[发明专利]一种基于人脸识别的智慧家庭控制系统和方法

权利要求书

1.一种基于人脸识别的智慧家庭控制系统，其特征在于，包括：

智能电器，分布在所述智慧家庭的不同区域中，所述智能电器能够根据接收到的控制指令改变自身的当前状态；

图像采集单元，分布在所述智慧家庭的不同区域中，用于采集各区域中人体的面部图像；

图像识别单元，用于对所述面部图像进行识别，以确定所述面部图像对应的人体身份；其中，图像识别单元针对所述图像采集单元采集的面部图像的面部区域，利用灰度差提取轮廓，再根据轮廓与预定的面部器官先验模板进行匹配，通过匹配确定额头区域、眼睛中心点、眉毛区域、鼻孔区域、鼻翼区域、嘴部区域这些器官位置，再针对器官位置提取额头高度、双眼间距、眉眼间距、鼻孔间距、鼻部高度、鼻部宽度、嘴部区域宽度、嘴部区域高度、脸宽这些器官位置特征值，组合这些特征值形成面部器官位置特征向量；提取面部器官位置特征向量之后，将其与从预先录入的人体面部图像中提取的面部器官位置特征向量进行比对，如果面部器官位置特征向量的比对匹配度高于第一阈值，则可以识别出人体身份；如果面部器官位置特征向量的比对匹配度不高于第一阈值，则继续进行面部区域图像纹理特征值的提取与识别；面部区域图像纹理特征值的计算如下：将整个面部区域的外接矩形分解为N×N个子区域，N的取值范围为5-20；针对其中每一个子区域，为该子区域内的每一个像素提取以该像素为中心像素、包括该像素左上、上、右上、右、右下、下、左下、左侧相邻像素的3×3像素块；该中心像素的图像纹理特征值T_c为：

其中i_c表示中心像素的像素灰度值，i_p表示相邻像素的像素灰度值，按照左上、上、右上、右、右下、下、左下、左的顺序，p的取值依次由1至8；且

即在3×3像素块内，以中心像素的灰度值为阈值，将相邻的8个像素的灰度值与其进行比较，若相邻像素灰度值大于等于中心像素灰度值，则该相邻像素被标记为1，否则该相邻像素标记为0；这样使3×3像素块内的8个相邻像素经比较可产生8个数值为0或者1的标记，按照左上、上、右上、右、右下、下、左下、左的顺序将相邻像素对应的标记排列为一个8位的二进制数，该8位二进制数转化为十进制即为T_c，作为中心像素的图像纹理特征值，并用这个值来反映该像素块的纹理信息；对于N×N个子区域中的每一个子区域，获得其中每一个像素的图像纹理特征值，进而进行该子区域像素图像纹理特征值的直方图统计，获得每个子区域的直方图数据；将全部子区域的直方图数据组合在一起，形成的数据集合作为面部区域图像纹理特征值；将其与从预先录入的人体面部图像中提取的面部区域图像纹理特征值进行比对，如果面部区域图像纹理特征值的比对匹配度高于第二阈值，则可以识别出人体身份；如果面部区域图像纹理特征值的比对匹配度不高于第二阈值，则将当前采集的面部图像识别为未登记身份，在后续的过程中不会基于未登记身份而执行对智慧家庭的控制；

数据存储单元，用于录入和存储所述智慧家庭中的各人体身份对应的智能电器的控制参数；

智能控制单元，用于根据所确定的人体身份从所述数据存储单元中获取所述控制参数，并根据所述控制参数向所述智能电器发送控制指令；其中，所述智能控制单元包括：控制参数确定模块，用于根据在预定的时间区间内每个人体身份的被识别次数，确定与该人体身份对应的权重值，其中当在预定的时间区间内某个人体身份的被识别次数低于第一次数阈值时，该人体身份对应的权重值为0；当在预定的时间区间内某个人体身份的被识别次数大于等于第一次数阈值时，该人体身份对应的权重值随着被识别次数的增加而增大，并且权重值的增大率随着被识别次数的增加而减小；并且，当获取到的控制参数为对应多个人体身份的多个控制参数时，按照每个人体身份对应的权重值的比值对所述多个控制参数进行加权平均，重新确定并生成最终控制参数。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述智能电器与所述智能控制单元无线连接，无线连接技术包括红外技术、2.4G无线技术、蓝牙技术或Zigbee技术中的至少一项。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括：身份数据录入单元，所述身份数据录入单元用于获取人体的面部图像和人体身份信息，并将获取到的人体的面部图像和人体身份信息相关联，以建立所述人体的面部图像和所述人体身份信息的对应关系。