利用数据统计的即时驱动系统

技术领域

本发明涉及信号处理领域，尤其涉及一种利用数据统计的即时驱动系统。

背景技术

信号处理最基本的内容有变换、滤波、调制、解调、检测以及谱分析和估计等。

其中，变换诸如类型的傅里叶变换、正弦变换、余弦变换、沃尔什变换等；滤波包括髙通滤波、低通滤波、带通滤波、维纳滤波、卡尔曼滤波、线性滤波、非线性滤波以及自适应滤波等；谱分析方面包括确知信号的分析和随机信号的分析，通常研究最普遍的是随机信号的分析，也称统计信号分析或估计，他通常又分线性谱估计与非线性谱估计；谱估计有周期图估计、最大熵谱估计等；随着信号类型的复杂化，在要求分析的信号不能满足高斯分布、非最小相位等条件时，又有髙阶谱分析的方法。高阶谱分析可以提供信号的相位信息、非高斯类信息以及非线性信息；自适应滤波与均衡也是应用研究的一大领域。自适应滤波包括横向LMS自适应滤波、格型自适应滤波，自适应对消滤波，以及自适应均衡等。此外，对于阵列信号还有阵列信号处理等。

在具体的视觉监控的细分应用领域中，目前，家人们都希望对自家学生的学习姿态进行错误姿态识别和正确姿态提醒，然而存在以下三个难题需要解决：第一，需要对固定学生对象进行监控和提醒，不需要对所有处于学习座位上的人员进行监控和提醒；第二，监控的数据必须可靠且高精度；第三，需要在发现固定学生对象当前错误姿态发生次数较多时如何进行现场提醒提供解决方案。

发明内容

为了解决现有技术中的相关技术问题，本发明提供了一种利用数据统计的即时驱动系统，能够在可变帧率调节机制的控制下对预设时间间隔内的错误姿态帧数进行分析以确定是否执行现场姿态投影式提醒动作，从而有效实现对固定学生对象的学习姿态的现场矫正。

为此，本发明至少需要具备以下几处关键的发明点：

(1)对预设时间间隔内的错误姿态帧数进行分析以确定现场学生的姿态是否需要被提醒和被纠正，并在需要时执行现场姿态投影式提醒动作；

(2)在现场预览帧中存在预设人员的耳体轮廓时方启动高帧率监控，否则维持低帧率监控，从而实现可变帧率调节机制，有效降低现场电子设备的功耗。

根据本发明的一方面，提供了一种利用数据统计的即时驱动系统，所述系统包括：

智能录影机构，设置在学习桌的侧面，用于从侧面对所述学习桌的学习场景执行均匀时间间隔的多帧捕获动作，以获得与各个时间戳分别对应的各个学习场景帧。

更具体地，在所述利用数据统计的即时驱动系统中：

所述智能录影机构中包括预览检测设备、帧率调节设备和捕获执行设备。

更具体地，在所述利用数据统计的即时驱动系统中，所述系统还包括：

所述帧率调节设备分别与所述预览检测设备和所述捕获执行设备连接，所述预览检测设备用于检测当前时间戳对应的学习场景帧中是否存在与预设耳体轮廓匹配的人体耳体对象，所述帧率调节设备与所述预览检测设备连接，用于在存在与预设耳体轮廓匹配的人体耳体对象时，提升所述捕获执行设备的捕获帧率，还用于在不存在与预设耳体轮廓匹配的人体耳体对象时，保持所述捕获执行设备的捕获帧率为默认值；

姿态识别设备，与所述智能录影机构连接，用于对接收到的每一个学习场景帧执行边缘锐化处理，以获得当前锐化图像，对所述当前锐化图像中的人体轮廓进行提取，将提取到的人体轮廓分别与各种标准学习姿态进行匹配，当所述提取到的人体轮廓与任何一种标准学习姿态的匹配度都低于预设百分比阈值时，判断所述学习场景帧为错误姿态帧，当所述提取到的人体轮廓与某一种标准学习姿态的匹配度高于等于所述预设百分比阈值时，判断所述学习场景帧为正确姿态帧；

内容统计机构，与所述姿态识别设备连接，用于在最近的预设时间间隔中错误姿态帧的数量占据学习场景帧的总量的比例大于等于预设比例阈值时，发出提醒启动指令；

所述内容统计机构还用于在最近的预设时间间隔中错误姿态帧的数量占据学习场景帧的总量的比例小于所述预设比例阈值时，发出提醒关闭指令；

现场投影机构，设置在学习桌的斜上方，用于面对所述学习桌的学生位置对面的墙体，与所述内容统计机构连接，用于在接收到提醒启动指令时，将各种标准学习姿态次序投影到所述学习桌的学生位置对面的墙体；

其中，所述预设耳体轮廓为预先对被监控的学生的耳体进行图像采集所获得的只包括所述被监控的学生的耳体的图案；

其中，在所述智能录影机构从学习桌的左侧对所述学习桌的学习场景执行均匀时间间隔的多帧捕获动作时，所述预设耳体轮廓为预先对被监控的学生的左耳进行图像采集所获得的只包括所述被监控的学生的左耳的图案。

本发明的利用数据统计的即时驱动系统工作稳定、运行智能。由于能够在可变帧率调节机制的控制下对预设时间间隔内的错误姿态帧数进行分析以确定是否执行现场姿态投影式提醒动作，从而实现对固定学生对象的学习姿态的现场矫正。

具体实施方式

下面将对本发明的利用数据统计的即时驱动系统的实施方案进行详细说明。

视频监控是安全防范系统的重要组成部分。传统的监控系统包括前端摄像机、传输线缆、视频监控平台。摄像机可分为网络数字摄像机和模拟摄像机，可作为前端视频图像信号的采集。它是一种防范能力较强的综合系统。视频监控以其直观、准确、及时和信息内容丰富而广泛应用于许多场合。近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控技术也有了长足的发展。最新的监控系统可以使用智能手机担当，同时对图像进行自动识别、存储和自动报警。视频数据通过4G/5G/WIFI传回控制主机(也可以是智能手机担当)，主机可对图像进行实时观看、录入、回放、调出及储存等操作。从而实现移动互联的视频监控。

目前，家人们都希望对自家学生的学习姿态进行错误姿态识别和正确姿态提醒，然而存在以下三个难题需要解决：第一，需要对固定学生对象进行监控和提醒，不需要对所有处于学习座位上的人员进行监控和提醒；第二，监控的数据必须可靠且高精度；第三，需要在发现固定学生对象当前错误姿态发生次数较多时如何进行现场提醒提供解决方案。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种利用数据统计的即时驱动系统，能够有效解决相应的技术问题。

根据本发明实施方案示出的利用数据统计的即时驱动系统包括：

智能录影机构，设置在学习桌的侧面，用于从侧面对所述学习桌的学习场景执行均匀时间间隔的多帧捕获动作，以获得与各个时间戳分别对应的各个学习场景帧。

接着，继续对本发明的利用数据统计的即时驱动系统的具体结构进行进一步的说明。

所述利用数据统计的即时驱动系统中：

所述智能录影机构中包括预览检测设备、帧率调节设备和捕获执行设备。

所述利用数据统计的即时驱动系统中还可以包括：

所述帧率调节设备分别与所述预览检测设备和所述捕获执行设备连接，所述预览检测设备用于检测当前时间戳对应的学习场景帧中是否存在与预设耳体轮廓匹配的人体耳体对象，所述帧率调节设备与所述预览检测设备连接，用于在存在与预设耳体轮廓匹配的人体耳体对象时，提升所述捕获执行设备的捕获帧率，还用于在不存在与预设耳体轮廓匹配的人体耳体对象时，保持所述捕获执行设备的捕获帧率为默认值；

姿态识别设备，与所述智能录影机构连接，用于对接收到的每一个学习场景帧执行边缘锐化处理，以获得当前锐化图像，对所述当前锐化图像中的人体轮廓进行提取，将提取到的人体轮廓分别与各种标准学习姿态进行匹配，当所述提取到的人体轮廓与任何一种标准学习姿态的匹配度都低于预设百分比阈值时，判断所述学习场景帧为错误姿态帧，当所述提取到的人体轮廓与某一种标准学习姿态的匹配度高于等于所述预设百分比阈值时，判断所述学习场景帧为正确姿态帧；

内容统计机构，与所述姿态识别设备连接，用于在最近的预设时间间隔中错误姿态帧的数量占据学习场景帧的总量的比例大于等于预设比例阈值时，发出提醒启动指令；

所述内容统计机构还用于在最近的预设时间间隔中错误姿态帧的数量占据学习场景帧的总量的比例小于所述预设比例阈值时，发出提醒关闭指令；

现场投影机构，设置在学习桌的斜上方，用于面对所述学习桌的学生位置对面的墙体，与所述内容统计机构连接，用于在接收到提醒启动指令时，将各种标准学习姿态次序投影到所述学习桌的学生位置对面的墙体；

其中，所述预设耳体轮廓为预先对被监控的学生的耳体进行图像采集所获得的只包括所述被监控的学生的耳体的图案；

其中，在所述智能录影机构从学习桌的左侧对所述学习桌的学习场景执行均匀时间间隔的多帧捕获动作时，所述预设耳体轮廓为预先对被监控的学生的左耳进行图像采集所获得的只包括所述被监控的学生的左耳的图案。

所述利用数据统计的即时驱动系统中：

在所述智能录影机构从学习桌的左侧对所述学习桌的学习场景执行均匀时间间隔的多帧捕获动作时，所述预设耳体轮廓为预先对被监控的学生的右耳进行图像采集所获得的只包括所述被监控的学生的右耳的图案

所述利用数据统计的即时驱动系统中：

所述现场投影机构还用于在接收到提醒关闭指令时，停止将各种标准学习姿态次序投影到所述学习桌的学生位置对面的墙体。

所述利用数据统计的即时驱动系统中还可以包括：

MMC存储芯片，分别与所述现场投影机构、所述姿态识别设备和所述内容统计机构连接，用于存储各种标准学习姿态、所述预设比例阈值以及所述预设百分比阈值。

所述利用数据统计的即时驱动系统中：

所述姿态识别设备内置有温度传感器，用于测量所述姿态识别设备的内部温度并实时输出；

其中，所述姿态识别设备内置有湿度传感器，用于测量所述姿态识别设备的内部湿度并实时输出；

其中，所述姿态识别设备内置有压力传感器，用于测量所述姿态识别设备的外壳所承受的压力并实时输出。

所述利用数据统计的即时驱动系统中：

所述内容统计机构内置有温度传感器，用于测量所述内容统计机构的内部温度并实时输出；

其中，所述内容统计机构内置有湿度传感器，用于测量所述内容统计机构的内部湿度并实时输出。

所述利用数据统计的即时驱动系统中：

所述内容统计机构内置有压力传感器，用于测量所述内容统计机构的外壳所承受的压力并实时输出。

另外，在所述利用数据统计的即时驱动系统中，可以采用ASIC芯片来实现所述姿态识别设备。ASIC即专用集成电路，是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。目前用CPLD(复杂可编程逻辑器件)和FPGA(现场可编程逻辑阵列)来进行ASIC设计是最为流行的方式之一，他们的共性是都具有用户现场可编程特性，都支持边界扫描技术，但两者在集成度、速度以及编程方式上具有各自的特点。目前，在集成电路界ASIC被认为是一种为专门目的而设计的集成电路。是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。ASIC的特点是面向特定用户的需求，ASIC在批量生产时与通用集成电路相比具有体积更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。集成电路是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本公开的权利要求和说明书的范围当中。