者的人脸图像，并将人脸图像传输至人脸识别模块；
人脸识别模块用于对拍摄模块获取的人脸图像进行识别，判断拍摄模块获取的人脸图像与人脸识别模块中预存的人脸图像之间的相似度是否大于设定的相似度阈值，获得判断结果；
控制模块用于根据判断结果对智能投影仪的开机过程进行控制。
与现有的通过开机密码来进行保护的方式不同，本发明通过人脸识别的方式来对智能投影仪的开机过程进行控制，能够有效地提高投影仪的数据安全程度。
传统的设置开机密码的方式，在人较多的情况下，并不是很实用，因为别人很可能会近距离看到输入的密码，从而导致开机密码泄露，影响智能投影仪中的数据的安全。
优选地，拍摄模块包括与智能投影仪的数据输入端口有线连接的第一摄像单元，第一摄像单元用于对使用者的脸部进行拍摄，获取使用者的人脸图像。
优选地，对使用者的脸部进行拍摄，获取使用者的人脸图像，包括：
对第一摄像单元前方进行连续拍摄，获得多张实时图像；
对多张实时图像进行筛选，得到人脸图像。
具体的，多张图像筛选的方式能够有效地提高获得高质量的人脸图像的概率，因为如果只拍摄一张图像，可能拍摄到的是模糊的图像。
优选地，对多张实时图像进行筛选，得到人脸图像，包括：
S1，获取多张实时图像中拍摄时间最早的实时图像erpho和拍摄时间最晚的实时图像latpho；
S2，对erpho进行人脸区域检测，获得erpho中的人脸区域blkfco；
S3，对erpho中的人脸区域进行扩展，得到扩展区域；
S4，在latpho中获取与扩展区域中的像素点坐标相同的像素点的集合faccoef；
S5，对集合faccoef中的像素点进行人脸区域检测，获得latpho中的人脸区域blkfct；
S6，获取blkfco中的像素点的横坐标的最小值minxo、横坐标的最大值maxxo、纵坐标的最小值minyo、纵坐标的最大值maxyo；
S7，获取blkfct中的像素点的横坐标的最小值minxt、横坐标的最大值maxxt、纵坐标的最小值minyt、纵坐标的最大值maxyt；
S8，获取检测区域，检测区域的坐标范围为：
min表示获取括号中的较小值，max表示获取括号中的较大值；
S9，分别计算每张实时图像中的检测区域的检测系数；
S10，将监测系数最大的实时图像作为人脸图像。
由于在连续拍摄的过程中，使用者的头部可能会发生移动，因此，不能直接将erpho中获得的人脸区域作为其它的实时图像中的人脸区域，
在本发明中，对多张巡检图像进行筛选时，没有分别对每张实时图像进行人脸检测，而是通过对erpho和latpho进行计算，获得这两张实时图像中的人脸区域，然后再由这两张实时图像中的人脸区域来进行计算得到检测区域，最后利用检测区域便可以计算每张实时图像的检测系数，利用检测系数来获得最终选出的人脸图像。与直接对每张实时图像进行人脸检测相比，本发明获得检测区域的时间得到了有效的缩短，从而缩短了获得人脸图像所需要的时间，进而缩短了对使用者进行人脸识别所需要的时间，使得使用者获得了更好的使用体验。
与对整幅实时图像计算检测系数相比，检测区域中包含了实时图像中的人脸区域和少部分的非人脸区域，这就使得获得的检测系数更能够表示人脸区域的情况。从而能够将人脸区域质量最好的实时图像作为最终获得的人脸图像。
另外，在获取latpho中的人脸区域的时候，本发明没有直接对整幅图像进行人脸区域的获取，而是通过对erpho的人脸区域进行扩展处理，得到扩展区域，然后对扩展区域进行人脸区域的检测，有效地缩短了获取blkfct所需要的时间。
优选地，人脸区域的检测可以通过Cascade CNN算法、DenseBox算法等算法进行。
优选地，对erpho中的人脸区域进行扩展，得到扩展区域，包括：
S31，计算erpho和latpho之间的拍摄时间的差值timdf：
timdf＝shtmlatpho-shtmerpho
其中，shtmlatpho和shtmerpho分别表示erpho和latpho的拍摄时间；
S32，使用如下公式获得扩展区域：
其中，timst表示预先设置的时间长度，chs表示预设的常数系数。
具体的，扩展的程度主要与timdf的数值有关，timdf的数值越大，则扩展的程度越高，扩展区域越大，因为timdf越大，使用者的头部发生移动的概率越高，因此，本发明的扩展区域的大小能够随着timdf的变化而自适应变化，能够有效地避免扩展区域过大或者过小。扩展区域过小，可能使得扩展区域对latpho中的人脸区域的包含比例过低，使得无法获得完整的人脸区域的，而如果扩展区域过大，则会导致人脸区域的时间过长。
优选地，检测系数的计算方式为：
其中，chekidxg表示检测区域g的检测系数，w1和w2分别预设的表示窗口权重和边缘权重，w1+w2＝1，Ni为phost中包含的窗口像素点的数量，phost为检测区域g中包含的窗口像素点的集合，grayi为窗口像素点i的灰度值，stgray表示预设的灰度方差，phobl表示检测区域g中的边缘像素点的集合，grayj表示像素点j的灰度值，neij表示像素点j的8邻域的像素点的集合，top(neij)表示获取neij中的像素点的灰度值的最大值，Mi表示phobl中包含的像素点的数量；stbls表示预设的灰度值常数。
检测系数从窗口像素点的灰度值方差、边缘像素点与邻域像素点之间的灰度值差异关系这两个方面进行计算，使得窗口像素点的灰度值方差越大，边缘像素点与邻域像素点之间的灰度值的最小差异越小的检测区域的检测系数越大，从而选出人脸区域质量最好的实时图像。
灰度值方差越大，则表示检测区域中的细节信息的含量越高，而边缘像素点与邻域像素点之间的灰度值的最小差异越小，则表示边缘像素点属于噪声的概率越小，人脸区域的质量越好。现有技术一般都是通过计算所有的像素点来计算图像的质量，而这种方式在本发明中的效果比较差，一个是计算效率较低，另一个是计算出的质量反映的是整体的质量而无法获得真实使用到的区域的质量，从而导致作为人脸图像的实时图像并不是质量最好的。
优选地，窗口像素点的获取方式为：
对检测区域进行分区，将检测区域分为多个子区域；
分别获取每个子区域的中心，将子区域的中心的像素点作为窗口像素点。
具体的，多个子区域的大小相同。通过获取窗口像素点，能够减少参与检测系数的像素点的数量，从而提高检测系数的计算效率。
优选地，摄模块包括设置在投影仪内部的无线通信装置和能够与无线通信装置进行无线通信的第二摄像单元，第二摄像单元用于对使用者的脸部进行拍摄，获取使用者的人脸图像。
具体的，通过设置能够无线通信的第二摄像单元，无线通信的方式使得智能投影仪进行人脸识别的范围得到有效扩大，使用者不用处于智能投影仪附近也能进行人脸识别。
优选地，无线通信装置为蓝牙、WiFi中的任一种。
优选地，第二摄像单元包括智能手机上的摄像头、平板电脑上的摄像头、笔记本电脑上的摄像头中的任一种。
具体的，利用现有的计算设备的摄像头，能够充分利用现有的设备进行人脸识别，进一步降低智能投影仪的成本。
优选地，如图2所示，人脸识别模块包括接收单元、存储单元、相似度计算单元和判断单元；
接收单元用于接收拍摄模块传输过来的人脸图像；
存储单元用于保存预存的人脸图像和预设的相似度阈值；
相似度计算单元用于计算拍摄模块获取的人脸图像与人脸识别模块中预存的人脸图像之间的相似度；
判断单元用于判断相似度是否大于设定的相似度阈值，获得判断结果。
具体的，相似度的计算可以根据图像特征的相似情况计算得到。
优选地，判断结果为相似度大于设定的相似度阈值或相似度小于等于设定的相似度阈值。
优选地，根据判断结果对智能投影仪的开机过程进行控制，包括：
若判断结果为相似度大于设定的相似度阈值，则控制智能投影仪投出开机桌面；
若判断结果为相似度小于等于设定的相似度阈值，则控制智能投影仪投出预设的提示文本，提示文本用于提示使用者人脸识别没有通过。
具体的，在本发明中，智能投影仪在接收到开机指令后进行开机，然后便在屏幕上投影出提示用户进行脸部识别的文字，当通过人脸识别后，便进入开机桌面，若没有通过人脸识别，则不会进入开机桌面，确保了智能投影仪中的数据的安全性。
优选地，还包括遥控模块；
遥控模块用于向智能投影仪发出遥控信号。
优选地，遥控信号为蓝牙信号或红外信号。
具体的，通过蓝牙的方式发射遥控信号，能够使得发射遥控信号不需要对准智能投影仪。使得遥控更为便捷。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于生物特征识别功能的智能投影仪，其特征在于，包括拍摄模块、人脸识别模块和控制模块；
拍摄模块用于获取使用者的人脸图像，并将人脸图像传输至人脸识别模块；
人脸识别模块用于对拍摄模块获取的人脸图像进行识别，判断拍摄模块获取的人脸图像与人脸识别模块中预存的人脸图像之间的相似度是否大于设定的相似度阈值，获得判断结果；
控制模块用于根据判断结果对智能投影仪的开机过程进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于生物特征识别功能的智能投影仪，其特征在于，拍摄模块包括与智能投影仪的数据输入端口有线连接的第一摄像单元，第一摄像单元用于对使用者的脸部进行拍摄，获取使用者的人脸图像。
3.根据权利要求1所述的一种基于生物特征识别功能的智能投影仪，其特征在于，摄模块包括设置在投影仪内部的无线通信装置和能够与无线通信装置进行无线通信的第二摄像单元，第二摄像单元用于对使用者的脸部进行拍摄，获取使用者的人脸图像。
4.根据权利要求3所述的一种基于生物特征识别功能的智能投影仪，其特征在于，无线通信装置为蓝牙、WiFi中的任一种。
5.根据权利要求3所述的一种基于生物特征识别功能的智能投影仪，其特征在于，第二摄像单元包括智能手机上的摄像头、平板电脑上的摄像头、笔记本电脑上的摄像头中的任一种。
6.根据权利要求1所述的一种基于生物特征识别功能的智能投影仪，其特征在于，人脸识别模块包括接收单元、存储单元、相似度计算单元和判断单元；
接收单元用于接收拍摄模块传输过来的人脸图像；
存储单元用于保存预存的人脸图像和预设的相似度阈值；
相似度计算单元用于计算拍摄模块获取的人脸图像与人脸识别模块中预存的人脸图像之间的相似度；
判断单元用于判断相似度是否大于设定的相似度阈值，获得判断结果。
7.根据权利要求6所述的一种基于生物特征识别功能的智能投影仪，其特征在于，判断结果为相似度大于设定的相似度阈值或相似度小于等于设定的相似度阈值。
8.根据权利要求7所述的一种基于生物特征识别功能的智能投影仪，其特征在于，根据判断结果对智能投影仪的开机过程进行控制，包括：
若判断结果为相似度大于设定的相似度阈值，则控制智能投影仪投出开机桌面；
若判断结果为相似度小于等于设定的相似度阈值，则控制智能投影仪投出预设的提示文本，提示文本用于提示使用者人脸识别没有通过。
9.根据权利要求1所述的一种基于生物特征识别功能的智能投影仪，其特征在于，还包括遥控模块；
遥控模块用于向智能投影仪发出遥控信号。
10.根据权利要求9所述的一种基于生物特征识别功能的智能投影仪，其特征在于，遥控信号为蓝牙信号或红外信号。
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