专利名称：应用于设定环境下人脸侦测及辨识之方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种在设定环境下以不同角度摄取脸部影像，以影像处理技术分别对不同角度的影像做不同角度的人脸特性侦测与人脸特征抽取，依据所得到的结果有弹性地整合判断是否符合人脸条件或特定人士脸部特征的应用于设定环境下人脸侦测及辨识之方法与装置。
背景技术：
当前的生物特征之人脸辨识系统，皆由一台摄影机拍摄一张人脸正面的影像，或由一台摄影机由拍摄一连串视讯的人脸影像中截取撷取一张或多张人脸正面的影像，对这一张或多张人脸正面影像利用影像处理方法抽取人脸特征，与先前建立的人脸影像数据库做比对，最后输出辨识后的结果；然而，以单一摄影机单一角度拍摄一张或多张人脸正面影像的做法，无法克服入侵者以戴面具的方式蒙骗摄影机与辨识系统，对使用者化浓妆或改变发型遮住部份脸庞，造成特征消失或所抽取的特征与数据库不符，容易造成误判；另外，若系统在户外或半户外的场所使用，常会遇到光线变化的问题，逆光或光线角度的改变很容易造成人脸特征抽取失败及错误，而导致人脸辨识率下降。
综上所述，提供一种人脸辨识率高、辨识灵活准确的，应用于设定环境下的人脸侦测及辨识方法与装置实为必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在设定环境下于人脸前方、左右方架设摄影设备，藉由不同角度的摄影机分别拍摄人脸的正面及左右侧面完整影像，并以脸部的正面及左右侧面影像相互辅助进行人脸侦测与辨识，从人脸正常乃至于脸部局部遮蔽、脸部化妆、发型改变等情况下辨识系统仍然可以运作，可达到提升辨识率、安全性目标的应用于设定环境下人脸侦测及辨识之方法与装置。
该应用于设定环境下人脸侦测及辨识之方法与装置，该装置包括摄影机模块、影像同步撷取模块、人脸侦测模块、人脸辨识模块及人员数据库模块，其中摄影机模块包含两台或两台以上的摄影机组，分别以正面与侧面不同的角度拍摄脸部影像，当人员站在定位准备辨识时，由影像同步撷取模块同步的撷取脸部正面与侧面影像，将成对的脸部正面、侧面影像输入人脸侦测模块中，人脸侦测模块以脸部正面、侧面影像同时分析是否具有人脸特征，若非法入侵者戴面具企图蒙骗辨识系统时，虽然脸部正面的侦测认为是人脸，但是脸部侧面的侦测却是平面不为人脸，此时系统将产生异常事件，也可发出告警讯号给保全或守卫人员处理，或者可以先予以通过，由人脸辨识模块再做查核；另外，亦有可能因为系统架设的场合使光线影响取像品质，导致脸部正面影像因逆光或偏光而侦测异常，此时可以以脸部侧面影像做为辅助，判断是否具有人脸侧面特征，若有，则同样执行人脸辨识模块做进一步的辨识；人脸侦测模块侦测人脸将产生两个结果，一是依据脸部正面、侧面影像认为不具有人脸特征而将此人员列为非法人员禁止进入，另一是具有人脸特征或具有部份人脸特征，则进入人脸辨识模块程序继续执行；将确定为人脸或具有部份人脸特征的成对脸部正面、侧面影像输入人脸辨识模块中，人脸辨识模块依照人脸侦测模块的结果做辨识，将成对脸部正面、侧面影像以影像处理方法抽取人脸特征，并与人员数据库模块的资料做比对，依先前设定人脸辨识的严谨度做整合判断，最后输出该人员是否为某单位人员数据库的成员，再者，本方法与装置可依各种场合之实际需要调整人脸侦测与辨识的严谨度，具有高度使用弹性，采用人脸正面与侧面的影像相互辅助，可有效地提升整体生物辨识系统之安全性与准确性。
本发明所提供的应用于设定环境下人脸侦测及辨识之方法与装置，与现有技术相比较时，具有下列优点一、可依各种场合的实际需要弹性地调整人脸侦测与辨识的严谨度，从人脸正常乃至于脸部局部遮蔽、脸部化妆、发型改变等情况下辨识系统仍然可以运作。
二、防止入侵者以戴面具的方式蒙骗摄影机与辨识系统。
三、有效克服使用者化浓妆、改变发型遮住部份脸庞或脸部局部受伤所造成特征不符的情形。
四、脸部正面与侧面同时取像补助运用，降低使用者因背景复杂或逆光等光线关系，使脸部侦测失败的情形。
五、不同角度摄影机无须做复杂的坐标校正，只需拍摄完整脸部影像即可，提高系统装设的方便性。
图1为本发明应用于设定环境下人脸侦测及辨识之方法与装置于生物识别门禁系统的实施例示意图；图2为人脸正面与侧面影像整合的人脸侦测及辨识的实施例流程图。
具体实施方法请参阅图1所示，是本发明所提供的应用于设定环境下人脸侦测及辨识之方法与装置于生物识别门禁系统的实施例示意图，主要包括有摄影机模块11、影像同步撷取模块12、人脸侦测模块13、人脸辨识模块14及人员数据库模块15。其中，摄影机模块11包含三台摄影机(摄影机1、摄影机2、摄影机3)，分别以正面与左、右侧面三种不同的角度拍摄脸部影像，当人员站在定位准备辨识时，由影像同步撷取模块12同步的撷取脸部正面与左、右侧面影像，将这三张脸部影像输入人脸侦测模块13中，人脸侦测模块13以脸部正面、左、右侧面影像同时分析是否具有人脸特征，若三张影像中皆有或某几张有人脸完整特征的话，再将脸部正面、左、右侧面影像输入人脸辨识模块14做特征抽取，所抽取的特征与人员数据库模块15的资料做比对，并依先前设定人脸辨识的严谨度做整合判断，最后输出该人员是否为某单位成员的辨识结果。
图2所示的是人脸正面与侧面影像整合的人脸侦测及辨识的实施例流程图，当人员站于摄影机模块11前时，将触发脸部正照摄影机及脸部侧照摄影机对人脸取像，随即分别对人脸正面及侧面影像做特征侦测，特征侦测后分别会产生四种不同的结果(1)有人脸正面特征/有人脸侧面特征；
(2)无人脸正面特征/有人脸侧面特征；(3)有人脸正面特征/无人脸侧面特征；(4)无人脸正面特征/无人脸侧面特征；其中，在(1)有人脸正面特征/有人脸侧面特征部份，分别会进入人脸正面与侧面的特征抽取程序，并将结果分别与人员数据库模块15中的脸部正面与侧面特征做比对，其中任一比对成功就算该人员为合法人员予以通行，若同时比对不成功的话，即输出该人员为非合法人员，发出告警讯息请保全或守卫处理；在(2)无人脸正面特征/有人脸侧面特征部份，会发生这种情形可能是因为外界光线逆光或偏光，导致影响人脸正面的影像品质，或者是脸部局部遮蔽、脸部化妆或发型改变的关系，虽然没有人脸正面特征，但是可以人脸侧面特征做辅助，对人脸侧面影像做特征抽取，并将结果与人员数据库中的脸部侧面特征做比对，比对成功就算该人员为合法人员予以通行，若比对不成功的话，即输出该人员为非合法人员，发出告警讯息请保全或守卫处理；在(3)有人脸正面特征/无人脸侧面特征部份，会发生这种情形可能是有入侵者以戴面具的方式蒙骗摄影机与辨识系统，或是人员站的位置关系使得人脸部份出框，这种情形将发出告警讯息请保全或守卫处理；在(4)无人脸正面特征/无人脸侧面特征部份，这种情形可能是人员戴安全帽或佩戴口罩、墨镜等的遮掩物遮蔽人脸特征，将发出告警讯息请保全或守卫处理。
人脸正面与侧面影像整合的人脸侦测及辨识的实施方式亦可将人脸正面与侧面影像整合成立体脸部影像，再以此立体脸部影像的特征与人员数据库模块15中的立体脸部影像特征做比对，比对成功就算该人员为合法人员予以通行，若比对不成功的话，即输出该人员为非合法人员，发出告警讯息请保全或守卫处理。
权利要求
1.一种应用于设定环境下人脸侦测及辨识装置，其包括摄影机模块(11)，该摄影机模块(11)包括两台或两台以上的摄影机；影像同步撷取模块(12)，该影像同步撷取模块(12)为与摄影机模块(11)连接；人脸侦测模块(13)，该人脸侦测模块(13)为与影像同步撷取模块(12)连接；人脸辨识模块(14)，该人脸辨识模块(14)为与人脸侦测模块(13)连接；以及人员数据库模块(15)，该人员数据库模块(15)为与人脸辨识模块(14)连接。
2.一种应用于设定环境下人脸侦测及辨识方法，是由影像同步撷取模块(12)同步的撷取摄影机模块(11)所拍摄的脸部影像，再由人脸侦测模块(13)侦测影像中是否含有人脸特征，若确认有人脸特征时，即将影像传送给人脸辨识模块(14)做人脸特征抽取，并与人员数据库模块(15)的人员脸部资料做比对，最后产生合法/非法人员的辨识结果。
3.如权利要求2所述的应用于设定环境下人脸侦测及辨识方法，其特征在于，该摄影机模块(11)是由两台或两台以上的摄影机，以不同角度分别拍摄脸部正面与侧面影像，供人脸侦测模块(13)使用。
4.如权利要求2所述的应用于设定环境下人脸侦测及辨识方法，其特征在于，影像同步撷取模块(12)连接摄影机模块(11)，每次取像皆为同步取像，以降低人脸因瞬间移动造成摄影机模块中不同摄影机所拍摄的人脸角度误差问题。
5.如权利要求2所述的应用于设定环境下人脸侦测及辨识方法，其特征在于，影像同步撷取模块(12)可以利用摄影机模块(11)中不同摄影机之人员动态侦测来触发撷取影像，或利用硬件侦测器感应是否有人员进入来触发撷取影像。
6.如权利要求2所述的应用于设定环境下人脸侦测及辨识方法，其特征在于，该应用于设定环境下人脸侦测及辨识之方法是利用不同角度的脸部特征相互辅助进行侦测与辨识，可依使用场合的实际需要弹性地调整侦测与辨识的严谨度。
7.如权利要求2所述的应用于设定环境下人脸侦测及辨识方法，其特征在于，该应用于设定环境下人脸侦测及辨识之方法可将人脸正面与侧面影像整合成立体脸部影像，再以此立体脸部影像的特征与人员数据库中的立体脸部影像特征做比对。
全文摘要
一种应用于设定环境下人脸侦测及辨识之方法与装置，其包括摄影机模块、影像同步撷取模块、人脸侦测模块、人脸辨识模块以及人员数据库模块，其主要是以影像同步撷取模块同步的撷取摄影机模块所拍摄的脸部影像，再由人脸侦测模块侦测影像中是否含有人脸特征，若确认有人脸特征时，即将影像传送给人脸辨识模块做人脸特征抽取，并与人员数据库模块的人员脸部资料做比对，最后产生合法/非法人员的辨识结果。
文档编号G06K9/00GK1967564SQ20051012553
公开日2007年5月23日 申请日期2005年11月17日 优先权日2005年11月17日
发明者吴坤荣, 柳恒菘, 白家荣 申请人:中华电信股份有限公司