[发明专利]一种嵌入式人脸检测终端

说明书

本发明公开了一种嵌入式人脸检测系统，它包括CMOS图像传感器、图像处理主芯片、LCD显示屏和加载于图像处理主芯片上的软件部分，CMOS图像传感器将采集到的图像变量传输给图像处理主芯片，图像处理主芯片通过图像预处理模块将原始图像变为适合算法识别的图像，对图像进行滤波后对当前图像进行扫描并输出人脸在缩放后图像中的位置，用矩形对角点的坐标表示，确定人脸在原始图像中的矩形位置，通过人脸标记模块在原始图片相应位置画圆，得到最终需要输出的图像；最后将该图像更新到Qt的图像槽中，刷新LCD显示屏的界面即可实现该次人脸检测结果的显示。本发明可在一帧图像中准确、快速的人脸检测和标记，算法简单快捷，工作效率高，性能稳定可靠。

技术领域

本发明涉及人脸识别技术领域，具体的说是一种嵌入式人脸检测终端。

背景技术

人脸识别是将输入的人脸图像与已知库中的模板进行比较并确定身份的一种技术，由于人脸是人们区分不同人的重要途径，是最主要的安防信息来源之一，在视频监控、签到系统、人机交互等领域得到广泛的应用。

人脸识别包括两种方法，一种是基于二维亮度图像的识别方法，另一类是基于三维人脸的识别方法。这两种方法由于受到光线亮度、待识别人脸位置、姿态的干扰，识别时间较长，辨别率较低，不利于安防工作的快速开展。

发明内容

本发明的目的是提供一种嵌入式人脸检测终端，能够通过预先设定好的程序实现实时人脸的检测和标记，提高工作效率。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种嵌入式人脸检测系统，它包括CMOS图像传感器、图像处理主芯片、LCD显示屏和加载于图像处理主芯片上的软件部分，其特征在于：所述COMS图像传感器通过DVP并行信号进行图像输出给图像处理主芯片，图像处理主芯片包括NanoPi2开发板，采用Arm Cotex-A9架构，内存为1G DDR3，同时NanoPi2开发板上集成了通讯模块，支持LCD显示屏的同步输出；图像处理主芯片上嵌入的软件部分载体为为Ubuntu16.04 系统，使用的编程语言为C++；软件部分包括图像的输入和预处理模块、人脸检测模块以及界面设计和可视化输出模块，采用的开源C++库包括opencv、dlib，人脸检测模块包括PICO、MTCNN、SIMD以及opencv和dlib自带的人脸检测模块，各模块之间可方便地进行切换，人脸检测部分的代码均经过arm指令集的加速和优化；图像的输入和预处理模块采用opencv函数，包括图像获取、尺寸归一化以及降噪部分；可视化输出模块包括图片中人脸的标记和标记结果显示，人脸的标记采用圆形标记，圆形标记的尺寸以将检测到的人脸覆盖的矩形区域的尺寸为标准，标记结果显示部分基于Qt设计，采用Qt中的定时器模块运行人脸检测程序；CMOS图像传感器将采集到的一帧图像进行数字化处理，结果存入程序中的图像变量，内容为一个三维矩阵；CMOS图像传感器将图像变量传输给图像处理主芯片，图像处理主芯片通过图像预处理模块将原始图像变为适合算法识别的图像，采用最邻近算法将原始图像放缩为64×64尺寸的图像，然后采用高斯平滑滤波的方法对图像进行滤波，再根据用户选定的算法对当前图像进行扫描并输出人脸在缩放后图像中的位置，用矩形对角点的坐标表示，然后根据缩放比例确定人脸在原始图像中的矩形位置，通过人脸标记模块在原始图片相应位置画圆，得到最终需要输出的图像；最后将该图像更新到Qt的图像槽中，刷新LCD显示屏的界面即可实现该次人脸检测结果的显示，同时检测到的人脸的数量、裁剪后的人脸图片以及人脸位置通过通讯模块传到上位机进行数据的记录，上位机通过通讯模块修改程序中的部分参数，以达到最佳的识别效果。

优选的，本终端通过计算整幅图像对应灰度图的均值感知的外界光照情况，当灰度图的均值低于设定的阈值时，自动接通LED补光电路进行补光，保证整个系统运行的稳定性。

优选的，所述人脸检测部分的代码均经过arm指令集的加速和优化是指矩阵乘法运算速度的优化。