專利名稱：實現(xiàn)瞳孔鎖定拍照的方法和拍攝設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種拍照方法和拍攝設備，特別是涉及一種實現(xiàn)瞳孔鎖定拍照的方法 和拍攝設備。
背景技術：
隨著人類科技的發(fā)展，人們再也不需要花費大筆的錢去買相機底片，更不需要花 錢去照相館把一張一張照片洗出來了，只要手上有一臺能拍攝數(shù)碼照片的拍攝設備，想拍 什么就拍什么，完全不需要擔心底片會不夠，更不需要煩惱要看照片還得去照相館把照片 洗出來的問題，因為你只要有一張夠大的記憶卡，一臺計算機，想照幾張就有幾張，想看哪 些照片，簡單的用鼠標點兩下，就可以輕輕松松看到自己拍下的照片了。然而，人們在使用能拍攝數(shù)碼照片的拍攝設備進行拍照過程中，可能會碰到同樣 的麻煩“小朋友總是不好好看著鏡頭”。目前，市場上出售的各種能拍攝數(shù)碼照片的拍攝設備中，有許多有人臉對焦的功 能，即當使用者在顯示屏中看到人臉出現(xiàn)白色對焦框(表示辨識到人臉)時半按快門，在 對焦框變成綠色(表示人臉對焦完成)時完全按下快門，即可拍出清晰的人臉照片。然而 此種人臉對焦的功能在拍攝小朋友時的效果仍然不佳，因為小朋友多半好動，不會乖乖面 對鏡頭，拍攝者在取景時，雖然拍攝設備仍可以辨識小朋友的臉部，產(chǎn)生對焦框，但是在拍 攝者要按下快門的瞬間，小朋友可能已經(jīng)移動，或者頭部轉動，經(jīng)常拍不出小朋友的清晰臉 孔。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種實現(xiàn)瞳孔鎖定拍照的拍攝設備，能對被拍攝者的 瞳孔進行鎖定并拍照，防止人臉瞬時轉動造成所拍照片中人臉部位的不清晰。此外，還有必要提供一種實現(xiàn)瞳孔鎖定拍照的方法，能對被拍攝者的瞳孔進行鎖 定并拍照，防止人臉瞬時轉動造成所拍照片中人臉部位的不清晰。—種實現(xiàn)瞳孔鎖定拍照的拍攝設備，該拍攝設備裝置有影像獲取裝置。該拍攝設 備包括存儲器及處理器。該存儲器用于存儲影像獲取系統(tǒng)、識別模型及生成的照片。該處理 器用于運行存儲的影像獲取系統(tǒng)，以執(zhí)行以下步驟(il)利用影像獲取裝置攝取被拍攝者 的影像，并緩存攝取的影像；(i2)對當前緩存的影像中的人臉影像進行定位；(i3)在定位 出的人臉中對雙眼及鼻子影像進行定位；(i4)基于定位出的雙眼及鼻子影像，提取與注視 有關的面部幾何特征參數(shù)；(i5)將提取的面部幾何特征參數(shù)帶入存儲的識別模型，以確定 人的瞳孔是否注視著影像獲取裝置的鏡頭，若人的瞳孔非注視著影像獲取裝置的鏡頭，則 轉入上述步驟(il)，或者，若人的瞳孔注視著影像獲取裝置的鏡頭，則轉入下述步驟(i6)； ( 6)控制影像獲取裝置對當前影像進行拍照，并將生成的照片存儲進存儲器。一種實現(xiàn)瞳孔鎖定拍照的方法，適用于裝置有影像獲取裝置的拍照設備。該方法 包括步驟(a)利用影像獲取裝置攝取被拍攝者的影像，并緩存攝取的影像；(b)對當前緩存的影像中的人臉影像進行定位；(c)在定位出的人臉中對雙眼及鼻子影像進行定位；(d) 基于定位出的雙眼及鼻子影像，提取與注視有關的面部幾何特征參數(shù)；(e)將提取的面部 幾何特征參數(shù)帶入識別模型，以確定人的瞳孔是否注視著影像獲取裝置的鏡頭，若人的瞳 孔非注視著影像獲取裝置的鏡頭，則轉入上述步驟(a)，或者，若人的瞳孔注視著影像獲取 裝置的鏡頭，則轉入下述步驟(f) ； (f)控制影像獲取裝置對當前影像進行拍照，并存儲生 成的照片。相較現(xiàn)有技術，本發(fā)明通過對被拍攝者的臉部定位及眼部定位，實現(xiàn)了對被拍攝 者瞳孔的鎖定，防止了人臉瞬時轉動造成所拍照片中人臉部位的不清晰。
圖1是本發(fā)明實現(xiàn)瞳孔鎖定拍照的拍攝設備較佳實施例的結構示意圖。圖2是本發(fā)明實現(xiàn)瞳孔鎖定拍照的方法較佳實施例的具體實施流程圖。圖3是利用膚色理論計算出的影像中臉部區(qū)域的示意圖。圖4是人臉與影像平面夾角的示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，是本發(fā)明實現(xiàn)瞳孔鎖定拍照的拍攝設備較佳實施例的結構示意圖。 該拍攝設備1可以是手機、數(shù)碼相機或其他任意適用的具有數(shù)碼照片拍攝能力的電子設 備。該拍攝設備1包括相互之間通信連接的處理器10、影像獲取裝置12、顯示器13及存儲 器(圖中未示出)。在本實施例中，該存儲器用于存儲影像獲取系統(tǒng)11及瞳孔是否注視著 鏡頭的識別模型；在本發(fā)明的其他實施例中，影像獲取系統(tǒng)11及瞳孔是否注視著鏡頭的識 別模型存儲在不同的存儲器中。在本實施例中，瞳孔是否注視著鏡頭的識別模型的參變量 包括眼球相對于眼睛的位置偏移、人臉平面與人臉影像平面的夾角。影像獲取系統(tǒng)11包括影像獲取模塊110及瞳孔鎖定模塊111。影像獲取裝置12 用于攝取被拍攝者的影像。處理器10用于運行存儲的影像獲取系統(tǒng)11中的影像獲取模塊 110，以緩存影像獲取裝置12所攝取的影像，且在顯示器13上為影像獲取裝置12所攝取 的影像提供顯示界面；運行存儲的影像獲取系統(tǒng)11中的瞳孔鎖定模塊111，以從當前緩存 的影像中識別出被拍攝者瞳孔注視著影像獲取裝置12的情況(即對被拍攝者瞳孔進行鎖 定)；及在當前緩存的影像中被拍攝者瞳孔注視著影像獲取裝置12時，運行存儲的影像獲 取系統(tǒng)11中的影像獲取模塊110，以控制影像獲取裝置12對當前影像進行拍照，并將生成 的照片存儲進該存儲器，或者，根據(jù)當前緩存的影像生成照片，并將生成的照片存儲進該存 儲器。在本實施例中，生成的照片與影像獲取系統(tǒng)11存儲于同一個存儲器；在本發(fā)明的其 他實施例中，生成的照片與影像獲取系統(tǒng)11存儲于不同的存儲器。如圖2所示，是本發(fā)明實現(xiàn)瞳孔鎖定拍照的方法較佳實施例的具體實施流程圖。 該方法適用于圖1所示的拍攝設備1。以下是結合本實施例逐步實現(xiàn)對被拍攝者瞳孔進行鎖定拍照的內(nèi)容，即該處理 器10運行存儲的影像獲取系統(tǒng)11對被拍攝者的瞳孔進行鎖定并拍照的內(nèi)容。步驟S10，利用該影像獲取裝置12攝取被拍攝者的影像。在本實施例中，該影像 獲取裝置12攝取被拍攝者的影像，該處理器10運行存儲的影像獲取系統(tǒng)11中的影像獲取模塊110，以緩存影像獲取裝置12所攝取的影像，且在顯示器13上顯示該影像獲取裝置12 所攝取的影像。步驟S11，對當前緩存的影像中的人臉影像進行定位。在本實施例中，該處理器10運行存儲的影像獲取系統(tǒng)11中的瞳孔鎖定模塊111 對攝取的影像中的人臉進行定位。瞳孔鎖定模塊111首先利用臉部膚色理論計算出攝取的 影像中臉部區(qū)域的范圍，具體而言，首先，瞳孔鎖定模塊111利用膚色理論，根據(jù)臉部膚色 范圍，將臉部定位出來(如圖3a所示)。所述臉部膚色范圍的判斷公式如下 如果Skin。。lOT(X，y)為1，則表示其被分類為臉部膚色部分并設定為白色，否則，則 被分類為非臉部膚色部分并設定為黑色。將臉部定位出來后，瞳孔鎖定模塊111接著計算 所述臉部的最大包圍集，獲得所述臉部區(qū)域的范圍(如圖3b所示)，即將所述臉部區(qū)域的范 圍限定在一個矩形中，攝取的影像中該矩形區(qū)域即是人臉所在位置，所述臉部區(qū)域的范圍 將作為臉部特征點取樣的依據(jù)。步驟S12，在定位出的人臉中對雙眼及鼻子影像進行定位。在本實施例中，該處理器10運行存儲的影像獲取系統(tǒng)11中的瞳孔鎖定模塊111 在定位出的人臉中對雙眼及鼻子進行定位。具體而言，步驟S12包括瞳孔鎖定模塊111為 定位出的人臉影像計算分區(qū)閥值；瞳孔鎖定模塊111根據(jù)計算出的分區(qū)閥值，對定位出的 人臉影像作分區(qū)閥值二值化；瞳孔鎖定模塊111對二值化后的人臉影像進行水平方向像素 掃描；由于人眼及鼻子處的黑色像素較多，因此，瞳孔鎖定模塊111根據(jù)二值化后的人臉影 像黑色像素的空間分布，確定包含眼睛與鼻子的水平條像；瞳孔鎖定模塊111對確定的包 含眼睛與鼻子的水平條像進行垂直方向像素掃描；最后，瞳孔鎖定模塊111根據(jù)黑色像素 的空間分布確定包含眼睛與鼻子的影像窗口。步驟S13，基于定位出的雙眼及鼻子影像，提取與注視有關的面部幾何特征參數(shù)。在本實施例中，與注視有關的面部幾何特征參數(shù)包括人臉影像平面上鼻子的中 心、左右眼睛中心和眼球中心、眼球相對于眼睛的位置偏移、人臉平面與人臉影像平面的夾 角。該處理器10運行存儲的影像獲取系統(tǒng)11中的瞳孔鎖定模塊111提取與注視有關的面 部幾何特征參數(shù)。具體而言，步驟S13包括瞳孔鎖定模塊111對定位出的眼睛影像采用分 區(qū)閥值法重新進行二值化，對二值化后的眼睛影像采用矩形匹配法確定眼睛的中心位置， 再對二值化后的眼睛影像采用模板匹配法(或山峰算法)確定眼球的中心位置，用眼球中 心減去眼睛中心以確定眼球相對于眼睛的位置偏移；瞳孔鎖定模塊111對定位出的鼻子影 像采用分區(qū)閥值法重新進行二值化，對二值化后的鼻子影像采用模板匹配法確定鼻子的中 心位置(即鼻尖在影像平面上的投影位置)；瞳孔鎖定模塊111根據(jù)人臉影像平面上鼻子 的中心、左右眼睛中心確定人臉平面與人臉影像平面的夾角。如圖4所示，B和C分別為人臉影像平面上左右眼睛的中心，A為鼻子的中心，ABC 代表人臉影像平面，B和E分別為人臉平面上左右眼睛的中心。人臉平面與人臉影像平面 相交的直線為鼻子中心與左眼中心的連線AB，ED為E至AB的垂直線，Z EDC為人臉平面與 人臉影像平面的夾角P。人臉平面上的右眼中心E是根據(jù)幾何關系假定的，它可以通過人臉影像平面上兩眼的中心B和C以及它們與鼻子中心A連線的夾角θ來確定。夾角P、直線 ΑΒ、直線AC、夾角θ之間的關系式為 步驟S15，將確定的眼球相對于眼睛的位置偏移、人臉平面與人臉影像平面的夾 角，帶入瞳孔是否注視著鏡頭的識別模型，以確定人的瞳孔的注視方向。在本實施例中，該處理器10運行存儲的影像獲取系統(tǒng)11中的瞳孔鎖定模塊111 從存儲器讀取存儲的瞳孔是否注視著鏡頭的識別模型，將確定的眼球相對于眼睛的位置偏 移、人臉平面與人臉影像平面的夾角，帶入讀取的瞳孔是否注視著鏡頭的識別模型，以確定 人的瞳孔的注視方向。該瞳孔是否注視著鏡頭的識別模型的參變量包括眼球相對于眼睛的 位置偏移、人臉平面與人臉影像平面的夾角，該瞳孔是否注視著鏡頭的識別模型的各個參 變量的權重參數(shù)是通過對已知的影像樣本按照上述步驟S11、S12及S13的學習確定的。已 知的影像樣本包括已知的人的瞳孔實際注視著鏡頭的影像樣本，及已知的人的瞳孔實際非 注視著鏡頭的影像樣本。步驟S16，判斷人的瞳孔是否注視著該影像獲取裝置12的鏡頭。在本實施例中，該處理器10運行存儲的影像獲取系統(tǒng)11中的瞳孔鎖定模塊111， 以根據(jù)步驟S15的處理結果，判斷人的瞳孔是否注視著該影像獲取裝置12的鏡頭。在人的瞳孔非注視著該影像獲取裝置12的鏡頭時，轉入執(zhí)行上述步驟S10，或者， 在人的瞳孔注視著該影像獲取裝置12的鏡頭時，轉入執(zhí)行下述步驟S18。步驟S18，控制影像獲取裝置12對當前影像進行拍照，并將生成的照片存儲進該 存儲器，或者，根據(jù)當前緩存的影像生成照片，并將生成的照片存儲進該存儲器。在本實施例中，該處理器10運行存儲的影像獲取系統(tǒng)11中的影像獲取模塊110， 以控制該影像獲取裝置12對當前影像進行拍照，并將生成的照片存儲進該存儲器。在本發(fā) 明的其他實施例中，該處理器10運行存儲的影像獲取系統(tǒng)11中的影像獲取模塊110，以根 據(jù)當前緩存的影像生成照片，并將生成的照片存儲進該存儲器。最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參 照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明 的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍。
權利要求
一種實現(xiàn)瞳孔鎖定拍照的方法，適用于裝置有影像獲取裝置的拍照設備，其特征在于，該方法包括步驟(a)利用影像獲取裝置攝取被拍攝者的影像，并緩存攝取的影像；(b)對當前緩存的影像中的人臉影像進行定位；(c)在定位出的人臉中對雙眼及鼻子影像進行定位；(d)基于定位出的雙眼及鼻子影像，提取與注視有關的面部幾何特征參數(shù)；(e)將提取的面部幾何特征參數(shù)帶入識別模型，以確定人的瞳孔是否注視著影像獲取裝置的鏡頭，若人的瞳孔非注視著影像獲取裝置的鏡頭，則轉入上述步驟(a)，或者，若人的瞳孔注視著影像獲取裝置的鏡頭，則轉入下述步驟(f)；(f)控制影像獲取裝置對當前影像進行拍照，并存儲生成的照片。
2.如權利要求1所述的實現(xiàn)瞳孔鎖定拍照的方法，其特征在于，步驟(f)還可以替代為 以下步驟根據(jù)當前緩存的影像生成照片，并存儲生成的照片。
3.如權利要求1或2所述的實現(xiàn)瞳孔鎖定拍照的方法，其特征在于，所述與注視有關的 面部幾何特征參數(shù)包括人臉影像平面上鼻子的中心、左右眼睛中心和眼球中心、眼球相對 于眼睛的位置偏移、人臉平面與人臉影像平面的夾角。
4.如權利要求3所述的實現(xiàn)瞳孔鎖定拍照的方法，其特征在于，所述眼球相對于眼睛 的位置偏移通過眼球中心減去眼睛中心確定。
5.如權利要求3所述的實現(xiàn)瞳孔鎖定拍照的方法，其特征在于，所述人臉平面與人臉 影像平面的夾角通過人臉影像平面上鼻子的中心、左右眼睛中心確定。
6.如權利要求3所述的實現(xiàn)瞳孔鎖定拍照的方法，其特征在于，所述識別模型的參變 量包括眼球相對于眼睛的位置偏移、人臉平面與人臉影像平面的夾角，所述識別模型的各 個參變量的權重參數(shù)通過對已知的影像樣本按照上述步驟(b)、(c)及(d)的學習確定。
7.一種實現(xiàn)瞳孔鎖定拍照的拍攝設備，該拍攝設備裝置有影像獲取裝置，其特征在于， 該拍攝設備包括存儲器，用于存儲影像獲取系統(tǒng)、識別模型及生成的照片；處理器，用于運行存儲的影像獲取系統(tǒng)，以執(zhí)行以下步驟(11)利用影像獲取裝置攝取被拍攝者的影像，并緩存攝取的影像；(12)對當前緩存的影像中的人臉影像進行定位；(13)在定位出的人臉中對雙眼及鼻子影像進行定位；(14)基于定位出的雙眼及鼻子影像，提取與注視有關的面部幾何特征參數(shù)；(15)將提取的面部幾何特征參數(shù)帶入存儲的識別模型，以確定人的瞳孔是否注視著 影像獲取裝置的鏡頭，若人的瞳孔非注視著影像獲取裝置的鏡頭，則轉入上述步驟(il)，或 者，若人的瞳孔注視著影像獲取裝置的鏡頭，則轉入下述步驟(i6)；(16)控制影像獲取裝置對當前影像進行拍照，并將生成的照片存儲進存儲器。
8.如權利要求7所述的實現(xiàn)瞳孔鎖定拍照的拍攝設備，其特征在于，步驟(i6)還可以 替代為以下步驟根據(jù)當前緩存的影像生成照片，并將生成的照片存儲進存儲器。
9.如權利要求7或8所述的實現(xiàn)瞳孔鎖定拍照的拍攝設備，其特征在于，所述與注視有關的面部幾何特征參數(shù)包括人臉影像平面上鼻子的中心、左右眼睛中心和眼球中心、眼球 相對于眼睛的位置偏移、人臉平面與人臉影像平面的夾角。
10.如權利要求9所述的實現(xiàn)瞳孔鎖定拍照的拍攝設備，其特征在于，所述眼球相對于 眼睛的位置偏移通過眼球中心減去眼睛中心確定。
11.如權利要求9所述的實現(xiàn)瞳孔鎖定拍照的拍攝設備，其特征在于，所述人臉平面與 人臉影像平面的夾角通過人臉影像平面上鼻子的中心、左右眼睛中心確定。
12.如權利要求9所述的實現(xiàn)瞳孔鎖定拍照的拍攝設備，其特征在于，所述識別模型的 參變量包括眼球相對于眼睛的位置偏移、人臉平面與人臉影像平面的夾角，所述識別模型 的各個參變量的權重參數(shù)通過對已知的影像樣本按照上述步驟(i2)、(i3)及(i4)的學習 確定。
全文摘要
本發(fā)明提供一種實現(xiàn)瞳孔鎖定拍照的拍攝設備，其通過對被拍攝者的臉部定位及眼部定位，實現(xiàn)了對被拍攝者瞳孔的鎖定，防止了人臉瞬時轉動造成所拍照片中人臉部位的不清晰。本發(fā)明還提供一種實現(xiàn)瞳孔鎖定拍照的方法。
文檔編號H04N5/232GK101873427SQ20091030187
公開日2010年10月27日 申請日期2009年4月27日 優(yōu)先權日2009年4月27日
發(fā)明者陳韋龍 申請人:深圳富泰宏精密工業(yè)有限公司;富士康科技股份有限公司