专利名称：一种获取清晰图像的辅助定位方法
技术领域：
本发明涉及一种为获取清晰和尽可能增加图像的有效像素使用 的被摄物体与摄像镜头定位方法，特别是一种适用于人脸识别设备中 使用的获取清晰人脸清晰图像的图像辅助定位方法。
背景技术：
现有技术中，获取清晰图像和尽可能增加图像的有效像素的定位 方法是采用外接电子显示屏，通过电子显示屏观察被摄物体位置及清 晰度，在通过人脸图像识别个人身份的设备中，现有技术同样采用上
述方法o
人脸识别技术是基于计算机、图像处理、模式识别等技术的一种 生物特征识别技术。近年来，世界各国都把安全放在首位，例如身份 认证、安全检验、互联网登录、电子商务信息系统等领域。通过正面 头像的面部特征，来识别个人的身份，以保护社会安全。人脸识别与 其他识别技术相比较，具有自然、简便、易用、用户接受性良好、非 接触、非侵扰等众多优点。
人脸识别设备所涉及到的技术，包括图像获取、图像分析、计 算机视觉和模式识别。为了稳定地获取标准尺寸下的清晰图像，除了 需要一定的环境光照条件外，往往采用显示屏辅助对取景框内的图像 进行准确定位,以控制所拍摄到的图像的位置和姿态，满足应用的需求，增加图像的有效像素，提高图像的质量。然而，显示屏价格偏贵, 在一些产品的成本中占了较高的比例。另外，显示屏存在容易损坏及 在高光照条件下清晰度急剧下降的缺点，影响设备的可靠性。最后， 显示屏占用了一定的空间，从而不利于设备向更微型化发展。因此， 发明一种获取清晰图像的图像辅助定位方法，特别是一种适用于人脸 识别设备的低成本、高可靠、微型化的用于获取清晰和最大像素的辅 助定位方法具有非常重要的意义。也是该设备亟待解决的技术问题。
发明内容
为克服现有获取清晰图像和增加图像的有效像素的定位方法，特 别是在人脸识别设备中获取清晰图像的定位方法存在的上述技术不 足，本发明公开一种可获取清晰图像的图像辅助定位方法，该方法采 用根据凸面镜上形成的被摄物体的图像尺寸和是否满成像，调整被摄 物体的位置和姿态，获取清晰图像和增加图像的有效像素。
本发明实现发明目的采用的技术方案是， 一种获取清晰图像的图 像辅助定位方法，该方法是结合摄像镜头上的辅助定位装置实现的， 该方法采取以下步骤实现-
① 所述的辅助定位装置为凸面镜，凸面镜设置在摄像镜头前面， 凸面镜与摄像镜头相对位置固定，凸面镜上设置摄像镜头取景孔，摄 像镜头安装在取景孔中，摄像镜头的轴线与凸面镜的几何对称中心线 重合，
② 根据凸面镜中形成的被摄物体光学图像的大小，调整摄像镜头 与被摄物体的相对位置、距离或姿态，(D摄像镜头进行拍摄获取清晰图像。 所述的一种获取清晰图像的辅助定位方法，设定凸面镜的曲率半
径为(r),成像物体的几何尺寸为(hoxho)，凸面镜上成像的几何尺
寸为(hiXhi),摄像镜头的焦距为(fe)，目标距摄像头的距离为(p),
当满足fc与p相等、hi- (rxho) /(2p+r)时，摄像镜头即可获取清 晰的成像物体图像。
所述的一种获取清晰图像的辅助定位方法，在凸面镜上设置被摄 物体满成像几何尺寸的参考线框，参考线框的几何尺寸为hi x hi。
本发明的有益效果是，不仅可获取清晰图像，还可增加图像的有 效像素，同时，调整定位直观、简单、方便，成本低廉。
下面结合附图
对本发明进行详细说明。
附图l为本发明成像示意图。
附图2为本发明光学成像原理图。
附图中，l摄像镜头，2凸面镜，3成像目标，CG为凸面镜1的 曲率半径r， BG为目标距摄像头的距离p， BiG为相距q， AB为物 高ho， ^Bt为像高为hi， GF为凸面镜焦距为f。
具体实施例方式
参看附图， 一种获取清晰图像的辅助定位方法，所述的方法是结 合摄像镜头上的辅助定位装置实现的，其特征在于该方法采取以下 步骤实现
①所述的辅助定位装置为凸面镜，凸面镜设置在摄像镜头前面， 凸面镜与摄像镜头相对位置固定，凸面镜上设置摄像镜头取景孔，摄像镜头安装在取景孔中，摄像镜头的轴线与凸面镜的几何对称中心线 重合，
② 根据凸面镜中形成的被摄物体光学图像的大小，调整摄像镜头 与被摄物体相对位置、距离或姿态，
③ 摄像镜头进行拍摄获取清晰图像。
本发明涉及的方法应用在人脸识别设备时，由于摄像镜头1
嵌入在一个凸面镜2中，利用凸面镜光学成像原理，当成像人脸(被 识别者)位于凸面镜2光学成像区域时，在凸面镜2上可以看到一 个清晰、正立、縮小的人脸图像。并且，根据在凸面镜2上的光学 成像的几何尺寸，调整成像人脸的位置、距离或姿态，从而保证成 像人脸(被识别者)图像的有效像素，使摄像镜头1稳定地获取所 要求尺寸的清晰和最大像素的图像。
在本方法中设凸面镜的放大率为m，曲率半径为(r),成像物体
的几何尺寸为(hoxho),凸面镜上成像的几何尺寸为(hiXhi)，摄像 镜头的焦距为(fe)，目标距摄像头的距离为(p)，当满足fe与p相
等、hi- (rxho) /(2p+r)时，摄像镜头即可获取清晰和最大像素的 成像物体图像。
参看附图2，结合附图2对本发明光学成像原理图进行详细说 明。对于凸面镜2来说，从物体的某一点A作一与主轴平行的直 线为入射光线，入射光线到达凸面镜镜面时，发生反射，反射后 的方向相反的直线为反射光线，此反射光线必然通过主焦点F; 从物体的同一点A通过镜面的曲率中心C的连线为副轴，此副轴与上述通过主焦点的反射光线发生相交的点A'，即为该物体成像 之处。当目标位于凸面镜2的光学成像区域时，凸面镜2得到一个 正立、縮小的图像，可以清晰地看到目标。令凸面镜曲率半径为r， 放大率为m，物距为p，相距为q，物高为ho，像高为hi,凸面镜焦 距为f，摄像头焦距为&，则有
附」-《 11 1 "一9/
〒_7(1) 7一r—7(2)z (3)故
r = 2x~i- f在、
显然，当目标到摄像头的距离等于摄像头的焦距时，摄像头能稳定地 获取最清晰的目标图像，即p-6。则式(4)可表示为式(5):
& (5)
式(5)是一个具有重要意义的结论。其物理意义可解释为当物体的 大小和摄像头的焦距一定时，由摄像头获取最清晰图像的凸面镜的曲 率半径可根据应用所需要的成像大小求出。此结论适用于很多应用场 合。如，当本方法用于人面部检测与识别的应用时，可以认为不同人
面部的大小近似相等于一个常数(hoxho),在选择一个确定的摄像 头后，根据式(5)由像高尺寸(hixhi)确定凸面镜曲率半径，只要被
检测和识别的人在本装置前调整自己的位置和姿态，使人体面部在凸
面镜成像尺寸为(hixhi)的满成像，那么此时摄像头获得的人面部 图像有效像素最多，人面部图像质量最佳。
为方便使用，在凸面镜上设置被摄物体满成像几何尺寸的参考线框，参考线框尺寸应为(hiXhi)。当被摄物体(如人体面部)根据参
考线框通过摄像镜头1与被摄物体3相对位置、距离或姿态的调整， 使被摄物体(如人体面部)在参考线框内形成满成像。达到摄像头获 取清晰图像和增加图像的有效像素的目的。
综上所述，本发明所提出的用于获取清晰图像的图像辅助定位的 装置及方法，具有低成本、高可靠、微型化和操作简便的特点，它能 辅助对被摄物体进行定位，同时增加图像的有效像素，提高获取图像 的质量，有着广阔的应用前景。
权利要求
1. 一种获取清晰图像的辅助定位方法，所述的方法是结合摄像镜头上的辅助定位装置实现的，其特征在于该方法采取以下步骤实现①所述的辅助定位装置为凸面镜，凸面镜在设置摄像镜头前面，凸面镜与摄像镜头相对位置固定，凸面镜上设置摄像镜头取景孔，摄像镜头安装在取景孔中，摄像镜头的轴线与凸面镜的几何对称中心线重合，②根据凸面镜中形成的被摄物体光学图像的大小，调整摄像镜头与被摄物体相对位置、距离或姿态，③摄像镜头进行拍摄获取清晰图像。
2. 根据权利要求1所述的一种获取清晰图像的辅助定位方法， 其特征在于设定凸面镜的曲率半径为(r),成像物体的几何尺寸为(hoXhQ)，凸面镜上成像的几何尺寸为(hiXhi),摄像镜头的焦距为 (fc)，目标距摄像头的距离为(p)，当满足fe与p相等、hi- (rx ho) /(2p+r)时，摄像镜头即可获取清晰的成像物体图像。
3. 根据权利要求1或2所述的一种获取清晰图像的辅助定位方 法，其特征在于在凸面镜上设置被摄物体满足应用需求的满成像几 何尺寸参考线框，参考线框的几何尺寸为hixhi。
全文摘要
一种获取清晰图像的辅助定位方法，解决获取清晰图像的定位技术问题，特别是适用于在人脸识别设备中获取清晰图像的定位问题。采用的技术方案是，将一个凸面镜，设置在摄像镜头前面，凸面镜与摄像镜头相对位置固定，凸面镜上设置摄像镜头取景孔，摄像镜头的轴线与凸面镜的几何对称中心线重合，根据凸面镜中形成的被摄物体图像光学图像的大小、位置和在设计的区域内是否满成像，调整摄像镜头与被摄物体的相对位置、距离或姿态后，摄像镜头进行拍摄。本发明的优点是，调整定位直观、简单、方便，成本低廉，特别是应用在人脸识别设备中，可大大降低人脸识别设备的制造成本。
文档编号G02B27/00GK101477249SQ20081021684
公开日2009年7月8日 申请日期2008年10月14日 优先权日2008年10月14日
发明者高汉平 申请人:深圳市康贝尔智能技术有限公司