[發(fā)明專利]基于圖像處理的嬰幼兒人際溝通拼圖訓練系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310538346.6
• 申請日: 2023-05-15
• 公開（公告）號: CN116385313B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發(fā)明（設計）人: 劉國雄;陳慶榮;程平;晏陽;李風華
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/136;G06T7/11;G06N7/01
• 代理公司: 廣州市時代知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 44438
• 代理人: 郝麗娜

本發(fā)明涉及圖像處理技術領域，具體涉及一種基于圖像處理的嬰幼兒人際溝通拼圖訓練系統(tǒng)及方法，該方法采集嬰幼兒在拼圖過程中的靜態(tài)幀圖像，得到對應的灰度圖像；獲取存在運動模糊的灰度圖像作為目標灰度圖像，獲取目標灰度圖像的頻譜圖像，對頻譜圖像中心化得到目標頻譜圖像；將目標頻譜圖像劃分為低頻區(qū)域和高頻區(qū)域；基于低頻區(qū)域獲取第一低頻區(qū)域和第一高頻區(qū)域；根據(jù)低頻區(qū)域、高頻區(qū)域、第一低頻區(qū)域和第一高頻區(qū)域獲取模糊核的模糊系數(shù)；利用模糊系數(shù)對目標灰度圖像進行去模糊，得到去模糊靜態(tài)幀圖像；基于去模糊靜態(tài)幀圖像進行嬰幼兒的拼圖訓練。本發(fā)明通過提高監(jiān)測影像的質(zhì)量需求，提高了智能伴玩系統(tǒng)的實用性和穩(wěn)定性。

技術領域

本發(fā)明涉及圖像處理技術領域，具體涉及一種基于圖像處理的嬰幼兒人際溝通拼圖訓練系統(tǒng)及方法。

背景技術

通過拼圖游戲來發(fā)展幼兒的多元智能，提高幼兒的協(xié)調(diào)能力、社交能力以及探索、觀察、辨別能力。當前手機、平板電腦上的益智游戲?qū)乙姴货r，但電子產(chǎn)品對幼兒身體、視力存在一定危害，且不利于培養(yǎng)孩子的動手能力，因此出現(xiàn)了拼圖玩具與人工智能相結合的伴玩式幼兒益智類應用，即智能伴玩系統(tǒng)給出場景指令，幼兒根據(jù)系統(tǒng)提示逐步將目標拼圖放置在匹配的場景拼圖中，來培養(yǎng)幼兒的溝通、理解能力，解決了大部分時間緊張、溝通能力差、缺乏引導意識家長的育兒難題。

智能伴玩系統(tǒng)需要識別幼兒在拼圖過程中的行為以及拼圖結果，來對其進行引導、激勵和矯錯。一般需要連接家庭監(jiān)控或手機等設備來對幼兒拼圖過程進行實時監(jiān)測，實時監(jiān)測過程中，無論對于不同拼圖玩具還是幼兒的行為都需要較高的識別能力，系統(tǒng)才能及時、準確的對其進行引導和激勵，常規(guī)拼圖識別均采用圖像邊緣匹配的方式，但家用監(jiān)控或手機等設備配置有限，在幼兒做出抓取、拼接拼圖的動作時，光線環(huán)境較差、相機設備卡頓以及桌面支架抖動等因素都可能會使圖像出現(xiàn)運動模糊，導致采集的圖像無法準確識別目標信息。

目前，常規(guī)利用變分貝葉斯算法來估測模糊核，利用估測的模糊核對出現(xiàn)運動模糊的圖像進行去模糊，得到清晰圖像，但該方法基于估測模糊核的后驗概率最大的原理實現(xiàn)的，需要大量的迭代計算，顯然在幼兒拼圖的實時監(jiān)測過程，達不到及時性且計算量大，進而導致智能伴玩系統(tǒng)不能及時且準確地對幼兒進行拼圖引導，實用性差。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有利用變分貝葉斯算法估測的模糊核對運行模糊圖像進行去模糊，而導致不能及時且準確地對幼兒進行拼圖引導的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于圖像處理的嬰幼兒人際溝通拼圖訓練系統(tǒng)及方法，所采用的技術方案具體如下：

第一方面，本發(fā)明一個實施例提供了一種基于圖像處理的嬰幼兒人際溝通拼圖訓練方法，該方法包括：

采集嬰幼兒在拼圖過程中的靜態(tài)幀圖像，得到對應的灰度圖像；

獲取存在運動模糊的灰度圖像作為目標灰度圖像，獲取目標灰度圖像的頻譜圖像，對頻譜圖像中心化得到目標頻譜圖像；通過分割閾值將目標頻譜圖像劃分為低頻區(qū)域和高頻區(qū)域；

對低頻區(qū)域上的每個邊緣點與目標頻譜圖像的中心點作連接線，根據(jù)連接線上每個點的亮度獲取對應連接線的分割節(jié)點，將所有連接線的分割節(jié)點連接得到一個閉合邊緣，閉合邊緣對應的區(qū)域作為第一低頻區(qū)域；將目標頻譜圖像中除第一低頻區(qū)域外的區(qū)域作為第一高頻區(qū)域；

根據(jù)低頻區(qū)域、高頻區(qū)域、第一低頻區(qū)域和第一高頻區(qū)域獲取模糊核的模糊系數(shù)；基于目標灰度圖像中每個像素點與其周圍像素點之間的灰度差異，利用模糊系數(shù)對目標灰度圖像進行去模糊，得到去模糊靜態(tài)幀圖像；

基于去模糊靜態(tài)幀圖像進行嬰幼兒的拼圖訓練。

進一步的，所述根據(jù)連接線上每個點的亮度獲取對應連接線的分割節(jié)點的方法，包括：