人臉識(shí)別會(huì)議簽到的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.2.2 Adaboost算法介紹

Adaboost算法主要思想：在給定有限的數(shù)據(jù)情況下，基于特征的檢測(cè)能夠編碼特定區(qū)域的狀態(tài)，而且基于特征的系統(tǒng)比基于像素的系統(tǒng)要快得多。矩形特征對(duì)一些簡(jiǎn)單的圖形結(jié)構(gòu)(比如邊緣、線段)比較敏感。但是其只能描述特定走向(水平、垂直、對(duì)角)的結(jié)構(gòu)，因此比較粗略。臉部一些特征能夠由矩形特征簡(jiǎn)單地描繪，例如：眼睛要比臉頰顏色更深;鼻梁兩側(cè)要比鼻梁顏色要深;嘴巴要比周?chē)伾睢?p>人臉檢測(cè)是人臉?lè)治龅牡谝徊?，?duì)于任意一幅給定的圖像，采用一定的策略對(duì)其進(jìn)行搜索以確定其中是否含有人臉，如果含有則返回人臉的位置、大小和姿態(tài)。本系統(tǒng)采用的是OpenCV庫(kù)中提供的Adaboost算法來(lái)實(shí)現(xiàn)人臉檢測(cè)，人臉檢測(cè)效果如圖4所示。

2.2.3 PCA算法介紹

PCA(主成分分析)算法是人臉識(shí)別中比較新的一種算法，該算法的優(yōu)點(diǎn)是識(shí)別率高、識(shí)別速度快。OpenCV庫(kù)中cvEigenDecomposite()函數(shù)的作用是將人臉圖像通過(guò)Eigenface變換矩陣，投射到子空間中。子空間中的人臉向量是一個(gè)1×nEigens(nEigens由自己取得)的行向量，極大地降低了數(shù)據(jù)維度，便于下一步的聚類(lèi)、識(shí)別。人臉識(shí)別成功后的效果如圖5所示。

2.2.4 系統(tǒng)測(cè)試

本軟件具有人臉檢測(cè)、人臉識(shí)別會(huì)議簽到等功能。首先需要通過(guò)人臉檢測(cè)存儲(chǔ)一定數(shù)量的與會(huì)者照片，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練生成人臉特征數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。在實(shí)現(xiàn)會(huì)議簽到時(shí)，只要保持臉在攝像頭的正前方，軟件識(shí)別好后會(huì)在屏幕上顯示與會(huì)人員的姓名，并且把與會(huì)者的會(huì)議簽到信息通過(guò)ZigBee無(wú)線模塊，以單播的方式發(fā)送到上位機(jī)。系統(tǒng)首先采集5個(gè)人的人臉特征照片，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練得到人臉特征數(shù)據(jù)并且存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中。然后開(kāi)始對(duì)這5個(gè)人再進(jìn)行人臉識(shí)別測(cè)試，經(jīng)過(guò)測(cè)試得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所列。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出：本系統(tǒng)的人臉識(shí)別率在82%以上，可以區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)外的人臉。

2.3 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

QT是1991年奇趣科技公司開(kāi)發(fā)的一個(gè)跨平臺(tái)的C++圖形用戶界面應(yīng)用程序框架。它提供給應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)者建立藝術(shù)級(jí)的圖形用戶界面所需的功能。本設(shè)計(jì)的上位機(jī)軟件正是用QT開(kāi)發(fā)，選用的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境是QT Creator。上位機(jī)界面如圖6所示。

表2是上位機(jī)和人臉識(shí)別會(huì)議簽到終端之間數(shù)據(jù)傳輸所遵循的協(xié)議。下面分別對(duì)上位機(jī)和人臉識(shí)別會(huì)議簽到終端之間發(fā)送數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)、系統(tǒng)重啟、系統(tǒng)關(guān)機(jī)等操作的協(xié)議進(jìn)行簡(jiǎn)要的說(shuō)明。

①上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)到部分下位機(jī)：上位機(jī)需要往部分下位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，需要在待發(fā)送的數(shù)據(jù)前加上msd1～n，1～n代表某一臺(tái)下位機(jī)，如msd1代表數(shù)據(jù)發(fā)送到編號(hào)為1的下位機(jī)。

②上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)到所有下位機(jī)：上位機(jī)需要將數(shù)據(jù)發(fā)送到所有的下位機(jī)時(shí)，在待發(fā)送的數(shù)據(jù)前加上all標(biāo)志。

③系統(tǒng)重啟：如果希望下位機(jī)重新啟動(dòng)，發(fā)送數(shù)據(jù)rb即可以使下位機(jī)重新啟動(dòng)。

④系統(tǒng)關(guān)機(jī)：如果希望下位機(jī)執(zhí)行關(guān)機(jī)操作，發(fā)送數(shù)據(jù)ht即可以使下位機(jī)執(zhí)行關(guān)機(jī)操作。

結(jié)語(yǔ)

本設(shè)計(jì)利用人臉識(shí)別的獨(dú)特性，設(shè)計(jì)了一種基于人臉識(shí)別的會(huì)議簽到系統(tǒng)。本系統(tǒng)在TQ210核心板的基礎(chǔ)上，利用OpenCV計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù)和QT圖形庫(kù)，通過(guò)普通的USB攝像頭實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)人臉識(shí)別，準(zhǔn)確率較高，方便易用。