人臉識別裝置及人臉圖像檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明一方面提供一種人臉識別裝置，其包括：圖像獲取單元（2），其用于獲取人臉圖像；光源（3），其用于照射人臉以獲取人臉圖像；以及控制處理單元（4），其用于接收所述人臉圖像，判斷所述人臉圖像的臉部亮度值是否在設(shè)定亮度區(qū)間內(nèi)，并根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，以使所述人臉圖像的臉部亮度值處于設(shè)定亮度區(qū)間。本發(fā)明的另一方面提供人臉圖像檢測方法，其包括：獲取人臉圖像的步驟；計算所述人臉圖像的臉部亮度值的步驟；判斷所述臉部亮度值是否處于設(shè)定亮度區(qū)間的步驟；以及根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)行操作以使所述人臉圖像處于設(shè)定亮度區(qū)間的步驟。本發(fā)明提供的人臉識別裝置以及人臉圖像檢測方法具有較高的識別性能以及效率。
【專利說明】人臉識別裝置及人臉圖像檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及人臉識別技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]人臉識別裝置上通常安裝有紅外光源，為人臉圖像的采集提供紅外光照。目前的紅外人臉識別裝置主要的曝光方式為自動曝光和固定曝光。雖然自動曝光能滿足一般情況下的正確曝光，獲取合適亮度的圖像，但是背光和面光情況下，經(jīng)常會出現(xiàn)主體的人臉曝光不正確，無法獲得能識別的人臉圖像。而固定曝光會隨著人臉距離攝像頭的遠(yuǎn)近以及環(huán)境光的變化而無法獲取穩(wěn)定的圖像。無論是采用自動曝光還是固定曝光，都很可能獲得過亮或者過暗的人臉圖像，這會對人臉識別造成很大影響，例如原本符合要求的人臉被識別為不符合，因此如何獲得亮度合適的人臉圖像成為一個亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明鑒于以上問題，提供了一種人臉識別裝置以及人臉圖像檢測方法。
[0004]本發(fā)明的一方面提供人臉識別裝置，其包括:圖像獲取單元(2)，其用于獲取人臉圖像；光源(3)，其用于照射人臉以獲取人臉圖像；以及控制處理單元(4)，其用于接收所述人臉圖像，判斷所述人臉圖像的臉部亮度值是否在設(shè)定亮度區(qū)間內(nèi)，并根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，以使所述人臉圖像的臉部亮度值處于設(shè)定亮度區(qū)間
[0005]本發(fā)明的另一方面提供人臉圖像檢測方法，其包括:獲取人臉圖像的步驟；計算所述人臉圖像的臉部亮度值的步驟；判斷所述臉部亮度值是否處于設(shè)定亮度區(qū)間的步驟；以及根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)行操作以使所述人臉圖像處于設(shè)定亮度區(qū)間的步驟。
[0006]本發(fā)明提供的人臉識別裝置以及人臉圖像檢測方法，由于會判斷所獲取的人臉圖像的臉部亮度值是否處于設(shè)定亮度區(qū)間，并根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，以使所述人臉圖像的臉部亮度值處于設(shè)定亮度區(qū)間，從而僅對處于設(shè)定亮度區(qū)間的人臉圖像進(jìn)行識別，只要設(shè)定亮度區(qū)間設(shè)置合理，就可保證獲取的人臉圖像適于進(jìn)行識別，從而提高了人臉識別裝置的識別性能以及效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明一實施方式的人臉識別裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2為本發(fā)明一實施方式的人臉識別裝置的功能結(jié)構(gòu)圖；
[0009]圖3為本發(fā)明一實施方式計算臉部亮度時的權(quán)值分布示意圖；
[0010]圖4為本發(fā)明一實施方式的計算臉部亮度方法的示意圖；
[0011]圖5為本發(fā)明一實施方式的人臉圖像檢測方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0012]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明提供的人臉識別裝置以及人臉圖像檢測方法進(jìn)行詳細(xì)描述。在這些附圖中，對于相同或者相當(dāng)?shù)臉?gòu)成要素，標(biāo)注相同標(biāo)號。
[0013]圖1為本發(fā)明人臉識別裝置100的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明的人臉識別裝置100包括本體1、圖像獲取單元2、光源3、設(shè)置在本體I內(nèi)的控制處理單元4 (圖未示)以及顯示屏5。
[0014]在本實施方式中，本體I表面大致呈矩形，其在實際應(yīng)用中可固定于墻體等位置上。圖像獲取單元2比如為攝像頭組件，用于獲取人臉圖像，其位于本體I的下方。光源3比如為紅外光源，其由多個紅外LED發(fā)光單元構(gòu)成，圍繞在圖像獲取單元2周圍?？刂铺幚韱卧?用于圖像獲取單元2獲取的人臉圖像進(jìn)行識別，并根據(jù)識別結(jié)果，控制顯示屏5顯示識別結(jié)果。
[0015]在本實施方式中，為了防止人臉圖像過亮或者過暗給人臉識別造成影響，控制處理單元4在進(jìn)行人臉識別之前會判斷所述人臉圖像的臉部亮度值是否在設(shè)定亮度區(qū)間內(nèi)，并根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，以使所述人臉圖像的臉部亮度值處于設(shè)定亮度區(qū)間。
[0016]下面結(jié)合圖2對本發(fā)明人臉識別裝置的原理進(jìn)行說明。
[0017]圖2為本發(fā)明一實施方式的人臉識別裝置的功能結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，控制處理單元4包括計算部40、判斷部41、控制部42以及識別部43。
[0018]計算部40用于計算所述人臉圖像的臉部亮度值，具體的計算方法在下文中進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0019]判斷部41用于接收所述臉部亮度值，并判斷所述臉部亮度值是否在設(shè)定亮度區(qū)間內(nèi)，設(shè)定亮度區(qū)間為根據(jù)具體情況設(shè)定的一個合理的數(shù)值范圍。
[0020]控制部42用于根據(jù)判斷部41的判斷結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，以使所述人臉圖像的臉部亮度值處于設(shè)定亮度區(qū)間。
[0021]識別部43用于對處于亮度設(shè)定區(qū)間的人臉圖像進(jìn)行識別。
[0022]在本實施例方式中，控制部42根據(jù)判斷部41的判斷結(jié)果進(jìn)行調(diào)整可按下述方式進(jìn)行。
[0023]具體地，當(dāng)判斷部41判定所述臉部亮度值處于設(shè)定亮度區(qū)間內(nèi)時，控制部42指示所述識別部43對所述人臉圖像進(jìn)行識別；當(dāng)判斷部41判定所述臉部亮度值不處于設(shè)定亮度區(qū)間內(nèi)時，控制部42調(diào)整光源3的亮度，并指示圖像獲取單元2重新獲取人臉圖像。
[0024]進(jìn)一步地，當(dāng)判斷部41判定所述臉部亮度值不處于設(shè)定亮度區(qū)間內(nèi)時，如果所述臉部亮度值高于設(shè)定亮度區(qū)間的上限，則判斷為過曝現(xiàn)象，控制部42減小光源3的亮度。
[0025]當(dāng)判斷部41判定所述臉部亮度值不處于設(shè)定亮度區(qū)間內(nèi)時，如果所述臉部亮度值低于設(shè)定亮度區(qū)間的下限，則判斷為欠曝現(xiàn)象，控制部42增加光源3的亮度。
[0026]在本實施方式中，調(diào)整光源3亮度的方法包括調(diào)整光源3的電流大小或者調(diào)整光源3發(fā)光單元的個數(shù)。具體地，通過增加光源3的電流或者(和)增加發(fā)光單元的個數(shù)來增加光源3的亮度；通過減小光源3的電流或者(和)減少發(fā)光單元的個數(shù)來增加光源3的亮度。
[0027]在本實施例方式中，控制部42根據(jù)判斷部41的判斷結(jié)果進(jìn)行調(diào)整還可按下述另一方式進(jìn)行。
[0028]具體地，當(dāng)判斷部41判定所述臉部亮度值處于設(shè)定亮度區(qū)間內(nèi)時，控制部42指示所述識別部43對所述人臉圖像進(jìn)行識別；當(dāng)判斷部41判定所述臉部亮度值不處于設(shè)定亮度區(qū)間內(nèi)時，控制部42調(diào)整圖像獲取單元2的曝光參數(shù)，比如曝光時間、增益、光圈、伽馬曲線等，并指示圖像獲取單元2重新獲取人臉圖像。
[0029]進(jìn)一步地，當(dāng)判斷部41判定所述臉部亮度值不處于設(shè)定亮度區(qū)間內(nèi)時，如果所述臉部亮度值高于設(shè)定亮度區(qū)間的上限，則判斷為過曝現(xiàn)象，控制部42可減小圖像獲取單元2的曝光時間。
[0030]當(dāng)判斷部41判定所述臉部亮度值不處于設(shè)定亮度區(qū)間內(nèi)時，如果所述臉部亮度值低于設(shè)定亮度區(qū)間的下限，則判斷為欠曝現(xiàn)象，控制部42增加圖像獲取單元2的曝光時間。
[0031]下面結(jié)合圖3和圖4來說明本發(fā)明人臉圖像的臉部亮度值計算方法。
[0032]當(dāng)控制處理單元4接收到圖像獲取單元2所述獲取的人臉圖像后，首先將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，然后進(jìn)行人臉檢測。人臉檢測的方法包括AdaBoost人臉檢測方法等本領(lǐng)域常用方法，在此不再贅述。
[0033]如果檢測到人臉，對檢測到的人臉區(qū)域求取亮度平均值或亮度加權(quán)平均值作為臉部亮度值。當(dāng)然，在實際應(yīng)用中也可計算圖像獲取單元2獲取的人臉圖像的亮度值作為臉部亮度值，由于圖像獲取單元2獲取的人臉圖像除了包括人臉部分外，還有其他類似背景的部分，因此這種情形下優(yōu)選采用加權(quán)方法來進(jìn)行計算人臉圖像的亮度值。具體地，將該人臉圖像分為若干塊，并為每塊設(shè)定一個權(quán)值，然后計算該人臉圖像亮度的加權(quán)平均值作為臉部亮度值。由于一般情形中人臉都處于人臉圖像的居中的位置，因此權(quán)值的設(shè)計分布為中間大，四周小，具體如圖3所示。當(dāng)然，分塊方式、權(quán)值等都可以根據(jù)具體情況進(jìn)行修改。
[0034]如果檢測不到人臉，可能是檢測失敗或者圖像中無人臉。如果檢測不到人臉，也可以采用其他方式對臉部亮度值進(jìn)行估計。例如，首先在圖像中間位置截取一個預(yù)設(shè)的ROI(感興趣區(qū)域)，如圖4圖中A區(qū)域。對A區(qū)域內(nèi)的圖像進(jìn)行二值化，二值化方法包括OTSU 二值化方法。統(tǒng)計二值化后的白色像素區(qū)域和黑色像素區(qū)域。如果白色區(qū)域較大，則判斷該圖像為臉部面光，反之則判斷為臉部背光。如果圖像為臉部面光圖像，則統(tǒng)計原圖像中白色像素區(qū)域?qū)?yīng)的像素灰度均值作為臉部亮度值；如果圖像為臉部背光圖像，則統(tǒng)計原圖像中黑色像素區(qū)域?qū)?yīng)的像素灰度均值作為臉部亮度值。
[0035]圖5為本發(fā)明一實施方式的人臉圖像檢測方法的流程圖。
[0036]如圖5所示，本發(fā)明的人臉圖像檢測方法包括:在步驟SI中，獲取人臉圖像；在步驟S2中，計算所述人臉圖像的臉部亮度值V的；在步驟S3中，判斷所述臉部亮度值是否處于設(shè)定亮度區(qū)間[l，h];如果在步驟S3中，判定臉部亮度值處于設(shè)定亮度區(qū)間[l，h]，則轉(zhuǎn)入步驟S5，并在步驟S5中對所獲取的人臉圖像進(jìn)行識別；如果在步驟S3中，判定臉部亮度值不處于設(shè)定亮度區(qū)間[1，h]，則轉(zhuǎn)入步驟S4，并在步驟S4中根據(jù)調(diào)整與人臉圖像獲取相關(guān)的參數(shù)，并重新獲取人臉圖像，直到所述人臉圖像處于設(shè)定亮度區(qū)間。
[0037]這里，與人臉圖像獲取相關(guān)的參數(shù)包括光源亮度和圖像獲取單元的曝光參數(shù)。判定所述臉部亮度值不處于設(shè)定亮度區(qū)間時，可調(diào)整光源的亮度和/或調(diào)整圖像獲取單元的曝光參數(shù)。具體調(diào)整方式如前所述，在此不再贅述
[0038]需要指出的是，雖然在本發(fā)明中調(diào)整曝光參數(shù)僅以曝光時間為例進(jìn)行說明，但是在實際應(yīng)用中不局限于此，而是可以調(diào)整其他曝光參數(shù)或同時調(diào)整幾個曝光參數(shù)。此外，在實際應(yīng)用中，當(dāng)判定所述臉部亮度值不處于設(shè)定亮度區(qū)間內(nèi)時，不局限于單獨調(diào)整光源亮度或圖像獲取單元的曝光參數(shù)，而是可以同時對二者進(jìn)行調(diào)整。
[0039]以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)區(qū)間。
【權(quán)利要求】
1.一種人臉識別裝置，其特征在于，包括: 圖像獲取單元(2)，其用于獲取人臉圖像； 光源(3)，其用于照射人臉以獲取人臉圖像；以及 控制處理單元(4)，其用于接收所述人臉圖像，判斷所述人臉圖像的臉部亮度值是否在設(shè)定亮度區(qū)間內(nèi)，并根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，以使所述人臉圖像的臉部亮度值處于設(shè)定亮度區(qū)間。
2.如權(quán)利要求1所述的人臉識別裝置，其特征在于，所述控制處理單元(4)包括: 計算部(40)，其計算所述人臉圖像的臉部亮度值； 判斷部(41)，其接收所述臉部亮度值，并判斷所述臉部亮度值是否在設(shè)定亮度區(qū)間內(nèi)； 控制部(42)，其根據(jù)所述判斷部的判斷結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，以使所述人臉圖像的臉部亮度值處于設(shè)定亮度區(qū)間；以及 識別部(43 )，其對處于亮度設(shè)定區(qū)間的人臉圖像進(jìn)行識別。
3.如權(quán)利要求2所述的人臉識別裝置，其特征在于，所述計算部(40)將所述人臉圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖，并根據(jù)該灰度圖計算所述臉部亮度值。
4.如權(quán)利要求2或3所述的人臉識別裝置，其特征在于， 當(dāng)所述判斷部(41)判定所述臉部亮度值處于設(shè)定亮度區(qū)間內(nèi)時，所述控制部(42)指示所述識別部(43)對所述人臉圖像進(jìn)行識別；以及 當(dāng)所述判斷部(41)判定所述臉部亮度值不處于設(shè)定亮度區(qū)間內(nèi)時，所述控制部(42)調(diào)整所述光源(3)的亮度和/或調(diào)整所述圖像獲取單元(2)的曝光參數(shù)，并指示所述圖像獲取單元(2)重新獲取人臉圖像。
5.如權(quán)利要求4所述的人臉識別裝置，其特征在于，所述控制部(42)通過調(diào)整所述光源(3)電流的大小來調(diào)整所述光源(3)的亮度。
6.如權(quán)利要求4所述的人臉識別裝置，其特征在于，所述光源(3)包括多個發(fā)光單元；所述控制部(42 )通過調(diào)整所述發(fā)光單元的開啟數(shù)量來調(diào)整所述光源(3 )的亮度。
7.—種人臉圖像檢測方法，其特征在于包括: 獲取人臉圖像的步驟； 計算所述人臉圖像的臉部亮度值的步驟； 判斷所述臉部亮度值是否處于設(shè)定亮度區(qū)間的步驟；以及 根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)行操作以使所述人臉圖像處于設(shè)定亮度區(qū)間的步驟。
8.如權(quán)利要求7所述的人臉圖像檢測方法，其特征在于，所述計算所述人臉圖像的臉部亮度值的步驟包括: 將所述人臉圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖的步驟；以及 根據(jù)所述灰度圖計算所述臉部亮度值的步驟。
9.如權(quán)利7或8所述的人臉圖像檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)行操作以使所述人臉圖像處于設(shè)定亮度區(qū)間的步驟包括: 當(dāng)判定所述臉部亮度值不處于設(shè)定亮度區(qū)間時，調(diào)整所述光源的亮度和/或調(diào)整所述圖像獲取單元(2)的曝光參數(shù)。
10.如權(quán)利要求9所述的人臉圖像檢測方法，其特征在于，調(diào)整所述光源電流的大小或所述光源的發(fā)光單元的開啟 數(shù)量來調(diào)整所述光源的亮度。
【文檔編號】G06K9/00GK103810463SQ201210457572
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月14日
【發(fā)明者】黃磊, 彭菲 申請人:漢王科技股份有限公司