专利名称：人脸侦测辨识系统的制作方法
技术领域：
本实用新型是有关于一种影像辨识系统，尤其是一种人脸侦测辨识系统。
背景技术：
如图2所示，传统上人脸侦测辨识系统主要包含一资料储存装置，该装置储存所有人像影像资料，作为影像辨识器比对所用；一影像摄录器，多次撷取所在的某段距离内的使用者的人像影像；一影像侦测器，该侦测器筛选出适当的人像影像之后，通过运算模拟出一人像；一影像辨识器，将运算出的模拟人像与资料库以储存的人像影像资料进行比对，并判断出两者的相似度。当一使用者位于影像摄录器某段距离内时，影像摄录器会将该使用者的人脸影像通过摄录的方式撷取下来，在撷取的过程中，不只撷取一影像，会撷取一连串的人脸影像， 接着再经由本实用新型中的一影像侦测器，该影像侦测器会先在影像摄录器所撷取下来的人脸影像中，筛选出角度、位置适合的人脸影像，再将该适合的脸部特征作为运算单位，如鼻梁、眼角等特征点。通过特定的运算方式，形成一模拟人像，接着，将经由已运算而成的模拟人像利用特征辨识单元直接与特征辨识资料库所读取出来的拥有人脸部特征资料做一连串的辨识分析，若比对两者脸部特征的相似度高过一门槛值时，即认为该使用者与资料库所存取的人像为同一人；若比对两者脸部特征的相似度低于门槛值时，则认为不为同一人。进行影像辨识时，必须先进行影像侦测的动作，以侦测出一画面中人脸的位置，然后再与资料库中储存的资料作比对。往往在实际的应用中这些动作必需即时完成，但所需要的运算量确是相当的庞大。所以系统无法即时完成这些庞大的运算。导致必需购置昂贵的系统才可以负荷运算的需要。本实用新型的目的在于应用现有装置的有效配置，以节省成本，并可以达到运算上的需求。首先，必须先建立使用者的资料，其流程是为，让一使用者位于影像摄录器某段距离内时，CPU经由影像摄录器的镜头(为CMOS摄像镜头或CCD摄像镜头)撷取该使用者图像，并转换为YUV格式图像数据储存至记忆体(同步动态随机存取记忆体，SDRAM)当中。YUV 格式是为编译true-color颜色空间(color space)的种类，“Y”表示明亮度(Luminance、 Luma)，“U”和“ V，，则是色度、浓度(Chrominance、Chroma)，通常用来描述模拟信号。然后， 传输控制指令至人脸辨识芯片，启动人像辨识以及分析流程。而人像侦测芯片再发送控制指令到人脸检测芯片，人脸检测芯片从存于记忆体中YUV格式的图像中搜寻以及定位该使用者的人像区域。并对该使用者的人像提取人像特征，再将所提取的该使用者人像特征与该使用者的身分资料一并储存至永久记忆体中。上述即为人脸注册，即从图像中自动地提取人脸的区域，然后提取人脸特征，储存于永久记忆体，如SD卡、磁片等中。然而，辨识人脸时，使用者须先位于该影像摄录器某段距离内，以让摄像镜头得以撷取该使用者的图像，CPU会通过该摄像镜头撷取图像之后，将该图像的格式转换至YUV格式并储存于记忆体(同步动态随机存取记忆体，SDRAM)当中，同时，CPU会发送传输控制指令到人脸辨识芯片，以启动人脸侦测和分析的流程，人脸辨识芯片接收到传输控制指令之后，发送控制指令至人脸侦测芯片，人脸侦测芯片从图像中定位该人脸的区域并提取其特征，再将所提取的特征与永久记忆体中的特征进行比对，寻找相似的特征，若找到相似特征则比对成功，否则即失败。而其结果会传送至识别芯片，并再传送给CPU，CPU经由输出系统输出。
实用新型内容传统上，将侦测的演算法及辨识的演算法同时架构在一芯片内。由于该两演算法在实际运作时计算量相当的大，为了达到即时(Real-Time)的目的，所以必须应用高速的芯片才能够符合实际的需要。但是，此一类型的高速芯片相当的昂贵。本实用新型的目的在于应用现有装置的有效配置，以节省成本，并可以达到运算上的需求。为达上述目的，本实用新型提供一种人脸侦测辨识系统，包含一个影像处理芯片，该影像处理芯片包含一个可执行影像处理的相关运算的运算元件；一个影像侦测元件，为内建于影像处理芯片内的元件，其是与影像侦测元件在制程中同时形成的元件；一个储存记忆有可执行的模块的写入区，该写入区具有储存记忆的功能，以将所写入的影像辨识模块储存。以在芯片启动后将写入区的程序载入运算元件，由该运算元件进行相关的影像辨识运算，其中还包含一个储存所有人像影像资料及相关特征资料以作为影像辨识模块比对所用的资料储存装置，其连结该影像处理芯片。还包含一个影像摄录器，撷取所在的一段距离内的使用者的人像影像，并将所摄入的影像传送到影像处理芯片以进行所需要的处理。还包含一个作为运算时资料随机储存之用的随机存取记忆体，其连结该影像处理
-H-· I I心片。还包含一个用于输出侦测的结果的输出装置。该写入区包含由外部写入的模块，该模块为将运算出的模拟人像与已储存的人像影像资料进行比对，并判断出两者的相似度的影像辨识模块。影像侦测元件应用时，该影像侦测元件抓取摄入的影像再筛选出适当的人像影像之后，通过运算模拟出一人像；再由该人像中筛选出角度、位置适合的人脸影像，再将该适合的脸部特征作为运算单位。影像摄录器使用感光元件为CMOS或CXD。本实用新型的有益技术效果在于，借助有些应用上只需进行侦测即可所用的，市面上有的只有侦测功能的芯片，其因为仅有侦测功能，价格也相对较为低廉。于本实用新型中，应用于该类型的芯片载将其写入辨识演算法模块，而使得此种只有侦测功能的芯片也同时具有了辨识的功能，但是其整体价格仍比原来同时具有侦测及辨识功能的芯片还要便宜，因而达到了节省成本，并可以达到运算上的需求。
图1示本实用新型的内部架构图。图2示现有技术的流程架构图。主要元件符号说明10影像处理芯片11运算元件12影像侦测元件13写入区20资料储存装置30影像摄录器40随机存取记忆体50输出装置。
具体实施方式
本实用新型中提出一种人脸侦测辨识系统，请参考图1的架构图，其中本实用新型的系统包含下列元件一影像处理芯片10，包含一运算元件11，可执行影像处理的相关运算；一影像侦测元件12，为内建在影像处理芯片10内的元件，可以是与影像侦测元件 12在制程中同时形成的元件。应用时，该影像侦测元件10抓取摄入的影像再筛选出适当的人像影像之后，通过运算模拟出一人像。再由该人像中筛选出角度、位置适合的人脸影像， 再将该适合的脸部特征作为运算单位；一写入区13，可用于写入可执行的软件模块，以在芯片启动后可将写入区13的模块载入运算元件11，由该运算元件11进行相关的运算，该写入区13具有储存记忆的功能， 可以将所写入的软件模块储存；其中该写入区13包含由外部写入的模块，该模块为影像辨识程序模块。该辨识软体将运算出的模拟人像与已储存的人像影像资料进行比对，并判断出两者的相似度。本实用新型相关的处理系统为；一资料储存装置20，连结该影像处理芯片10，该装置储存所有人像影像资料及相关特征资料，作为影像辨识程序模块比对所用。一影像摄录器30，多次撷取所在的某段距离内的使用者的人像影像，并将所摄入的影像传送到影像处理芯片10已进行所需要的处理。一随机存取记忆体40 (如RAM、DRAM、SRAM、SDRAM等等)，连结该影像处理芯片10， 以作为运算时资料随机储存之用。一输出装置50，用于输出侦测的结果。其操作过程为，当一使用者位于影像摄录器30某段距离内时，影像摄录器30会将该使用者的人脸影像通过摄录的方式撷取下来，在撷取的过程中，不只撷取一影像，会撷取一连串的人脸影像，接着再经由本实用新型中的一影像侦测元件12，该影像侦测元件12会先在影像摄录器30所撷取下来的人脸影像中，筛选出角度、位置适合的人脸影像，再将该适合的脸部特征作为运算单位，如鼻梁、眼角等特征点。通过本实用新型的运算元件，形成一模拟人像，接着，将经由已运算而成的模拟人像直接与资料储存装置20所读取出来的拥有人脸部特征资料做一连串的辨识分析，若比对两者脸部特征的相似度高过一门槛值时， 即认为该使用者与资料储存装置所存取的人像为同一人；若比对两者脸部特征的相似度低于门槛值时，则认为不为同一人，再将其比对结果经由输出装置50输出。传统上，将侦测的演算法及辨识的演算法同时架构在一芯片内。由于该两演算法在实际运作时计算量相当的大，为了达到即时(Real-Time)的目的，所以必须应用高速的芯片才能够符合实际的需要。但是，此一类型的高速芯片相当的昂贵。有些应用上只需进行侦测即可，市面上也有只有侦测功能的芯片，因为仅有侦测功能，价格也相对较为低廉。本实用新型中应用该类型的芯片载写入辨识演算法模块，而使得此种只有侦测功能的芯片也同时具有辨识的功能，但是整体价格仍比原来同时具有侦测及辨识功能的芯片还要便宜。综上所述，本实用新型人性化的体贴设计，相当符合实际需求。其具体改进现有缺失，相较于现有技术明显具有突破性的进步优点，确实具有功效的增进，且非易于达成。本实用新型未曾公开或揭露于国内与国外的文献与市场上，已符合专利法规定。上列详细说明是针对本实用新型的一可行实施例的具体说明，惟该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本实用新型的专利范围中。
权利要求1.一种人脸侦测辨识系统，其特征在于，包含一个影像处理芯片，该影像处理芯片包含一个执行影像处理的相关运算的运算元件；一个影像侦测元件，为内建于影像处理芯片内的元件，其是与影像侦测元件在制程中同时形成的元件；一个储存记忆有可执行的影像辨识模块的写入区，于芯片启动后该模块借助该运算元件进行相关的运算。
2.根据权利要求1所述的人脸侦测辨识系统，其特征在于，还包含一个储存所有人像影像资料及相关特征资料以作为影像辨识模块比对所用的资料储存装置，其连结该影像处理芯片。
3.根据权利要求1所述的人脸侦测辨识系统，其特征在于，还包含一个影像摄录器，撷取所在的一段距离内的使用者的人像影像，并将所摄入的影像传送到影像处理芯片以进行所需要的处理。
4.根据权利要求1所述的人脸侦测辨识系统，其特征在于，还包含一个作为运算时资料随机储存之用的随机存取记忆体，其连结该影像处理芯片。
5.根据权利要求1所述的人脸侦测辨识系统，其特征在于，还包含一个用于输出侦测的结果的输出装置。
6.根据权利要求1所述的人脸侦测辨识系统，其特征在于，该写入区包含由外部写入的影像辨识模块，该模块为将运算出的模拟人像与已储存的人像影像资料进行比对，并判断出两者的相似度的影像辨识模块。
7.根据权利要求3所述的人脸侦测辨识系统，其特征在于，影像摄录器使用感光元件为 CMOS 或 CCD。
专利摘要一种人脸侦测辨识系统，包含影像处理芯片，影像处理芯片包含运算元件，执行影像处理的相关运算；影像侦测元件，抓取摄入的影像再筛选出适当脸部特征作为运算单位；写入区储存有可执行的影像辨识模块。资料储存装置储存所有人像影像资料及相关特征资料作为影像辨识模块比对；影像摄录器，多次撷取所在的某段距离内的使用者的人像影像，并传送到影像处理芯片进行所需的处理；随机存取记忆体作为运算时资料随机储存之用；输出装置，用于输出侦测的结果。使得只有侦测功能的芯片也同时具有辨识的功能在应用上，可节省使用的成本，以较低廉的价格达到相同的目的。
文档编号G06K9/00GK201965633SQ20112000846
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月13日 优先权日2011年1月13日
发明者邹佳融 申请人:鼎创电子股份有限公司