一種復(fù)雜場(chǎng)景中人眼定位方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于人臉識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)雜場(chǎng)景中人眼定位方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 人臉識(shí)別是模式識(shí)別研究領(lǐng)域的重要課題，在信息安全、出入口訪問控制、智能卡 等方面有著良好的應(yīng)用前景。其中，二維和三維人臉識(shí)別方法中一個(gè)很重要的過程就是人 眼的檢測(cè)和定位，這是由于眼睛區(qū)域包含了豐富的可用于個(gè)體區(qū)分的重要信息，不僅可以 提高識(shí)別和檢測(cè)的速度，而且能夠降低識(shí)別算法的復(fù)雜度。同時(shí)，由于雙眼位置和間距受光 照和表情變化的影響最小，眼睛的定位又是人臉圖像進(jìn)行位置、大小和角度歸一化的前提， 也是人臉其他部件眉毛、鼻子、嘴巴等檢測(cè)和抽取的基礎(chǔ)。因此，人眼的自動(dòng)定位成為人臉 識(shí)別研究中的一個(gè)基本且非常重要的課題。
[0003]目前，針對(duì)人眼定位的方法有很多，主要包括基于模板匹配的方法、基于灰度投影 的方法和基于分類器設(shè)計(jì)的方法等，其中，這些人眼定位方法存在缺陷，具體為：
[0004] 在基于模板匹配的方法中，需要分別使用左眼模板和右眼模板在圖像中進(jìn)行匹 配，不需要大量的先驗(yàn)知識(shí)，但是其對(duì)初始位置有要求并且計(jì)算量大；
[0005] 基于灰度投影法，由于其計(jì)算量小的特點(diǎn)常常被用作人眼的定位，但是該方法需 要大量的圖像預(yù)處理，并且受光照和遮擋的影響較大，對(duì)于出現(xiàn)頭發(fā)的遮擋會(huì)使得算法失 效；
[0006]基于分類器設(shè)計(jì)方法主要包括支持向量機(jī)（SupportVectorMachine，SVM)、神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、迭代算法AdaBoost等，這些方法將人眼定位作為一個(gè)分類問題，其定位精度較高， 但是在大場(chǎng)景中，人眼作為微弱目標(biāo)存在，利用分類器全局多次搜索圖像計(jì)算量大，過程繁 瑣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在復(fù)雜大場(chǎng)景下，對(duì)人臉進(jìn)行快速準(zhǔn)確定位的復(fù) 雜場(chǎng)景中人眼定位方法。
[0008] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種復(fù)雜場(chǎng)景中人眼定位方法，所述方法包括下述步驟：
[0009] 對(duì)獲取到的圖像進(jìn)行人臉圖像處理和檢測(cè)，生成包含純?nèi)四槄^(qū)域的人臉圖像；
[0010] 對(duì)包含純?nèi)四槄^(qū)域的人臉圖像進(jìn)行對(duì)比度增強(qiáng)處理，獲得凸顯人臉眼部的灰度特 征的人臉圖像；
[0011] 在凸顯人臉眼部的灰度特征的人臉圖像上進(jìn)行人眼的初步定位處理，獲取候選眼 睛區(qū)域的人眼圖像；
[0012] 根據(jù)獲取到的候選眼睛區(qū)域中眼睛中心的位置，計(jì)算所述眼睛中心在采集到的圖 像中的坐標(biāo)，并標(biāo)記。
[0013] 作為一種改進(jìn)的方案，所述對(duì)采集到的圖像進(jìn)行人臉圖像處理和檢測(cè)，生成包含 純?nèi)四槄^(qū)域的人臉圖像的步驟具體包括下述步驟：
[0014] 將獲取到的RGB圖像轉(zhuǎn)換為彩色空間圖像；
[0015] 對(duì)所述彩色空間圖像進(jìn)行基于膚色的模型分析以及基于形態(tài)學(xué)的運(yùn)算處理，得到 基于灰度的人臉圖像；
[0016] 對(duì)基于形態(tài)學(xué)運(yùn)算處理后的人臉圖像進(jìn)行區(qū)域篩選，獲取基于灰度的人臉候選區(qū) 域的圖像；
[0017] 根據(jù)獲取到的人臉候選區(qū)域的圖像，獲取人臉候選截圖；
[0018] 將所述人臉候選截圖轉(zhuǎn)換為灰度圖像，并對(duì)所述灰度圖像進(jìn)行人臉區(qū)域的檢測(cè)， 生成包含純?nèi)四槄^(qū)域的人臉圖像。
[0019] 作為一種改進(jìn)的方案，所述對(duì)包含純?nèi)四槄^(qū)域的人臉圖像進(jìn)行對(duì)比度增強(qiáng)處理， 獲得凸顯人臉眼部的灰度特征的人臉圖像的步驟具體包括下述步驟：
[0020] 對(duì)包含純?nèi)四槄^(qū)域的人臉圖像進(jìn)行高帽變換處理；
[0021] 對(duì)人臉圖像進(jìn)行低帽變換處理；
[0022] 對(duì)人臉圖像進(jìn)行對(duì)比度增強(qiáng)計(jì)算；
[0023] 對(duì)對(duì)比度增強(qiáng)計(jì)算后的人臉圖像進(jìn)行二值化處理；
[0024] 對(duì)二值化處理后的人臉圖像進(jìn)行濾除處理，得到凸顯人臉眼部的灰度特征的人臉 圖像。
[0025] 作為一種改進(jìn)的方案，所述在凸顯人臉眼部的灰度特征的人臉圖像上進(jìn)行人眼的 初步定位處理，獲取候選眼睛區(qū)域的人眼圖像的步驟具體包括下述步驟：
[0026] 對(duì)凸顯人臉眼部的灰度特征的人臉圖像進(jìn)行裁圖，并剔除邊緣頭發(fā)區(qū)域；
[0027] 對(duì)剔除邊緣頭發(fā)區(qū)域的人臉圖像進(jìn)行篩選，選取其中2個(gè)區(qū)域作為候選眼睛區(qū) 域；
[0028] 對(duì)選取到的2個(gè)候選眼睛區(qū)域進(jìn)行框圖標(biāo)注和填充，形成掩膜二值圖像；
[0029] 將所述掩膜二值圖像與裁圖后的灰度特征的人臉圖像進(jìn)行摳圖處理，獲得粗左眼 圖像和粗右眼圖像；
[0030] 將所述粗左眼圖像和粗右眼圖像送入支持向量機(jī)分類器進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)證，獲取符合 人眼特征的候選眼睛區(qū)域的人眼圖像，并輸出。
[0031] 作為一種改進(jìn)的方案，所述在凸顯人臉眼部的灰度特征的人臉圖像上進(jìn)行人眼的 初步定位處理，獲取候選眼睛區(qū)域的人眼圖像的步驟之后，所述根據(jù)獲取到的候選眼睛區(qū) 域中眼睛中心的位置，計(jì)算所述眼睛中心在采集到的圖像中的坐標(biāo)的步驟之前還包括下述 步驟：
[0032] 對(duì)獲取到的候選眼睛區(qū)域的人眼圖像，進(jìn)行候選眼睛區(qū)域的瞳孔中心進(jìn)行定位， 確定候選眼睛區(qū)域中眼睛中心的位置。
[0033] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種復(fù)雜場(chǎng)景中人眼定位系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
[0034] 人臉圖像生成模塊，用于對(duì)獲取到的圖像進(jìn)行人臉圖像處理和檢測(cè)，生成包含純 人臉區(qū)域的人臉圖像；
[0035] 對(duì)比度增強(qiáng)處理模塊，用于對(duì)包含純?nèi)四槄^(qū)域的人臉圖像進(jìn)行對(duì)比度增強(qiáng)處理， 獲得凸顯人臉眼部的灰度特征的人臉圖像；
[0036] 候選眼睛區(qū)域獲取模塊，用于在凸顯人臉眼部的灰度特征的人臉圖像上進(jìn)行人眼 的初步定位處理，獲取候選眼睛區(qū)域的人眼圖像；
[0037] 眼睛中心計(jì)算標(biāo)記模塊，用于根據(jù)獲取到的候選眼睛區(qū)域中眼睛中心的位置，計(jì) 算所述眼睛中心在采集到的圖像中的坐標(biāo)，并標(biāo)記。
[0038] 作為一種改進(jìn)的方案，所述人臉圖像生成模塊具體包括：
[0039] 色彩轉(zhuǎn)換模塊，用于將獲取到的RGB圖像轉(zhuǎn)換為彩色空間圖像；
[0040] 膚色模型分析模塊，用于對(duì)所述彩色空間圖像進(jìn)行基于膚色的模型分析；
[0041] 形態(tài)學(xué)運(yùn)算模塊，用于基于形態(tài)學(xué)的運(yùn)算處理，得到基于灰度的人臉圖像；
[0042] 區(qū)域篩選模塊，用于對(duì)基于形態(tài)學(xué)運(yùn)算處理后的人臉圖像進(jìn)行區(qū)域篩選，獲取基 于灰度的人臉候選區(qū)域的圖像；
[0043] 人臉候選截圖獲取模塊，用于根據(jù)獲取到的人臉候選區(qū)域的圖像，獲取人臉候選 截圖；
[0044] 轉(zhuǎn)換檢測(cè)模塊，用于將所述人臉候選截圖轉(zhuǎn)換為灰度圖像，并對(duì)所述灰度圖像進(jìn) 行人臉區(qū)域的檢測(cè)，生成包含純?nèi)四槄^(qū)域的人臉圖像。
[0045] 作為一種改進(jìn)的方案，所述對(duì)比度增強(qiáng)處理模塊具體包括：
[0046] 高帽變換處理模塊，用于對(duì)包含純?nèi)四槄^(qū)域的人臉圖像進(jìn)行高帽變換處理；
[0047] 低帽變換處理模塊，用于對(duì)人臉圖像進(jìn)行低帽變換處理；
[0048] 對(duì)比度增強(qiáng)計(jì)算模塊，用于對(duì)人臉圖像進(jìn)行對(duì)比度增強(qiáng)計(jì)算；
[0049] 二值化處理模塊，用于對(duì)對(duì)比度增強(qiáng)計(jì)算后的人臉圖像進(jìn)行二值化處理；
[0050] 濾除處理模塊，用于對(duì)二值化處理后的人臉圖像進(jìn)行濾除處理，得到凸顯人臉眼 部的灰度特征的人臉圖像。
[0051] 作為一種改進(jìn)的方案，所述候選眼睛區(qū)域獲取模塊具體包括：
[0052] 截圖處理模塊，用于對(duì)凸顯人臉眼部的灰度特征的人臉圖像進(jìn)行裁圖，并剔除邊 緣頭發(fā)區(qū)域；
[0053] 篩選模塊，用于對(duì)剔除邊緣頭發(fā)區(qū)域的人臉圖像進(jìn)行篩選，選取其中2個(gè)區(qū)域作 為候選眼睛區(qū)域；
[0054] 掩膜二值圖像形成模塊，用于對(duì)選取到的2個(gè)候選眼睛區(qū)域進(jìn)行框圖標(biāo)注和填 充，形成掩膜二值圖像；
[0055] 摳圖處理模塊，用于將所述掩膜二值圖像與裁圖后的灰度特征的人臉圖像進(jìn)行摳 圖處理，獲得粗左眼圖像和粗右眼圖像；
[0056] 分類檢測(cè)驗(yàn)證模塊，用于將所述粗左眼圖像和粗右眼圖像送入支持向量機(jī)分類器 進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)證，獲取符合人眼特征的候選眼睛區(qū)域的人眼圖像，并輸出。
[0057] 作為一種改進(jìn)的方案，所述系統(tǒng)還包括：
[0058] 瞳孔中心定位模塊，用于對(duì)獲取到的候選眼睛區(qū)域的人眼圖像，進(jìn)行候選眼睛區(qū) 域的瞳孔中心進(jìn)行定位，確定候選眼睛區(qū)域中眼睛中心的位置。
[0059] 在本發(fā)明實(shí)施例中，對(duì)獲取到的圖像進(jìn)行人臉圖像處理和檢測(cè)，生成包含純?nèi)四?區(qū)域的人臉圖像；對(duì)包含純?nèi)四槄^(qū)域的人臉圖像進(jìn)行對(duì)比度增強(qiáng)處理，獲得凸顯人臉眼部 的灰度特征的人臉圖像；在凸顯人臉眼部的灰度特征的人臉圖像上進(jìn)行人眼的初步定位處 理，獲取候選眼睛區(qū)域的人眼圖像；根據(jù)獲取到的候選眼睛區(qū)域中眼睛中心的位置，計(jì)算眼 睛中心在采集到的圖像中的坐標(biāo)，并標(biāo)記，實(shí)現(xiàn)在大場(chǎng)景下對(duì)人臉進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的定位。
【附圖說明】
[0060] 圖1是本發(fā)明提供的復(fù)雜場(chǎng)景中人眼定位方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0061] 圖