人脸图像校正方法及装置和人脸识别方法及系统的制作方法_3

文档序号:9524507阅读:来源:国知局
份,5表示人眼占据一(如图3所示为从左至右 算起的第四个·| )所在区域的中间位置;(由图3所示,根据人脸的Η庭五眼的特征信息, 11 眼睛宽度占据其中的.区域,为了精确的让人眼处于一区域范围内,因此定位人眼的位置111 为所在区域的一,也即人眼在^的中间位置);预置位置位于预置模板的纵坐标值l_yl 满足:
其中hei曲t表示预置 模板的长度,第一个i将所述预置模板长、宽均分为Η份、标准人脸整个长度占据预置模板 3 11 1 的长的即标准人脸长度占据其中间的1份,如图2所示;第二个1意义与第一个i意义 3 , 3 3 相同,第3个是根据人脸的Η庭五眼特征信息,将标准人脸的长度分为3份;- 3 3 3 5 即为将人眼所占的^区域平均分为5等份,W图3所示的线条中的!处为基准线,则人眼与 基准线的距离为^><^综上所述,上述预置位置的坐标在本实施例中优选为(l_xl,l_yl)。 〇
[0113] 步骤S110,获得测试人脸宽度W及第二只眼睛在所述预置模板上的初始坐标信 息;
[0114] 上述人脸宽度为测试人脸沿坐标轴的X方向(即水平方向)的宽度值。具体地, 可根据adaboost算法获取测试人脸宽度,根据水平、垂直投影算法获取第二只眼睛的初始 坐标信息(r_xl,:r_yl)。
[0115] 步骤S120,根据测试人脸宽度、所述预置位置和第二只眼睛的初始坐标信息,计算 在所述预置模板中第二只眼睛与第一只眼睛所在连线相对于所述第一只眼睛所在水平线 的偏转角度;
[0116] 本实施例中,上述预置位置为第一只眼睛的坐标信息,可根据Η庭五眼特征信息 和测试人脸的宽度,可计算获得测试人脸在未发生偏转时第二只眼睛的坐标信息;该Η庭 五眼特征信息包括双眼的距离与测试人脸宽度的比例信息。上述第一只眼睛所在水平线为 第一只眼睛与测试人脸未发生偏转时的第二只眼睛所在位置的连线。根据第二只眼睛的实 际坐标信息与测试人脸未发生偏转时的第二只眼睛的坐标信息可计算获得第二只眼睛与 第一只眼睛所在连线相对于所述第一只眼睛所在水平线的偏转角度,即测试人脸的偏转角 度。
[0117] 步骤S130,根据所述偏转角度对所述测试图像进行旋转校正处理,使所述第一只 眼睛及所述第二只眼睛均位于所述水平线上;
[0118] 当获得上述测试人脸的偏转角度后,可对预置模板上的基础图像进行旋转校正, 使得测试人脸处于非偏转状态。具体地,可将测试人脸进行顺时针或逆时针旋转上述偏转 角度,从而使得测试人脸处于正常状态(即使测试人脸的两只眼睛处于同一水平线上)。
[0119] 步骤S140,将旋转校正处理后的测试图像与预置的人脸样本进行人脸识别处理。
[0120] 本发明实施例通过W第一只眼睛在预置模板上位于固定位置的方式将基础图像 固定在预置模板上,同时通过计算获得第二只眼睛与第一只眼睛的连线相对于第一只眼睛 所在的水平线的偏转角度,并根据该偏转角度对基础图像进行旋转校正处理,从而使得人 脸处于正常状态;然后将旋转校正处理后的测试图像与预置的人脸样本进行人脸识别处 理。从而提高了人脸识别的识别率。
[0121] 进一步地,参照图7,基于上述实施例,本实施例中,上述步骤S120包括:
[0122] 步骤S121,根据预置的Η庭五眼特征信息和测试人脸宽度计算获得第一只眼睛和 第二眼睛的距离信息;
[0123] 步骤S122,根据所述距离信息与所述第一只眼睛的坐标信息中水平坐标值计算获 得第二只眼睛校正后的水平坐标值,并将所述第一只眼睛的坐标信息中纵坐标值设定为第 二只眼睛校正后的纵坐标值;
[0124] 步骤S123,根据所述第二只眼睛的初始坐标信息中水平坐标值r_x3、所述第二只 眼睛的初始坐标信息中纵坐标值r_y3、第二只眼睛校正后的水平坐标值r_x4、第二只眼睛 校正后的纵坐标值r_y4计算获得所述偏转角度b;当所述第一只眼睛为左眼时,所述偏转 角度b满足:
;当所述第一只眼睛为右眼时,所述偏转 角度b满足:
[01巧]本实施例中,上述第二只眼睛的实际坐标值为根据水平、垂直投影法获 得的初始坐标信息(r_x3,r_y3);优选地,当上述预置位置坐标为(l_xl,l_yl)
即W第一只眼睛为左眼时,r_x4 = 1_χ1+(2Λ)Iw, 该I?为义用曰d油oost算法获取的人脸的宽度,;T_y4 =l_y1 ;即第二只眼睛校正后 (在未发生偏转时)的坐标为
优选地,若第一只眼睛为右眼时,上述预置位置坐标为
^xheight),根据图2及3,同理得到第二只眼睛的校正后(在未发生偏转时)的坐标为
巧述为采用ad油oost算法获取的 人脸的宽度。
[0126] 最后根据设定的第一只眼睛为左眼或右眼,则可根据相应的计算规则获得第二只 眼睛与第一只眼睛所在连线相对于所述第一只眼睛所在水平线的偏转角度,即测试人脸偏 转的角度。
[0127] 进一步地,上述人脸样本的制作方法可根据实际需要进设置,优选地,上述预置的 人脸样本的制作具体为:将获取到标准人脸间隔摄像头不同距离下的标准图像作为所述测 试图像执行所述步骤S100至S140,将经过校正处理的标准人脸图像作为预置的人脸样本。 具体地,参照图8,本实施例中,所述预置的人脸样本的制作包括:
[012引步骤S150,将获取到标准人脸间隔摄像头不同距离下的标准图像映射至预置模板 上,且标准人脸中的第一只眼睛位于所述预置模板的预置位置;
[0129] 本实施例中,可通过摄像头获取包含标准人脸的标准图像,并将获取的标准图像 映射到预置模板上,并且在映射的过程中W人脸的其中一只眼睛作为基准,映射到模板的 固定位置。作为基准的第一只眼睛可W为左眼,也可W为右眼,W下实施例中W第一只眼睛 为左眼作出详细说明。上述预置模板为用于承载画面的模板,该预置模板的大小可根据实 际需要进行设置,本实施例优选为,预置模板的大小与摄像头的像素大小一致,例如摄像头 的像素为480*640,则预置模板的大小为480*640。上述预置位置的坐标信息也可根据实际 需要进行设置,为了尽可能的使标准人脸在预置模板的框架中,使得标准人脸位于预置模 板的中间位置,当W左眼作为上述第一只眼睛时,可采用W下方式定义上述预置位置:
[0130] 假设将预置模板的长均分为Η等份、宽均分为Η等份,则使得预置模板 形成九宫格,而标准人脸的轮廓在理想状态下与最中必一个格的大小适配。根 据Η庭五眼特征信息,则有预置位置位于预置模板的水平坐标值1_χ1满足:
其中width表示预置模板的 宽度(预置模板中W预置模板的左上角为坐标原点化0)沿坐标轴的X方向为预置 模板的宽度、沿Y方向为预置模板的长度方向),第一个及第二个!均表示将所述预 置模板长、宽均分为Η份,标准人脸的整个宽度占据预置模板的宽度的I、即人脸宽 度占据其中间的1份,所述第一及第二个^均表示根据Η庭五眼特征信息将标准人脸 的宽均等分为5份,表示人眼占据^ (如图3所示从左至右算起的第二个^ )所 厶 J J 在区域的中间位置;(由图3所示,根据人脸的Η庭五眼的特征信息,眼睛宽度占据其 111 中的一区域,为了精确的让人眼处于^区域范围内,因此定位人眼的位置为^所在区 11 域的;也即人眼在的中间位置);预置位置位于预置模板的纵坐标值l_yl满足:
其中hei曲t表示预置模板的 长度,第一个^表示表示将预置模板的长均分为Η等份、宽均分为Η等份,标准人脸整个 长度占据预置模板的长的^即人脸长度占据其中间的1份,如图2所示;第二个1意义 j3 3 与第一个!意义相同,第3个^是根据人脸的H庭五眼特征信息,将人脸的长度分为3份; 去x24x|即为将人眼所占的"区域平均分为5等份,W图3所示的线条中的I处为基准 线,则人眼与基准线的距离为综上所述,上述预置位置的坐标在本实施例中优选为 (l_xl,l_yl)。
[0131] 当W右眼作为上述第一只眼睛时,则可采用W下方式定义上述预置位置:
[0132] 假设将预置模板的长均分为Η等份、宽均分为Η等份,则使得预置模板 形成九宫格,而标准人脸的轮廓在理想状态下与最中必一个格的大小适配。根 据Η庭五眼特征信息,则有预置位置位于预置模板的水平坐标值1_χ1满足:
其中width表示预置模板的宽 度(预置模板中W预置模板的左上角为坐标原点化0)沿坐标轴的X方向为预置模板 的宽度、沿Y方向为预置模板的长度方向),所述第一个及第二个!均表示将所述预置模 板长、宽均分为Η份、标准人脸的整个宽度占据预置模板的宽度的^,即人脸宽度占据其 中间的1份,所述!表示根据Η庭五眼特征信息将标准人脸的宽均等分为5份,所述3/5 表示占所述^中的H份,^表示人眼占据所述^ (如图3所示从左至右算起的第四个 ^ )所在区域的中间位置;(由图3所示,根据人脸的Η庭五眼的特征信息,眼睛宽度占 据其中的i区域,为了精确的让人眼处于i区域范围内,因此定位人眼的位置为^所在5 ,5 5 11 区域的~,化即人眼在一的中间位置);预置位置位于预置模板的纵坐标值l_yl满足:
其中hei曲t表示预置模板的 长度,第一个^表示将预置模板的长均分为H等份、宽均分为H等份,标准人脸整个长度占 1 1 据预置模板的长的即标准人脸长度占据其中间的1份,如图2所示;第二个i意义与第 3、3 一个^意义相同,第3个!是根据人脸的Η庭五眼特征信息,将标准人脸的长度分为3份; 去X2-告即为将人眼所占的i区域平均分为5等份,關3所示的线条中的I处为基准 线,则人眼与基准线的距离为综上所述,上述预置位置的坐标在本实施例中优选为 (l_xl,l_yl)。
[0133] 步骤S160,获得标准人脸宽度W及第二只眼睛在所述预置模板上的初始坐标信 息;
[0134] 上述人脸宽度为标准人脸沿坐标轴的X方向(即水平方向)的宽度值。具体地, 可根据adaboost算法获取标准人脸宽度,根据水平、垂直投影算法获取第二只眼睛的初始 坐标信息(r_xl,:r_yl)。
[0135] 步骤S170,根据标准人脸宽度、所述预置位置和第二只眼睛的初始坐标信息,计算 在所述预置模板中第二只眼睛与第一只眼睛所在连线相对于所述第一只眼睛所在水平线 的偏转角度;
[0136] 本实施例中,上述预置位置为第一只眼睛的坐标信息,可根据Η庭五眼特征信息 和标准人脸的宽度,可计算获得标准人脸在未发生偏转时第二只眼睛的坐标信息;该Η庭 五眼特征信息包括双眼的距离与标准人脸宽度的比例信息。上述第一只眼睛所在水平线为 第一只眼睛与标准人脸未发生偏转时的第二只眼睛所在位置的连线。根据第二只眼睛的实 际坐标信息与标准人脸未发生偏转时的第二只眼睛的坐标信息可计算获得第二只眼睛与 第一只眼睛所在连线相对于所述第一只眼睛所在水平线的偏转角度,即标准人脸的偏转角 度。
[0137] 步骤S180,根据所述偏转角度对所述标准图像进行旋转校正处理,使所述第一只 眼睛及所述第二只眼睛均位于所述水平线上;
[0138] 当获得上述标准人脸的偏转角度后,可对预置模板上的基础图像进行旋转校正, 使得标准人脸处于非偏转状态。具体地,可将标准人脸进行顺时针或逆时针旋转上述偏转 角度,从而使得标准人脸处于正常状态(即使标准人脸的两只眼睛处于同一水平线上)。
[0139] 步骤S190,将校正处理后的标准人脸图像设定为人脸样本。具体地,该人脸样本包 括标准人脸图像和用于承载该图像的预置模板。
[0140] 进一步地,参照图9,基于上述实施例,本实施例中,上述步骤S170包括:
[0141] 步骤S171,根据预置的Η庭五眼特征信息和标准人脸宽度计算获得第一只眼睛和 第二眼睛的距离信息;
[0142] 步骤S172,根据所述距离信息与所述第一只眼睛的坐标信息中水平坐标值计算获 得第二只眼睛校正后的水平坐标值,并将所述第一只眼睛的坐标信息中纵坐标值设定为第 二只眼睛校正后的纵坐标值;
[0143] 步骤S173,根据所述第二只眼睛的初始坐标信息中水平坐标值r_x5、所述第二只 眼睛的初始坐标信息中纵坐标值r_y5、第二只眼睛校正后的水平坐标值r_x6、第二只眼睛 校正后的纵坐标值r_y6计算获得所述偏转角度C;当所述第一只眼睛为左眼时,所述偏转
角度C满足 .当所述第一只眼睛为右眼时,所述偏转角 ? 度C满足
[0144] 本实施例中,上述第二只眼睛的实际坐标值为根据水平、垂直投影法获 得的初始坐标信息(r_x5,r_y5);优选地,当上述预置位置坐标为Lyl)
时,即W左眼为第一只眼睛时,r_x6 =l_xl+(2/5)Iw, 该为采用ad油oost算法获取的人脸的宽度,r_y6 =l_yl;即第二只眼睛校正后 (在未发生偏转时)的坐标为
优选地,若第一只眼睛为右眼时,上述预置位置坐标为
^height),根据图2及3,同理得到第二只眼睛的校正后(在未发生偏转时)的坐标为
所述为采用ad油oost算法获取的 人脸的宽度。最后根据设定的第一只眼睛为左眼或右眼,则可根据相应的计算规则获得第 二只眼睛与第一只眼睛所在连线相对于所述第一只眼睛所在水平线的偏转角度,即标准人 脸偏转的角度。
[0145] 进一步地,参照图10,基于上述实施例
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