一种用于儿童行为情绪识别的嵌入式影像采集装置

摘要

本发明公开了一种用于儿童行为情绪识别的嵌入式影像采集装置，包括装置主体、通过调节柱与装置主体连接的底座与固定安装在所述装置主体内部顶端的总控箱；所述装置主体的前端镶嵌有第一显示屏与第二显示屏，所述第二显示屏设置在第一显示屏的下方，所述装置主体的顶端设置有摄像头；所述底座的内部设置有两个电机，所述电机的制动轴与调节柱的底端固定连接；所述装置主体的内部设置有两个用于连接调节柱的套管，所述套管的内壁与调节柱的外壁均设置有螺纹；所述装置主体的两侧均设置用于嵌入预设位置的嵌入槽。本发明能够更好更加方便的进行影像采集，并且能够进行更加准确的情绪识别。

说明书

技术领域

本发明涉及影像采集设备领域，具体涉及一种用于儿童行为情绪识别的嵌入式影像采集装置。

背景技术

自闭症，又称孤独症或孤独性障碍等，是广泛性发育障碍的代表性疾病。《DSM-IV-TR》将PDD分为5种：孤独性障碍、童年瓦解性障碍、阿斯伯格综合征和未特定的PDD。其中，孤独性障碍与阿斯伯格综合征较为常见。孤独症的患病率报道不一，自闭症儿童的表情变化较小，需要对其进行情绪分析，再进行情绪分析时需要使用到影像采集装置，来采集其面部影像信息进行分析。

现有的影像采集装置，高度固定，导致身高较低的儿童采集影像不够方便，并且安装方式单一，进行情绪识别的效果不够好，给影像采集装置的使用带来了一定影响，因此，提出一种用于儿童行为情绪识别的嵌入式影像采集装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何解决现有的影像采集装置，高度固定，导致身高较低的儿童采集影像不够方便，并且安装方式单一，进行情绪识别的效果不够好，给影像采集装置的使用带来了一定影响的问题，提供了一种用于儿童行为情绪识别的嵌入式影像采集装置。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括装置主体、通过调节柱与装置主体连接的底座与固定安装在所述装置主体内部顶端的总控箱；

所述装置主体的前端镶嵌有第一显示屏与第二显示屏，所述第二显示屏设置在第一显示屏的下方，所述装置主体的顶端设置有摄像头；

所述底座的内部设置有两个电机，所述电机的制动轴与调节柱的底端固定连接；

所述装置主体的内部设置有两个用于连接调节柱的套管，所述套管的内壁与调节柱的外壁均设置有螺纹；

所述装置主体的两侧均设置用于嵌入预设位置的嵌入槽；

所述总控箱包括数据接收模块、数据处理模块、预设表情库、数据比对模块、总控模块与指令发送模块；

所述数据接收模块用于接收摄像头采集的儿童人脸影像信息，所述数据接收模块将接收到儿童人脸影像信息发到数据处理模块进行处理，所述数据处理模块对接收到的儿童人脸影像信息进行处理，处理出人脸影像对比特征，所述人脸影像对比特征被发送到数据比对模块；

所述预设表情库中预存了儿童表情的预设特征信息，所述儿童表情的预设系数信息包括平静系数、高兴系数与悲伤系数；

所述数据比对模块将获取到的实时人脸影像对比特征提取出与预设表情库中预存的儿童表情的预设系数信息进行比对匹配并获取到匹配结果，匹配结果生成后，所述总控模块即生成结果展示信息，所述结果展示信息被转化结果展示信息指令后被指令发送模块发送到第二显示屏，所述摄像头开始采集数据时，所述总控模块生成影片播放信息，所述影片播放信息转化为影片播放指令后发送到第一显示屏；

所述数据处理模块处理实时儿童人脸影像信息未发现人脸信息时即生成升降信息，所述升降信息被转化为升降指令后被指令发送模块发送到电机。

优选的，所述装置主体的底端螺纹连接有多个挂钩。

优选的，所述实时人脸影像对比特征的具体处理过程如下：

步骤一：提取出获取到的儿童人脸影像信息，从中提取出最清晰的这一张影像为基准影像；

步骤二：进行特征点标记，将人脸影像中的两个外嘴角标记为点A1和点A2，再将下唇部的中间点标记为点A3；

步骤三：通过三个特征点点A1、点A2与点A3绘制出弧线L1；

步骤四：将一侧的眼睛的两个眼角分别标记为点B1与点B2，再将一侧的眼睛中点标记为点B3，通过三个特征点点B1、点B2与点B3绘制出弧线L2；

步骤五：将另一侧的眼睛的两个眼角分别标记为点C1与点C2，再将另一侧的眼睛中点标记为点C3，通过三个特征点点C1、点C2与点C3绘制出弧线L3；

步骤六：获得到的弧线L1、弧线L2与弧线L3即为实时人脸影像对比特征。

优选的，所述数据比对模块的具体比对过程如下：

步骤一：将实时人脸影像对比特征提取出，将其与预设表情库中预存的儿童表情的预设系数信息；

步骤二：将实时人脸影像对比特征与平静系数进行比对，并且其相似度超过预设时，即生成平静评定结果；

步骤三：将实时人脸影像对比特征与高兴系数进行比对，并且其相似度超过预设时，即生成高兴评定结果；

步骤四：将实时人脸影像对比特征与悲伤系数进行比对，并且其相似度超过预设时，即生成悲伤评定结果；

步骤五：当平静评定结果、高兴评定结果与悲伤评定结果中任意一个生成时即在第二显示屏上展示评定结果。

优选的，该装置通过嵌入槽嵌入到预设位置内时，即不再生成升降信息。

本发明相比现有技术具有以下优点：该用于儿童行为情绪识别的嵌入式影像采集装置，设置了不同的安装方式能够满足不同安装需求，并且能够根据儿童的身高不同来调节其采集高度，有效的避免儿童身高较矮无法采集其影像信息的状况发生，同时通过更好获取到人脸影像对比特征与预设表情库中预存的儿童表情的预设特征信息进行比对，从而更好更加精准的获取到儿童的情绪信息，使得该装置更加值得推广使用。

附图说明

图1是本发明的整体结构图；

图2是本发明的装置主体内部视图；

图3是本发明的总控箱结构框图。

图中：1、装置主体；2、底座；3、调节柱；4、第一显示屏；5、第二显示屏；6、总控箱；7、摄像头；8、套管；9、挂钩；10、电机；11、嵌入槽。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1～3所示，本实施例提供一种技术方案：一种用于儿童行为情绪识别的嵌入式影像采集装置，包括装置主体1、通过调节柱3与装置主体1连接的底座2与固定安装在装置主体1内部顶端的总控箱6；

总控箱6用来控制装置主体1运行来采集自闭症儿童的人脸影像信息；

装置主体1的前端镶嵌有第一显示屏4与第二显示屏5，第二显示屏5设置在第一显示屏4的下方，装置主体1的顶端设置有摄像头7；

第一显示屏4用来播放能够吸引儿童关注的影片内容，让儿童能够正视该装置，从而使得摄像头7能够采集到更加清晰的自闭症儿童的人脸影像信息；

底座2的内部设置有两个电机10，电机10的制动轴与调节柱3的底端固定连接；

装置主体1的内部设置有两个用于连接调节柱3的套管8，套管8的内壁与调节柱3的外壁均设置有螺纹；

两个电机10同步运行，带动两个调节柱3旋转，从而改变两个调节柱3在套管8中长度实现调节该装置高度的目的；

装置主体1的两侧均设置用于嵌入预设位置的嵌入槽11；

当该装置的安装位置需要嵌入到墙体内时，只要将底座2与调节柱3拆下将预设在安装槽内的滑轨嵌入到嵌入槽11内即将该装置镶嵌到墙壁上；

总控箱6包括数据接收模块、数据处理模块、预设表情库、数据比对模块、总控模块与指令发送模块；

数据接收模块用于接收摄像头7采集的儿童人脸影像信息，数据接收模块将接收到儿童人脸影像信息发到数据处理模块进行处理，数据处理模块对接收到的儿童人脸影像信息进行处理，处理出人脸影像对比特征，人脸影像对比特征被发送到数据比对模块；

预设表情库中预存了儿童表情的预设特征信息，儿童表情的预设系数信息包括平静系数、高兴系数与悲伤系数；

数据比对模块将获取到的实时人脸影像对比特征提取出与预设表情库中预存的儿童表情的预设系数信息进行比对匹配并获取到匹配结果，匹配结果生成后，总控模块即生成结果展示信息，结果展示信息被转化结果展示信息指令后被指令发送模块发送到第二显示屏5，摄像头7开始采集数据时，总控模块生成影片播放信息，影片播放信息转化为影片播放指令后发送到第一显示屏4；

数据处理模块处理实时儿童人脸影像信息未发现人脸信息时即生成升降信息，升降信息被转化为升降指令后被指令发送模块发送到电机10。

装置主体1的底端螺纹连接有多个挂钩9，挂钩9用来挂置吸引儿童的挂置物。

实时人脸影像对比特征的具体处理过程如下：

步骤一：提取出获取到的儿童人脸影像信息，从中提取出最清晰的这一张影像为基准影像；

步骤二：进行特征点标记，将人脸影像中的两个外嘴角标记为点A1和点A2，再将下唇部的中间点标记为点A3；

步骤三：通过三个特征点点A1、点A2与点A3绘制出弧线L1；

步骤四：将一侧的眼睛的两个眼角分别标记为点B1与点B2，再将一侧的眼睛中点标记为点B3，通过三个特征点点B1、点B2与点B3绘制出弧线L2；

步骤五：将另一侧的眼睛的两个眼角分别标记为点C1与点C2，再将另一侧的眼睛中点标记为点C3，通过三个特征点点C1、点C2与点C3绘制出弧线L3；

步骤六：获得到的弧线L1、弧线L2与弧线L3即为实时人脸影像对比特征。

数据比对模块的具体比对过程如下：

步骤一：将实时人脸影像对比特征提取出，将其与预设表情库中预存的儿童表情的预设系数信息；

步骤二：将实时人脸影像对比特征与平静系数进行比对，并且其相似度超过预设时，即生成平静评定结果；

步骤三：将实时人脸影像对比特征与高兴系数进行比对，并且其相似度超过预设时，即生成高兴评定结果；

步骤四：将实时人脸影像对比特征与悲伤系数进行比对，并且其相似度超过预设时，即生成悲伤评定结果；

步骤五：当平静评定结果、高兴评定结果与悲伤评定结果中任意一个生成时即在第二显示屏上展示评定结果。

该装置通过嵌入槽11嵌入到预设位置内时，即不再生成升降信息。

综上，本发明在使用时，将该装置安装后固定好后，将自闭症儿童带带到设备前，此时第一显示屏4播放能够吸引儿童关注的影片内容，让儿童能够正视该装置，同时摄像头7采集到自闭症儿童的人脸影像信息，数据接收模块用于接收摄像头7采集的儿童人脸影像信息，数据接收模块将接收到儿童人脸影像信息发到数据处理模块进行处理，数据处理模块对接收到的儿童人脸影像信息进行处理，处理出人脸影像对比特征，人脸影像对比特征被发送到数据比对模块，预设表情库中预存了儿童表情的预设特征信息，儿童表情的预设系数信息包括平静系数、高兴系数与悲伤系数，数据比对模块将获取到的实时人脸影像对比特征提取出与预设表情库中预存的儿童表情的预设系数信息进行比对匹配并获取到匹配结果，匹配结果生成后，总控模块即生成结果展示信息，结果展示信息被转化结果展示信息指令后被指令发送模块发送到第二显示屏5，摄像头7开始采集数据时，总控模块生成影片播放信息，影片播放信息转化为影片播放指令后发送到第一显示屏4，数据处理模块处理实时儿童人脸影像信息未发现人脸信息时即生成升降信息，升降信息被转化为升降指令后被指令发送模块发送到电机10，两个电机10同步运行，带动两个调节柱3旋转，从而改变两个调节柱3在套管8中长度实现调节该装置高度的目的。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。