一种人脸生物特征获取装置及方法与流程

本发明涉及医疗获取用户面部特征信息的设备及方法技术领域，具体涉及一种人脸生物特征获取装置及方法。

背景技术：

中医望诊主要通过观望患者的神、色、形、态变化以测知患者的精神状态、内在五脏气血荣枯等，作为一种非侵入式无创辅助诊断方法，可对机体的健康状态及疾病转归进行评估，在中医体质辨识中具有非常重要的作用。

目前，中医望诊主要通过直接面对面观望的方法，即医者通过直接观察患者的面部表征以获取辅助诊疗信息。此方法，虽观察患者面部表征直接，但易受外界环境影响，且具有较强的主观性，重复性较低；此外，需患者前往医院或诊疗室，如环境恶略导致无法前往诊疗室时，则可致医师无法诊疗。

因此，远程获取患者或待测者的面部图像成为本领域研究人员追求的一项技术。虽然，远程获取图像的设备在现有技术中已存在，然而当患者或待测者化妆或者灯光强弱不稳的情况下令观测较为困难，造成观测结果的误差较大，精准性与重复性较低。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的中医观测患者受涂覆化妆品及灯光明暗等的影响的缺陷，从而提供一种人脸生物特征获取装置及方法。

为此，本发明提供一种人脸生物特征获取装置，包括：

图像采集单元，包括近红外采集部件和可见光采集部件，所述可见光采集部件用于采集待测者的面部静态图像，所述红外采集部件用于采集待测者的面部近红外图像；

特征提取单元，用于根据所述面部静态图像和/或面部近红外图像获取待测者的面部表征信息。

优选地，上述图像采集单元包括若干个补光单元，用于对拍摄对象进行补充光线。

优选地，上述装置还包括若干个排风单元，用于排出所述图像获取单元通电工作产生的热量。

优选地，上述排风单元的个数为4个，呈两个一组分别设置于所述图像采集单元的相对两个侧壁内。

本发明同时提供一种人脸生物特征获取方法，包括：

获取待测者面部静态图像和面部近红外图像；

分别从所述面部静态图像及面部近红外图像确定有效面部区域图像；

根据所述面部静态图像和/或面部近红外图像的有效面部区域图像获取待测者的面部表征信息。

优选地，上述方法中，所述面部表征信息包括皮肤表征信息和脸型、五官信息，所述皮肤表征信息包括肤色表征信息、肤质表征信息、油脂分泌表征信息、面部斑、痘、疹表征信息，所述脸型及五官信息为待测者面部预设特征点之间的绝对距离。

优选地，上述方法中，所述根据所述面部静态图像和/或面部近红外图像的有效面部区域图像获取待测者的面部表征信息，包括：

获取所述静态图像的有效面部区域图像中两眼之间的距离；

设定待测面部预设特征点，获取面部预设特征点之间的距离；

通过所述面部预设特征点之间的距离/两眼之间的距离，得到脸型信息。

优选地，上述方法中，获取所述静态图像的有效面部区域图像中两眼之间的距离之前，还包括：

将有效面部区域图像的尺寸处理为预设尺寸。

优选地，上述方法中，所述面部的油脂分泌表征信息是根据所述面部近红外图像的有效面部区域图像的光线明亮暗淡程度确定的。

优选地，上述方法中，所述皮肤表征信息是根据所述面部静态图像和/或面部近红外图像的有效面部区域图像的肤色与肤质确定的。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的人脸生物特征获取装置及方法，在图像采集单元同时设置可见光采集部件和近红外采集部件，在获取面部静态图像的同时获取面部近红外图像，以避免因面部涂饰化妆品而掩饰真实的肤色及肤质造成获取的生物特征不准确的缺陷。

2.本发明提供的人脸生物特征获取装置及方法，图像采集单元中设置有补光单元，当光线不足导致拍摄的面部静态图像及面部近红外图像不清晰时，自动补光，避免了因光线不足造成的拍摄的面部静态图像和面部近红外图像不清晰的现象。

除此之外，本发明提供的人脸生物特征获取装置及方法，图像采集单元中设置有排风装置，以散去因导电工作产生的热量，避免了图像采集装置因温度过高导致工作效率低的问题，与此同时，本发明采用结合图像采集单元获取的面部静态图像、面部动态图像和面部近红外图像获取人脸生物特征，避免了中医只有面对面观察才能提取人脸生物特征的技术缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中本发明实施例1中人脸生物特征获取装置的结构示意图；

图2为本发明实施例1中图像采集单元的补光单元的结构示意图；

图3为本发明实施例2中人脸生物特征获取方法的流程图；

图4为本实施例2中采用关键点法定位面部有效区域图像的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种人脸生物特征获取装置，参见图1所示结构，包括图像采集单元78和特征提取单元73，图像采集单元中包括近红外采集部件71和可见光采集部件72，可见光采集部件72用于采集待测者的面部静态图像，红外采集部件71用于采集待测者的面部近红外图像；特征提取单元73用于根据面部静态图像和面部近红外图像确定面部表征信息。

上述实施例提供的人脸生物特征获取装置，在图像采集单元78设置可见光采集部件72和近红外采集部件71，在获取面部静态图像的同时获取面部近红外图像，以避免因面部涂饰化妆品而掩饰真实的肤色及肤质造成获取的生物特征不准确的缺陷。

作为本发明一个优选实施例，参见图2所示结构，图像采集单元还包括若干个补光单元(补光单元74，补光单元75，不光单元76和补光单元77)，在本实施例中，补光单元74和补光单元75设置于图像采集单元的一侧，补光单元76和补光单元77设置于图像采集单元的另一侧，均用于为拍摄对象进行补充光线，以使获取的待测者的面部静态图像和面部近红外图像清晰，在本优选实施例中，补光单元无需手动打开，自动识别光线，当光线不足时以拍摄清晰的面部静态图像及面部近红外图像时，补光单元自动开启，拍摄完成后，补光单元自动关闭。

作为本发明一个优选实施例，人脸生物特征获取装置还包括若干个排风单元，用于排出图像获取单元通电工作产生的热量，当图像采集单元长时间工作通电工作时，产生的热量会导致图像采集单元的采集效率降低，添加排风单元，及时排除图像采集单元因长时间工作而产生的热量，避免因温度过高导致的工作效率低的问题。

在此基础上，进一步的，排风单元的个数为4个，呈两个一组分别设置于图像采集单元的相对两个侧壁内，在本优选实施例中，排风单元包括风扇和设置在图像采集单元侧壁的排风口。

本实施例的图像采集单元上设置有一网口，可通过网线与特征提取单元连接，特征提取单元获取图像采集装置采集的面部静态图像和面部近红外图像，并根据采集到的面部静态图像和面部近红外图像提取人脸生物特征(可以但不仅限于肤质、脸型等信息)，其中，特征提取单元一般为安装有图像处理软件的电脑设备。

实施例2

本实施例提供一种人脸生物特征获取方法，参见图3所示结构，包括如下步骤：

步骤s1、获取待测者面部静态图像和面部近红外图像；

步骤s2、分别从所述面部静态图像及面部近红外图像确定有效面部区域图像；

步骤s3、根据所述面部静态图像和/或面部近红外图像的有效面部区域图像获取待测者的面部表征信息。

本实施例可以在获取面部静态图像和面部近红外图像的同时，也获取面部动态图像及面部近红外动态图像，如此，若在根据图像获取面部表征信息的过程中，发现获取到的面部静态图像、面部近红外图像无效或者不足以准确无误获取到待测者的面部表征信息，可以回放面部动态图像，找到清晰面部静态图像及面部近红外图像，以获取待测者的面部表征信息。

上述实施例，根据面部静态图像与面部近红外图像获取待测者的面部表征信息，分析全面，排除了只通过面部静态图像获取面部表征信息而造成的难以辨认真实的肤色，油脂分泌等面部特征信息。

作为本发明一个优选的实施例，面部表征信息包括肤色表征信息、肤质表征信息、油脂分泌表征信息、面部斑、疹、痘表征信息、脸型信息、五官信息，其中脸型信息与五官信息为待测者面部预设特征点之间的绝对距离，脸型信息包括面长、面宽，在本优选实施例中，首先采用多通道图像处理技术(luv颜色空间、梯度以及6方向梯度直方图，共计10个通道)及关键点定位法获取有效面部区域图像，继而采用soft-cascade级联结构学习算法，该算法特征变换采用多尺度的hog特征来提取位置相关的回归特征，可以提升分类器的复杂度和分类能力，快速排除大部分负样本。

如图4所示，根据上述算法可以采用64个关键点定位的技术定位获取有效面部区域图像，而预设特征点为选取的关键点定位方法中采用的部分关键点。

在此基础上，进一步的，获取待测者的面部表征信息中的脸型与五官信息，具体包括如下步骤：

步骤s31、获取静态图像的有效面部区域图像中两眼之间的距离，采用获取代表眼的关键点之间的距离作为两眼之间的距离,在本实施例中，采用两内眼角之间或两外眼角之间的距离代表两眼之间的距离，参见图4所示结构，关键点40与关键点43之间的距离或关键点37与关键点46之间的距离，为两眼之间的距离。

步骤s32、设定待测面部预设特征点，获取面部预设特征点之间的距离，不同的两个预设特征点之间的距离用于表示人体面部的不同特征，以表征脸型和五官信息，例如包括面宽(由两颧、两颐和两颊之间的距离来表征，其中，两颧为关键点1与关键点17之间的距离，两颐为关键点3与关键点15之间的距离，两颊为关键点5与关键点13之间的距离)、眼长(关键点37与关键点40之间的距离、关键点43与关键点46之间的距离)、眉间(关键点22与关键点23之间的距离)、鼻梁(关键点28与关键点34之间的距离)、鼻宽(关键点32与关键点36之间的距离)、人中(关键点34与关键点52之间的距离)、口唇(唇宽为关键点49与关键点55之间的距离，唇高为关键点52与关键点58之间的距离)、下颏(关键点58与关键点9之间的距离)、面长(采用鼻梁、人中及下巴的指数来衡量)等距离。

步骤s33、通过面部预设特征点之间的距离/两眼之间的距离(关键点40与关键点43之间的距离或关键点37与关键点48之间的距离)，得到脸型与五官信息，通过如此计算，避免了因有效面部区域图像的大小不一而导致的测量不准确的缺陷。

在此基础上，进一步的，在步骤s31之前，还包括：

步骤s30、将有效面部区域图像设置为预设大小，可以但不仅限于128×128像素或142×120像素，在测量两眼距离之前，首先将通过关键点等位技术获取的有效面部区域图像设置为预设大小，克服了因待测者距离图像采集单元距离的不同而带来的有效面部区域图像的大小不一致，继而带来的后续测量的脸型指数有偏差。

在本发明一个优选实施例中，根据面部近红外图像的有效面部区域图像的光线明亮暗淡程度获取待测者的面部油脂分泌表征信息，由于油脂的分泌与涂抹护肤品带来的皮肤发亮很难在面部静态图像中区别显示，本实施例采用在面部近红外图像中进行油脂分泌表征信息的获取，由于面部近红外图像获取到的图像排除待测者涂覆护肤品带来的干扰，从而根据光线的明亮暗淡程度确定油脂分泌表征信息。

在本发明一个优选实施例中，根据面部静态图像的有效面部区域图像的肤色与肤质获取待测者的皮肤表征信息，其中，肤色如面色发黄等，肤质如纹理、痘、斑、疹等，其中，肤色表征信息根据面部静态图像的颜色确定，而肤质表征信息根据面部静态图像的颜色和/或明亮暗淡程度来确定，而若通过面部静态图像无法获取某个或者某几个肤色表征信息时，则采用面部近红外图像作为辅助图像进行获取。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。