[发明专利]一种眼动控制智能灯以及其控制方法

摘要

本发明一种眼动控制智能灯以及其控制方法属于智能灯领域；装置包括CMOS红外图像采集模块连接视频解码单元，视频解码单元分别连接人眼定位算法单元和SDRAM控制器单元，人眼定位算法单元依次连接图像预处理单元、眼部动作判断单元、LED控制单元和LED照明灯模块，SDRAM控制器单元连接SDRAM模块；方法包括CMOS红外图像采集模块采集人脸部灰度图像；视频解码单元对采集的视频流数据解码；人眼定位算法单元将解码后的视频流数据进行人眼定位算法处理，得到人眼位置；图像预处理单元根据人眼位置截取人眼部子图像，对图像二值化和去噪；眼部动作判断单元判断眼部动作；LED控制单元控制LED照明灯模块灯的亮度和亮灭；本发明有效解决肢体残疾人士控制灯不方便的技术问题。

主权项

1.一种眼动控制智能灯的控制方法，其所依托实现的一种眼动控制智能灯，包括FPGA算法处理与控制模块、CMOS红外图像采集模块、LED照明灯模块、SDRAM模块和电源模块；所述FPGA算法处理与控制模块包括视频解码单元、人眼定位算法单元、图像预处理单元、眼部动作判断单元、LED控制单元和SDRAM控制器单元，所述CMOS红外图像采集模块连接视频解码单元，视频解码单元分别连接人眼定位算法和SDRAM控制器单元，所述人眼定位算法单元依次连接图像预处理单元、眼部动作判断单元、LED控制单元和LED照明灯模块，所述SDRAM控制器单元连接SDRAM模块，所述电源模块分别连接FPGA算法处理与控制模块、CMOS红外图像采集模块、LED照明灯模块和SDRAM模块，为整个装置供电；方法包括以下步骤：步骤a、CMOS红外图像采集模块采集人脸部灰度图像，发送给视频解码单元；步骤b、视频解码单元对采集的视频流数据进行解码；步骤c、人眼定位算法单元通过人眼定位算法粗定位人眼位置；步骤d、图像预处理单元截取人眼部分的子图像；步骤e、通过阈值分割将灰度图像二值化，并对图像去噪处理；步骤f、眼部动作判断单元判断眼部动作；步骤g、LED控制单元控制LED照明灯模块的亮灭和灯的亮度；其特征在于，步骤c中所述人眼定位算法包括以下步骤：步骤c1、根据人眼灰度图像具有局部灰度值变化大的特点，使用基于梯度算子的人眼定位算法，当输入用户人脸灰度图像的像素点灰度值P[i]，其取值范围为0≤P[i]≤255，且1≤i≤640，行列计数器开始计数；步骤c2、构建梯度算子L，计算L的长度l，如公式(1)所示：l＝round(n/100)×2+1    (1)其中，n为人脸图像中人脸的宽度，根据计算得出的l构建梯度算子L，当n＝100时，计算出l＝3，则L就是长度为3的一维向量[1,0,‑1]；若n＝300，计算出l＝7，则L就是长度为7的一维向量[1,1,1,0,‑1,‑1,‑1,]；步骤c3、构建梯度算子L之后，计算卷积dy_sgipf，如公式(2)所示：步骤c4、计算now_sum_v，如公式(3)所示：步骤c5、判断列计数器是否大于640，若大于640，则将列计数器清零，反之则继续计算下一个像素灰度数据；步骤c6、当人脸图像的第一行像素点数据per_sum_v和与第二行像素点数据和now_sum_v计算完后，比较两者大小，将大的数据赋值给max_sum_v,并将此时行计数器的数值赋给Max_hcnt，用于标记人眼位置；步骤c7、若一帧图像处理完毕，即行计数器大于480时，则根据Max_hcnt的数值，在图像中标记人眼的水平位置，同时将行计数器清零、max_sum_v清零和max_hcnt清零；步骤c8、根据人眼图像的高度特点，以Max_hcnt的数值记为人眼的水平中心轴，分别以上下15个像素点，标记高度为30个像素点的人眼水平框，定位人眼的位置区域，同时将其设定为人眼子图像。