[發明專利]一種眼動控制智能燈以及其控制方法

有效

• 申請號: 201810360627.6
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108551699B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 王鵬;陳園園;薛楠;王振徐;才思文
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08;G06F3/01
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 榮玲

1.一種眼動控制智能燈的控制方法，其所依托實現的一種眼動控制智能燈，包括FPGA算法處理與控制模塊、CMOS紅外圖像采集模塊、LED照明燈模塊、SDRAM模塊和電源模塊；所述FPGA算法處理與控制模塊包括視頻解碼單元、人眼定位算法單元、圖像預處理單元、眼部動作判斷單元、LED控制單元和SDRAM控制器單元，所述CMOS紅外圖像采集模塊連接視頻解碼單元，視頻解碼單元分別連接人眼定位算法和SDRAM控制器單元，所述人眼定位算法單元依次連接圖像預處理單元、眼部動作判斷單元、LED控制單元和LED照明燈模塊，所述SDRAM控制器單元連接SDRAM模塊，所述電源模塊分別連接FPGA算法處理與控制模塊、CMOS紅外圖像采集模塊、LED照明燈模塊和SDRAM模塊，為整個裝置供電；方法包括以下步驟：

步驟a、CMOS紅外圖像采集模塊采集人臉部灰度圖像，發送給視頻解碼單元；

步驟b、視頻解碼單元對采集的視頻流數據進行解碼；

步驟c、人眼定位算法單元通過人眼定位算法粗定位人眼位置；

步驟d、圖像預處理單元截取人眼部分的子圖像；

步驟e、通過閾值分割將灰度圖像二值化，并對圖像去噪處理；

步驟f、眼部動作判斷單元判斷眼部動作；

步驟g、LED控制單元控制LED照明燈模塊的亮滅和燈的亮度；

其特征在于，步驟c中所述人眼定位算法包括以下步驟：

步驟c1、根據人眼灰度圖像具有局部灰度值變化大的特點，使用基于梯度算子的人眼定位算法，當輸入用戶人臉灰度圖像的像素點灰度值P[i]，其取值范圍為0≤P[i]≤255，且1≤i≤640，行列計數器開始計數；

步驟c2、構建梯度算子L，計算L的長度l，如公式(1)所示：

l＝round(n/100)×2+1 (1)

其中，n為人臉圖像中人臉的寬度，根據計算得出的l構建梯度算子L，

當n＝100時，計算出l＝3，則L就是長度為3的一維向量[1,0,-1]；

若n＝300，計算出l＝7，則L就是長度為7的一維向量[1,1,1,0,-1,-1,-1,]；

步驟c3、構建梯度算子L之后，計算卷積dy_sgipf，如公式(2)所示：

步驟c4、計算now_sum_v，如公式(3)所示：

步驟c5、判斷列計數器是否大于640，若大于640，則將列計數器清零，反之則繼續計算下一個像素灰度數據；

步驟c6、當人臉圖像的第一行像素點數據per_sum_v和與第二行像素點數據和now_sum_v計算完后，比較兩者大小，將大的數據賦值給max_sum_v,并將此時行計數器的數值賦給Max_hcnt，用于標記人眼位置；

步驟c7、若一幀圖像處理完畢，即行計數器大于480時，則根據Max_hcnt的數值，在圖像中標記人眼的水平位置，同時將行計數器清零、max_sum_v清零和max_hcnt清零；

步驟c8、根據人眼圖像的高度特點，以Max_hcnt的數值記為人眼的水平中心軸，分別以上下15個像素點，標記高度為30個像素點的人眼水平框，定位人眼的位置區域，同時將其設定為人眼子圖像。