專利名稱：狗臉特征檢測器的形成方法、狗臉檢測方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模式識別領(lǐng)域，尤其涉及一種狗臉特征檢測器的形成方法、狗臉檢測方法及裝置。
背景技術(shù)：
目標檢測，也叫目標提取，是一種基于目標幾何和統(tǒng)計特征的圖像分割，將目標的分割和識別合二為一。在復雜場景中，通常需要對多個目標進行實時處理，因此，目標自動提取和識別就顯得特別重要。隨著計算機視覺技術(shù)的迅速發(fā)展，其被廣泛地應用在目標檢測領(lǐng)域，就目前而言，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)存在多種針對特定目標進行檢測的方法，如人臉檢測、行人檢測、車輛檢測等，且從目標檢測的發(fā)展來看，在人臉檢測、行人檢測、車輛檢測方面的研究也最為廣泛，而在狗臉檢測方面的研究卻很少。眾所周知，狗是人類忠實的朋友，目前，在中國、美國、日本等國家，養(yǎng)狗的人逐漸增多，因此，與狗相關(guān)的圖像處理技術(shù)具有廣泛的市場前景，尤其是狗臉識別技術(shù)，在狗注冊、狗身份認證、狗相冊制作以及公共安全監(jiān)控等方面起到了至關(guān)重要的作用。狗臉檢測是狗臉識別中極為重要的一個環(huán)節(jié)，其也屬于對特定目標的檢測，狗臉檢測的目的就是將狗臉從圖像背景中檢測出來，或者說是將狗臉的子窗口與非狗臉的子窗口分開。相對于人臉檢測而言，狗臉檢測要困難的多，這主要是因為狗臉在形狀、大小、毛色、姿態(tài)、表情等方面變化多樣；狗耳朵和臉部長毛容易遮擋其面部，尤其是眼睛部分；在拍攝狗時，由于其一般都處于走動狀態(tài)，需要抓拍，故導致狗臉在圖像中的位置變化很大或者說狗臉在圖像中的位置總是不確定的，而人臉則通常位于圖像的中心；背景變化、光照變化等因素引起的圖像差異；狗種類較多，狗樣本圖像不易采集，上述的原因?qū)е铝爽F(xiàn)有的目標檢測方法不能直接有效的檢測狗臉，因此，如何能夠正確地檢測狗臉成為目前亟待解決的問題之一。有關(guān)目標檢測的技術(shù)可以參見公開號為CN101799875A，發(fā)明名稱為一種目標檢測方法的中國專利申請，但是對于上述問題，其并未涉及。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是如何準確的檢測狗臉。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種狗臉特征檢測器的形成方法，包括如下步驟提取第一預定數(shù)量的狗臉特征圖像；提取第二預定數(shù)量的不包含所述狗臉特征的圖像；所述第二預定數(shù)量大于所述第
一預定數(shù)量；以所述狗臉特征圖像作為Adaboost方法的正樣本，所述不包含所述狗臉特征的圖像作為Adaboost方法的負樣本獲得所述狗臉特征檢測器?？蛇x的，提取狗臉特征圖像包括從訓練圖像中提取包含狗臉特征的圖像；
對所述包含狗臉特征的圖像進行歸一化，獲得狗臉特征圖像?？蛇x的，所述從訓練圖像中提取包含狗臉特征的圖像包括標定所述訓練圖像中狗臉特征的左上角和右下角位置/右上角和左下角位置；基于所述狗臉特征的左上角和右下角位置/右上角和左下角位置獲取所述訓練圖像中狗臉特征的中心位置；以所述狗臉特征的中心位置為對稱中心，移動所述狗臉特征的左上角和右下角位置/右上角和左下角位置直至所述狗臉特征的左上角和右下角/右上角和左下角在水平方向的距離與所述狗臉特征的寬相同，在豎直方向的距離與所述狗臉特征的高相同。可選的，所述從訓練圖像中提取包含狗臉特征的圖像包括建立包含所述狗臉特征的矩形窗；調(diào)整所述矩形窗的尺寸和位置，直至調(diào)整后的矩形窗與所述狗臉特征的邊緣外切?？蛇x的，所述對所述包含狗臉特征的圖像進行歸一化包括基于預定的歸一化尺寸和所述包含狗臉特征的圖像的尺寸獲取縮放倍數(shù)；基于所述縮放倍數(shù)，對所述包含狗臉特征的圖像進行插值?？蛇x的，在所述包含狗臉特征的圖像為彩色圖像時，對所述包含狗臉特征的圖像的灰度圖像進行歸一化?？蛇x的，所述狗臉特征檢測器的形成方法，還包括對歸一化后的包含狗臉特征的圖像進行左右翻轉(zhuǎn)。可選的，所述對歸一化后的包含狗臉特征的圖像進行左右翻轉(zhuǎn)通過如下方式獲得
權(quán)利要求
1.一種狗臉特征檢測器的形成方法，其特征在于，包括如下步驟 提取第一預定數(shù)量的狗臉特征圖像；提取第二預定數(shù)量的不包含所述狗臉特征的圖像；所述第二預定數(shù)量大于所述第一預定數(shù)量；以所述狗臉特征圖像作為Adaboost方法的正樣本，所述不包含所述狗臉特征的圖像作為Adaboost方法的負樣本獲得所述狗臉特征檢測器。
2.如權(quán)利要求1所述的狗臉特征檢測器的形成方法，其特征在于，提取狗臉特征圖像包括從訓練圖像中提取包含狗臉特征的圖像；對所述包含狗臉特征的圖像進行歸一化，獲得狗臉特征圖像。
3.如權(quán)利要求2所述的狗臉特征檢測器的形成方法，其特征在于，所述從訓練圖像中提取包含狗臉特征的圖像包括標定所述訓練圖像中狗臉特征的左上角和右下角位置/右上角和左下角位置； 基于所述狗臉特征的左上角和右下角位置/右上角和左下角位置獲取所述訓練圖像中狗臉特征的中心位置；以所述狗臉特征的中心位置為對稱中心，移動所述狗臉特征的左上角和右下角位置/ 右上角和左下角位置直至所述狗臉特征的左上角和右下角/右上角和左下角在水平方向的距離與所述狗臉特征的寬相同，在豎直方向的距離與所述狗臉特征的高相同。
4.如權(quán)利要求2所述的狗臉特征檢測器的形成方法，其特征在于，所述從訓練圖像中提取包含狗臉特征的圖像包括建立包含所述狗臉特征的矩形窗；調(diào)整所述矩形窗的尺寸和位置，直至調(diào)整后的矩形窗與所述狗臉特征的邊緣外切。
5.如權(quán)利要求2所述的狗臉特征檢測器的形成方法，其特征在于，所述對所述包含狗臉特征的圖像進行歸一化包括基于預定的歸一化尺寸和所述包含狗臉特征的圖像的尺寸獲取縮放倍數(shù)； 基于所述縮放倍數(shù)，對所述包含狗臉特征的圖像進行插值。
6.如權(quán)利要求2所述的狗臉特征檢測器的形成方法，其特征在于，在所述包含狗臉特征的圖像為彩色圖像時，對所述包含狗臉特征的圖像的灰度圖像進行歸一化。
7.如權(quán)利要求2所述的狗臉特征檢測器的形成方法，其特征在于，還包括對歸一化后的包含狗臉特征的圖像進行左右翻轉(zhuǎn)。
8.如權(quán)利要求7所述的狗臉特征檢測器的形成方法，其特征在于，所述對歸一化后的包含狗臉特征的圖像進行左右翻轉(zhuǎn)通過如下方式獲得
9.如權(quán)利要求1所述的狗臉特征檢測器的形成方法，其特征在于，所述以所述狗臉特征圖像作為Adaboost方法的正樣本，所述不包含所述狗臉特征的圖像作為Adaboost方法的負樣本獲得所述狗臉特征檢測器包括設(shè)置所述Adaboost方法中的訓練參數(shù)，所述訓練參數(shù)包括正樣本數(shù)、負樣本數(shù)、正/ 負樣本歸一化尺寸、級數(shù)、每一級最小正樣本通過率及每一級最大虛警率； 基于所述訓練參數(shù)、所述正樣本、負樣本獲得所述狗臉特征檢測器。
10.如權(quán)利要求9所述的狗臉特征檢測器的形成方法，其特征在于，所述狗臉特征為狗鼻孔，所述狗臉特征檢測器為狗鼻孔檢測器，所述Adaboost方法中的訓練參數(shù)為所述正樣本數(shù)大于或等于500 ； 所述負樣本數(shù)為所述正樣本數(shù)的1. 5 5倍； 所述正/負樣本歸一化尺寸為20X20 ^X觀像素； 所述級數(shù)為15 25級；所述每一級最小正樣本通過率為0. 995 0. 998 ； 所述每一級最大虛警率為0. 46 0. 50。
11.如權(quán)利要求9所述的狗臉特征檢測器的形成方法，其特征在于，所述狗臉特征為一只狗眼睛，所述狗臉特征檢測器為狗眼睛檢測器，所述Adaboost方法中的訓練參數(shù)為所述正樣本數(shù)大于或等于400 ；所述負樣本數(shù)為所述正樣本數(shù)的2 4倍；所述正/負樣本歸一化尺寸為10 X 15 20 X 30像素；所述級數(shù)為15 25級；所述每一級最小正樣本通過率為0. 995 0. 998 ； 所述每一級最大虛警率為0. 46 0. 50。
12.一種狗臉檢測方法，其特征在于，包括 對待檢測圖像進行預處理；采用權(quán)利要求1獲得的狗臉特征檢測器對預處理后的待檢測圖像中的狗臉特征進行檢測；通過所述狗臉特征檢測器的檢測結(jié)果對所述狗臉進行標定。
13.如權(quán)利要求12所述的狗臉檢測方法，其特征在于，所述對待檢測圖像進行預處理包括基于分段縮放系數(shù)對所述待檢測圖像進行縮放，所述分段縮放系數(shù)關(guān)聯(lián)于狗臉特征檢測器的尺寸；對縮放后的待檢測圖像旋轉(zhuǎn)預定角度。
14.如權(quán)利要求13所述的狗臉檢測方法，其特征在于，所述對待檢測圖像進行預處理還包括在對所述待檢測圖像進行縮放后，對縮放后的待檢測圖像旋轉(zhuǎn)預定角度前，對所述縮放后的待檢測圖像進行左右翻轉(zhuǎn)。
15.如權(quán)利要求12所述的狗臉檢測方法，其特征在于，所述采用權(quán)利要求1獲得的狗臉特征檢測器對預處理后的待檢測圖像中的狗臉特征進行檢測包括根據(jù)當前搜索窗口的尺寸對預處理后的待檢測圖像進行分割獲得至少一個搜索子窗Π ；通過所述狗臉特征檢測器檢測所述搜索子窗口，直至檢測到存在所述狗臉特征的搜索子窗口 ；若不存在，則以預設(shè)倍數(shù)更新當前搜索窗口的尺寸，重復上述過程，直至當前搜索窗口的尺寸大于預處理后的待檢測圖像的尺寸；輸出存在所述狗臉特征的搜索子窗口的位置。
16.如權(quán)利要求12所述的狗臉檢測方法，其特征在于，所述狗臉特征為狗鼻孔，所述狗臉特征檢測器為狗鼻孔檢測器，所述通過所述狗臉特征檢測器的檢測結(jié)果對所述狗臉進行標定包括通過如下公式標定所述狗臉Jx/1 =xCi -1.25x(xc2 -xcl)fx/2 =xc2+1.25x(xc2 -xcl)V/i = Λι - 2·5 x (yC2 - Λι) V/2 = Jc2 + 5 x (yC2 - yci)其中，(xcl, ycl)和(x。2，yc2)分別為檢測到的狗鼻孔左上角和右下角的位置，(Xfl，yfl) 和(xf2，yf2)分別為標定的狗臉左上角和右下角的位置。
17.如權(quán)利要求12所述的狗臉檢測方法，其特征在于，所述狗臉特征為一只狗眼睛，所述狗臉特征檢測器為狗眼睛檢測器，所述通過所述狗臉特征檢測器的檢測結(jié)果對所述狗臉進行標定包括通過如下公式標定所述狗臉Jx/1 =Xfll -0.5x(xfl2 -Xfll)ixf2= xb2+ 0.5x(xb2-xbl)V/i =min(jal,jM)_0.5xO;a2 -yal)\yf2 = max(ya2,yb2) + 0.5x(yb2 -ybl)其中，(xal，yal)和(xa2，ya2)分別為檢測到的狗的左眼睛左上角和右下角的位置，(χΜ， ybl)和(xb2，yb2)分別為檢測到的狗的右眼睛左上角和右下角的位置，(xfl，yfl)和Uf2，yf2) 分別為標定的狗臉左上角和右下角的位置。
18.—種狗臉檢測方法，其特征在于，包括對待檢測圖像進行預處理；采用權(quán)利要求10獲得的狗鼻孔檢測器對預處理后的待檢測圖像中的狗鼻孔進行檢測；采用權(quán)利要求11獲得的狗眼睛檢測器對待檢測圖像中的狗眼睛進行檢測；通過所述狗鼻孔檢測器和所述狗眼睛檢測器的檢測結(jié)果對所述狗臉進行標定。
19.如權(quán)利要求18所述的狗臉檢測方法，其特征在于，所述對待檢測圖像進行預處理包括基于分段縮放系數(shù)對所述待檢測圖像進行縮放，所述分段縮放系數(shù)關(guān)聯(lián)于狗鼻孔檢測器的尺寸；對縮放后的待檢測圖像旋轉(zhuǎn)預定角度。
20.如權(quán)利要求19所述的狗臉檢測方法，其特征在于，所述對待檢測圖像進行預處理還包括在對所述待檢測圖像進行縮放后，對縮放后的待檢測圖像旋轉(zhuǎn)預定角度前，對縮放后的待檢測圖像進行左右翻轉(zhuǎn)。
21.如權(quán)利要求18所述的狗臉檢測方法，其特征在于，所述采用權(quán)利要求10獲得的狗鼻孔檢測器對預處理后的待檢測圖像中的狗鼻孔進行檢測包括根據(jù)當前搜索窗口的尺寸對預處理后的待檢測圖像進行分割獲得至少一個搜索子窗通過所述狗鼻孔檢測器檢測所述搜索子窗口，直至檢測到存在所述狗鼻孔的搜索子窗Π ；若不存在，則以預設(shè)倍數(shù)更新當前搜索窗口的尺寸，重復上述過程，直至當前搜索窗口的尺寸大于預處理后的待檢測圖像的尺寸； 輸出存在所述狗鼻孔的搜索子窗口的位置。
22.如權(quán)利要求18所述的狗臉檢測方法，其特征在于，所述采用權(quán)利要求11獲得的狗眼睛檢測器對待檢測圖像中的狗眼睛進行檢測包括根據(jù)當前搜索窗口的尺寸對待檢測圖像進行分割獲得至少一個搜索子窗口； 通過所述狗眼睛檢測器檢測所述搜索子窗口，直至檢測到存在所述狗眼睛的搜索子窗Π ；若不存在，則以預設(shè)倍數(shù)更新當前搜索窗口的尺寸，重復上述過程，直至當前搜索窗口的尺寸大于待檢測圖像的尺寸；輸出存在所述狗眼睛的搜索子窗口的位置。
23.如權(quán)利要求18所述的狗臉檢測方法，其特征在于，所述通過所述狗鼻孔檢測器和所述狗眼睛檢測器的檢測結(jié)果對所述狗臉進行標定包括當檢測到狗鼻孔和兩只狗眼睛，且狗鼻孔與兩只狗眼睛未重合，則通過如下公式對所述狗臉進行標定
24.如權(quán)利要求18所述的狗臉檢測方法，其特征在于，所述通過所述狗鼻孔檢測器和所述狗眼睛檢測器的檢測結(jié)果對所述狗臉進行標定包括當檢測到狗鼻孔和一只狗眼睛且所述狗鼻孔與一只狗眼睛未重合；或者只檢測到狗鼻孔，則通過如下公式對所述狗臉進行標定
25.如權(quán)利要求18所述的狗臉檢測方法，其特征在于，所述通過所述狗鼻孔檢測器和所述狗眼睛檢測器的檢測結(jié)果對所述狗臉進行標定包括當檢測到狗鼻孔和兩只狗眼睛，且所述狗鼻孔與一只狗眼睛重合，則通過如下公式對所述狗臉進行標定
26.一種狗臉檢測裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求1獲得的狗臉特征檢測器；預處理單元，適于對待檢測圖像進行預處理；檢測單元，適于采用所述狗臉特征檢測器對預處理后的待檢測圖像中的狗臉特征進行檢測；標定單元，適于基于所述檢測單元的檢測結(jié)果對所述狗臉進行標定。
27.如權(quán)利要求沈所述的狗臉檢測裝置，其特征在于，所述預處理單元包括分段縮放單元，適于基于分段縮放系數(shù)對所述待檢測圖像進行縮放，所述分段縮放系數(shù)關(guān)聯(lián)于狗臉特征檢測器的尺寸旋轉(zhuǎn)單元，適于對縮放后的待檢測圖像旋轉(zhuǎn)預定角度。
28.如權(quán)利要求27所述的狗臉檢測裝置，其特征在于，所述預處理單元還包括左右翻轉(zhuǎn)單元，適于在所述分段縮放單元對所述待檢測圖像進行縮放后，所述旋轉(zhuǎn)單元對縮放后的待檢測圖像旋轉(zhuǎn)預定角度前，對所述縮放后的待檢測圖像進行左右翻轉(zhuǎn)。
29.如權(quán)利要求沈所述的狗臉檢測裝置，其特征在于，所述檢測單元包括分割單元，適于根據(jù)當前搜索窗口的尺寸對預處理后的待檢測圖像進行分割獲得至少一個搜索子窗口；特征檢測單元，適于通過所述狗臉特征檢測器檢測所述搜索子窗口，直至檢測到存在所述狗臉特征的搜索子窗口；更新單元，適于在所述特征檢測單元檢測不到存在所述狗臉特征的搜索子窗口時，以預設(shè)倍數(shù)更新當前搜索窗口的尺寸；控制單元，適于在所述更新單元更新的當前搜索窗口的尺寸小于或等于預處理后的待檢測圖像的尺寸時，控制上述單元工作；輸出單元，適于在所述特征檢測單元檢測到存在所述狗臉特征的搜索子窗口時，輸出所述狗臉特征的搜索子窗口的位置。
30.如權(quán)利要求沈所述的狗臉檢測裝置，其特征在于，所述狗臉特征檢測器為狗鼻孔檢測器，所述標定單元通過如下公式標定所述狗臉
31.如權(quán)利要求沈所述的狗臉檢測裝置，其特征在于，所述狗臉特征檢測器為狗眼睛檢測器，所述標定單元通過如下公式標定所述狗臉
32.一種狗臉檢測裝置，其特征在于，包括 權(quán)利要求10獲得的狗鼻孔檢測器；權(quán)利要求11獲得的狗眼睛檢測器； 預處理單元，適于對待檢測圖像進行預處理；狗鼻孔檢測單元，適于采用所述狗鼻孔檢測器對預處理后的待檢測圖像中的狗鼻孔進行檢測；狗眼睛檢測單元，適于采用所述狗眼睛檢測器對待檢測圖像中的狗眼睛進行檢測； 標定單元，適于基于所述狗鼻孔檢測單元和所述狗眼睛檢測單元的檢測結(jié)果對所述狗臉進行標定。
33.如權(quán)利要求32所述的狗臉檢測裝置，其特征在于，所述預處理單元包括分段縮放單元，適于基于分段縮放系數(shù)對所述待檢測圖像進行縮放，所述分段縮放系數(shù)關(guān)聯(lián)于所述狗鼻孔檢測器的尺寸旋轉(zhuǎn)單元，適于對縮放后的待檢測圖像旋轉(zhuǎn)預定角度。
34.如權(quán)利要求33所述的狗臉檢測裝置，其特征在于，所述預處理單元還包括左右翻轉(zhuǎn)單元，適于在所述分段縮放單元對所述待檢測圖像進行縮放后，所述旋轉(zhuǎn)單元對縮放后的待檢測圖像旋轉(zhuǎn)預定角度前，對所述縮放后的待檢測圖像進行左右翻轉(zhuǎn)。
35.如權(quán)利要求32所述的狗臉檢測裝置，其特征在于，所述狗鼻孔檢測單元包括第一分割單元，適于根據(jù)當前搜索窗口的尺寸對預處理后的待檢測圖像進行分割獲得至少一個搜索子窗口；第一檢測單元，適于通過所述狗鼻孔檢測器檢測所述搜索子窗口，直至檢測到存在所述狗鼻孔的搜索子窗口；第一更新單元，適于在所述第一檢測單元檢測不到存在所述狗鼻孔的搜索子窗口時， 以第一預設(shè)倍數(shù)更新當前搜索窗口的尺寸；第一控制單元，適于在所述第一更新單元更新后的當前搜索窗口的尺寸小于或等于所述預處理后的待檢測圖像的尺寸時，控制上述單元工作；第一輸出單元，適于在所述第一檢測單元檢測到存在所述狗鼻孔的搜索子窗口時，輸出存在所述狗鼻孔的搜索子窗口的位置。
36.如權(quán)利要求32所述的狗臉檢測裝置，其特征在于，所述狗眼睛檢測單元包括第二分割單元，適于根據(jù)當前搜索窗口的尺寸對待檢測圖像進行分割獲得至少一個搜索子窗口 ；第二檢測單元，適于通過所述狗眼睛檢測器檢測所述搜索子窗口，直至檢測到存在所述狗眼睛的搜索子窗口；第二更新單元，適于在所述第二檢測單元檢測不到存在所述狗眼睛的搜索子窗口時， 以第二預設(shè)倍數(shù)更新當前搜索窗口的尺寸；第二控制單元，適于在所述第二更新單元更新后的當前搜索窗口的尺寸小于或等于所述待檢測圖像的尺寸時，控制上述單元工作；第二輸出單元，適于在所述第二檢測單元檢測到存在所述狗眼睛的搜索子窗口時，輸出存在所述狗眼睛的搜索子窗口的位置。
37.如權(quán)利要求32所述的狗臉檢測裝置，其特征在于，所述狗鼻孔檢測單元和所述狗眼睛檢測單元檢測到狗鼻孔和兩只狗眼睛，且所述狗鼻孔與兩只狗眼睛未重合，所述標定單元通過如下公式對所述狗臉進行標定
38.如權(quán)利要求32所述的狗臉檢測裝置，其特征在于，所述狗鼻孔檢測單元和所述狗眼睛檢測單元檢測到狗鼻孔和一只狗眼睛，且所述狗鼻孔與一只狗眼睛未重合；或者只檢測到狗鼻孔，所述標定單元通過如下公式對所述狗臉進行標定
39.如權(quán)利要求32所述的狗臉檢測裝置，其特征在于，所述狗鼻孔檢測單元和所述狗眼睛檢測單元檢測到狗鼻孔和兩只狗眼睛，且所述狗鼻孔與一只狗眼睛重合，所述標定單元通過如下公式對所述狗臉進行標定
全文摘要
一種狗臉特征檢測器的形成方法、狗臉檢測方法及裝置。所述狗臉特征檢測器的形成方法，包括如下步驟提取第一預定數(shù)量的狗臉特征圖像；提取第二預定數(shù)量的不包含所述狗臉特征的圖像；所述第二預定數(shù)量大于所述第一預定數(shù)量；以所述狗臉特征圖像作為Adaboost方法的正樣本，所述不包含所述狗臉特征的圖像作為Adaboost方法的負樣本獲得所述狗臉特征檢測器。本發(fā)明技術(shù)方案形成的狗臉特征檢測器，性能好，能夠準確、快速地檢測出狗臉的特征。采用本發(fā)明技術(shù)方案的狗臉檢測方法可以準確地檢測出狗臉所在的位置，且對所述狗臉進行檢測時的正確率高、實時性好。
文檔編號G06K9/62GK102436578SQ201210012738
公開日2012年5月2日 申請日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者王焱輝, 謝菊元, 陳濤 申請人:寧波江豐生物信息技術(shù)有限公司