一種基于教育心理學(xué)的看書疲勞智能檢測系統(tǒng)與方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及疲勞檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于教育心理學(xué)的看書疲勞智能檢測系統(tǒng)，包括視覺檢測系統(tǒng)、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和微機(jī)系統(tǒng)，所述視覺檢測系統(tǒng)、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接于微機(jī)系統(tǒng)；所述模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括DSP處理器，所述DSP處理器連接有CPLD和FPGA，所述CPLD和FPGA分別連接有視頻A/D和視頻D/A，所述視頻A/D通過紅外CCD和普通CCD輸入視頻信息，所述視頻A/D轉(zhuǎn)換器將圖像數(shù)據(jù)傳輸至DSP處理器和視頻D/A，所述視頻D/A進(jìn)行圖像輸出，所述DSP處理器連接有結(jié)果顯示及報(bào)警機(jī)制；所述視覺檢測系統(tǒng)包括圖像處理模塊，所述圖像處理模塊連接有圖像采集模塊、電源管理模塊、仿真器、語音提醒模塊和擴(kuò)展存儲(chǔ)模塊。
【專利說明】
一種基于教育心理學(xué)的看書疲勞智能檢測系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及疲勞檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于教育心理學(xué)的看書疲勞智能檢測系統(tǒng)與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和人的其他活動(dòng)一樣，都會(huì)導(dǎo)致體力和腦力的消耗，從而表現(xiàn)出身體和心理上的緊張或疲憊情緒狀態(tài)。“學(xué)習(xí)疲勞”是心理學(xué)及教育學(xué)中的重要概念。一般地講，學(xué)習(xí)疲勞是指由于長時(shí)間的持續(xù)學(xué)習(xí)，在生理和心理等方面產(chǎn)生了怠倦，致使學(xué)習(xí)效率下降，甚至到達(dá)不能繼續(xù)學(xué)習(xí)的狀況。
[0003]學(xué)習(xí)疲勞有多種表現(xiàn)形式。學(xué)習(xí)疲勞主要可以區(qū)分為生理疲勞即身體的疲勞和心理疲勞即大腦的疲勞。有些疲勞現(xiàn)象可以被主體感知，也有些學(xué)習(xí)疲勞現(xiàn)象未被主體感知而由他人感知。他人通過對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的外在行為的觀察，得出“學(xué)習(xí)者進(jìn)入學(xué)習(xí)疲勞”的結(jié)論。通常情況下，身體疲勞易被發(fā)覺;但心理疲勞往往不易被發(fā)覺，造成學(xué)習(xí)者記憶力和理解力的減弱，注意力難以集中，反應(yīng)減慢等等。
[0004]目前，在疲勞駕駛檢測領(lǐng)域，一些學(xué)者嘗試運(yùn)用傳感技術(shù)、信號(hào)檢測和采集技術(shù)或者面部表情識(shí)別技術(shù)，進(jìn)行駕駛員疲勞狀態(tài)的識(shí)別、預(yù)測和疲勞干預(yù)，主要為生理疲勞的檢測。
[0005]在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)領(lǐng)域，一些學(xué)者企圖從完善網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)設(shè)計(jì)的角度，來促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境下的情感交流，在一定程度上可以降低學(xué)習(xí)者進(jìn)入學(xué)習(xí)疲勞的可能性;一些學(xué)者利用多媒體技術(shù)、BBS甚至QQ等聊天工具來促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境中的情感交流，起到了一定的防止學(xué)習(xí)疲勞作用。這些研究主要集中于生理疲勞的識(shí)別或檢測，沒有關(guān)注學(xué)習(xí)疲勞的復(fù)雜性，它包含生理疲勞和心理疲勞兩種層次的疲勞，對(duì)于學(xué)習(xí)疲勞狀態(tài)進(jìn)行主動(dòng)識(shí)別和干預(yù)的研究也不多見。
[0006]現(xiàn)有的從網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)設(shè)計(jì)、利用多媒體技術(shù)、BBS甚至QQ等聊天工具來促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境中情感交流的方法，只是從單方面加強(qiáng)情感交流來防止學(xué)習(xí)疲勞，仍然不能主動(dòng)識(shí)別學(xué)習(xí)者是否進(jìn)入疲勞狀態(tài)，沒有區(qū)分討論生理疲勞和心理疲勞，也沒有干預(yù)措施。
[0007]目前國內(nèi)的疲勞檢測大都采用單一疲勞特征進(jìn)行疲勞識(shí)別，很少將多個(gè)疲勞特征有機(jī)結(jié)合，這使得誤識(shí)率高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]針對(duì)以上問題，本發(fā)明提供了一種基于教育心理學(xué)的看書疲勞智能檢測系統(tǒng)與方法，采用視覺檢測系統(tǒng)、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)合，通過將多個(gè)疲勞參數(shù)提取出來對(duì)駕駛員疲勞狀況進(jìn)行檢測，具有較好的效果，采用非接觸式、被動(dòng)視覺的PERCL0S疲勞檢測方法，針對(duì)獲取的圖像運(yùn)用圖像處理技術(shù)提取眼部的疲勞特征，不會(huì)對(duì)眼睛造成損傷，能有效解決技術(shù)背景中的問題。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種基于教育心理學(xué)的看書疲勞智能檢測系統(tǒng)，包括視覺檢測系統(tǒng)、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和微機(jī)系統(tǒng)，所述視覺檢測系統(tǒng)、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接于微機(jī)系統(tǒng);所述模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括DSP處理器，所述DSP處理器連接有CPLD和FPGA，所述CPLD和FPGA分別連接有視頻A/D和視頻D/A，所述視頻A/D通過紅夕卜CCD和普通CCD輸入視頻信息，所述視頻A/D轉(zhuǎn)換器將圖像數(shù)據(jù)傳輸至DSP處理器和視頻D/A，所述視頻D/A進(jìn)行圖像輸出，所述DSP處理器連接有結(jié)果顯示及報(bào)警機(jī)制;所述視覺檢測系統(tǒng)包括圖像處理模塊，所述圖像處理模塊連接有圖像采集模塊、電源管理模塊、仿真器、語音提醒模塊和擴(kuò)展存儲(chǔ)模塊。
[0010]進(jìn)一步地，所述DSP處理器采用TMS320DM642CPU。
[0011]進(jìn)一步地，所述圖像處理模塊采用TMS230DM643CPU。
[0012]進(jìn)一步地，所述圖像采集模塊由CCD攝像頭輸入視頻信息，通過TVP5150視頻解碼器轉(zhuǎn)換成BT，656格式的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字視頻信號(hào)數(shù)字信號(hào)后傳輸至TMS230DM643CPU的VPSS前端，所述TVP5150通過標(biāo)準(zhǔn)的IIC總線進(jìn)行配置。
[0013]進(jìn)一步地，所述擴(kuò)展存儲(chǔ)模塊擴(kuò)包括256Mb的SDRAM存儲(chǔ)器和128Mb的Flash存儲(chǔ)器。
[0014]進(jìn)一步地，所述電源管理模塊采用+5V單電源。
[0015]進(jìn)一步地，所述語音提醒模塊由ACI33立體聲編碼器和揚(yáng)聲器組成，所述ACI33立體聲編碼器與TMS230DM643CPU和揚(yáng)聲器相連。
[0016]另外本發(fā)明還設(shè)計(jì)了一種基于教育心理學(xué)的看書疲勞智能檢測方法，通過視覺檢測系統(tǒng)和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)獲取相同信息源，通過CCD檢測人臉，檢測到人臉后，在人臉區(qū)域進(jìn)行基于Ma s k的綜合積分投影方法定位眼睛，以在I m i η內(nèi)眼睛閉合的時(shí)間所占的比例80%為疲勞分界點(diǎn)，得到若干個(gè)I分鐘內(nèi)的比例曲線;并通過微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析。
[0017]進(jìn)一步地，人臉檢測的實(shí)現(xiàn)過程為:利用膚色的聚類性分割得到圖像中的膚色區(qū)域，然后通過形態(tài)學(xué)開運(yùn)算去掉白色干擾小塊，最后檢測人臉的構(gòu)造特征定位人臉，通過人臉檢測剔除非人臉膚色區(qū)域，減小搜索眼睛的范圍。
[0018]進(jìn)一步地，所述Mask綜合積分投影方法的處理過程為通過人臉的二值圖像生成Mask，并通過水平綜合投影進(jìn)行眼睛的縱向定位，在通過垂直綜合投影，去頂眼睛窗口位置。
[0019]本發(fā)明的有益效果:
[0020]本發(fā)明采用視覺檢測系統(tǒng)、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)合，通過將多個(gè)疲勞參數(shù)提取出來對(duì)駕駛員疲勞狀況進(jìn)行檢測，具有較好的效果，采用非接觸式、被動(dòng)視覺的PERCL0S疲勞檢測方法，針對(duì)獲取的圖像運(yùn)用圖像處理技術(shù)提取眼部的疲勞特征，不會(huì)對(duì)眼睛造成損傷。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本發(fā)明模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為本發(fā)明視覺檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例中模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行疲勞識(shí)別的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]實(shí)施例:如圖1和圖2所示，一種基于教育心理學(xué)的看書疲勞智能檢測系統(tǒng)，包括視覺檢測系統(tǒng)、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和微機(jī)系統(tǒng)，所述視覺檢測系統(tǒng)、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接于微機(jī)系統(tǒng);所述模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括DSP處理器，所述DSP處理器連接有CPLD和FPGA，所述CPLD和FPGA分別連接有視頻A/D和視頻D/A，所述視頻A/D通過紅外CCD和普通CCD輸入視頻信息，所述視頻A/D轉(zhuǎn)換器將圖像數(shù)據(jù)傳輸至DSP處理器和視頻D/A，所述視頻D/A進(jìn)行圖像輸出，所述DSP處理器連接有結(jié)果顯示及報(bào)警機(jī)制；所述視覺檢測系統(tǒng)包括圖像處理模塊，所述圖像處理模塊連接有圖像采集模塊、電源管理模塊、仿真器、語音提醒模塊和擴(kuò)展存儲(chǔ)模塊。
[0025]進(jìn)一步地，所述DSP處理器采用TMS320DM642CPU。
[0026]進(jìn)一步地，所述圖像處理模塊采用TMS230DM643CPU。
[0027]進(jìn)一步地，所述圖像采集模塊由CCD攝像頭輸入視頻信息，通過TVP5150視頻解碼器轉(zhuǎn)換成BT，656格式的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字視頻信號(hào)數(shù)字信號(hào)后傳輸至TMS230DM643CPU的VPSS前端，所述TVP5150通過標(biāo)準(zhǔn)的IIC總線進(jìn)行配置。
[0028]進(jìn)一步地，所述擴(kuò)展存儲(chǔ)模塊擴(kuò)包括256Mb的SDRAM存儲(chǔ)器和128Mb的Flash存儲(chǔ)器。
[0029]進(jìn)一步地，所述電源管理模塊采用+5V單電源。
[0030]進(jìn)一步地，所述語音提醒模塊由ACI33立體聲編碼器和揚(yáng)聲器組成，所述ACI33立體聲編碼器與TMS230DM643CPU和揚(yáng)聲器相連。
[0031]另外本發(fā)明還設(shè)計(jì)了一種基于教育心理學(xué)的看書疲勞智能檢測方法，通過視覺檢測系統(tǒng)和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)獲取相同信息源，通過CCD檢測人臉，檢測到人臉后，在人臉區(qū)域進(jìn)行基于Ma s k的綜合積分投影方法定位眼睛，以在I m i η內(nèi)眼睛閉合的時(shí)間所占的比例80%為疲勞分界點(diǎn)，得到若干個(gè)I分鐘內(nèi)的比例曲線;并通過微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析。
[0032]進(jìn)一步地，人臉檢測的實(shí)現(xiàn)過程為:利用膚色的聚類性分割得到圖像中的膚色區(qū)域，然后通過形態(tài)學(xué)開運(yùn)算去掉白色干擾小塊，最后檢測人臉的構(gòu)造特征定位人臉，通過人臉檢測剔除非人臉膚色區(qū)域，減小搜索眼睛的范圍。
[0033]進(jìn)一步地，所述Mask綜合積分投影方法的處理過程為通過人臉的二值圖像生成Mask，并通過水平綜合投影進(jìn)行眼睛的縱向定位，在通過垂直綜合投影，去頂眼睛窗口位置。
[0034]本發(fā)明TMS230DM643是TI公司最新推出的針對(duì)多媒體處理的高性能數(shù)字媒體處理器，在圖像處理方面具備優(yōu)勢。從滿足駕駛疲勞檢測系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求來看，人在正常情況下每分鐘眨眼10?15次，隨著疲勞程度的增加眨眼的次數(shù)還會(huì)升高。若要很好地捕捉眼睛的閉合過程，對(duì)視頻圖像的采樣必須達(dá)到每秒10幀以上，這就要求系統(tǒng)必須在10ms內(nèi)完成對(duì)一幀圖像的全部處理，TMS230DM643的時(shí)鐘主頻為600MHz，具有4800MIPS的運(yùn)算性能，能夠很好地滿足實(shí)時(shí)處理圖像的要求。
[0035]TMS230DM643建立在C64x+核的基礎(chǔ)上，結(jié)合增強(qiáng)型DSP內(nèi)核與最新視頻處理子系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用第三代高性能超長指令字結(jié)構(gòu)VelociTI <Χ64χ+核相比C64核循環(huán)性能提高了20%，代碼規(guī)模降低了20%?30%，進(jìn)一步提高了代碼的執(zhí)行效率。且C64x+核具有可靈活操作的高速控制器，優(yōu)越的數(shù)據(jù)并行處理能力，64個(gè)32位字長的通用寄存器以及8個(gè)高度獨(dú)立的功能計(jì)算單元，用戶可以根據(jù)TI公司專門提供的8個(gè)功能計(jì)算單元的操作指南，提高其處理視頻和圖像的性能。TMS230DM643基于第三代高性能超長指令字結(jié)構(gòu)VelociTI和硬件流水機(jī)制，使其在一個(gè)指令周期最多能夠并行處理8條指令，進(jìn)一步提高了處理速度。TMS230DM643內(nèi)置一個(gè)視頻處理子系統(tǒng)，具有兩個(gè)可配置的視頻處理前端和處理后端，通過合理的配置可以靈活地獲得系統(tǒng)需要的視頻/圖像格式，從而能夠?qū)崿F(xiàn)與視頻解碼器、圖像傳感器等之間的無縫連接。同時(shí)，TMS230DM643還集成了豐富的外圍設(shè)備和接口，為構(gòu)建駕駛疲勞檢測系統(tǒng)提供了便利條件。
[0036]本發(fā)明TMS230DM643的片上存儲(chǔ)器分為128Kb的LlP，128KbLlD以及2Mb的L2，并提供了64b的外部存儲(chǔ)接口。若采集圖像時(shí)選擇的分辨率為576X720，每個(gè)圖像采樣點(diǎn)的灰度級(jí)為8b，則一幀圖像所占的存儲(chǔ)空間約為0.4Mb。圖像在處理過程中獲取的中間結(jié)果比較多，存儲(chǔ)一幀圖像以及與其相關(guān)的中間約需3Mb，采用乒緩存方式需要同時(shí)存儲(chǔ)兩幀圖像。系統(tǒng)通過外部存儲(chǔ)接口擴(kuò)展256Mb的SDRAM存儲(chǔ)器和128Mb的Flash存儲(chǔ)器，能充分滿足系統(tǒng)存儲(chǔ)的要求。TMS230DM643通過增強(qiáng)64通道的直接存儲(chǔ)器訪問控制器控制數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸可以在片內(nèi)存儲(chǔ)器、片外存儲(chǔ)器以及外設(shè)之間進(jìn)行，增強(qiáng)的64通道DMA傳輸可以提供2Gbps以上的持續(xù)帶寬。
[0037]本發(fā)明圖像采集模塊由CCD攝像頭和TVP5150視頻解碼器組成。CXD攝像頭采集駕駛員的駕駛視頻圖像(包含人臉區(qū)域)為模擬視頻信號(hào)，視頻制式通常分為PAL制式與NTSC制式。模擬視頻信號(hào)經(jīng)過TVP5150轉(zhuǎn)換成BT.656格式的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字視頻信號(hào)(YUV4: 2:2)數(shù)字信號(hào)后傳輸至TMS230DM643的VPSS前端。TVP5150通過標(biāo)準(zhǔn)的IIC總線進(jìn)行配置，其數(shù)據(jù)傳送率最高可達(dá)400Kbps。同時(shí)，由于TMS230DM643支持BT.656格式的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字視頻信號(hào)輸入，TVP5150與TMS230DM643實(shí)現(xiàn)了無縫連接。
[0038]本發(fā)明駕駛疲勞檢測算法先對(duì)CCD攝像頭采集到的圖像利用人臉膚色的聚類性檢測人臉，若持續(xù)3s沒有檢測到人臉則算法判斷為人臉缺失。檢測到人臉后，在人臉區(qū)域進(jìn)行基于Mask的綜合積分投影方法定位眼睛，獲得眼睛窗口后則提取眼睛的閉合度作為PERCL0S評(píng)測疲勞的依據(jù)。若計(jì)算得到的PERCL0S值大于閾值則算法判斷為駕駛疲勞，否則繼續(xù)對(duì)下一幀圖像進(jìn)行相同處理。
[0039]本發(fā)明PERCL0S算法是美國弗吉利亞大學(xué)Wierwille教授，后來美國聯(lián)邦公路管理局和美國國家公路交通安全管理局通過模擬實(shí)驗(yàn)綜合比較了九種疲勞檢測指標(biāo)，一致推薦把PERCL0S作為預(yù)測機(jī)動(dòng)車駕駛員駕駛疲勞的可行方法。PERCL0S有三個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn):P70標(biāo)準(zhǔn)、P80標(biāo)準(zhǔn)和EM(EYEMEAS)標(biāo)準(zhǔn)，NHTSA的實(shí)驗(yàn)表明P80標(biāo)準(zhǔn)(以眼睛至少閉合80%的時(shí)間占特定時(shí)間的百分率為評(píng)價(jià)指標(biāo))與疲勞程度具有更好的相關(guān)性。
[0040]如圖3所示，本發(fā)明模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是將提取出的4個(gè)疲勞特征參數(shù)送入模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行疲勞識(shí)別，輸入的參數(shù)共有4個(gè)，S卩神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的第一層有4個(gè)節(jié)點(diǎn)，其輸出只有一個(gè)，輸出值就代表了疲勞等級(jí)，該網(wǎng)絡(luò)共分為5層，有4個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)，I個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)；第一層為輸入層，該層各個(gè)節(jié)點(diǎn)直接與輸入向量的各分量xi連接，它起著將輸入值X= (Xl，x2，…，xn)T傳送到下一層的作用，該層的節(jié)點(diǎn)數(shù)為η;第二層是模糊化層，用來計(jì)算輸入樣本相對(duì)于各個(gè)模糊類的隸屬度，第二層節(jié)點(diǎn)總數(shù)為ml+m2+…+mn，每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)語言變量值，其作用是計(jì)算每個(gè)輸入分量對(duì)于該分量的每個(gè)模糊集合的隸屬度;第三層是規(guī)則集合層，每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一條模糊規(guī)則，用來匹配模糊規(guī)則前件，計(jì)算出每條規(guī)則的適用度，第三層的節(jié)點(diǎn)總數(shù)是:ml.m2.…mn，等于可能的規(guī)則總數(shù)，為了包含所有可能的規(guī)則，第三層和第二層之間是全連接，其節(jié)點(diǎn)輸出為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的輸入變量對(duì)于每個(gè)規(guī)則的適用度;第四層作用是實(shí)現(xiàn)歸一化計(jì)算，其節(jié)點(diǎn)數(shù)與第三層相同，也為第四層的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都與第三層的某個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)，其輸出是輸入除以第三層所有節(jié)點(diǎn)輸出的總和;第五層是輸出層，實(shí)現(xiàn)的是清晰化計(jì)算，第五層只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)，它與第四層的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都有連接。
[0041]基于上述，本發(fā)明采用視覺檢測系統(tǒng)、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)合，通過將多個(gè)疲勞參數(shù)提取出來對(duì)駕駛員疲勞狀況進(jìn)行檢測，具有較好的效果，采用非接觸式、被動(dòng)視覺的PERCL0S疲勞檢測方法，針對(duì)獲取的圖像運(yùn)用圖像處理技術(shù)提取眼部的疲勞特征，不會(huì)對(duì)眼睛造成損傷。
[0042]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于教育心理學(xué)的看書疲勞智能檢測系統(tǒng)，其特征在于:包括視覺檢測系統(tǒng)、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和微機(jī)系統(tǒng)，所述視覺檢測系統(tǒng)、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接于微機(jī)系統(tǒng)； 所述模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括DSP處理器，所述DSP處理器連接有CPLD和FPGA，所述CPLD和FPGA分別連接有視頻A/D和視頻D/A，所述視頻A/D通過紅外CCD和普通CXD輸入視頻信息，所述視頻A/D轉(zhuǎn)換器將圖像數(shù)據(jù)傳輸至DSP處理器和視頻D/A，所述視頻D/A進(jìn)行圖像輸出，所述DSP處理器連接有結(jié)果顯示及報(bào)警機(jī)制； 所述視覺檢測系統(tǒng)包括圖像處理模塊，所述圖像處理模塊連接有圖像采集模塊、電源管理模塊、仿真器、語音提醒模塊和擴(kuò)展存儲(chǔ)模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于教育心理學(xué)的看書疲勞智能檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述DSP處理器采用TMS320DM642CPU。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于教育心理學(xué)的看書疲勞智能檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像處理模塊采用TMS230DM643CPU。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于教育心理學(xué)的看書疲勞智能檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像采集模塊由CCD攝像頭輸入視頻信息，通過TVP5150視頻解碼器轉(zhuǎn)換成BT，656格式的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字視頻信號(hào)數(shù)字信號(hào)后傳輸至TMS230DM643CPU的VPSS前端，所述TVP5150通過標(biāo)準(zhǔn)的IIC總線進(jìn)行配置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于教育心理學(xué)的看書疲勞智能檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述擴(kuò)展存儲(chǔ)模塊擴(kuò)包括256Mb的SDRAM存儲(chǔ)器和128Mb的Flash存儲(chǔ)器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于教育心理學(xué)的看書疲勞智能檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述電源管理模塊采用+5V單電源。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于教育心理學(xué)的看書疲勞智能檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述語音提醒模塊由ACI33立體聲編碼器和揚(yáng)聲器組成，所述ACI33立體聲編碼器與TMS230DM643CPU和揚(yáng)聲器相連。8.—種基于教育心理學(xué)的看書疲勞智能檢測方法，其特征在于:通過視覺檢測系統(tǒng)和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)獲取相同信息源，通過CCD檢測人臉，檢測到人臉后，在人臉區(qū)域進(jìn)行基于Mask的綜合積分投影方法定位眼睛，以在Imin內(nèi)眼睛閉合的時(shí)間所占的比例80 %為疲勞分界點(diǎn)，得到若干個(gè)I分鐘內(nèi)的比例曲線;并通過微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于教育心理學(xué)的看書疲勞智能檢測方法，其特征在于:人臉檢測的實(shí)現(xiàn)過程為:利用膚色的聚類性分割得到圖像中的膚色區(qū)域，然后通過形態(tài)學(xué)開運(yùn)算去掉白色干擾小塊，最后檢測人臉的構(gòu)造特征定位人臉，通過人臉檢測剔除非人臉膚色區(qū)域，減小搜索眼睛的范圍。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于教育心理學(xué)的看書疲勞智能檢測方法，其特征在于:所述Mask綜合積分投影方法的處理過程為通過人臉的二值圖像生成Mask，并通過水平綜合投影進(jìn)行眼睛的縱向定位，在通過垂直綜合投影，去頂眼睛窗口位置。
【文檔編號(hào)】G06K9/00GK105828026SQ201610098302
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年2月23日
【發(fā)明人】閻升光
【申請(qǐng)人】華北理工大學(xué)