)的定义如下：
[0157] xbest=median(xi,X2, . .xq) (19)
[015引 ybest=median(yi,y2, . .YQ) (20)
[0159] d、人脸图像中偏值的计算：
[0160] 水平偏距和垂直偏距的计算:设人脸图像直角坐标系(Zx//的人脸图像窗口宽为 Wi化hi，高为heighti，初始图像的宽为widths,高为heights,坐标系0巧的原点在坐标系〇/ X' y'为(facex，facey)，坐标系化y相对坐标系0' X' y'的水平偏移量为A W，垂直偏移量为A h，因此最小的水平偏距A Ievelmin和垂直偏距A vedicalmin分别为：
[0163] 侧面偏转角度的计算：
[0164] 设左眼中屯、坐标为(Xi，yi)，右眼中屯、坐标为(X2，y2)，嘴的中屯、坐标为(X3，y3)，两 只眼睛的水平距离为1，垂直距离为d，人脸图像侧面偏转时，鼻子下点水平线与左右两眼睛 内点的距离分别为h和12,鼻子下点水平线与嘴内点的距离为13。
[0165] 人脸图像的平面偏转角度a:
(23)
[0167]鼻子下点与左右两眼内点的角度差执：
[0169]鼻子下点与嘴内点的角度差
(25)
[0171]人脸图像的侧面偏转角度0:
[0173] e、控制器10控制相机搭载台6水平移动A leveh、垂直移动A vedicah、转动电机 7转动角度0，再控制相机拍摄。
【主权项】
1. 一种人脸图像采集的自适应控制装置，其特征在于：包括有机座（100)，所述机座 (100)上设有至少两根竖直设置的竖向导轨（1)，所述机座（100)上设有竖向传动轴(2)，所 述竖向传动轴(2)上套设有沿竖向导轨（1)竖向滑动的竖向滑块(3)，所述竖向滑块(3)之间 设有横向导轨(4)，所述横向导轨(4)上设有横向传动轴(5)，所述横向传动轴(5)上套设有 沿横向导轨(4)横向滑动的相机搭载台（6)，所述相机搭载台（6)上设有转动电机(7)，所述 转动电机(7)转轴竖向设置，所述转动电机(7)转轴上设有随转轴转动的相机。2. 根据权利要求1所述的一种人脸图像采集的自适应控制装置，其特征在于:所述竖向 传动轴(2)上设有竖向传动轴螺纹，所述竖向传动轴(2)-端设有第一电机(8)，所述竖向传 动轴（2)随第一电机(8)转轴转动，所述竖向滑块(3)套接处设有与竖向传动轴螺纹配合随 竖向传动轴(2)转动而使竖向滑块(3)垂直移动的竖向滑块螺纹。3. 根据权利要求1所述的一种人脸图像采集的自适应控制装置，其特征在于:所述横向 传动轴(4)上设有横向传动轴螺纹，所述横向传动轴(4) 一端设有第二电机(9)，所述横向传 动轴(4)随第二电机(9)转轴转动，所述相机搭载台（6)套接处设有与横向传动轴螺纹配合 随横向传动轴(4)转动而使相机搭载台（6)横向移动的相机搭载台螺纹。4. 根据权利要求1所述的一种人脸图像采集的自适应控制装置，其特征在于:所述机座 (100)上还设有控制器（10)，所述控制器（10)连接有第一电机(8)、第二电机(9)、设置于竖 向传动轴(2)另一端的第一编码器（11)、设置于横向传动轴(4)另一端的第二编码器（12)、 转动电机(7)和相机，所述第一电机(8)与第一编码器（11)连接，所述第二电机(9)与第二编 码器(12)连接。5. -种人脸图像采集的自适应控制方法，其步骤如下： a、 控制器（10)控制相机拍摄初始图像，并输入到控制器（10)中，设定W初始图像左上 角为原点0'，向右为X'轴正方向，向下为y'轴正方向，建立直角坐标系O'x'y'，在初始图像 直角坐标系〇/χ//中建立人脸图像直角坐标系化y; b、 基于Adaboost算法的人脸检测，检测训练部分中训练强分类器，设定η个训练样本 (xi,yi),. . ., (xi,yi),. . (xn，yn)，y巧取0和1，yi = l代表人脸样本，yi = 0代表非人脸样本， 初始化权重ω ; 人脸样本的权重(1) 其中m为人脸样本的个数， 非人脸样本的权重任） 其中1为非人脸样本的个数， 对于t = l:T， ①权重归一化(3) ② 筛选出最优的弱分类器ht(xk,化，fk, 9k)，其分类错误率为：(4) 其中a代表一个检测子窗口，pk指示不等号的方向，fk为特征，0k为阔值。 ③ 更新权值巧） 其中孩代表分类错误占分类正确的比例，其中e河取0和1。当61二0时，XI被正确分 类；当ei=l时，xi被错误分类， 最后的强分类器为：巧) 其4C、基于分级方案的人脸眼睛和嘴的定位： 基于小波的特征图的特征值的计算，基于小波的特征图中第η个特征值Sal(n)的计算 公式为：(7) 其中权重Wk是分配给最大的不同尺度的小波系数，又是互惠的标准差系数， 权重Wk的计算公式为：(8) 其中S为最大的小波系数在k层次的数量，/(")是在0 < Z < S内的最大系数， 基于主成分分析的双眼区域的校对： 由于双眼区域是一个矩形区域，所W双眼区域可W看成是由Μ个列向量组成，表示为 厂1,厂2,..,厂Μ, 双眼区域样本的平均值为：(9) 每个双眼区域与平均值的之间的差值为： Φη= Γη-Ψ (10) 双眼区域的协方差矩阵为：(11) 其中Α= [ Φ 1, Φ 2, . . .，Φμ]， 实际中直接计算矩阵C的特征向量的计算量很大，可w通过矩阵AAT的特征向量Vn的定 义来计算： Α^Ανη = ληνη (12) 对公式(13)两边左乘矩阵A可得： AA^AVn = AAnVn (13) 由公式(14)式可知，Avn是矩阵C的特征向量， 于是，可W用特征向量μη来表示成Μ个样本的线性组合：04) 其中η= 1,2,. . . ,Μ， 表示为Γι，Γ 2，..，Γμ的双眼区域投影到特征空间中： 货化二戌巧化-Ψ) (巧） 其中n=l，2,. . .，Μ， 双眼区域的每个特征向量的权重组成一个向量： Ω 二(16) 双眼区域与重构图像之间的平方差为：(17) 由公式（18)计算平方差就可求出最小重构误差的双眼区域。 基于眼睛模板的眼睛和嘴的定位： 眼睛模板有Ξ个方块组成，中屯、的黑块代表了在人眼中黑色的瞳孔，表示为Β，运个黑 色方块左右两侧为白色方块，分别表示为Wi和W2。 用来测量眼睛模板的相似函数SIM的定义为：(18) 其中Iwi为区域Wi的强度的总和，为区域W2的强度的总和，Ib为区域B的强度的总和，β 是一个避免分母为零的正数， 人脸样本中Q个眼睛模板，最佳的眼睛位置(Xbest，ybest)的定义如下： xbest=median(xi,X2, . .xq) (19) ybest=median(yi,y2,. .yg) (20) d、人脸图像中偏值的计算： 水平偏距和垂直偏距的计算：设人脸图像直角坐标系的人脸图像窗口宽为 wi化hi,高为heighti，初始图像的宽为widths,高为heights,坐标系0巧的原点在坐标系〇/ X' y'为(facex,facey)，坐标系化y相对坐标系0' X' y'的水平偏移量为Δ W，垂直偏移量为Δ h，因此最小的水平偏距Δ levelmin和垂直偏距A vedicalmin分别为：侧面偏转角度的计算： 设左眼中屯、坐标为（xi，yi)，右眼中屯、坐标为(X2，y2)，嘴的中屯、坐标为(X3，y3)，两只眼 睛的水平距离为1，垂直距离为d，人脸图像侧面偏转时，鼻子下点水平线与左右两眼睛内点 的距离分别为h和12,鼻子下点水平线与嘴内点的距离为13。 人脸图像的平面偏转角度曰：e、控制器(10)控制相机搭载台（6)水平移动Δ leveh、垂直移动Δ vedicah、转动电机 (7)转动角度β，再控制相机拍摄。
【专利摘要】本发明公开了一种人脸图像采集的自适应控制方法及其装置，包括有机座，所述机座上设有至少两根竖直设置的竖向导轨，所述机座上设有竖向传动轴，所述竖向传动轴上套设有沿竖向导轨竖向滑动的竖向滑块，所述竖向滑块之间设有横向导轨，所述横向导轨上设有横向传动轴，所述横向传动轴上套设有沿横向导轨横向滑动的相机搭载台，所述相机搭载台上设有转动电机，所述转动电机转轴竖向设置，所述转动电机转轴上设有随转轴转动的相机，通过水平移动、垂直移动以及左右旋转相机摄像头的方式自动跟随人脸自适应控制摄像头，可以减少人工纠正的误差，更好地保证了所拍摄出来的照片满足证件照的要求，提高了使用者的舒适度。
【IPC分类】G06K9/00, H04N5/232, G06K9/20
【公开号】CN105704368
【申请号】CN201610033772
【发明人】周文辉, 王智, 吴杰
【申请人】电子科技大学中山学院
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年1月19日