用于面部辨識(shí)的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明大體上涉及圖像處理。更具體來說，本發(fā)明針對(duì)于面部辨識(shí)。
【背景技術(shù)】
[0002] 技術(shù)上的進(jìn)步已產(chǎn)生使用越來越強(qiáng)大的計(jì)算及通信能力的便攜式裝置。舉例來 說，當(dāng)前存在多種便攜式計(jì)算裝置，例如便攜式無線電話、個(gè)人數(shù)字助理（PDA)、膝上型計(jì)算 機(jī)、平板個(gè)人計(jì)算機(jī)、電子書閱讀器及類似者。更具體來說，許多這些裝置可包含用于拍攝 照片及視頻的數(shù)字成像傳感器，且可在有線或無線網(wǎng)絡(luò)上傳送語音和數(shù)據(jù)包。因此，此類便 攜式裝置可能夠下載視頻及圖像。在一個(gè)實(shí)施方案中，蜂窩式電話可存儲(chǔ)用戶認(rèn)識(shí)的人員 的聯(lián)系人列表。用戶還可能夠?qū)D片選擇性地指派給選定聯(lián)系人?？赏ㄟ^使用電話上的相 機(jī)俘獲所述圖像或通過從例如因特網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)下載適當(dāng)?shù)膱D片來接收?qǐng)D片。
[0003] 另外，面部辨識(shí)上的進(jìn)步已產(chǎn)生能夠在一些情形中識(shí)別未知的人員的系統(tǒng)。這些 系統(tǒng)可需要執(zhí)行事先培訓(xùn)，包括識(shí)別所述人的多個(gè)圖像。在一些實(shí)例中，以離線方式執(zhí)行所 述訓(xùn)練過程以確保所述訓(xùn)練過程的正確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的系統(tǒng)、方法和裝置各自具有若干方面，其中沒有單一方面單獨(dú)負(fù)責(zé)其所 期望屬性。在不限制如通過所附權(quán)利要求書表達(dá)的本發(fā)明的范圍的情況下，現(xiàn)在將簡(jiǎn)要地 論述一些特征。在考慮此論述之后，并且尤其在閱讀標(biāo)題為"詳細(xì)描述"的部分之后，將理 解本發(fā)明的特征如何提供多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，包含減少執(zhí)行觀測(cè)到的面部的面部辨識(shí)所需的已知面 部的圖像的數(shù)目。
[0005] 一個(gè)實(shí)施例是一種計(jì)算機(jī)實(shí)施的面部辨識(shí)的方法。所述方法可包含：接收用于識(shí) 別的觀測(cè)到的面部的多個(gè)圖像；至少基于所述多個(gè)圖像的兩個(gè)或更多個(gè)選定圖像而產(chǎn)生所 述觀測(cè)到的面部的模板；搜索已知人員的身份及對(duì)應(yīng)面部數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫；及至少基于所述 搜索而選擇所述已知人員的一或多個(gè)身份。所述搜索可至少基于所述觀測(cè)到的面部的所述 模板及所述已知人員的所述面部數(shù)據(jù)。在各種實(shí)施例中，所述計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法可進(jìn)一步 包含使用圖像傳感器俘獲所述觀測(cè)到的面部的所述多個(gè)圖像。所述數(shù)據(jù)庫的每一身份可與 基于一個(gè)參考圖像的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。產(chǎn)生所述觀測(cè)到的面部的所述模板可包含至少基于所述 多個(gè)圖像的所述兩個(gè)或更多個(gè)選定圖像的特征向量而產(chǎn)生所述觀測(cè)到的面部的子空間。在 一些實(shí)施例中，所述特征向量可至少基于所述選定的圖像的線性二進(jìn)制圖案直方圖。在其 它實(shí)施例中，所述特征向量可至少基于經(jīng)濾波的圖像塊的級(jí)聯(lián)。所述子空間可與所述多個(gè) 圖像的所述兩個(gè)或更多個(gè)選定圖像的所述特征向量的均值及方差相關(guān)聯(lián)。搜索所述數(shù)據(jù)庫 可包含確定所述觀測(cè)到的面部的所述模板與所述已知人員的對(duì)應(yīng)面部數(shù)據(jù)中的一或多者 中的每一者之間的誤差量度，其中所述誤差量度可基于卡方距離。所述一或多個(gè)身份的所 述選擇可基于所述誤差量度的閾值。所述計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法的一些實(shí)施例可進(jìn)一步包含基 于所述觀測(cè)到的面部的定向而選擇所述多個(gè)圖像中的所述兩個(gè)或更多個(gè)圖像。所述多個(gè)圖 像中的所述兩個(gè)或更多個(gè)圖像的所述選擇可進(jìn)一步基于所關(guān)注的面部特征。對(duì)所述多個(gè)圖 像中的所述兩個(gè)或更多個(gè)圖像的所述選擇可進(jìn)一步基于所述數(shù)據(jù)庫的所述面部數(shù)據(jù)的面 部定向。所述計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法的一些實(shí)施例可進(jìn)一步包含在圖形顯示器上顯示指示所述 一或多個(gè)選定身份的數(shù)據(jù)。所述計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法的一些實(shí)施例可進(jìn)一步包含：提示用戶 確認(rèn)對(duì)所述兩個(gè)或更多個(gè)選定身份的所述選擇；及響應(yīng)于所述用戶的所述確認(rèn)而更新所述 數(shù)據(jù)庫。
[0006] 又另一個(gè)實(shí)施例是一種面部辨識(shí)設(shè)備。所述設(shè)備可包含圖像接收器模塊、模板模 塊、搜索模塊及辨識(shí)模塊。所述圖像接收器模塊可包含配置處理器以接收用于識(shí)別的觀測(cè) 到的面部的多個(gè)圖像的指令。所述模板模塊可包含配置所述處理器以至少基于所述多個(gè)圖 像的兩個(gè)或更多個(gè)選定圖像而產(chǎn)生所述觀測(cè)到的面部的模板的指令。所述搜索模塊可包含 配置所述處理器以搜索已知人員的身份及對(duì)應(yīng)面部數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫的指令。
[0007] 再另一個(gè)實(shí)施例是一種存儲(chǔ)指令的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀媒體，所述指令在被執(zhí)行 時(shí)可致使處理器執(zhí)行以下方法：接收用于識(shí)別的觀測(cè)到的面部的多個(gè)圖像；至少基于所述 多個(gè)圖像的兩個(gè)或更多個(gè)選定圖像而產(chǎn)生所述觀測(cè)到的面部的模板；搜索已知人員的身份 及對(duì)應(yīng)面部數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫；及至少基于所述搜索而選擇所述已知人員的一或多個(gè)身份。
【附圖說明】
[0008] 圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的展示用以從已知人員的一個(gè)參考圖像識(shí)別未知人員的 系統(tǒng)的框圖。
[0009] 圖2是展示用以從多個(gè)圖像識(shí)別未知人員的客戶端-服務(wù)器系統(tǒng)的示范性實(shí)施例 的框圖。
[0010] 圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的面部辨識(shí)方法的數(shù)據(jù)流圖。
[0011] 圖4是展示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的辨識(shí)觀測(cè)到的面部的方法的流程圖。
[0012] 圖5展示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的使用面部檢測(cè)算法處理的圖像的說明性實(shí)例。
[0013] 圖6A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的特征提取過程的流程圖。
[0014] 圖6B展示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的應(yīng)用于像素的LBP操作的說明。
[0015] 圖7是面部辨識(shí)系統(tǒng)的示范性實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于從多個(gè)圖像識(shí)別未知人員的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施例 中，系統(tǒng)俘獲待辨識(shí)的人員的多個(gè)圖像且從將與來自已知人員的數(shù)據(jù)庫的參考圖像進(jìn)行比 較的圖像產(chǎn)生人員的面部的圖案或面部特征。舉例來說，可通過計(jì)算人員的面部的若干圖 像的特征向量來計(jì)算子空間，且可將此子空間與已知人員的參考特征向量進(jìn)行比較。在一 個(gè)實(shí)施例中，所述系統(tǒng)可實(shí)施在便攜式計(jì)算裝置（例如蜂窩式電話）中。舉例來說，用戶可 使用配備有相機(jī)的電話來俘獲參加會(huì)議的同事的視頻，且將來自所述視頻的那些多個(gè)圖像 與存儲(chǔ)在電話或服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫中的同事的單一圖像進(jìn)行比較以識(shí)別所述同事的姓名。
[0017] 在一個(gè)特定實(shí)例中，可將所述系統(tǒng)實(shí)施到具有成像傳感器及聯(lián)系人的數(shù)據(jù)庫的手 持式便攜式裝置上。在人員進(jìn)入房間時(shí)，用戶可拍攝所述人員的多個(gè)圖像，且所述系統(tǒng)可產(chǎn) 生合成圖像，且將所述合成圖像與和其聯(lián)系人一起存儲(chǔ)的所有圖像進(jìn)行比較。如果合成圖 像與聯(lián)系人數(shù)據(jù)庫中的人員匹配，那么進(jìn)入房間的人員的姓名、頭銜及圖像將顯示給用戶。 這將允許用戶識(shí)別會(huì)議內(nèi)的每一人員而不需要詢問每一人員的姓名。
[0018] 所揭示的方法、設(shè)備及系統(tǒng)可在訓(xùn)練中僅與每一人員的一個(gè)面部圖像作用。此可 更好地適應(yīng)舊式面部辨識(shí)數(shù)據(jù)庫，所述舊式面部辨識(shí)數(shù)據(jù)庫可每一人員僅提供一個(gè)參考圖 像。所揭示的面部辨識(shí)方法在辨識(shí)過程期間收集未知或觀測(cè)到的人員的一個(gè)以上面部圖 像。歸因于現(xiàn)代數(shù)碼相機(jī)（例如，與例如手機(jī)等移動(dòng)裝置集成的數(shù)碼相機(jī)）的幀速率（多30 幀/秒），多個(gè)圖像的集合可為可能的。這些多個(gè)面部圖像可用于建立觀測(cè)到的或未知人員 的面部圖像的模板或子空間。隨后將數(shù)據(jù)庫中的已知個(gè)人的參考面部數(shù)據(jù)或圖像與模板或 子空間進(jìn)行比較?？勺R(shí)別及辨識(shí)提供最接近的匹配的參考圖像。在具有有限計(jì)算資源的應(yīng) 用環(huán)境（例如，移動(dòng)裝置的應(yīng)用環(huán)境）中也可有用。
[0019] 面部的模板的實(shí)例包含但不限于聚集或組合多個(gè)面部圖像以形成圖像的復(fù)合物、 模型、圖案或代碼的結(jié)果。在一個(gè)實(shí)施例中，以縮小的形式存儲(chǔ)所述圖像以節(jié)省系統(tǒng)內(nèi)的存 儲(chǔ)空間。多個(gè)圖像的子空間是模板的實(shí)例。通過組合或比較多個(gè)圖像（例如，通過匯集操 作）而形成的圖像是模板的另一實(shí)例。
[0020] 面部數(shù)據(jù)的實(shí)例包含（例如）圖像及模板。在一個(gè)實(shí)施例中，面部數(shù)據(jù)在操作期 間以模板的形式存儲(chǔ)在參考數(shù)據(jù)庫中（例如）以減少存儲(chǔ)空間或處理。
[0021] 圖1展示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用以從已知人員的一個(gè)參考圖像識(shí)別未知人員的系 統(tǒng)100。系統(tǒng)100包含電子裝置102以識(shí)別未知人員104。電子裝置102包含耦合到處理 器112的圖像傳感器106、輸入裝置108、輸出裝置110。處理器112還耦合到存儲(chǔ)裝置114、 存儲(chǔ)器116及通信裝置118。存儲(chǔ)器116包含圖像接收器模塊120、子空間模塊124、搜索模 塊126、辨識(shí)模塊128及輸入/輸出（I/O)模塊130。電子裝置102經(jīng)配置以俘獲未知人員 104的多個(gè)圖像且向用戶（未圖示）識(shí)別未知人員的身份。
[0022] 成像傳感器106經(jīng)配置以響應(yīng)于來自執(zhí)行存儲(chǔ)器116的圖像接收器模塊120的特 定指令的處理器112的控制而俘獲及供應(yīng)圖像。成像傳感器106的實(shí)例包含數(shù)字電荷耦合 裝置（CCD)相機(jī)、紅外相機(jī)及類似者。在一些實(shí)施例中，成像傳感器106是任選的，且未知 人員104的圖像（例如）存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置114或存儲(chǔ)器116中且從存儲(chǔ)裝置114或存儲(chǔ)器 116檢索，或從輸入裝置108或通信裝置118接收，如下文將參考圖2所論述。
[0023] 輸入裝置108可包含顯示器、小鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏、麥克風(fēng)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器或端口 (例如，用于便攜式數(shù)據(jù)裝置的光盤驅(qū)動(dòng)器或通