专利名称：双摄像头协同工作的人脸识别装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于人脸识别领域，涉及一种双摄像头协同工作的人脸识别装置。
背景技术：
人脸识别是生物特征识别的一个重要部分。近年来，人脸识别产品在公司考勤、安 全系统以及监控等领域获得了广泛的应用，人脸识别较其他生物特征识别具有直观、方便、 卫生、可靠性高以及友好性等诸多优点。在人脸识别装置中，双摄像头的设计被广泛采用， 在采用双摄像头进行人脸识别时，目前主处理器大多采用数字信号处理器DSP及嵌入式处 理器如ARM处理器来实现，这类处理器有些具备两个或两个以上的摄像头接口，然而需要 的硬件资源较多，造成成本较高。有些处理器则只具有一个摄像头接口，以减少成本、功耗， 但是这种方法数据利用率低，并且所具备的功能单一。因此，如何使只有单个摄像头接口的 处理器与双摄像头之间建立连接，并通过控制双摄像头工作以实现人脸识别是目前急需解 决的问题。
实用新型内容本实用新型为解决利用具有单摄像头接口的处理器连接双摄像头的技术问题，提 供一种双摄像头协同工作的人脸识别装置，包括具有摄像头数据接口、摄像头控制接口和 I/O接口的嵌入式处理器、数据选择开关、控制信号和状态信号选择开关、第一摄像头和第 二摄像头，其中，嵌入式处理器通过摄像头数据总线连接数据选择开关，数据选择开关分别 与第一摄像头和第二摄像头连接；嵌入式处理器的摄像头控制接口与控制信号和状态信号 选择开关连接，控制信号和状态信号选择开关分别与第一摄像头和第二摄像头连接；嵌入 式处理器的I/O接口分别与数据选择开关、控制信号和状态信号选择开关连接。其中，所述数据选择开关以及控制信号和状态信号选择开关使用数据选择芯片实 现。其中，所述数据选择开关以及控制信号和状态信号选择开关通过开关控制信号交 替地选通第一摄像头和第二摄像头。其中，通过片选信号控制所述第一摄像头和第二摄像头起始数据的不同步。通过本实用新型的一种双摄像头协同工作的人脸识别装置利用数据选择开关实 现两个摄像头的数据切换，不仅节省了硬件资源，而且同时实现了摄像头数据的彩色回显 和黑白图像比对，使系统在硬件配置、功能实现以及数据利用上达到最优。
图1是本实用新型的实施例的一种双摄像头协同工作的人脸识别装置的嵌入式 处理器和双摄像头的连接结构图；图2是本实用新型的实施例的一种双摄像头协同工作的人脸识别装置采用 74HC157芯片作为电子开关的电路连接图；[0010]图3是本实用新型的实施例的一种双摄像头协同工作的人脸识别装置的双摄像 头数据切换示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例详细说明本实用新型的一种双摄像头协同工作的人 脸识别装置。下面以采用君正JZ4740处理器作为嵌入式处理器平台，采用74HC157芯片为二 选一开关组芯片作为实施例，具体说明本实用新型的一种双摄像头协同工作的人脸识别装置。图1是本实用新型的实施例的一种双摄像头协同工作的人脸识别装置的嵌入式 处理器和双摄像头的连接结构图。如图1所示，本实用新型的一种双摄像头协同工作的人 脸识别装置包括具有摄像头数据接口、摄像头控制接口和I/O接口的嵌入式处理器、数据 选择开关、控制信号和状态信号选择开关、第一摄像头和第二摄像头，其中，嵌入式处理器 通过摄像头数据接口连接数据选择开关，数据选择开关再连接第一摄像头和第二摄像头， 对第一摄像头和第二摄像头采集的数据进行采集和传输。嵌入式处理器的摄像头控制接口 与控制信号和状态信号选择开关连接，控制信号和状态信号选择开关分别与第一摄像头和 第二摄像头连接，对第一摄像头和第二摄像头进行控制信号和状态信号的接收和传输。嵌 入式处理器的I/O接口通过开关控制信号控制数据选择开关以及控制信号和状态信号选 择开关来选通第一摄像头或第二摄像头。图2是本实用新型的实施例的一种双摄像头协同工作的人脸识别装置采用 74HC157芯片作为电子开关的电路连接图。如图2所示，嵌入式处理器采用君正JZ4740处 理器平台，74HC157芯片为两组四线输入一组四线输出的数据选择开关。数据选择开关由两 片74HC157芯片构成，由嵌入式处理器I/O接口上相同的开关控制信号SELECT控制选择。 此外，数据选择开关也可通过CPLD的可编程逻辑器件实现，但与74HC157芯片相比较存在 成本高、功耗大的问题。如图2所示，VDA[0:7]为第一摄像头的数据线，VDB[0:7]为第二摄像头的数据 线，图1中的数据选择开关由U15和U16两片74HC157芯片构成，U15的A端Al、4连接 VDA的低四位VDA0 VDA3，U15的B端Bl B4连接VDB[0:7]的低四位VDB0 VDB3。U16 的八端々1、4连接￥0々[0:7]的高四位VDA4 VDA7，U16的B端B1 B4连接VDB的高四 位VDB4 VDB7。U15的输出端Y1 Y4连接嵌入式处理器JZ4740的摄像头数据总线的低四位 上，即CIM_D(TCIM_D3，U16的输出端Y1 Y4连接至JZ4740的摄像头数据总线的高四位，即 CIM_D4 CIM_D7，CIM_D(TCIM_D7共同构成了摄像头的8位数据。U15和U16的第16引脚 均为电源引脚，接通常为3. 3V的电源VCC。U15和U16的第8引脚接地。U15和U16的第1 引脚为开关控制信号引脚SELECT，连接JZ4740处理器的IO接口引脚CIM_SELECT。U15和 U16的第15引脚为STROBE使能信号，低电平时芯片工作，因此接地。摄像头数据选择过程 为，当JZ4740的CIM_SELECT输出低电平时，U15、U16的输入A端均和输出Y端相连，即此 时数据线上的数据为第一摄像头的数据，当CIM_SELECT输出高电平时，U15、U16的输入B 端均和输出Y端相连，也即此时数据线上的数据为第二摄像头的数据。图1中的控制信号和状态信号选择开关由U17和U18两片74HC157构成。U17的输出端HREF、VSYNC以及PCLK分别为摄像头水平方向的同步信号、摄像头垂直方向的同步信 号和摄像头的帧同步信号。U17的引脚A1、A2和A3分别连接第一摄像头的HREFO、VSYNCO 和PCLK0，U17的引脚B1、B2、B3分别连接第二摄像头的HREF1、VSYNC1和PCLK1。当U17的 开关控制信号SELECT为低电平时，第一摄像头的状态信号HREFO、VSYNCO和PCLKO连接嵌 入式处理器。当U17的开关控制信号SELECT为高电平时，第二摄像头的状态信号HREF1、 VSYNCl和PCLKl连接嵌入式处理器。嵌入式处理器JZ4740的引脚I2C_SCK连接U18的引脚Al和B2，输出端Yl连接第 一摄像头的串行端口时钟信号线I2C_SCK_A，输出端Y2连接第二摄像头的串行端口时钟信 号线I2C_SCK_B，当开关控制信号SELECT为低时，I2C_SCK和第一摄像头相连，为其提供串 行端口的时钟信号，当SELECT为高时，I2C_SCK和第二摄像头相连，为其提供串行端口的时 钟信号。U18的74HC157芯片的引脚A2和Bl分别通过2. 2ΚΩ电阻R95和R96接地，保证 输出端Y1、Y2互不干扰。图3是本实用新型的实施例的一种双摄像头协同工作的人脸识别装置的双摄像 头数据切换示意图。在本实施例中，第一摄像头的数据为采集红外光滤除可见光后的黑白 图像，用于后续处理中与嵌入式处理器存储的人脸模板数据进行比对，第二摄像头的数据 用于回显彩色人脸图像。第一摄像头和第二摄像头采集图像的速度均为每秒30帧图像数 据，并且两个摄像头的数据结构相同。嵌入式处理器和摄像头之间的数据传输是以帧为单 位进行的，帧开始和结束时都以一个帧同步信号VSYNC为标志。如图3所示，首先通过开关控制信号选通第一摄像头和嵌入式处理器，这样使得 第一摄像头的第一帧数据在其开头帧同步信号VSYNC传送到嵌入式处理器时有效，嵌入式 处理器开始接收第一摄像头的第一帧数据。当嵌入式处理器接收到下一个来自第一摄像头 的第一帧数据末尾的帧同步信号VSYNC时，第一摄像头的第一帧数据已传送完毕。此时，通 过开关控制信号选通第二摄像头和嵌入式处理器，嵌入式处理器等待接收下一个来自第二 摄像头的第二帧数据的开头帧同步信号VSYNC，当第二摄像头的第二帧数据的开头帧同步 信号VSYNC到达嵌入式处理器时，嵌入式处理器开始接收第二摄像头的第二帧数据。当嵌 入式处理器接收到第二摄像头的第二帧数据末尾的帧同步信号VSYNC时，第二摄像头的第 二帧传输完毕。此时，再通过开关控制信号选通第一摄像头和嵌入式处理器，嵌入式处理器 等待下一个来自第一摄像头的第四帧数据的开头帧同步信号VSYNC，当第一摄像头的第四 帧数据的开头帧同步信号VSYNC到达嵌入式处理器时，嵌入式处理器开始接收第一摄像头 的第四帧数据，依此类推。由此可知，在最优情况下，第一摄像头数据中每30帧数据有10帧 被嵌入式处理器接收用作黑白人脸图像的比对，第二摄像头数据中每30帧数据有10帧数 据被嵌入式处理器接收用于人脸彩色回显。因此，这种最优情况要求第二摄像头的起始数 据和第一摄像头的起始数据不同步，通过控制第一摄像头和第二摄像头的片选信号实现。应当理解，以上借助本实用新型的优选实施例本实用新型的技术方案进行了详细 说明，以上说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本实用新型说明 书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等 同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术 方案的精神和范围。本实用新型的保护范围仅由随附权利要求书限定。
权利要求1.一种双摄像头协同工作的人脸识别装置，其特征在于，包括具有摄像头数据接口、摄 像头控制接口和I/O接口的嵌入式处理器、数据选择开关、控制信号和状态信号选择开关、 第一摄像头和第二摄像头，其中，嵌入式处理器通过摄像头数据总线连接数据选择开关，数据选择开关分别与第一摄像 头和第二摄像头连接；嵌入式处理器的摄像头控制接口与控制信号和状态信号选择开关连接，控制信号和状 态信号选择开关分别与第一摄像头和第二摄像头连接；嵌入式处理器的I/O接口分别与数据选择开关、控制信号和状态信号选择开关连接。
2.根据权利要求1所述的双摄像头协同工作的人脸识别装置，其特征在于，所述数据 选择开关以及控制信号和状态信号选择开关使用数据选择芯片实现。
3.根据权利要求1所述的双摄像头协同工作的人脸识别装置，其特征在于，所述数据 选择开关以及控制信号和状态信号选择开关通过开关控制信号交替地选通第一摄像头和 第二摄像头。
4.根据权利要求1所述的一种双摄像头协同工作的人脸识别装置，其特征在于，通过 片选信号控制所述第一摄像头和第二摄像头起始数据的不同步。
专利摘要本实用新型属于人脸识别领域，涉及一种双摄像头协同工作的人脸识别装置，包括具有摄像头控制接口和I/O接口的嵌入式处理器、摄像头数据总线、数据选择开关、控制信号和状态信号选择开关、第一摄像头和第二摄像头，其中，嵌入式处理器通过摄像头数据总线连接数据选择开关，数据选择开关分别与第一摄像头和第二摄像头连接；嵌入式处理器的摄像头控制接口与控制信号和状态信号选择开关连接，控制信号和状态信号选择开关分别与第一摄像头和第二摄像头连接；嵌入式处理器的I/O接口分别与数据选择开关、控制信号和状态信号选择开关连接。通过本实用新型的一种双摄像头协同工作的人脸识别装置实现两个摄像头的数据切换，使系统在硬件配置和功能实现等方面达到最优。
文档编号H04N5/232GK201846415SQ20102062008
公开日2011年5月25日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者杨军 申请人:汉王科技股份有限公司