专利名称：用于人像识别的人像摄取方法
技术领域：
本发明涉及一种人像识别技术，更具体地说，涉及一种用于人像识别的人像摄取方法。
在专利号为ZL00245826.8的实用新型专利中，公开了一种适于金融系统使用的“金融储蓄面像识别器”。该识别器利用单片机处理采集到的图像数据，首先检测人头像的存在及位置，然后确认是否为可识别的被测面像，最后提取人像特征并通过通讯接口输出。该识别器完全依赖单片机进行人像的检测和定位，其计算量大、风险高，该阶段的任何失误将导致后续所有识别计算失效。
在申请号为99117360.0的发明专利中，公开了一种人像识别门禁和考勤系统。该系统通过与计算机相连的摄像头动态捕捉人员头像，再与数据库中预先录入的人像进行比较，作出通过与否或考勤与否的判定。该专利的公开文本中说明其“自动使用多种类型的匹配算法来判断在哪个位置上是否真有一张脸，这些算法能够精确地探测出同时出现的多张脸，并能够确定他们的准确位置”。在实际使用中，任意尺寸、任意位置的人像检测任务对算法提出了具有挑战性的要求，同时也使得计算复杂度和计算机负担增加许多。
在申请号为01106183.9的发明专利中，也公开了一种人像识别门禁系统。其方法是“由光学摄像机或CCD摄像机获取访问者的人脸图像。通过计算机上的视频采集卡将模拟图像转换成数字图像保存于计算机上。对此人脸图像进行图像预处理，抽取人脸的特征，运用自动识别算法，同数据库中的人像信息进行识别、比对。识别的结果作为计算机向门禁控制器发布命令的依据”。该申请的公开文本中再无其他对其人像输入装置的描述，故仍未能解决上述的“算法有效性”和“计算复杂度”的问题。
可见，对于人像的摄取，现有技术中的摄取方法都存在计算复杂度较高、计算机的计算负担较重等缺点，对于人像识别技术的推广应用造成了障碍。
本发明的技术方案在于，在人像摄取时，提供一个预定的标尺供被摄者参照，让其可自行确定自身位置，也就是说，让被摄影者可以主动地调整自身的位置来获得符合规范要求的人像，本发明的方法具体包括以下步骤a、在用于显示被摄取人像的显示设备上预设定位标尺；b、用摄像器材摄取人像；c、由所述显示设备将所摄取的人像实时显示给被拍摄者；d、被拍摄者调节其自身位置，使其人像符合所述显示设备上的定位标尺的要求；e、输出符合要求的人像。
在本发明的方法中，所述定位标尺可以外置于显示设备，此时在所述步骤a中按以下步骤预设定位标尺取一张与所述显示设备的显示窗口同样大小的透明材料纸；在所述透明材料纸上画出所需的定位标尺；然后将所述透明材料纸粘在所述显示设备的显示屏表面。
在本发明的方法中，所述定位标尺可以内置于显示设备，此时在所述步骤a中按以下步骤预设定位标尺根据所需定位标尺设计一个计算机程序；由计算机根据所述程序向所述显示设备输出信号；显示设备在其显示屏上显示出所需定位标尺。
在本发明的方法中，所述定位标尺可以是由一个正十字交叉线以及设在所述正十字交叉线的水平线上、并以所述正十字交叉线的垂直线为中心轴的眼睛定位标记所组成。当然还可以是其它形式的定位标尺。
在本发明方法的步骤e中，可由人工判断所述摄像器材摄取的人像是否符合定位标尺要求，并通过按钮开关发出一个确认信号，将符合定位标尺要求的人像输出到计算机；也可将所述摄像器材的信号同时输入到计算机，由计算机自动循环判断所摄取的人像是否符合定位标尺要求，并获取符合要求的人像。
本发明的方法可以为人像识别应用提供规范化照片，其系统设置灵活，可任意定制标尺；用户操作方便，如同日常的“照镜子”；结果准确可靠，可输出规范化的人像。可广泛用于人像识别门禁系统、身份鉴别系统及自助式摄影设备等。
下面将结合附图
及实施例对本发明作进一步说明。
步骤c、由所述显示设备将所摄取的人像实时显示给被拍摄者；步骤d、被拍摄者调节其自身位置，使其人像符合所述显示设备上的定位标尺的要求；步骤e、输出符合要求的人像。
根据实际需要，本发明中的定位标尺可以按人的面部特征点来设计，如图2所示为本发明的一个实施例中以眼睛为定标点的定位标尺的示意图，该定位标尺由水平线和垂直线构成正十字交叉线，在其水平线上还设有以垂直线为对称的两个带小十字的圆圈。其中垂直线用于确定正常的鼻梁轴线，水平线用于确定两眼的水平位置，两个圆圈用于确定眼睛的准确位置，也就是眼睛定位标记。当然，本发明中的定位标尺还可以是其它形式，例如可以不采用眼睛定位，而是在水平线的左右两侧增设两条垂直线，除鼻梁线、眼睛水平线之外，再用两侧的垂直线来框定人脸的左右两侧。
将上述定位标尺预设在显示设备上之后，再用摄像器材摄取人像，并将所摄取的人像实时显示在显示设备上，被摄影者可在显示设备上同时看到定位标尺及自己的人像，因而可准确地将自己的人像按标尺对准，使之符合定位标尺的规范要求。如图3所示为利用图2中的定位标尺进行人像摄取时的示意图，此时人的鼻梁对准垂直线，两眼对准两个圆圈，即可获得符合规范要求的人像。
本发明中的定位标尺可以是外置式，也可以是内置式，如图4所示为采用外置式定位标尺时的系统示意图，该系统由摄像机2、显示设备3、外置定位标尺4和计算机5组成，其中摄像机2同时连接到计算机5和显示设备3，同时向两者输出信号，在显示设备3的表面叠加有一个定位标尺4。该定位标尺4由透明塑料片制成，上面用油性笔绘制了如图2中所示的定位标尺，该定位标尺被固定在显示设备3的表面。使用时，被拍摄者7站在摄像机2前并且面对显示设备3，就可从显示设备中清楚地看到自己的人像，类似于看一面镜子。被拍摄者可调整自身位置，使其在显示设备3中的头像符合定位标尺4的要求，当被拍摄者或操作人员判定所摄取的人像符合定位标尺要求时，可通过按钮开关或其它方式发出一个确认信号，让计算机5获取此时的人像。最终由计算机5将符合定位标尺要求的人像保存在存储器中、通过打印机打印存档、或者输出到其它设备，以便用于后续的识别处理。本实施例中，还可以不用透明塑料片来绘制定位标尺，而是将定位标尺直接绘制在监视器3的显示屏表面，其效果更加直观和简单。
如图5本发明中内置式定位标尺的系统示意图，该系统由摄像机2、计算机5和显示设备3组成，本系统中没有由透明塑料片制成的定位标尺4，而且摄像机2的信号没有直接输出到显示设备3，而是先输入到计算机5，再由计算机5输出到显示设备3。在计算机中装有一个根据所需定位标尺设计的计算机程序，计算机5运行该程序，向显示设备3输出信号，在显示设备的显示屏上显示出所需定位标尺6。该定位标尺始终显示在显示屏上，由摄像机2摄取的人像经计算机5后也显示在显示设备3上，其中定位标尺强制性地显示在人像前面，也就是在活动人像上叠加一个固定的定位标尺，其中的定位标尺类似于叠加在电视图像表面的电视台台标，其具体实现可由计算机软件来控制产生。工作时，摄像机2连续捕获被拍照人的影像并将其输入计算机5；计算机5利用其内部的中央处理器将输入的每一帧图像显示在显示设备3上；然后计算机5利用其内部的中央处理器在上述同一位置绘制定位标尺6。基于上述绘制次序，其效果等同于在捕获的每帧图像上都绘制一个位置固定的定位标尺6，如图3所示。当连续地对输入的视频影像进行上述操作，其显示效果等同于在活动影像上叠加一个固定的定位标尺。这种内置式定位标尺与外置式定位标尺的功能相同，但是内置式标尺更精确、灵活性强、可避免物理损害。使用时，被拍摄者7站在摄像机2前并且面对显示设备3，就可从显示设备中清楚地看到自己的人像，类似于看一面镜子。被拍摄者可调整自身位置，使其在显示设备3中的头像符合定位标尺6的要求，然后通过按钮开关或其它方式发出一个确认信号，让计算机5获取此时的人像。最终由计算机5将符合定位标尺要求的人像保存在存储器中、通过打印机打印存档、或者输出到其它设备，以便用于后续的识别处理。
上述实施例中的摄像机2可采用CCD摄像头，其最大捕获分辨率为640×480像素，通过USB口与计算机5连接。对于内置式定位标尺，可用Microsoft Visual C++编制一个专用的计算机程序来完成上述控制操作。
在上述实施例中，计算机获取的人像具有一个共同的特点，即所有人像中的眼睛都在同一位置，落在如图3所示的两个圆圈位置处。该人像可直接用于人物辨识或身份鉴别，不必进行现有技术中对“任意尺寸、任意位置”的人像进行检测及定位等计算，从而大大减少计算量，同时提高识别稳定性及精确度。
权利要求
1.一种用于人像识别的人像摄取方法，其特征在于，包括以下步骤a、在用于显示被摄取人像的显示设备上预设定位标尺；b、用摄像器材摄取人像；c、由所述显示设备将所摄取的人像实时显示给被拍摄者；d、被拍摄者调节其自身位置，使其人像符合所述显示设备上的定位标尺的要求；e、输出符合要求的人像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤a中，按以下步骤预设定位标尺取一张与所述显示设备的显示窗口同样大小的透明材料纸；在所述透明材料纸上画出所需的定位标尺；然后将所述透明材料纸粘在所述显示设备的显示屏表面。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤a中，按以下步骤预设定位标尺根据所需定位标尺设计一个计算机程序；由计算机根据所述程序向所述显示设备输出信号；显示设备在其显示屏上显示出所需定位标尺。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述定位标尺是由一个正十字交叉线以及设在所述正十字交叉线的水平线上、并以所述正十字交叉线的垂直线为中心轴的眼睛定位标记所组成。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤e中，可由人工判断所述摄像器材摄取的人像是否符合定位标尺要求，并通过按钮开关发出一个确认信号，将符合定位标尺要求的人像输出到计算机。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述摄像器材的信号同时输入到计算机，在所述步骤e中，由计算机自动循环判断所摄取的人像是否符合定位标尺要求，并获取符合要求的人像。
全文摘要
本发明涉及一种用于人像识别的人像摄取方法，在现有技术中，人像被摄入计算机后，需要一个复杂的人像定位过程，因而存在计算复杂度较高、计算机的计算负担较重等缺点。本发明中，通过在用于显示被摄取人像的显示设备上预设定位标尺，然后将摄像器材所摄取的人像由该显示设备实时显示给被拍摄者，让被拍摄者可根据显示设备上的定位标尺和自己的人像，自行确定自身位置，让计算机获取符合规范要求的人像，使计算机获取的人像具有共同的特点，可直接用于人物辨识或身份鉴别，从而大大减少计算量，同时提高识别稳定性。
文档编号G06K9/20GK1453737SQ02115159
公开日2003年11月5日 申请日期2002年4月26日 优先权日2002年4月26日
发明者马堃 申请人:马堃