一種基于臉部關(guān)鍵點的lbp特征提取方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像處理及模式識別技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于臉部關(guān)鍵點的LBP 特征提取方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 人臉識別技術(shù)是通過分析臉部器官的位移形狀和位置關(guān)系來進行身份鑒別的，是 一種重要的生物識別技術(shù)，廣泛應(yīng)用于安防、門禁以及監(jiān)控等領(lǐng)域。人臉識別技術(shù)的主要算 法包括基于幾何特征的模板匹配的人臉識別方法、基于幾何特征的人臉識別方法、基于樣 本學習的人臉識別方法以及基于紋理特征的人臉識別方法。其中，基于人臉紋理特征的人 臉識別方法主要依靠 LBP(Local Binary Pattern)即局部二值模式進行臉部特征提取。
[0003] 基于LBP的臉部特征提取方法主要包括兩種，一種是針對整個臉部圖像進行分塊， 對每一塊圖像進行多尺度的LBP特征提取，歸一化后將所有塊的LBP特征組合得到整個臉部 的LBP特征;另一種是以臉部關(guān)鍵點(示例的，眼球、鼻子、嘴角、眉毛等)為中心，提取其周圍 一定區(qū)域的LBP特征，歸一化后將所有關(guān)鍵點的LBP特征，組合得到整個臉部的LBP特征。然 而，上述兩種基于LBP的臉部特征提取方法，對同一個人不同姿態(tài)的臉部圖像，均是以某點 為中心點，采集某個固定半徑圓型鄰域內(nèi)的若干個采樣點的像素值，進而對該若干個采樣 點的像素值與中心點像素值進行比較，得到該中心點的LBP特征值。因此，現(xiàn)有的基于LBP的 臉部特征提取方法，沒有考慮姿態(tài)變化所引起的臉部圖像縮放比例的不同，導致同一個人 不同姿態(tài)下的臉部圖像，針對其同一位置的中心點，所提取的相同半徑的圓形鄰域內(nèi)若干 個采樣點的像素值不同，導致該中心點的LBP特征相差較大，進而導致人臉識別不準確。
[0004] 示例的，如附圖1和附圖2所示，圖1和圖2所示分別為同一個人正臉和左側(cè)臉時的 臉部圖像，對于其嘴角處同一中心點A的LBP特征提取，首先提取圖1、圖2所示半徑為R的圓 形鄰域內(nèi)N個采樣點的像素值，參考圖1和圖2所示，由于左側(cè)臉時，半徑為R的圓形鄰域內(nèi)N 個采樣點中的部分采樣點超出了人臉范圍，導致圖1、圖2所示同一中心點A的相同圓形鄰域 內(nèi)N個采樣點的像素值差別較大，進而導致圖1、圖2所提出處的同一中心點A的LBP特征差別 較大，進而導致圖1、圖2所示臉部圖像無法識別為同一人，引起人臉識別不準確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實施例提供一種基于LBP的臉部特征提取方法和裝置，旨在解決同一人不 同人臉姿態(tài)下，提取的臉部同一關(guān)鍵點的LBP特征差別較大的問題，進而提高人臉識別準確 率。
[0006] 本發(fā)明提供的具體技術(shù)方案如下：
[0007] -種基于臉部關(guān)鍵點的LBP特征提取方法，包括：
[0008] 基于待處理臉部圖像的關(guān)鍵點，估計所述臉部圖像的人臉姿態(tài)；
[0009] 根據(jù)所述臉部圖像的人臉姿態(tài)，修正所述關(guān)鍵點對應(yīng)的橢圓鄰域半徑；
[0010] 對所述臉部圖像采用所述橢圓鄰域半徑對所述關(guān)鍵點進行LBP特征提取。
[0011] 進一步的，所述基于待處理臉部圖像的關(guān)鍵點，估計所述臉部圖像的人臉姿態(tài)，包 括：
[0012] 獲取所述臉部圖像豎直方向上的第一豎直距離和第二豎直距離，其中，所述第一 豎直距離和所述第二豎直距離沿豎直方向自上向下分布；
[0013] 所述第一豎直距離與所述第二豎直距離之間的比值大于第一閾值，則所述臉部圖 像的人臉姿態(tài)為低頭；或所述第一豎直距離與所述第二豎直距離之間的比值小于第一閾 值，則所述臉部圖像的人臉姿態(tài)為仰頭。
[0014] 進一步的，所述基于待處理臉部圖像的關(guān)鍵點，估計所述臉部圖像的人臉姿態(tài)，還 包括：
[0015] 獲取所述臉部圖像水平方向上的第一水平距離和第二水平距離，其中，所述第一 水平距離和所述第二水平距離沿水平方向自左向右分布；
[0016] 所述第一水平距離與所述第二水平距離之間的比值大于第二閾值，則所述臉部圖 像的人臉姿態(tài)為右側(cè)頭;或所述第一水平距離與所述第二水平距離之間的比值小于第二閾 值，則所述臉部圖像的人臉姿態(tài)為左側(cè)頭。
[0017] 優(yōu)選的，所述根據(jù)所述臉部圖像的人臉姿態(tài)，修正所述關(guān)鍵點對應(yīng)的橢圓鄰域半 徑，包括：
[0018] 若所述人臉姿態(tài)為正臉，所述橢圓鄰域的橫軸等于第一預設(shè)值，所述橢圓鄰域的 縱軸等于第一預設(shè)值;或若所述人臉姿態(tài)為仰頭或低頭，所述橢圓鄰域的橫軸等于第一預 設(shè)值，所述橢圓鄰域的縱軸等于第一預設(shè)值與第一預設(shè)權(quán)重的乘積;或若所述人臉姿態(tài)為 左側(cè)頭或右側(cè)頭，所述橢圓鄰域的橫軸等于第一預設(shè)值與第二預設(shè)權(quán)重的乘積，所述橢圓 鄰域的縱軸等于第一預設(shè)值。
[0019] 優(yōu)選的，所述臉部圖像包括第一區(qū)域、第二區(qū)域、第三區(qū)域和第四區(qū)域，其中，所述 第一區(qū)域、所述第二區(qū)域、所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域沿順時針分布，且所述第一區(qū)域位 于所述第四區(qū)域豎直方向上。
[0020] 進一步的，所述根據(jù)所述臉部圖像的人臉姿態(tài)，修正所述關(guān)鍵點對應(yīng)的橢圓鄰域 半徑，包括：
[0021] 若所述人臉姿態(tài)為正臉，所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域、所述第三區(qū)域和所述第四 區(qū)域的所述橢圓鄰域的橫軸和所述橢圓鄰域的縱軸均等于第一預設(shè)值；
[0022] 若所述人臉姿態(tài)為仰頭，所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域、所述第三區(qū)域和所述第四 區(qū)域的所述橫軸等于所述第一預設(shè)值，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的所述縱軸小于第一 預設(shè)值，所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述縱軸大于所述第一預設(shè)值；
[0023] 若所述人臉姿態(tài)為低頭，所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域、所述第三區(qū)域和所述第四 區(qū)域的所述橫軸等于所述第一預設(shè)值，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的所述縱軸大于第一 預設(shè)值，所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述縱軸小于所述第一預設(shè)值；
[0024] 若所述人臉姿態(tài)為左側(cè)頭，所述第一區(qū)域和所述第三區(qū)域的所述橫軸大于第一預 設(shè)值，所述第二區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述縱軸小于所述第一預設(shè)值，所述第一區(qū)域、所述 第二區(qū)域、所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述縱軸等于所述第一預設(shè)值；
[0025] 若所述人臉姿態(tài)為右側(cè)頭，所述第一區(qū)域和所述第三區(qū)域的所述橫軸小于第一預 設(shè)值，所述第二區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述縱軸大于所述第一預設(shè)值，所述第一區(qū)域、所述 第二區(qū)域、所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述縱軸等于所述第一預設(shè)值；
[0026] 若所述人臉姿態(tài)為仰頭且左側(cè)頭，所述第一區(qū)域和所述第三區(qū)域的所述橫軸大于 所述第一預設(shè)值，所述第二區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述橫軸小于所述第一預設(shè)值，所述第 一區(qū)域和所述第二區(qū)域的所述縱軸小于第一預設(shè)值，所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述 縱軸大于第一預設(shè)值；
[0027] 若所述人臉姿態(tài)為仰頭且右側(cè)頭，所述第一區(qū)域和所述第三區(qū)域的所述橫軸小于 所述第一預設(shè)值，所述第二區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述橫軸大于所述第一預設(shè)值，所述第 一區(qū)域和所述第二區(qū)域的所述縱軸大于第一預設(shè)值，所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述 縱軸小于第一預設(shè)值；
[0028] 若所述人臉姿態(tài)為低頭且左側(cè)頭，所述第一區(qū)域和所述第三區(qū)域的所述橫軸大于 所述第一預設(shè)值，所述第二區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述橫軸小于所述第一預設(shè)值，所述第 一區(qū)域和所述第二區(qū)域的所述縱軸大于第一預設(shè)值，所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述 縱軸小于第一預設(shè)值；
[0029] 若所述人臉姿態(tài)為仰頭且左側(cè)頭，所述第一區(qū)域和所述第三區(qū)域的所述橫軸小于 所述第一預設(shè)值，所述第二區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述橫軸大于所述第一預設(shè)值，所述第 一區(qū)域和所述第二區(qū)域的所述縱軸小于第一預設(shè)值，所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述 縱軸大于第一預設(shè)值。
[0030] 另一方面，本發(fā)明還提供一種基于臉部關(guān)鍵點的LBP特征提取方法，包括：
[0031] 基于待處理臉部圖像的關(guān)鍵點，估計所述臉部圖像的人臉姿態(tài)；
[0032] 根據(jù)所述臉部圖像的人臉姿態(tài)確定所述關(guān)鍵點在預置映射表中對應(yīng)的橢圓鄰域 半徑；
[0033]對所述臉部圖像采用所述橢圓鄰域半徑對所述關(guān)鍵點進行LBP特征提取。
[0034]進一步的，所述基于待處理臉部圖像的關(guān)鍵點，估計所述臉部圖像的人臉姿態(tài)，包 括：
[0035]獲取所述臉部圖像豎直方向上的第一豎直距離和第二豎直距離，其中，所述第一 豎直距離和所述第二豎直距離沿豎直方向自上向下分布；
[0036]所述第一豎直距離與所述第二豎直距離之間的比值大于第一閾值，則所述臉部圖 像的人臉姿態(tài)為低頭；或所述第一豎直距離與所述第二豎直距離之間的比值小于第一閾 值，則所述臉部圖像的人臉姿態(tài)為仰頭。
[0037]進一步的，所述基于待處理臉部圖像的關(guān)鍵點，估計所述臉部圖像的人臉姿態(tài)，還 包括：
[0038]獲取所述臉部圖像水平方向上的第一水平距離和第二水平距離，其中，所述第一 水平距離和所述第二水平距離沿水平方向自左向右分布；
[0039]所述第一水平距離與所述第二水平距離之間的比值大于第二閾值，則所述臉部圖 像的人臉姿態(tài)為右側(cè)頭;或所述第一水平距離與所述第二水平距離之間的比值小于第二閾 值，則所述臉部圖像的人臉姿態(tài)為左側(cè)頭。
[0040]優(yōu)選的，所述臉部圖像包括第一區(qū)域、第二區(qū)域、第三區(qū)域和第四區(qū)域，其中，所述 第一區(qū)域、所述第二區(qū)域、所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域沿順時針分布，且所述第一區(qū)域位 于所述第四區(qū)域豎直方向上。
[0041]優(yōu)選的，所述預置映射表用于表征不同人臉姿態(tài)下、不同臉部區(qū)域內(nèi)的所述關(guān)鍵 點對應(yīng)的橢圓鄰域半徑，其中：
[0042]若所述人臉姿態(tài)為正臉，所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域、所述第三區(qū)域和所述第四 區(qū)域的所述橢圓鄰域的橫軸和所述橢圓鄰域的縱軸均等于第一預設(shè)值；
[0043]若所述人臉姿態(tài)為仰頭，所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域、所述第三區(qū)域和所述第四 區(qū)域的所述橫軸等于所述第一預設(shè)值，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的所述縱軸小于第一 預設(shè)值，所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述縱軸大于所述第一預設(shè)值；
[0044]若所述人臉姿態(tài)為低頭，所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域、所述第三區(qū)域和所述第四 區(qū)域的所述橫軸等于所述第一預設(shè)值，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的所述縱軸大于第一 預設(shè)值，所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述縱軸小于所述第一預設(shè)值；
[0045]若所述人臉姿態(tài)為左側(cè)頭，所述第一區(qū)域和所述第三區(qū)域的所述橫軸大于第一預 設(shè)值，所述第二區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述縱軸小于所述第一預設(shè)值，所述第一區(qū)域、所述 第二區(qū)域、所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述縱軸等于所述第一預設(shè)值；
[0046]若所述人臉姿態(tài)為右側(cè)頭，所述第一區(qū)域和所述第三區(qū)域的所述橫軸小于第一預 設(shè)值，所述第二區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述縱軸大于所述第一預設(shè)值，所述第一區(qū)域、所述 第二區(qū)域、所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述縱軸等于所述第一預設(shè)值；
[0047]若所述人臉姿態(tài)為仰頭且左側(cè)頭，所述第一區(qū)域和所述第三區(qū)域的所述橫軸大于 所述第一預設(shè)值，所述第二區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述橫軸小于所述第一預設(shè)值，所述第 一區(qū)域和所述第二區(qū)域的所述縱軸小于第一預設(shè)值，所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述 縱軸大于第一預設(shè)值；
[0048]若所述人臉姿態(tài)為仰頭且右側(cè)頭，所述第一區(qū)域和所述第三區(qū)域的所述橫軸小于 所述第一預設(shè)值，所述第二區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述橫軸大于所述第一預設(shè)值，所述第 一區(qū)域和所述第二區(qū)域的所述縱軸大于第一預設(shè)值，所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述 縱軸小于第一預設(shè)值；
[0049]若所述人臉姿態(tài)為低頭且左側(cè)頭，所述第一區(qū)域和所述第三區(qū)域的所述橫軸大于 所述第一預設(shè)值，所述第二區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述橫軸小于所述第一預設(shè)值，所述第 一區(qū)域和所述第二區(qū)域的所述縱軸大于第一預設(shè)值，所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述 縱軸小于第一預設(shè)值；
[0050]若所述人臉姿態(tài)為仰頭且左側(cè)頭，所述第一區(qū)域和所述第三區(qū)域的所述橫軸小于 所述第一預設(shè)值，所述第二區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述橫軸大于所述第一預設(shè)值，所述第 一區(qū)域和所述第二區(qū)域的所述縱軸小于第一預設(shè)值，所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述 縱軸大于第一預設(shè)值。
[0051 ]在一方面，本發(fā)明還提供一種基于臉部關(guān)鍵點的LBP特征提取裝置，包括：
[0052]關(guān)鍵點檢測