一種煤礦井下礦工人臉區(qū)域檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種煤礦井下礦工人臉區(qū)域檢測系統(tǒng)，屬于圖像處理與模式識別技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]煤炭是我國主要的能源之一，是我國經(jīng)濟發(fā)展的重要保障，我國約70%的能源消耗來自煤炭。煤礦井下環(huán)境惡劣，光照條件差，且礦工違規(guī)、違章操作時有發(fā)生，會影響煤礦井下的安全生產(chǎn)，針對煤礦井下圖像中的礦工檢測會受到不同程度的影響，在減少誤檢、檢測定位準(zhǔn)確率以及檢測效率等方面仍然需要進一步提高。
[0003]人臉檢測與識別(Face Detect1n and Recognit1n)就是對給定的動態(tài)或靜態(tài)的圖像進行分析，從中檢測并提取出有效的一些識別信息，通過與已有的人臉庫來對比，“辨認(rèn)”或者“確認(rèn)”出人的身份，主要包括人臉檢測和人臉識別兩個部分。在實時的人臉識別系統(tǒng)中，人臉檢測是識別系統(tǒng)實現(xiàn)的前提和基礎(chǔ)，人臉檢測的效果直接影響著系統(tǒng)的識別效果。
[0004]人臉檢測按主流方法進行分類，歸納起來大致可以分為以下幾種類型:基于顯示模型的方法，這種方法又可以分為基于膚色模型的方法和基于模板匹配的方法?；谀w色檢測方法是最常用的人臉檢測方法之一，它采用的主要手段就是利用彩色圖像中人臉的膚色與周圍環(huán)境的差異，確定膚色模型，檢測出膚色像素，通過膚色將人臉區(qū)域從背景環(huán)境中分割出來，基于膚色模型方法進行人臉檢測的文獻有很多。基于模板匹配的方法是要根據(jù)輸入圖像，先構(gòu)造一個標(biāo)準(zhǔn)的人臉模板，然后計算待檢測區(qū)域與模板之間的相關(guān)值，如果相關(guān)值滿足我們設(shè)定的判斷準(zhǔn)則，就認(rèn)為這個待檢測區(qū)域為人臉區(qū)域，這是固定模板的檢測方法。還有一種是變形模板的人臉檢測方法，這種方法首先要求制定模板的參數(shù)，再根據(jù)待檢測區(qū)域的數(shù)據(jù)修改這些參數(shù)，直至收斂來檢測出人臉的位置。
[0005]在對煤礦井下作業(yè)人員進行監(jiān)控、定位和身份識別的研究中，很少有人將礦工人臉作為煤礦井下人員的定位和身份識別的研究目標(biāo)，對煤礦井下礦工的人臉定位檢測和識別的研究寥寥無幾，而礦工違規(guī)、違章操作時有發(fā)生的現(xiàn)象，會影響煤礦井下的安全生產(chǎn)，井下生產(chǎn)過程中對下井人員管理有著嚴(yán)格的要求與限制，因而煤礦井下人臉定位檢測技術(shù)的研究具有深遠(yuǎn)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的在于提供一種更適合井下巷道窄又長環(huán)境的、簡單有效的礦工人臉區(qū)域檢測系統(tǒng)。
[0007]為了克服現(xiàn)有諸多系統(tǒng)在煤礦井下圖像檢測中存在的問題，本實用新型公開了一種適合井下特殊環(huán)境的礦工人臉區(qū)域檢測系統(tǒng)，根據(jù)煤礦井下戴礦燈礦工人臉圖像的特點，選擇礦燈作為礦工人臉區(qū)域檢測的標(biāo)靶物，研究了攝像機參數(shù)與礦燈投影圖像的關(guān)系，并根據(jù)提取分割出的礦燈圖像作為參考，實現(xiàn)了礦工人臉區(qū)域的快速檢測，該系統(tǒng)能夠在礦井下低照度的圖像中得到較高的定位檢測率，迅速有效的進行礦工人臉區(qū)域檢測，為礦井人員唯一性檢測提供了保障。
[0008]本實用新型所述的礦工人臉區(qū)域檢測系統(tǒng)設(shè)置于煤礦井下的圖像采集設(shè)備、圖像采集控制系統(tǒng)、礦工人臉區(qū)域檢測輔助裝置和傳輸線路，以及設(shè)置于井上的井上監(jiān)控單元和井上數(shù)據(jù)庫，所述的圖像采集控制系統(tǒng)控制連接圖像采集設(shè)備，所述圖像采集設(shè)備的輸出端連接礦工人臉區(qū)域檢測輔助裝置，所述礦工人臉區(qū)域檢測輔助裝置的輸出端通過傳輸線路連接井上監(jiān)控單元，所述井上監(jiān)控單元的數(shù)據(jù)輸出端口還連接井上數(shù)據(jù)庫。
[0009]根據(jù)本實用新型所述的煤礦井下礦工人臉區(qū)域檢測系統(tǒng)，所述的圖像采集設(shè)備為攝像儀。
[0010]根據(jù)本實用新型所述的煤礦井下礦工人臉區(qū)域檢測系統(tǒng)，所述的圖像采集控制系統(tǒng)包括攝像控制裝置、礦用電動機和電動機控制裝置，所述的攝像控制裝置控制連接攝像儀的電源端，所述的電動機驅(qū)動連接攝像儀的驅(qū)動裝置，所述的電動機控制裝置控制連接礦用電動機。圖像采集控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)整個礦工人臉區(qū)域檢測系統(tǒng)的圖像采集，其主要有三個方面的功能:(1)對系統(tǒng)外圍設(shè)備:攝像儀的控制；(2)對礦井戴礦燈人臉圖像分別從平視方向、俯視15°及俯視30°方向三種角度采集的控制；(3)向礦工人臉區(qū)域檢測輔助裝置傳輸采集的戴礦燈人臉圖像。
[0011]根據(jù)本實用新型所述的煤礦井下礦工人臉區(qū)域檢測系統(tǒng)，所述的檢測系統(tǒng)包括礦用光源和光源控制裝置，所述光源控制裝置的控制輸出端連接礦用光源的電源端。
[0012]根據(jù)本實用新型所述的煤礦井下礦工人臉區(qū)域檢測系統(tǒng)，所述的檢測系統(tǒng)包括LED顯示器，所述井上監(jiān)控單元的輸出端連接LED顯示器。
[0013]根據(jù)本實用新型所述的煤礦井下礦工人臉區(qū)域檢測系統(tǒng)，所述的井上監(jiān)控單元為計算機。
[0014]根據(jù)本實用新型所述的煤礦井下礦工人臉區(qū)域檢測系統(tǒng)，所述攝像儀用于在所述采集裝置的控制下采集礦井井下戴礦燈人臉圖像；所述電動機控制裝置用于控制所述礦用電動機調(diào)整攝像儀采集戴礦燈人臉圖像的角度；所述光源控制裝置用于控制所述礦用光源的開啟，在光照條件不足時提供輔助光；所述礦工人臉區(qū)域檢測輔助裝置用于將圖像采集設(shè)備采集到的戴礦燈人臉圖像進行人臉區(qū)域檢測，礦工人臉區(qū)域檢測輔助裝置是整個礦工人臉區(qū)域檢測系統(tǒng)的核心部件，其主要功能有兩個:(1)對采集礦井井下戴礦燈人臉圖像的檢測；(2)向井上監(jiān)控單元傳輸檢測結(jié)果。
[0015]所述傳輸線路，利用異步串行I/O方式進行數(shù)據(jù)的傳輸，將傳輸數(shù)據(jù)的每個字符一位接一位傳送，數(shù)據(jù)各個不同位可以分時使用同一傳輸通道進行傳輸，線路利用率高，最少僅需用一對線路即可進行傳輸，傳輸線路將礦工人臉區(qū)域檢測輔助裝置對輸入待檢測人臉圖像的檢測結(jié)果傳遞至所述井上監(jiān)控單元；所述井上監(jiān)控單元，負(fù)責(zé)監(jiān)測礦工人臉區(qū)域檢測輔助裝置通過傳輸線路傳遞來的檢測結(jié)果；所述LED顯示器，負(fù)責(zé)對圖像中礦工人臉區(qū)域檢測的位置做出相應(yīng)的顯示；所述井上數(shù)據(jù)庫，用于在所述井上監(jiān)控單元的控制下記錄礦工人臉檢測結(jié)果。
[0016]本實用新型的有益效果是，利用礦用電動機控制攝像儀采集圖像的角度，根據(jù)LED顯示器顯示的檢測結(jié)果得出待檢測礦工人臉的區(qū)域定位，能夠有效克服井下光照條件差的影響。檢測系統(tǒng)以礦燈進行區(qū)域標(biāo)識可靠性強，識別率高，適應(yīng)性強，為煤礦井下礦工唯一性檢測提供了可靠的信息。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)描述。
[0018]圖1是煤礦井下礦工人臉檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖2是系統(tǒng)各裝置功能模塊流程圖；
[0020]圖3是礦工人臉區(qū)域檢測輔助裝置人臉區(qū)域檢測流程圖；
[0021]圖中，1、圖像采集控制系統(tǒng)；2、攝像控制裝置；3、電動機控制裝置；4、攝像儀；5、礦用電動機；6、礦工人臉區(qū)域檢測輔助裝置；7、光源控制裝置；8、礦用光源；9、傳輸線路；10、井上監(jiān)控單元；11、井上數(shù)據(jù)庫；1