一種人臉多姿態(tài)采集系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及智能識別技術領域，尤其涉及一種人臉多姿態(tài)采集系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 隨著社會的發(fā)展和科技的進步，人類對快速高效的身份驗證技術有著迫切的要 求。比如，辦理金融業(yè)務、進入保密系統(tǒng)、出入國境等都需要身份確認。傳統(tǒng)的身份驗證主 要采用人工核對證件和密碼的方式完成，該身份驗證方式不僅攜帶不便，而且容易被偽造 和丟失。
[0003] 人類的生物特征，如人臉、指紋、掌紋、虹膜和DNA等，作為人體固有的特征不僅具 有自身穩(wěn)定性，而且具有很強的個體差異性。多年來，生物特征識別技術一直受到模式識別 與機器視覺研宄領域的廣泛關注。與其他生物特征相比，人臉特征具有侵犯性小、較少需要 主動配合、樣本采集方便、潛在數(shù)據(jù)資源豐富、設備成本低等優(yōu)點。因此，人臉特征是目前身 份驗證中最為理想的生物特征。
[0004] 由于人臉識別具有直接、友好、方便、使用者無任何心理障礙，易于為用戶所接受 等特點，所以人臉識別技術的應用前景非常大。
[0005] 但人臉識別一直是世界性的難題，盡管很多研宄者提出了很多研宄方法，取得不 少成績，但仍然不能滿足應用需求的需要?，F(xiàn)有的自動人臉識別系統(tǒng)在用戶配合、采集條件 比較理想的情況下可以取得令人滿意的結果。但是，當用戶不配合，采集條件不理想（如光 照惡劣、有遮、姿態(tài)變化等）的情況下，現(xiàn)有系統(tǒng)的識別效果會直線下降。因此，人臉識別技 術遠未達到實用水平，還存在著諸多挑戰(zhàn)性問題需要解決。
[0006] 目前，人臉識別系統(tǒng)中存在的主要問題包括：⑴光照變化問題；（2)姿態(tài)變化問 題；（3)遮擋問題；（4)年齡變化問題；（5)大規(guī)模人臉庫識別問題；（6)樣本缺乏問題。
[0007] 其中，光照和姿態(tài)變化是導致自動人臉識別系統(tǒng)性能嚴重下降的主要因素，光照 和姿態(tài)變化問題是當前人臉自動識別系統(tǒng)面臨最主要的挑戰(zhàn)。
[0008] 目前，針對姿態(tài)變化的處理是通過注冊者在注冊時反復做各種姿態(tài)來實現(xiàn)，如通 過要求用戶左偏、右偏、上偏、下偏等來實現(xiàn)，但對用戶要求較高；針對光照的變化，主要靠 算法來解決，但往往導致對光照的要求較高，不利于實際應用。

【發(fā)明內容】

[0009] 本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術人臉識別系統(tǒng)的技術問題，本發(fā)明提供一種 人臉多姿態(tài)采集系統(tǒng)。本發(fā)明的具體技術方案如下：
[0010] 本發(fā)明人臉多姿態(tài)采集系統(tǒng)，包括一控制模塊和三個攝像頭，所述三個攝像頭均 受控于所述控制模塊，所述三個攝像頭分別為一中間攝像頭、以及位于中間攝像頭相對兩 側的一左攝像頭和一右攝像頭；所述中間攝像頭、左攝像頭和右攝像頭三者的光軸匯聚于 檢測目標人臉處。
[0011] 進一步的，所述左攝像頭以及所述右攝像頭與所述中間攝像頭的光軸夾角范圍均 為5。?10。。
[0012] 進一步的，還包括受控于控制模塊的光照模塊和照度監(jiān)測模塊；所述光照模塊用 于在圖像獲取模塊拍攝人臉圖像時提供光照；所述照度監(jiān)測模塊用于檢測當前獲取的人臉 圖像的平均亮度是否在一設定閾值范圍內，若否，則反饋給控制模塊，啟動光照補償。
[0013] 進一步的，所述光照補償為調整光照模塊的光源強度并控制三個攝像頭重新拍攝 人臉圖像，當照度監(jiān)測模塊檢測到重新拍攝到的人臉圖像的平均亮度已在設定閾值范圍內 時，則提示控制模塊停止光照補償。
[0014] 進一步的，所述照度監(jiān)測模塊預先采集大量在不同光照下的人臉圖像，計算出能 使人臉圖像保持清晰的細節(jié)和紋理的亮度值范圍，將該亮度值范圍定為所述的設定閾值范 圍。
[0015] 進一步的，所述照度監(jiān)測模塊對預先采集到的大量人臉圖像進行噪聲濾除處理后 再計算出能使人臉圖像保持清晰的細節(jié)和紋理的亮度值范圍。
[0016] 進一步的，所述噪聲濾除處理中濾除的噪聲包括攝像頭本身的噪聲以及人臉圖像 中頭發(fā)、胡須以及眼睛的影響。
[0017] 進一步的，所述光照模塊是LED燈。
[0018] 相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明人臉多姿態(tài)采集系統(tǒng)，分別為一中間攝像頭、以及位于中 間攝像頭相對兩側的一左攝像頭和一右攝像頭，三攝像頭光軸匯聚于檢測目標人臉處。這 樣，在進行人臉信息采集時，通過同時拍攝不同角度下的人臉圖像，使得獲得的人臉信息更 加豐富，從而可有效解決在識別時因人臉姿態(tài)變化帶來的影響，提高系統(tǒng)識別性能。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明實施例1的人臉多姿態(tài)采集系統(tǒng)的模塊示意圖；
[0020] 圖2為本發(fā)明實施例1的人臉多姿態(tài)采集系統(tǒng)的結構原理示意圖
[0021] 圖3為本發(fā)明實施例2的人臉多姿態(tài)采集系統(tǒng)的模塊示意圖；
[0022] 圖4為本發(fā)明實施例2的人臉多姿態(tài)采集系統(tǒng)的結構原理示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不 用來限定本發(fā)明。
[0024] 圖1和圖2為本發(fā)明實施例1的人臉多姿態(tài)采集系統(tǒng)的示意圖，該人臉多姿態(tài)采 集系統(tǒng)，包括一控制模塊1和三個攝像頭（21、22、23)。
[0025] 三個攝像頭（21、22、23)，均受控于所述控制模塊1，由控制模塊1控制三個攝像頭 (21、22、23)，啟動進入拍攝采集模式?？刂颇K1可以是一控制主板。三個攝像頭（21、22、 23)，分別為一中間攝像頭22、以及位于中間攝像頭22相對兩側的一左攝像頭21和一右攝 像頭23。中間攝像頭22、左攝像頭21和右攝像頭23三者的光軸匯聚于檢測目標人臉處0。 在作人臉圖像采集時，可以根據(jù)三攝像頭的視角設置，先確定好人所站立的位置，以方便采 集。
[0026] 具體的，左右攝像頭（21、23)的位置設置，可以認為是它們分別從中間攝像頭22 位置處，以中間攝像頭22的光軸為參考對象，經(jīng)過平移和旋轉左右攝像頭（21、23)的光軸 得到。設置后的左右攝像頭（21、23)可實現(xiàn)相當于中間攝像頭22進行做左偏和右偏的效 果。證明如下：
[0027] 設人臉0正對中間攝像頭22光軸，左視角設為a，人臉〇與中間攝像頭22光心的 ,D、 距離為L。中間攝像頭22光心與左攝像頭21光心之間的距離為= 設世界 坐標系〇wXwYwZw在人臉0的中央位置，其Z軸指向中間攝像頭22光心，X軸與左、右兩攝像 頭（22、23)的光心連線平行。分別以左、右攝像頭（22、23)建立攝像頭坐標系OeXJeZ c，其 原點分別在其光心位置，而成像平面坐標系，原點定義在左右攝像機（21、23)各自光軸與 圖像平面的交點，圖像坐標系則定義在圖像平面的左上角。
[0028] 以左攝像頭21為研宄對象，建立一系列坐標系轉換方程如下：
[0029] 世界坐彳
【主權項】
1. 一種人臉多姿態(tài)采集系統(tǒng)，其特征在于，包括一控制模塊和=個攝像頭，所述=個攝 像頭均受控于所述控制模塊，所述=個攝像頭分別為一中間攝像頭、W及位于中間攝像頭 相對兩側的一左攝像頭和一右攝像頭；所述中間攝像頭、左攝像頭和右攝像頭=者的光軸 匯聚于檢測目標人臉處。
2. 根據(jù)權利要求1所述的人臉多姿態(tài)采集系統(tǒng)，其特征在于；所述左攝像頭W及所述 右攝像頭與所述中間攝像頭的光軸夾角范圍均為5°?10°。
3. 根據(jù)權利要求1所述的人臉姿態(tài)采集系統(tǒng)，其特征在于：還包括受控于控制模塊的 光照模塊和照度監(jiān)測模塊； 所述光照模塊用于在圖像獲取模塊拍攝人臉圖像時提供光照； 所述照度監(jiān)測模塊用于檢測當前獲取的人臉圖像的平均亮度是否在一設定闊值范圍 內，若否，則反饋給控制模塊，啟動光照補償。
4. 根據(jù)權利要求3所述的人臉姿態(tài)采集系統(tǒng)，其特征在于：所述光照補償為調整光照 模塊的光源強度并控制=個攝像頭重新拍攝人臉圖像，當照度監(jiān)測模塊檢測到重新拍攝到 的人臉圖像的平均亮度已在設定闊值范圍內時，則提示控制模塊停止光照補償。
5. 根據(jù)權利要求3所述的人臉姿態(tài)采集系統(tǒng)，其特征在于：所述照度監(jiān)測模塊預先采 集大量在不同光照下的人臉圖像，計算出能使人臉圖像保持清晰的細節(jié)和紋理的亮度值范 圍，將該亮度值范圍定為所述的設定闊值范圍。
6. 根據(jù)權利要求5所述的人臉多姿態(tài)采集系統(tǒng)，其特征在于：所述照度監(jiān)測模塊對預 先采集到的大量人臉圖像進行噪聲濾除處理后再計算出能使人臉圖像保持清晰的細節(jié)和 紋理的亮度值范圍。
7. 根據(jù)權利要求6所述的人臉多姿態(tài)采集系統(tǒng)，其特征在于：所述噪聲濾除處理中濾 除的噪聲包括攝像頭本身的噪聲W及人臉圖像中頭發(fā)、胡須W及眼睛的影響。
8. 根據(jù)權利要求3所述的人臉多姿態(tài)采集系統(tǒng)，其特征在于：所述光照模塊是L邸燈。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種人臉多姿態(tài)采集系統(tǒng)，包括一控制模塊和三個攝像頭，所述三個攝像頭均受控于所述控制模塊，所述三個攝像頭分別為一中間攝像頭、以及位于中間攝像頭相對兩側的一左攝像頭和一右攝像頭；所述中間攝像頭、左攝像頭和右攝像頭三者的光軸匯聚于檢測目標人臉處。本發(fā)明人臉多姿態(tài)采集系統(tǒng)，在進行人臉信息采集時，通過同時拍攝不同角度下的人臉圖像，使得獲得的人臉信息更加豐富，從而可有效解決在識別時因人臉姿態(tài)變化帶來的影響，提高系統(tǒng)識別性能。
【IPC分類】H04N5-235, H04N5-232, G06K9-00
【公開號】CN104539848
【申請?zhí)枴緾N201410852287
【發(fā)明人】劉遠民, 許宏強
【申請人】深圳泰山在線科技有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月31日