雙攝像頭協同工作的人臉識別裝置的製作方法

2023-05-02 22:34:21 1

專利名稱：雙攝像頭協同工作的人臉識別裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於人臉識別領域，涉及一種雙攝像頭協同工作的人臉識別裝置。
背景技術：
人臉識別是生物特徵識別的一個重要部分。近年來，人臉識別產品在公司考勤、安 全系統以及監控等領域獲得了廣泛的應用，人臉識別較其他生物特徵識別具有直觀、方便、 衛生、可靠性高以及友好性等諸多優點。在人臉識別裝置中，雙攝像頭的設計被廣泛採用， 在採用雙攝像頭進行人臉識別時，目前主處理器大多採用數位訊號處理器DSP及嵌入式處 理器如ARM處理器來實現，這類處理器有些具備兩個或兩個以上的攝像頭接口，然而需要 的硬體資源較多，造成成本較高。有些處理器則只具有一個攝像頭接口，以減少成本、功耗， 但是這種方法數據利用率低，並且所具備的功能單一。因此，如何使只有單個攝像頭接口的 處理器與雙攝像頭之間建立連接，並通過控制雙攝像頭工作以實現人臉識別是目前急需解 決的問題。

實用新型內容本實用新型為解決利用具有單攝像頭接口的處理器連接雙攝像頭的技術問題，提 供一種雙攝像頭協同工作的人臉識別裝置，包括具有攝像頭數據接口、攝像頭控制接口和 I/O接口的嵌入式處理器、數據選擇開關、控制信號和狀態信號選擇開關、第一攝像頭和第 二攝像頭，其中，嵌入式處理器通過攝像頭數據總線連接數據選擇開關，數據選擇開關分別 與第一攝像頭和第二攝像頭連接；嵌入式處理器的攝像頭控制接口與控制信號和狀態信號 選擇開關連接，控制信號和狀態信號選擇開關分別與第一攝像頭和第二攝像頭連接；嵌入 式處理器的I/O接口分別與數據選擇開關、控制信號和狀態信號選擇開關連接。其中，所述數據選擇開關以及控制信號和狀態信號選擇開關使用數據選擇晶片實 現。其中，所述數據選擇開關以及控制信號和狀態信號選擇開關通過開關控制信號交 替地選通第一攝像頭和第二攝像頭。其中，通過片選信號控制所述第一攝像頭和第二攝像頭起始數據的不同步。通過本實用新型的一種雙攝像頭協同工作的人臉識別裝置利用數據選擇開關實 現兩個攝像頭的數據切換，不僅節省了硬體資源，而且同時實現了攝像頭數據的彩色回顯 和黑白圖像比對，使系統在硬體配置、功能實現以及數據利用上達到最優。

圖1是本實用新型的實施例的一種雙攝像頭協同工作的人臉識別裝置的嵌入式 處理器和雙攝像頭的連接結構圖；圖2是本實用新型的實施例的一種雙攝像頭協同工作的人臉識別裝置採用 74HC157晶片作為電子開關的電路連接圖；[0010]圖3是本實用新型的實施例的一種雙攝像頭協同工作的人臉識別裝置的雙攝像 頭數據切換示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例詳細說明本實用新型的一種雙攝像頭協同工作的人 臉識別裝置。下面以採用君正JZ4740處理器作為嵌入式處理器平臺，採用74HC157晶片為二 選一開關組晶片作為實施例，具體說明本實用新型的一種雙攝像頭協同工作的人臉識別裝置。圖1是本實用新型的實施例的一種雙攝像頭協同工作的人臉識別裝置的嵌入式 處理器和雙攝像頭的連接結構圖。如圖1所示，本實用新型的一種雙攝像頭協同工作的人 臉識別裝置包括具有攝像頭數據接口、攝像頭控制接口和I/O接口的嵌入式處理器、數據 選擇開關、控制信號和狀態信號選擇開關、第一攝像頭和第二攝像頭，其中，嵌入式處理器 通過攝像頭數據接口連接數據選擇開關，數據選擇開關再連接第一攝像頭和第二攝像頭， 對第一攝像頭和第二攝像頭採集的數據進行採集和傳輸。嵌入式處理器的攝像頭控制接口 與控制信號和狀態信號選擇開關連接，控制信號和狀態信號選擇開關分別與第一攝像頭和 第二攝像頭連接，對第一攝像頭和第二攝像頭進行控制信號和狀態信號的接收和傳輸。嵌 入式處理器的I/O接口通過開關控制信號控制數據選擇開關以及控制信號和狀態信號選 擇開關來選通第一攝像頭或第二攝像頭。圖2是本實用新型的實施例的一種雙攝像頭協同工作的人臉識別裝置採用 74HC157晶片作為電子開關的電路連接圖。如圖2所示，嵌入式處理器採用君正JZ4740處 理器平臺，74HC157晶片為兩組四線輸入一組四線輸出的數據選擇開關。數據選擇開關由兩 片74HC157晶片構成，由嵌入式處理器I/O接口上相同的開關控制信號SELECT控制選擇。 此外，數據選擇開關也可通過CPLD的可編程邏輯器件實現，但與74HC157晶片相比較存在 成本高、功耗大的問題。如圖2所示，VDA[0:7]為第一攝像頭的數據線，VDB[0:7]為第二攝像頭的數據 線，圖1中的數據選擇開關由U15和U16兩片74HC157晶片構成，U15的A端Al、4連接 VDA的低四位VDA0 VDA3，U15的B端Bl B4連接VDB[0:7]的低四位VDB0 VDB3。U16 的八端々1、4連接￥0々[0:7]的高四位VDA4 VDA7，U16的B端B1 B4連接VDB的高四 位VDB4 VDB7。U15的輸出端Y1 Y4連接嵌入式處理器JZ4740的攝像頭數據總線的低四位 上，即CIM_D(TCIM_D3，U16的輸出端Y1 Y4連接至JZ4740的攝像頭數據總線的高四位，即 CIM_D4 CIM_D7，CIM_D(TCIM_D7共同構成了攝像頭的8位數據。U15和U16的第16引腳 均為電源引腳，接通常為3. 3V的電源VCC。U15和U16的第8引腳接地。U15和U16的第1 引腳為開關控制信號引腳SELECT，連接JZ4740處理器的IO接口引腳CIM_SELECT。U15和 U16的第15引腳為STROBE使能信號，低電平時晶片工作，因此接地。攝像頭數據選擇過程 為，當JZ4740的CIM_SELECT輸出低電平時，U15、U16的輸入A端均和輸出Y端相連，即此 時數據線上的數據為第一攝像頭的數據，當CIM_SELECT輸出高電平時，U15、U16的輸入B 端均和輸出Y端相連，也即此時數據線上的數據為第二攝像頭的數據。圖1中的控制信號和狀態信號選擇開關由U17和U18兩片74HC157構成。U17的輸出端HREF、VSYNC以及PCLK分別為攝像頭水平方向的同步信號、攝像頭垂直方向的同步信 號和攝像頭的幀同步信號。U17的引腳A1、A2和A3分別連接第一攝像頭的HREFO、VSYNCO 和PCLK0，U17的引腳B1、B2、B3分別連接第二攝像頭的HREF1、VSYNC1和PCLK1。當U17的 開關控制信號SELECT為低電平時，第一攝像頭的狀態信號HREFO、VSYNCO和PCLKO連接嵌 入式處理器。當U17的開關控制信號SELECT為高電平時，第二攝像頭的狀態信號HREF1、 VSYNCl和PCLKl連接嵌入式處理器。嵌入式處理器JZ4740的引腳I2C_SCK連接U18的引腳Al和B2，輸出端Yl連接第 一攝像頭的串行埠時鐘信號線I2C_SCK_A，輸出端Y2連接第二攝像頭的串行埠時鐘信 號線I2C_SCK_B，當開關控制信號SELECT為低時，I2C_SCK和第一攝像頭相連，為其提供串 行埠的時鐘信號，當SELECT為高時，I2C_SCK和第二攝像頭相連，為其提供串行埠的時 鍾信號。U18的74HC157晶片的引腳A2和Bl分別通過2. 2ΚΩ電阻R95和R96接地，保證 輸出端Y1、Y2互不幹擾。圖3是本實用新型的實施例的一種雙攝像頭協同工作的人臉識別裝置的雙攝像 頭數據切換示意圖。在本實施例中，第一攝像頭的數據為採集紅外光濾除可見光後的黑白 圖像，用於後續處理中與嵌入式處理器存儲的人臉模板數據進行比對，第二攝像頭的數據 用於回顯彩色人臉圖像。第一攝像頭和第二攝像頭採集圖像的速度均為每秒30幀圖像數 據，並且兩個攝像頭的數據結構相同。嵌入式處理器和攝像頭之間的數據傳輸是以幀為單 位進行的，幀開始和結束時都以一個幀同步信號VSYNC為標誌。如圖3所示，首先通過開關控制信號選通第一攝像頭和嵌入式處理器，這樣使得 第一攝像頭的第一幀數據在其開頭幀同步信號VSYNC傳送到嵌入式處理器時有效，嵌入式 處理器開始接收第一攝像頭的第一幀數據。當嵌入式處理器接收到下一個來自第一攝像頭 的第一幀數據末尾的幀同步信號VSYNC時，第一攝像頭的第一幀數據已傳送完畢。此時，通 過開關控制信號選通第二攝像頭和嵌入式處理器，嵌入式處理器等待接收下一個來自第二 攝像頭的第二幀數據的開頭幀同步信號VSYNC，當第二攝像頭的第二幀數據的開頭幀同步 信號VSYNC到達嵌入式處理器時，嵌入式處理器開始接收第二攝像頭的第二幀數據。當嵌 入式處理器接收到第二攝像頭的第二幀數據末尾的幀同步信號VSYNC時，第二攝像頭的第 二幀傳輸完畢。此時，再通過開關控制信號選通第一攝像頭和嵌入式處理器，嵌入式處理器 等待下一個來自第一攝像頭的第四幀數據的開頭幀同步信號VSYNC，當第一攝像頭的第四 幀數據的開頭幀同步信號VSYNC到達嵌入式處理器時，嵌入式處理器開始接收第一攝像頭 的第四幀數據，依此類推。由此可知，在最優情況下，第一攝像頭數據中每30幀數據有10幀 被嵌入式處理器接收用作黑白人臉圖像的比對，第二攝像頭數據中每30幀數據有10幀數 據被嵌入式處理器接收用於人臉彩色回顯。因此，這種最優情況要求第二攝像頭的起始數 據和第一攝像頭的起始數據不同步，通過控制第一攝像頭和第二攝像頭的片選信號實現。應當理解，以上藉助本實用新型的優選實施例本實用新型的技術方案進行了詳細 說明，以上說明是示意性的而非限制性的。本領域的普通技術人員在閱讀本實用新型說明 書的基礎上可以對各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等 同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術 方案的精神和範圍。本實用新型的保護範圍僅由隨附權利要求書限定。
權利要求1.一種雙攝像頭協同工作的人臉識別裝置，其特徵在於，包括具有攝像頭數據接口、攝 像頭控制接口和I/O接口的嵌入式處理器、數據選擇開關、控制信號和狀態信號選擇開關、 第一攝像頭和第二攝像頭，其中，嵌入式處理器通過攝像頭數據總線連接數據選擇開關，數據選擇開關分別與第一攝像 頭和第二攝像頭連接；嵌入式處理器的攝像頭控制接口與控制信號和狀態信號選擇開關連接，控制信號和狀 態信號選擇開關分別與第一攝像頭和第二攝像頭連接；嵌入式處理器的I/O接口分別與數據選擇開關、控制信號和狀態信號選擇開關連接。
2.根據權利要求1所述的雙攝像頭協同工作的人臉識別裝置，其特徵在於，所述數據 選擇開關以及控制信號和狀態信號選擇開關使用數據選擇晶片實現。
3.根據權利要求1所述的雙攝像頭協同工作的人臉識別裝置，其特徵在於，所述數據 選擇開關以及控制信號和狀態信號選擇開關通過開關控制信號交替地選通第一攝像頭和 第二攝像頭。
4.根據權利要求1所述的一種雙攝像頭協同工作的人臉識別裝置，其特徵在於，通過 片選信號控制所述第一攝像頭和第二攝像頭起始數據的不同步。
專利摘要本實用新型屬於人臉識別領域，涉及一種雙攝像頭協同工作的人臉識別裝置，包括具有攝像頭控制接口和I/O接口的嵌入式處理器、攝像頭數據總線、數據選擇開關、控制信號和狀態信號選擇開關、第一攝像頭和第二攝像頭，其中，嵌入式處理器通過攝像頭數據總線連接數據選擇開關，數據選擇開關分別與第一攝像頭和第二攝像頭連接；嵌入式處理器的攝像頭控制接口與控制信號和狀態信號選擇開關連接，控制信號和狀態信號選擇開關分別與第一攝像頭和第二攝像頭連接；嵌入式處理器的I/O接口分別與數據選擇開關、控制信號和狀態信號選擇開關連接。通過本實用新型的一種雙攝像頭協同工作的人臉識別裝置實現兩個攝像頭的數據切換，使系統在硬體配置和功能實現等方面達到最優。
文檔編號H04N5/232GK201846415SQ20102062008
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月23日 優先權日2010年11月23日
發明者楊軍 申請人:漢王科技股份有限公司