一种具有自主学习功能的视觉系统的制作方法

1.本发明涉及一种视觉系统，具体地说，涉及一种具有自主学习功能的视觉系统。


背景技术：

2.目前社会中老龄化较为严重，子女在家中看护老人的时间越来越少，而老人在日常生活中腿脚不便，可能会有摔倒等严重危害老人身体健康的危险发生，而得不到及时救治则会留下严重的后遗症，甚至造成生命危险，而老人在家可能遇到多种多样的危险，传统的预警系统无法对老人遇到的危险进行实时的学习更新，较为单调，无法很好的预防以外的发生。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种具有自主学习功能的视觉系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，提供了一种具有自主学习功能的视觉系统，包括图像采集单元、信息判断单元、信息分析单元、记忆单元和执行单元；
5.所述图像采集单元用于对指令动作进行采集；
6.所述信息判断单元用于对图像采集单元中的图像进行判断和捕捉转化；
7.所述信息分析单元用于对信息判断单元中的指令进行分析；
8.所述记忆单元用于对信息分析单元中的指令进行学习；
9.所述执行单元用于对记忆单元中的指令执行。
10.作为本技术方案的进一步改进，所述图像采集单元包括图像传感器、图像采集模块、图像辨别模块、图像处理模块和图像信息输出模块；
11.所述图像传感器通过摄像头对动作进形高速连续拍摄，收集和形成多组图像信息，并且将多组图像信息传输至图像采集模块，同时使用辐射度计算公式将被拍摄物的红外成像信息传输至图像识别模块；
12.所述图像辨别模块使用红外线成像，判别图像传感器中传输的红外成像信息，识别被拍摄物体是否是人体，并将辨别结果传输至图像处理模块；
13.所述图像采集模块用于对图形处理器收集的多组图像信息进行筛选，将一组能够清晰识别的图像信息筛选出来，并将其传输至图像处理模块；
14.所述图像处理模块根据图像辨别模块的辨别结果，将图像采集模块中采集的图像信息进一步处理，并将图像信息传输至图像信息输出模块，同时将图像辨别模块；
15.所述图像信息输出模块用于将图像信息传输至信息判断单元。
16.作为本技术方案的进一步改进，所述辐射度计算公式对辐射计算的公式如下：
[0017][0018]
l＝p
×
ref
×
t+i
×
cosang
×
ref
×
t+i
×
f
×
ref
×
t+(1
‑
ref)
×
t+a
×
(1
‑
t)
[0019]
l是到达摄像头表面的辐射；p是被拍摄物表面的辐射；ref是室内物体的辐射漫反射系数；t是摄像头镜面的透射比；ang是室内灯光和被拍摄物体成像面法线之间的夹角；i 是室内光线的辐射；a是物体和摄像头之间的路径辐射；h是摄像头的光谱响应；q是探测器成像面上的辐射。
[0020]
作为本技术方案的进一步改进，所述信息判断单元包括图像信息接收模块、图像储存模块、动作捕捉模块、指令转化模块和动作指令输出模块；
[0021]
所述图像信息接收模块用于将图像信息接受模块发送的图像信息进行接受，并将图像信息传输至图像储存模块；
[0022]
所述图像储存模块用于判断图像信息接收模块中的图像信息进行分类储存，并且将图像信息传输至记忆单元；
[0023]
所述动作捕捉模块用于将图像信息传输至指令转化模块，其中动作捕捉模块采用lbp 算法对图像信息中的动作进行捕捉和分析。
[0024]
作为本技术方案的进一步改进，所述lbp算法对图像信息的捕捉和分析的步骤如下：
[0025]
①
、在图像储存模块传输来的图像信息中的图像里确定一个圆心g0；
[0026]
②
、定义r，r就是图像储存模块传输来的图像信息中的图像里距离圆心g0的像素点的个数；
[0027]
③
、定义p，p就是图像储存模块传输来的图像信息中的图像里以r画一个圆，然后在圆p内部形成的像素点的个数；
[0028]
④
、对像素点进行判断，其判断的依据为：将形成的像素点以多尺度的方式分割，形成若干9
×
9的方格，该格的灰度值比中间的灰度值大，则记为1；该格灰度值比中间的灰度值小的，则记为0，以自我规定的起点和自我规定的方向旋转，列出二进制码；
[0029]
⑤
、将二进制码换算成十进制的数，这个数就是该像素区域的lbp，此lbp是0^p的范围；
[0030]
⑥
、得到内个像素分割的lbp，建立一个直方图，每个lbp的种类作横轴，每种lbp 出现的次数为纵轴，该直方图就是该图像的特征。
[0031]
作为本技术方案的进一步改进，所述信息分析单元包括动作指令接受模块、指令分析模块和记忆输出模块；
[0032]
所述动作指令接受模块用于接收动作指令接收模块传输的指令信息，并将指令信息传输至指令分析模块和记忆单元；
[0033]
所述指令分析模块用于将指令接受模块传输的指令信息进行分析，并将指令信息传输至记忆输出模块和记忆单元；
[0034]
所述记忆输出模块用于将指令信息传输至记忆单元。
[0035]
作为本技术方案的进一步改进，所述记忆单元包括记忆输入模块、储存判断模块、储存模块和指令输出模块；
[0036]
所述记忆输入模块用于接收记忆输出模块传输的指令信息，并将指令信息传输至储存判断模块；
[0037]
所述储存判断模块采用模式匹配算法对指令信息和储存模块中的信息进行比对判断，并将指令信息传输至指令输出模块；
[0038]
所述储存模块用于储存指令信息和接收指令分析模块传输的指令信息，并将指令信息传输至指令输出模块，所述储存模块和图像储存模块信息互通；
[0039]
所述指令输出模块用于接收储存判断模块和储存模块传输的指令信息，并将指令信息传输至执行单元。
[0040]
作为本技术方案的进一步改进，所述模式匹配算法对指令信息的比对判断的公式如下：
[0041]
p＝p1+g(n1,m1)p2+
┉
+g(n
l
‑1,m
l
‑1)p
l
[0042]
其中，p表示以字符开始和结束的由字符和间隔构成的序列，g(n,m)表示一个通配符序列，p表示字符间的间隔，“+”表示p
i
和g
i
的连接操作。
[0043]
作为本技术方案的进一步改进，所述执行单元包括指令输入模块和动作执行模块；
[0044]
所述指令输入模块用于接收指令输出模块传输出的指令信息，并将指令信息传输至动作执行模块；
[0045]
所述动作执行模块用于执行指令信息。
[0046]
作为本技术方案的进一步改进，所述指令转化模块将指令信息传输至储存判断模块，所述储存判断模块对指令信息进行判定，所述储存判断模块对指令信息判定为否则将指令信息传输至指令转化模块，所述储存判断模块在对指令信息进行判定时和储存模块同步，用于帮助储存判断模块完成判定。
[0047]
与现有技术相比，本发明的有益效果：
[0048]
1、该一种具有自主学习功能的视觉系统中，通过图像传感器将老人在家的实际情况进行实时采集，通过图像储存模块对老人的实际情况进行准确判断，能够避免判断错误导致误触发警报，导致影响他人的时间，浪费资源。
[0049]
2、该一种具有自主学习功能的视觉系统中，指令转化模块中的指令信息首先直接传输至储存判断模块，储存判断模块和储存模块进行信息交流，如果储存模块内搜寻到和该指令相同的数据，则储存判断模块直接将指令数据传输至指令输出模块，完成该指令动作，发出警报；如果储存模块内为搜寻到与该指令相同数据，会将该数据储存进储存模块，再经由储存模块传输至指令输出模块完成指令动作，发出警报，实现学习效果。
附图说明
[0050]
图1为本发明实施例1的整体框图；
[0051]
图2为本发明实施例1的图像采集单元框图；
[0052]
图3为本发明实施例1的信息判断单元框图；
[0053]
图4为本发明实施例1的信息分析单元框图；
[0054]
图5为本发明实施例1的记忆单元框图；
[0055]
图6为本发明实施例1的执行单元框图；
[0056]
图7为本发明实施例1的流程框图。
[0057]
图中各个标号意义为：
[0058]
1、图像采集单元；
[0059]
11、图像传感器；12、图像采集模块；13、图像处理模块；14、图像信息输出模块；
是室内光线的辐射；a是物体和摄像头之间的路径辐射；h是摄像头的光谱响应；q是探测器成像面上的辐射。对转化的图像和红外线信息进行采集，便于后期识别处理，并将信息传输至图像处理模块13，图像辨别模块15使用红外线成像，判别图像传感器11中传输的红外成像信息，识别被拍摄物体是否是人体，并将辨别结果传输至图像处理模块13，图像处理模块13用于对图像采集模块12中采集的图像信息进一步处理，便于图像储存模块22 进行判断，并将图像信息传输至图像信息输出模块14，将图像信息传输至图像信息接收模块21，图像信息输出模块14用于将图像信息传输至信息判断单元2，图像传感器11对老人的实际情况进行拍摄和捕捉，将图像传输至图像采集模块12，图像采集模块12将图像的信息进行采集并将图像信息传输至图像处理模块13，图像处理模块13进一步突出图像信息的特征，并通过图像信息输出模块14将图像信息传输至图像信息接收模块21，实现图像信息的采集和传输。
[0077]
信息判断单元2用于对图像采集单元1中的图像进行判断和捕捉转化，信息判断单元 2包括图像信息接收模块21、图像储存模块22、动作捕捉模块23、指令转化模块24和动作指令输出模块25，图像信息接收模块21用于将图像信息输出模块14发送的图像信息进行接受，并将图像信息传输至图像储存模块22，将图像信息分类储存，同时图像储存模块 22用于判断图像信息接收模块21中的图像信息进行识别，识别通过的图像信息传输至动作捕捉模块23，未通过识别的直接结束该流程，避免误触发警报，并且将图像信息传输至动作捕捉模块23，动作捕捉模块23用于将图像信息传输至指令转化模块24，将图像信息转化为指令信息，其中动作捕捉模块23采用lbp算法对图像信息中的动作进行捕捉和分析，简单高效，能够有效识别动作信息，指令转化模块24将指令信息传输至储存判断模块42，储存判断模块42对指令信息进行判定，储存判断模块42对指令信息判定为否则将指令信息传输至指令转化模块24，lbp算法对图像信息的捕捉和分析的步骤如下：
[0078]
①
、在图像储存模块22传输来的图像信息中的图像里确定一个圆心g0；
[0079]
②
、定义r，r就是图像储存模块22传输来的图像信息中的图像里距离圆心g0的像素点的个数；
[0080]
③
、定义p，p就是图像储存模块22传输来的图像信息中的图像里以r画一个圆，然后在圆p内部形成的像素点的个数；
[0081]
④
、对像素点进行判断，其判断的依据为：将形成的像素点以多尺度的方式分割，形成若干9
×
9的方格，该格的灰度值比中间的灰度值大，则记为1；该格灰度值比中间的灰度值小的，则记为0，以自我规定的起点和自我规定的方向旋转，列出二进制码；
[0082]
⑤
、将二进制码换算成十进制的数，这个数就是该像素区域的lbp，此lbp是0∧p的范围；
[0083]
⑥
、得到内个像素分割的lbp，建立一个直方图，每个lbp的种类作横轴，每种lbp 出现的次数为纵轴，该直方图就是该图像的特征，图像信息接收模块21将接收的图像信息传输至图像储存模块22，将信息储存起来，同时图像储存模块22和储存模块43信息互通，如果图像储存模块22中接收的图像信息有和储存模块43中指令信息相同，则通过储存模块传输至指令输入模块51，如果如果图像储存模块22中接收的图像信息有和储存模块43中无效信息相同，则则结束流程，避免误操作，动作捕捉模块23通过lmp算法将图像信息提取，再传输至指令转化模块24，指令转化模块24将图像信息转化为指令信息，并首先传输至储存判
断模块42，通过判断则指令信息直接被执行。未通过判断则指令信息被传输回指令转化模块24并通过指令分析模块32和储存模块43进行学习，实现学习效果。
[0084]
信息分析单元3用于对信息判断单元2中的指令进行分析，信息分析单元3包括动作指令接受模块31、指令分析模块32和记忆输出模块33，动作指令接受模块31用于接收动作指令输出模块25传输的指令信息，并将指令信息传输至指令分析模块32和记忆单元 4，指令分析模块32用于将指令接受模块31传输的指令信息进行分析，分析指令的明确用意，并将指令信息传输至记忆输出模块33和记忆单元4，记忆输出模块33用于将指令信息传输至记忆单元4，实现指令信息的分析和传输，便于储存；
[0085]
记忆单元4用于对信息分析单元3中的指令进行学习，记忆单元4包括记忆输入模块 41、储存判断模块42、储存模块43和指令输出模块44，记忆输入模块41用于接收记忆输出模块33传输的指令信息，并将指令信息传输至储存判断模块42，和储存模块43存在信息交流，实现判断的效果，储存判断模块42采用模式匹配算法对指令信息和储存模块 43中的信息进行比对判断，并将指令信息传输至指令输出模块44，储存模块43用于储存指令信息和接收指令分析模块32传输的指令信息，并将指令信息传输至指令输出模块44 指令输出模块44用于接收储存判断模块42和储存模块43传输的指令信息，并将指令信息传输至执行单元5，储存判断模块42在对指令信息进行判定时和储存模块43同步，用于帮助储存判断模块42完成判定；模式匹配算法对指令信息的比对判断的公式如下：
[0086]
p＝p1+g(n1,m1p2)+
┉
+g(n
l
‑1,m
l
‑1)p
l
[0087]
其中，p表示以字符开始和结束的由字符和间隔构成的序列，g(n,m)表示一个通配符序列，p表示字符间的间隔，“+”表示p
i
和g
i
的连接操作；
[0088]
初始时,每个p值都为0,这表示没有匹配满足到该位置为止有匹配的间隔需求，在р的第一列,如果字符能与p的第一个字符匹配,则将单元格的值由0修改为1,这表明在该位置有一个匹配,而没有匹配的位置将在下一次考虑。
[0089]
从p的第二列起,相邻的g和p将作为一对被考虑.如果到该位置为止有匹配,则将单元格的值由0修改为1，如果有多个匹配其实位置不同,但是结束位置都是同一位置,则用匹配个数之和改写该单元格的值。
[0090]
对应p的第三列,则不是所有值都是1，比如位置5,对应的匹配个数就是2，因此,如果有几个匹配的起始位置不同但是终止位置相同,就使用匹配个数之和填写该单元格，对p 的最后一列也使用同样的方法处理，最终,最后一列中每个单元格中的数值就是求得储存模块43内是否有相同的数据字符的结果，实现储存判断模块42的判断效果，帮助储存模块43完成学习更新。
[0091]
执行单元5用于对记忆单元4中的指令执行，发出警报，避免老人发生危险，执行单元5包括指令输入模块51和动作执行模块52，发出警报，指令输入模块51用于接收指令输出模块44传输出的指令信息，并将指令信息传输至动作执行模块52，动作执行模块52 用于执行指令信息，完成警报的触发，实现对老人的及时救助，避免意外发生。
[0092]
本实施例在使用过程中，通过图像采集单元1将老人的动作信息收集并传输至信息判断单元2，信息判断单元2中的图像储存模块22对收集的图像信息与储存模块43进行信息沟通，如果判断未通过时该流程终止，避免误触发警报的现象，如果判断储存模块43 中有相投指令则通过指令输入模块51完成指令，如果判断通过时将图像信息传输至动作捕捉
模块23，通过lbp算法将动作特征转化为字符，通过指令转化模块24将普通字符转化为指令信息，指令转化模块24首先将指令信息传输至储存判断模块42，如果判断通过则直接执行该指令，如果判断未通过，则将指令信息传输回指令转化模块24，再通过过动作指令输出模块25将指令信息传输至储存模块43，再通过执行单元执行动作，完成学习的效果，对老人发生的意外发出警报，避免发生危险。
[0093]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。