[發明專利]公交專座智能提示裝置與方法

有效

• 申請號: 201010501545.2
• 申請日: 2010-10-11
• 公開（公告）號: CN101980314A
• 公開（公告）日: 2011-02-23
• 發明（設計）人: 張秀彬;應俊豪;張筱;馬麗;史戰果
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G08B21/24
• 分類號: G08B21/24;G08B3/10;G06K9/00;G06K9/62;B60Q9/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

1.一種公交專座智能提示裝置，其特征在于，包括：針孔攝像頭、信號處理器和語音提示器，針孔攝像頭的輸出接口通過視頻電纜與信號處理器的圖像輸入接口連接，信號處理器的輸出接口與語音提示器數字的輸入接口連接；

所述信號處理器，包括：圖像輸入接口、模數轉換模塊、圖像處理模塊、輸出接口。其中：圖像處理模塊承擔圖像信息的處理、識別與決策的整個運算過程，圖像輸入接口的輸入端經視頻電纜與針孔攝像頭輸出接口相連，圖像輸入接口的輸出端與模數轉換模塊的輸入端連接，模數轉換模塊的輸出端口與圖像處理模塊的輸入端口連接；圖像處理模塊的輸出端口與輸出接口的輸入端連接；輸出接口的輸出端與語音提示器數字的輸入接口連接。

2.根據權利要求1所述的公交專座智能提示裝置，其特征是，所述針孔攝像頭，設置于公交車廂內，正對著“老弱病殘孕”專座上的乘客臉部位置，用于實時采集“老弱病殘孕”專座上的乘客臉部位置視圖。

3.一種公交專座智能提示方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、系統對訓練樣本進行學習，當系統處于學習狀態時，系統對從16到55周歲年齡段的男性臉部圖像進行采集與處理；

步驟二、在線識別乘客類別，相應的公交專座智能提示裝置系統進入在線工作狀態，對“老弱病殘孕”專座上的乘客實施實時監視，根據識別結果對“老弱病殘孕”專座乘客確定控制指令輸出，決定是否由語音提示器向該乘客提示。

4.根據權利要求3所述的公交專座智能提示方法，其特征是，步驟一中所述系統對訓練樣本進行學習，當系統處于學習狀態時，系統對男性青壯年臉部圖像進行采集與處理，包括分步驟如下：

(1)采集男性青壯年臉部圖像并進行彩色空間轉換，通過針孔攝像頭連續采集的多幅圖像，再將強化后的臉部圖像從RGB彩色空間轉換至HSV彩色空間進行表達；

(2)將臉部與背景區分開來，在抽樣采集到的男性青壯年臉部圖像中，按照像素坐標從左至右、從上到下地掃描檢測像素的景物色調，并將落入HSV彩色空間中的色調區間[2°，47°]的色調集合所對應的像素點擬定為人臉區域，因此將男性青壯年臉部圖像中其它區域及背景跟臉部區域準確地區分開來；

(3)對抽樣采集到的男性青壯年臉部圖像確定臉部中心位置與臉部區域，利用抽樣采集到的男性青壯年臉部圖像的HSV彩色空間表達，在人臉膚色色調集合中，以最接近11°的色調值所對應的像素點坐標作為人臉中心點，并以人臉中心點為基點向上、下各擴張行像素和向左、右各擴張列像素，作為u×v臉部區域；

(4)導入男性青壯年臉部區域圖像訓練樣本，對男性青壯年臉部圖像截取u?×v臉部區域后作為訓練樣本導入本發明裝置系統，所采集的男性青壯年臉部圖像臉部區域訓練樣本均具有256個灰度級，一般取訓練樣本數n＝k×l≥300；其中，k、l分別為被采樣男性青壯年數和每個男性青壯年被采樣臉部區域的樣本數；

(5)將訓練樣本圖像轉換為一維向量，將每一個二維的男性青壯年臉部區域訓練樣本圖像數據轉化為一維的向量，并定義男性青壯年臉部為1類臉部特征，其余人的臉部為-1類臉部特征，表達出1類第i圖像的一維向量x_i為x_i＝[x_i1?x_i2...x_im]^T＝[x_ij]^T；式中，x_ij表示1類第i個樣本第j個像素灰度值；i＝1，2，...，n為1類臉部樣本序號；j＝1，2，...，m為每個樣本圖像所取像素數，m＝u×v，u和v分別為樣本圖像的列和行像素數；

(6)計算訓練樣本特征值及特征向量；

(7)建立人臉特征判據，由于較大的特征值對應的特征向量包含了較多的人臉特征信息，因此選取前s個較大的特征值所對應的特征向量構成的向量空間就近似地表示人臉圖像的信息，s取值由實驗確定男性青壯年臉部區域特征。