一種基于多姿態(tài)識(shí)別的人臉驗(yàn)證方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于多姿態(tài)識(shí)別的人臉驗(yàn)證方法及裝置,其中基于多姿態(tài)識(shí)別的人臉驗(yàn)證方法包括:獲取同一張人臉在至少兩種不同姿態(tài)下的待驗(yàn)證人臉圖像;對(duì)每個(gè)待驗(yàn)證人臉圖像進(jìn)行特征提取,得到每個(gè)待驗(yàn)證人臉圖像的特征;依據(jù)每個(gè)待驗(yàn)證人臉圖像的特征,對(duì)每個(gè)待驗(yàn)證人臉圖像進(jìn)行姿態(tài)識(shí)別,得到每個(gè)待驗(yàn)證人臉圖像的姿態(tài)類別;將每個(gè)待驗(yàn)證人臉圖像的特征與人臉圖像庫(kù)中具有相同姿態(tài)類別的人臉圖像的特征進(jìn)行匹配,得到匹配結(jié)果;當(dāng)匹配結(jié)果表明匹配時(shí),獲取待驗(yàn)證人臉圖像的身份信息,這樣通過(guò)對(duì)不同姿態(tài)下的待驗(yàn)證人臉圖像的驗(yàn)證來(lái)獲取待驗(yàn)證人臉圖像的身份信息,降低姿態(tài)因素對(duì)人臉驗(yàn)證的影響,提高人臉驗(yàn)證的準(zhǔn)確度。
【專利說(shuō)明】一種基于多姿態(tài)識(shí)別的人臉驗(yàn)證方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及人臉識(shí)別【技術(shù)領(lǐng)域】,特別涉及一種基于多姿態(tài)識(shí)別的人臉驗(yàn)證方法及 裝直。
【背景技術(shù)】
[0002] 人臉驗(yàn)證技術(shù)是計(jì)算機(jī)識(shí)別領(lǐng)域非?;钴S的研究課題,主要包括三個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié): 預(yù)處理、人臉特征提取和分類器設(shè)計(jì)。由于人臉驗(yàn)證技術(shù)在人臉識(shí)別中的優(yōu)勢(shì),人臉驗(yàn)證技 術(shù)在安全領(lǐng)域得到較為廣泛的應(yīng)用,但仍然存在許多不確定的因素制約著人臉驗(yàn)證技術(shù)的 應(yīng)用和發(fā)展。
[0003] 例如,姿態(tài)因素:在不同姿態(tài)下人臉圖像會(huì)發(fā)生變化,部分面部特征會(huì)被遮擋;光 照因素:不同強(qiáng)度和方向的光照下人臉圖像也會(huì)發(fā)生很大的變化;情緒因素:由于人在不 同的情緒下表現(xiàn)出來(lái)的不同的表情也會(huì)引起人臉表面輪廓和紋理的變化等,這些因素都影 響著人臉驗(yàn)證的準(zhǔn)確度。
[0004] 其中上述姿態(tài)因素嚴(yán)重影響多姿態(tài)下人臉驗(yàn)證的準(zhǔn)確度,為此本發(fā)明提供一種基 于多姿態(tài)識(shí)別的人臉驗(yàn)證方法及裝置,用于提高多姿態(tài)下人臉驗(yàn)證的準(zhǔn)確度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 有鑒于此,本發(fā)明提供一種基于多姿態(tài)識(shí)別的人臉驗(yàn)證方法及裝置,用于提高多 姿態(tài)下人臉驗(yàn)證的準(zhǔn)確度。技術(shù)方案:
[0006] 本發(fā)明提供一種基于多姿態(tài)識(shí)別的人臉驗(yàn)證方法,包括:
[0007] 獲取同一張人臉在至少兩種不同姿態(tài)下的待驗(yàn)證人臉圖像;
[0008] 對(duì)每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像進(jìn)行特征提取,得到每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的特 征;
[0009] 依據(jù)每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征,對(duì)每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像進(jìn)行姿態(tài)識(shí) 另IJ,得到每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的姿態(tài)類別;
[0010] 將每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征與預(yù)先建立的人臉圖像庫(kù)中具有相同所述姿 態(tài)類別的人臉圖像的特征進(jìn)行匹配,得到匹配結(jié)果;
[0011] 當(dāng)所述匹配結(jié)果表明至少一個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征與預(yù)先建立的人臉圖 像庫(kù)中具有相同所述姿態(tài)類別的人臉圖像的特征匹配時(shí),獲取所述待驗(yàn)證人臉圖像的身份 信息;
[0012] 當(dāng)所述匹配結(jié)果表明每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征與預(yù)先建立的人臉圖像庫(kù) 中具有相同所述姿態(tài)類別的人臉圖像的特征都不匹配時(shí),指示人臉驗(yàn)證失敗。
[0013] 優(yōu)選地,所述方法還包括:
[0014] 獲取多種姿態(tài)的人臉圖像;
[0015] 對(duì)每個(gè)所述人臉圖像進(jìn)行特征提取,得到每個(gè)所述人臉圖像的特征;
[0016] 將所述人臉圖像的姿態(tài)類別和所述特征記錄在所述人臉圖像庫(kù)中,得到所述人臉 圖像庫(kù)。
[0017] 優(yōu)選地,所述獲取人臉面部向右旋轉(zhuǎn)、向左旋轉(zhuǎn)、正面、正面抬頭和正面低頭的人 臉圖像,其中向右旋轉(zhuǎn)包括:向右旋轉(zhuǎn)90度、70度、50度、30度、10度,向左旋轉(zhuǎn)包括向左旋 轉(zhuǎn)90度、70度、50度、30度、10度。
[0018] 優(yōu)選地,所述對(duì)每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像進(jìn)行特征提取,得到每個(gè)所述待驗(yàn)證人 臉圖像的特征包括:
[0019] 采用局部線性嵌入方法對(duì)所述待驗(yàn)證人臉圖像進(jìn)行維數(shù)約減,以得到所述待驗(yàn)證 人臉圖像的特征。
[0020] 優(yōu)選地,所述依據(jù)每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征,對(duì)每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像 進(jìn)行姿態(tài)識(shí)別,得到每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的姿態(tài)類別包括:
[0021] 利用所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征、待確定的所述待驗(yàn)證人臉圖像的姿態(tài)類別、所 述人臉圖像庫(kù)的特征和所述人臉圖像庫(kù)的姿態(tài)類別建立含有缺失項(xiàng)的低秩矩陣;
[0022] 對(duì)所述低秩矩陣求解,以確定所述待驗(yàn)證人臉圖像的姿態(tài)類別。
[0023] 本發(fā)明還提供一種基于多姿態(tài)識(shí)別的人臉驗(yàn)證裝置,包括:
[0024] 第一獲取單元,用于獲取同一張人臉在至少兩種不同姿態(tài)下的待驗(yàn)證人臉圖像;
[0025] 特征提取單元,用于對(duì)每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像進(jìn)行特征提取,得到每個(gè)所述待 驗(yàn)證人臉圖像的特征;
[0026] 識(shí)別單元,用于依據(jù)每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征,對(duì)每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖 像進(jìn)行姿態(tài)識(shí)別,得到每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的姿態(tài)類別;
[0027] 匹配單元,用于將每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征與預(yù)先建立的人臉圖像庫(kù)中具 有相同所述姿態(tài)類別的人臉圖像的特征進(jìn)行匹配,得到匹配結(jié)果;
[0028] 第二獲取單元,用于當(dāng)所述匹配結(jié)果表明至少一個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征與 預(yù)先建立的人臉圖像庫(kù)中具有相同所述姿態(tài)類別的人臉圖像的特征匹配時(shí),獲取所述待驗(yàn) 證人臉圖像的身份信息;
[0029] 指示單元,用于當(dāng)所述匹配結(jié)果表明每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征與預(yù)先建立 的人臉圖像庫(kù)中具有相同所述姿態(tài)類別的人臉圖像的特征都不匹配時(shí),指示人臉驗(yàn)證失 敗。
[0030] 優(yōu)選地,所述裝置還包括:
[0031] 第三獲取單元,用于獲取多種姿態(tài)的人臉圖像;
[0032] 提取單元,用于對(duì)每個(gè)所述人臉圖像進(jìn)行特征提取,得到每個(gè)所述人臉圖像的特 征;
[0033] 記錄單元,用于將所述人臉圖像的姿態(tài)類別和所述特征記錄在所述人臉圖像庫(kù) 中,得到所述人臉圖像庫(kù)。
[0034] 優(yōu)選地,所述第三獲取單元獲取的人臉圖像包括:人臉面部向右旋轉(zhuǎn)、向左旋轉(zhuǎn)、 正面、正面抬頭和正面低頭的人臉圖像,其中向右旋轉(zhuǎn)包括:向右旋轉(zhuǎn)90度、70度、50度、30 度、10度,向左旋轉(zhuǎn)包括向左旋轉(zhuǎn)90度、70度、50度、30度、10度。
[0035] 優(yōu)選地,所述特征提取單元對(duì)每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像進(jìn)行特征提取,得到每個(gè) 所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征包括:采用局部線性嵌入裝置對(duì)所述待驗(yàn)證人臉圖像進(jìn)行維數(shù) 約減,以得到所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征。
[0036] 優(yōu)選地,所述識(shí)別單元包括:矩陣建立子單元和處理子單元;
[0037] 所述矩陣建立子單元,用于利用所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征、待確定的所述待驗(yàn) 證人臉圖像的姿態(tài)類別、所述人臉圖像庫(kù)的特征和所述人臉圖像庫(kù)的姿態(tài)類別建立含有缺 失項(xiàng)的低秩矩陣;
[0038] 所述處理子單元,用于對(duì)所述低秩矩陣求解,以確定所述待驗(yàn)證人臉圖像的姿態(tài) 類別。
[0039] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明包括以下優(yōu)點(diǎn):
[0040] 從上述技術(shù)方案可以看出,本發(fā)明提供的基于多姿態(tài)識(shí)別的人臉驗(yàn)證方法,通過(guò) 對(duì)不同姿態(tài)下的待驗(yàn)證人臉圖像的驗(yàn)證來(lái)獲取待驗(yàn)證人臉圖像的身份信息,降低姿態(tài)因素 對(duì)人臉驗(yàn)證的影響,提高人臉驗(yàn)證的準(zhǔn)確度。
[0041] 當(dāng)然,實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0042] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使 用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見(jiàn)地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其 他的附圖。
[0043] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于多姿態(tài)識(shí)別的人臉驗(yàn)證方法的一種流程圖;
[0044] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例與待驗(yàn)證人臉圖像具有相同姿態(tài)類別的人臉圖像;
[0045] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于多姿態(tài)識(shí)別的人臉驗(yàn)證方法的另一種流程圖;
[0046] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于多姿態(tài)識(shí)別的人臉驗(yàn)證裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖;
[0047] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于多姿態(tài)識(shí)別的人臉驗(yàn)證裝置的另一種結(jié)構(gòu)示意 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048] 為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明,下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖, 對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明 一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有 做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0049] 請(qǐng)參閱圖1,其示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于多姿態(tài)識(shí)別的人臉驗(yàn)證方法 的一種流程圖,可以包括以下步驟:
[0050] 101 :獲取同一張人臉在至少兩種不同姿態(tài)下的待驗(yàn)證人臉圖像。在本發(fā)明實(shí)施例 中,不同姿態(tài)可以根據(jù)人臉的相對(duì)于正面時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度來(lái)確定,在本發(fā)明實(shí)施例中可以首 先獲取一種姿態(tài)下的待驗(yàn)證人臉圖像,再對(duì)其進(jìn)行鏡像處理來(lái)生成多種姿態(tài)下的待驗(yàn)證人 臉圖像,這樣可以提供更多的驗(yàn)證信息,提高驗(yàn)證準(zhǔn)確度。
[0051] 102:對(duì)每個(gè)待驗(yàn)證人臉圖像進(jìn)行特征提取,得到每個(gè)待驗(yàn)證人臉圖像的特征。
[0052] 其中特征提取是計(jì)算機(jī)視覺(jué)和圖像處理中的一個(gè)關(guān)鍵步驟,用于使用計(jì)算機(jī)提取 圖像信息來(lái)決定每個(gè)圖像的點(diǎn)是否屬于一個(gè)圖像特征。特征提取的最終結(jié)果是把圖像上的 點(diǎn)分為不同的子集,這些子集往往屬于孤立的點(diǎn)、連續(xù)的曲線或者連續(xù)的區(qū)域。
[0053] 目前特征提取的方式有多種,如局部特征提取,基于算子的特征提取等。本發(fā)明實(shí) 施例提供一種特征提取的可行方式:采用局部線性嵌入(Locally Linear Embedding,LLE) 方法對(duì)待驗(yàn)證人臉圖像進(jìn)行維數(shù)約減,以得到待驗(yàn)證人臉圖像的特征。
[0054] LLE方法是一種局部流行學(xué)習(xí)算法,其主要思想是通過(guò)保持?jǐn)?shù)據(jù)的局部領(lǐng)域結(jié)果 來(lái)獲取高維數(shù)據(jù)的低維數(shù)據(jù),所述低維數(shù)據(jù)即通過(guò)LLE方法得到的特征,下面簡(jiǎn)單介紹下 LLE方法的流程:
[0055] 首先,將待驗(yàn)證人臉圖像轉(zhuǎn)換成樣本X = [X1, X2,…,xn],計(jì)算樣本Xi的鄰域,樣本 點(diǎn)Xi的鄰域由樣本點(diǎn)X i和距離樣本點(diǎn)Xi的最近的K個(gè)鄰域構(gòu)成,其中η是樣本的總個(gè)數(shù), K為一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值,是選取最相近的鄰域的個(gè)數(shù);
[0056] 其次,在樣本Xi的鄰域中計(jì)算重構(gòu)權(quán)Wij使得重構(gòu)誤差最?。褐貥?gòu)權(quán)W ij的計(jì)算公 式
【權(quán)利要求】
1. 一種基于多姿態(tài)識(shí)別的人臉驗(yàn)證方法,其特征在于,包括: 獲取同一張人臉在至少兩種不同姿態(tài)下的待驗(yàn)證人臉圖像; 對(duì)每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像進(jìn)行特征提取,得到每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征; 依據(jù)每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征,對(duì)每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像進(jìn)行姿態(tài)識(shí)別,得 到每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的姿態(tài)類別; 將每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征與預(yù)先建立的人臉圖像庫(kù)中具有相同所述姿態(tài)類 別的人臉圖像的特征進(jìn)行匹配,得到匹配結(jié)果; 當(dāng)所述匹配結(jié)果表明至少一個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征與預(yù)先建立的人臉圖像庫(kù) 中具有相同所述姿態(tài)類別的人臉圖像的特征匹配時(shí),獲取所述待驗(yàn)證人臉圖像的身份信 息; 當(dāng)所述匹配結(jié)果表明每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征與預(yù)先建立的人臉圖像庫(kù)中具 有相同所述姿態(tài)類別的人臉圖像的特征都不匹配時(shí),指示人臉驗(yàn)證失敗。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法還包括: 獲取多種姿態(tài)的人臉圖像; 對(duì)每個(gè)所述人臉圖像進(jìn)行特征提取,得到每個(gè)所述人臉圖像的特征; 將所述人臉圖像的姿態(tài)類別和所述特征記錄在所述人臉圖像庫(kù)中,得到所述人臉圖像 庫(kù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述獲取人臉面部向右旋轉(zhuǎn)、向左旋轉(zhuǎn)、 正面、正面抬頭和正面低頭的人臉圖像,其中向右旋轉(zhuǎn)包括:向右旋轉(zhuǎn)90度、70度、50度、30 度、10度,向左旋轉(zhuǎn)包括向左旋轉(zhuǎn)90度、70度、50度、30度、10度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述對(duì)每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像進(jìn)行特 征提取,得到每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征包括: 采用局部線性嵌入方法對(duì)所述待驗(yàn)證人臉圖像進(jìn)行維數(shù)約減,W得到所述待驗(yàn)證人臉 圖像的特征。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述依據(jù)每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的特 征,對(duì)每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像進(jìn)行姿態(tài)識(shí)別,得到每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的姿態(tài)類別 包括: 利用所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征、待確定的所述待驗(yàn)證人臉圖像的姿態(tài)類別、所述人 臉圖像庫(kù)的特征和所述人臉圖像庫(kù)的姿態(tài)類別建立含有缺失項(xiàng)的低秩矩陣; 對(duì)所述低秩矩陣求解,W確定所述待驗(yàn)證人臉圖像的姿態(tài)類別。
6. -種基于多姿態(tài)識(shí)別的人臉驗(yàn)證裝置,其特征在于,包括: 第一獲取單元,用于獲取同一張人臉在至少兩種不同姿態(tài)下的待驗(yàn)證人臉圖像; 特征提取單元,用于對(duì)每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像進(jìn)行特征提取,得到每個(gè)所述待驗(yàn)證 人臉圖像的特征; 識(shí)別單元,用于依據(jù)每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征,對(duì)每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像進(jìn) 行姿態(tài)識(shí)別,得到每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的姿態(tài)類別; 匹配單元,用于將每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征與預(yù)先建立的人臉圖像庫(kù)中具有相 同所述姿態(tài)類別的人臉圖像的特征進(jìn)行匹配,得到匹配結(jié)果; 第二獲取單元,用于當(dāng)所述匹配結(jié)果表明至少一個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征與預(yù)先 建立的人臉圖像庫(kù)中具有相同所述姿態(tài)類別的人臉圖像的特征匹配時(shí),獲取所述待驗(yàn)證人 臉圖像的身份信息; 指示單元,用于當(dāng)所述匹配結(jié)果表明每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征與預(yù)先建立的人 臉圖像庫(kù)中具有相同所述姿態(tài)類別的人臉圖像的特征都不匹配時(shí),指示人臉驗(yàn)證失敗。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置,其特征在于,所述裝置還包括: 第H獲取單元,用于獲取多種姿態(tài)的人臉圖像; 提取單元,用于對(duì)每個(gè)所述人臉圖像進(jìn)行特征提取,得到每個(gè)所述人臉圖像的特征; 記錄單元,用于將所述人臉圖像的姿態(tài)類別和所述特征記錄在所述人臉圖像庫(kù)中,得 到所述人臉圖像庫(kù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置,其特征在于,所述第H獲取單元獲取的人臉圖像包括: 人臉面部向右旋轉(zhuǎn)、向左旋轉(zhuǎn)、正面、正面抬頭和正面低頭的人臉圖像,其中向右旋轉(zhuǎn)包括: 向右旋轉(zhuǎn)90度、70度、50度、30度、10度,向左旋轉(zhuǎn)包括向左旋轉(zhuǎn)90度、70度、50度、30度、 10度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置,其特征在于,所述特征提取單元對(duì)每個(gè)所述待驗(yàn)證人 臉圖像進(jìn)行特征提取,得到每個(gè)所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征包括:采用局部線性嵌入裝置 對(duì)所述待驗(yàn)證人臉圖像進(jìn)行維數(shù)約減,W得到所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置,其特征在于,所述識(shí)別單元包括:矩陣建立子單元和 處理子單元; 所述矩陣建立子單元,用于利用所述待驗(yàn)證人臉圖像的特征、待確定的所述待驗(yàn)證人 臉圖像的姿態(tài)類別、所述人臉圖像庫(kù)的特征和所述人臉圖像庫(kù)的姿態(tài)類別建立含有缺失項(xiàng) 的低秩矩陣; 所述處理子單元,用于對(duì)所述低秩矩陣求解,W確定所述待驗(yàn)證人臉圖像的姿態(tài)類別。
【文檔編號(hào)】G06K9/64GK104463237SQ201410795404
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月18日
【發(fā)明者】蔡苗苗, 謝衍濤, 陳繼 申請(qǐng)人:中科創(chuàng)達(dá)軟件股份有限公司