基于表情的背景音樂控制裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種基于表情的背景音樂控制方法及裝置，由電源單元、圖像采集單元、主處理器(DSP)、存儲單元及背景音樂調節單元組成；所述主處理器（DSP）分別與圖像采集單元、存儲單元及背景音樂調節單元相連接；所述電源單元連接于圖像采集單元、主處理器(DSP)、存儲單元以及背景音樂調節單元；本實用新型專利技術可通過表情識別技術來識別用戶的面部表情及心情，并根據用戶的心情來調整背景音樂模式，達到一種家居與用戶互動的效果，從而讓家居更加人性化，提升了用戶的體驗。該系統操作簡便使用方便，具有很強的實用性。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

基于表情的背景音樂控制裝置
本專利技術涉及視頻圖像處理和控制
，尤其是一種基于表情的背景音樂控制>J-U ρ α裝直。
技術介紹
當前，現代家居為了營造舒適，溫馨的居室環境氛圍，背景音樂成為家居中很重要的部分，所以現代家居安裝了背景音樂控制系統，背景音樂控制系統可以有效遮蔽環境噪音，創造輕松舒適的環境。但是目前家庭背景音樂控制系統只能通過手動來調節音量，選擇曲目，不能根據人的心情自動調節音量，選擇曲目，改變音效，無法和人的心情相匹配，缺乏人性化。
技術實現思路
為了解決上述存在的問題，本專利技術的目的在于提供一種能根據人的心情自動調節音效、選擇曲目的基于表情的背景音樂控制裝置。一種基于表情的背景音樂控制裝置，其特征在于包括電源單元、圖像采集單元、主處理器DSP、存儲單元、功率放大器、音效處理器、MP3解碼器和微控制單元MCU ;主處理器 DSP分別與圖像采集單元、存儲單元和微控制單元MCU，微控制單元MCU順序聯接MP3解碼器、音效處理器和功率放大器；微控制單元MCU還直接音效處理器聯接；電源單元與上述各個單元聯接并提供工作電源。所述圖像采集單元采用CMOS圖像傳感器。所述主處理器DSP與微控制單元MCU之間采用RS-485總線進行連接，采用 9600bps的波特率傳輸數據。本專利技術操作簡單使用方便，無需繁瑣的操作?？赏ㄟ^對人臉表情的探測，來自動調整家居中背景音樂的音樂模式，從而實現背景音樂控制系統的人性化互動。具有可擴展性， 可通過RS-485總線控制多個背景音樂調節單元。具有很強的實用性。附圖說明圖1為本專利技術的系統硬件結構圖。具體實施方式結合圖1所示，本專利技術一種基于表情的背景音樂控制裝置，由電源單元、圖像采集單元、主處理器(DSP)、存儲單元及背景音樂調節單元組成。所述主處理器(DSP)分別與圖像采集單元、存儲單元及背景音樂調節單元相連接；所述電源單元連接于圖像采集單元、主處理器(DSP)、存儲單元以及背景音樂調節單元；主處理器(DSP)與背景音樂調節單元之間采用RS-485總線進行連接；主處理器(DSP)采用TI公司的TMS320DM6467T芯片；圖像采集單元采用CMOS圖像傳感器；存儲單元由存儲器件與芯片組成，包括同步動態隨機存儲器與閃存芯片；其中，同步動態隨機存儲器用于臨時圖像數據的存儲，閃存芯片用于程序的存儲；背景音樂調節單元由背景音樂控制器件與芯片組成，包括微控制單元(MCU)、MP3解碼器、音效處理器、功率放大器及音箱；控制過程如下圖像采集單元對人臉進行圖像采集，將采集到的24位真彩色圖像按照一定的圖像格式進行編碼，并將編碼后的圖像存儲于SDRAM存儲器上。首先主處理器(DSP)依據系統程序對采集圖像進行灰度化處理，灰度化算法采用加權平均值法，公式如下f(i, j) = O. 30R(i, j)+0. 59G(i, j)+0. llB(i, j)式中f (i，j)為轉換后的灰度圖像在(i，j)處的灰度值，R(i，j)為原圖像在(i，j) 處的R分量灰度值，G(i，j)為原圖像在(i，j)處的G分量灰度值，B(i，j)為原圖像在(i，j) 處的B分量灰度值利用積分圖像算法提取灰度化處理后圖像的Haar特征，將提取的圖像Haar特征通過級聯分類器來檢測圖像中的人臉區域。該級聯分類器是利用樣本圖像的人臉Haar特征，采用AdaBoost分類算法，進行分類器訓練，而后組合幾個簡單的分類器所得到的。在檢測出人臉區域后，根據人臉面部比例特征粗略地估計出人眼的大致區域，將人眼的大致區域框出來，稱之為取窗；設人臉圖像的高度為h，寬度為U，取左上角點為(14； 3h、 (I Iw 3Λ〉 原點，在實驗中我們取兩眼窗的起始坐標為左眼，右眼，窗的大小為、7 ο Jο ^等，魯]。然后根據人臉瞳孔和眉毛在窗內最黑的特點，對窗內區域的圖像做直方圖分析，取出灰度最低的那一部分我們取最低的5%像素，其余部分灰度置為255。經過這一步閾值分割后.可以將眼睛和眉毛明顯地分割出來。然后，將窗內圖像作水平投影，投影函數為Nρν{)^) = Υ^ {χ,ν)χ=1式中I (X，y)為在(X，y)點的灰度值，N為投影像素點數。得到一條一維曲線。曲線上有明顯的兩個波谷，分別代表眉毛區域和眼睛區域?？梢酝ㄟ^一維信號處理的方法得到眼睛的縱坐標。然后，將眉毛區域的灰度值置為255.去除眉毛。再做垂直投影曲線，投影函數為ρν(χ) = ^/(χ\γ)式中I (X，y)為在(X，y)點的灰度值，N為投影像素點數。確定眼睛的橫坐標。對圖像進行旋轉校正人眼位置確定后，計算出兩眼連線的中心點。以該點為坐標原點。建立人臉圖像坐標系，旋轉人臉圖像，使雙眼保持水平，端正人臉圖像。對圖像進行尺度歸一化處理得到兩眼中心距離信息后，再確定嘴巴的位置。求出兩眼中心到嘴巴的垂直距離，利用這兩個距離信息從人臉圖像坐標系中把人臉的主要部分切割出來.并尺度歸一化到同一大小。根據人臉的面部比例特征，先大致確定嘴巴的位置。從人臉圖像中取嘴巴窗，窗的起始坐標為A,蕓],窗的大小為f蕓，I]。對窗內區域做水平Vv 4-1U JVv ID j J投影，取所得曲線的最小值作為嘴巴在垂直方向上的坐標。設兩眼之間距離為W，兩眼中心到嘴巴的距離為h。以兩眼距離中心為中心，左右取T，向上取i，往下取i，切割出人臉的主要部分，將切割好的人臉圖像放縮到同一大小，本系統中，取100X 100像素。對圖像進行灰度歸一化處理將人臉圖像看作一個二維矩陣M[w] [h],圖像大小為Wxh。該圖像的均值為圖像的方差為σ· =)W· i=0 J=O利用以下公式對人臉圖像做灰度歸一化=+σ '式中μ μ 是變換后圖像的均值和方差。將圖像灰度均值和方差變換到事先設定的值，通過該方法.歸一化后的人臉圖像具有相同的均值和方差。對歸一化處理后的人臉圖像采用二維離散余弦變換(2D_Discrete Cosine Transform, 2D-DCT)提取人臉表情頻域特征，取變換后的左上角低頻系數組成觀察向量。采用遍歷方法，在經過歸一化處理后的人臉圖像平面上用一個像素點數寬為P， 長為L的采樣窗，從左到右，從上向下·滑動，來獲取采樣圖像塊，每個圖像塊利用如下的二維離散余弦變換(2D_Discrete Cosine Transform, 2D-DCT)公式進行變換。「 ns ,、/,/ 、 (2χ + 1)ηπ) (2γ + 1)νπ^C(U7V) = a(u)a(v)(x^y)cos ~ΓΤ7~ cos Λ—f~x=o ·ν=ο、 2M J 、 ZN y(u = 0，1，2，· · ·，M-1; v = 0，1，2，· · ·，N_l)式中C(u，v)為二維離散余弦變換(2D_Discrete Cosine Transform，2D-DCT)的結果，即二維離散余弦變換(2D_Discrete Cosine Transform，2D-DCT)系數。其中a(u)和 a (V)分別定義如下二 οα(ι = < _Γπ,、|Vi7^，v. = o十)H ,_[φ7Ν,ν = 1,2,...Ν-1取PXL為16X16的采樣窗，滑動步長為4X4，取M = N = 8，即采用8點的二維離散余弦變換本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于表情的背景音樂控制裝置，其特征在于包括電源單元、圖像采集單元、主處理器DSP、存儲單元、功率放大器、音效處理器、MP3解碼器和微控制單元MCU；主處理器DSP分別與圖像采集單元、存儲單元和微控制單元MCU，微控制單元MCU順序聯接MP3解碼器、音效處理器和功率放大器；微控制單元MCU還直接音效處理器聯接；電源單元與上述各個單元聯接并提供工作電源。

【技術特征摘要】
1.一種基于表情的背景音樂控制裝置，其特征在于包括電源單元、圖像采集單元、主處理器DSP、存儲單元、功率放大器、音效處理器、MP3解碼器和微控制單元MCU ;主處理器DSP 分別與圖像采集單元、存儲單元和微控制單元MCU，微控制單元MCU順序聯接MP3解碼器、音效處理器和功率放大器；微控制單元MCU還直接音效處理器...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭雷，陳智慧，趙天云，
申請(專利權)人：西北工業大學，
類型：實用新型
國別省市：