1、基于人脸识别技术的厨房电器集中控制研究 周技锋 广东美的厨房电器制造有限公司 摘 要： 目前, 我国正处于经济飞速发展的时期, 科技水平和人们的生活质量的联系更加紧密, 科技成果在人们生活的各个方面不断渗透, 也带动了人们生活水平的不断提高, 而人脸识别技术在智能家电分类中的应用就是其中一个重要方面。特别是用户日常使用频繁的厨房电器, 根据用户对厨房电器中的不同要求, 采用人脸识别技术对用户进行信息分类, 将用户的生活习惯以电脑程序的方式记录下来。将人脸识别与智能厨房有序联合, 打造人脸识别与智能厨房电器控制的网络方式, 从而提高人们智能化生活环境, 因此, 本文将围绕人脸识别技术在智能厨房电
2、器中的应用展开研究。关键词： 人脸识别技术; 智能厨房电器; 集中控制; 收稿日期：2017-10-16Received： 2017-10-16现阶段, 人们的家居生活正在向智能化方向快速发展。智能厨房电器主要采取的是嵌入式控制平台, 将用户的生活习惯以及对厨房电器的要求在控制平台中进行记录, 对各类家电进行自定义的编程, 最终通过网络终端实现对智能家电的集中控制, 例如:照明系统、微波炉、抽油烟机、燃气灶等家电的联动控制。但是, 以往的智能家电控制中需要用户对终端进行手工操作完成, 并且对智能家电的运行状态需要进行实时监控来满足自身需求, 如抽油烟机的风量、灯光亮度以及微波炉的菜谱等。因此,
3、 在目前的智能家电控制中, 需要以用户的人脸信息作为指令, 收集用户的生活习惯, 将分散化的信息进行集中处理, 采集用户的不同需求, 当指令发出时, 智能家电可根据用户的需求进行一系列自动化的运行。1 智能家电系统与人脸识别技术的概述人脸识别系统, 是智能家居系统中采集指令信息的处理设备, 这个系统中设置有摄像头, 并以此收集人的脸部图像信息, 进而将收集的信息同数据库系统中的信息进行比对。这样的技术目前主要针对的是家庭生活领域, 因此其数据库的信息主要是住宅主人, 其人数单位以单人和多人作为区分。其基本的运行程序可参照下图。在该程序中, 以人脸识别系统所采集到的人脸信息作为指令, 经过数据库
4、的处理, 依据处理结果进行所对应的家电设备的程序运行1。图 1 智能家电与人脸识别系统设计结构图 下载原图在构建人脸识别系统的过程中, 对产品的选择十分关键。目前, 市场上流通的一些产品技术已经较为成熟。将摄像头、人脸识别系统及智能家电控制系统集成在抽油烟机中。利用摄像头对家庭成员进行人脸图像信息的收集, 再将经过处理的人脸信息数据传送到智能家电的控制系统, 这个过程可以完成从人脸信息识别到识别结果传输的整个程序。智能家电的控制系统主要负责的是智能家电设备的整体控制, 例如:采光、音乐、微波炉等家电, 智能家电控制系统的终端与家电设备的通信应用的是目前较为常见的 TCP/IP 协议, 从而通过
5、网络使智能家电得以集中控制。人脸识别技术也可以将收集到的信息进行分类, 这些不同种类的信息是一种非密匙性质的操作指令, 根据不同的指令可使只能家电进行不同模式的运行。将人脸信息作为操作指令是智能家电控制系统最大的特点, 通过图像分析系统识别人脸信息, 从而将人脸信息定位到不同的用户身份, 例如:家庭成员中的老人或是小孩、女主人或是男主人以及经常来访的客人, 而人脸识别的机制可以设置为单人、多人以及客人三种模式。其中, 当用户为单人时, 可以将人脸信息与该用户对智能家电的日常使用习惯, 设定一个针对该用户的具有唯一性的智能家电控制程序;当用户为多人或是客人时则要针对用户的公共活动区域以及特定习惯
6、设计程序。2 系统硬件平台的构建本文中在研究系统平台的时候, 会把 ARM 作为范例, 并在此基础之上, 对不同模块进行设计, 即人脸图像分析以及智能家电的控制这两个模块, 从而使用户可以更加便捷地操作智能家电。与此同时, 为了大幅度提高系统的智能化, 还在构建系统硬件平台上装备了可以记录用户使用习惯的装置, 从而使智能家电形成不同的自动化模式。系统的硬件平台所包括的功能模块主要包括:Wi-Fi 通讯模块、TCP/IP、家电控制、人脸信息处理模块以及 LCD 显示。详细分析如下2:2.1 人脸识别装置设置人脸识别装置最重要的作用就是收集及分析用户的人脸图像信息, 根据识别的信息对用户进行判断。
7、现阶段, 这种装置中开始较多地出现在厨房智能家电中, 如抽油烟机等, 抽油烟机的高度跟人脸的高度差不多, 是比较好的合理的放置地方。所以拍照的镜头不能灵活移动, 所以可以尽量采用广角拍摄镜头, 用户拍照时有比较固定的位置, 在拍摄区域设置了灵敏度较高的红外设备, 当用户在图像采集区内, 系统可以更加有效的对人脸信息进行检测。2.2 业务分析模块经过识别的人脸图像信息是智能家电的操作指令, 当用户的人脸信息不同时, 智能家电所接收到的操作指令也就会有所不同, 从而进行不同模式的运行。例如当检测到用户为儿童时, 燃气灶、微波炉和电饭煲等家电禁止启动, 从而保证儿童的人身安全。比如烤牛排的成熟度,
8、米饭的软硬度均可因人而异。2.3 机器学习模块机器学习模块的主要功能时储存用户的使用信息, 包括储存和检测两种功能, 首先要对用户日常生活中对智能家电的使用习惯进行储存和分析, 进而统计出用户的个性化偏好3。根据用户习惯推荐可能喜欢的菜谱, 可能喜欢听的音乐等。2.4 家电控制模块家电控制模块是系统硬件平台的核心设备, 这个部分最重要的作用就是实现对智能家电的统一管理, 例如:燃气灶打开后会自动打开抽油烟机, 并且根据燃气灶火力大小自动调节抽油烟机风力大小。微波炉加热完成后, 通过音乐系统提醒用户。因为不同的家电通常会使用不同的通信手段, 现阶段, 最常见的通信方式为 WIFI 通信手段, 所
9、以需要通过适配器实现系统终端与智能家电的有效联系。3 软件控制流程现阶段, 在设计智能家电的软件系统时, 最常采用的方式是以嵌入式 Linux 平台, 并以此为基础进行软件系统设计。这种设计手段的主要操作流程包括:修改Linux 内核、移植程序、选择文件及移植图形界面、设计驱动程序等环节。在软件平台的搭建基本完成之后, 然后要做的是移植, 从而便于用户访问 app。与此同时, 在设计软件时还应该根据一些特定的使用要求, 编写不同的程序, 使一些特殊功能得以实现。设计系统软件, 最重要的目的是处理经过识别的人脸信息, 将这些信息经过一系列复杂的处理过程转化为智能家电能够识别的操作指令, 进而使得
10、系统的控制模块开始发挥作用, 使智能家电及时地作出一系列准确的运行4。在软件系统的控制流程中, 用户的日常使用记录是电子记忆模块运行的基础, 这个模块会依据用户不同操作的使用次数进行记录, 对最常进行的操作会进行优先计算, 而记录的起始次数一般设置为不小于 10 次。除此以外, 在两个不同的用户类型进行判别时, 要区分用户中是否包括非家庭成员, 从而对不同控制信号的控制类型进行选择。当识别的用户都是家庭成员时, 则要根据向家庭成员的优先级对家电进行控制模。当区分的用户均不是家庭成员时, 则根据预先设置的特定类型的命令进行控制。4 结束语由于人脸识别技术的独特优势, 使得其在智能家电中的应用逐渐
11、推广, 因为人脸信息的唯一性, 使得智能家电在进行运行时可以得到更加精确的控制, 使智能家电可以更好地为家庭生活提供服务。智能家电中运用人脸识别技术时, 要全面构建系统控制的平台, 从而使人脸识别技术的优势在智能家电中得以实现。参考文献1蒙麒璟.人脸识别技术的现状与展望J.数字化用户, 2016, 22 (45) :39. 2陈奇毅.浅析人脸识别技术的现状和发展趋势J.通讯世界, 2015 (13) :5051. 3何欢, 肖强, 王春莉, 等.人脸识别技术发展现状及趋势分析J.情报探索, 2016 (11) :4147. 4方明, 朱紫叶.试论人脸识别技术的现状和发展J.大家健康 (下旬版) , 2015 (8) :286.
