在車輛中鑑別駕駛者的真實面部的方法
2023-06-09 13:12:31 2
專利名稱：在車輛中鑑別駕駛者的真實面部的方法
技術領域：
本發明涉及一種在車輛中鑑別所拍攝的面部圖像是否是駕駛者的真實面部的方法，並且更特別地，本發明涉及一種通過使用從車輛中的駕駛者面部反射的光的反射圖案來在車輛中鑑別駕駛者面部的技術。
背景技術：
面部鑑別系統指的是用於通過掃描個人的面部來鑑別個人的系統。例如，在一種已知的面部鑑別系統中，個人的面部被拍照以將個人面部的獨特特徵登記為登記數據。隨後，當需要對個人進行鑑別時，個人的面部被再次拍照以提取其獨特特徵數據並將所提取的獨特特徵數據與登記數據進行比較，以確定這二個面部是否相同。典型地，在這種類型的常規面部鑑別系統中，利用眨眼或瞳孔移動來檢測偽造或假冒。然而，由於登記的面部的照片可能被置於偽造者面部前面以操縱瞳孔移動或眨眼，並因此欺騙系統使該偽造者得到認證，這樣的鑑別方法具有低可靠性。
發明內容
本發明提供了一種方法，其在無需分立傳感器的情況下，提取在車輛內部燈開啟的狀態下拍照得到的駕駛者面部的圖像數據與在車輛內部燈關閉的狀態下拍照得到的駕駛者面部的圖像數據之間的差別圖像，從而基於差別圖像的邊界線來識別拍照得到的駕駛者面部是否是駕駛者的真實面部。根據本發明的一個示例性實施例，提供了一種在車輛中鑑別駕駛者的真實面部的方法。在該實施例中，在第一圖像中在燈被開啟的狀態下拍攝駕駛者的面部，並在第二圖像中在燈被關閉的狀態下拍攝駕駛者的面部。接著，提取在燈被開啟的狀態下拍攝的第一圖像數據與在燈被關閉的狀態下拍攝的第二圖像數據之間的差別圖像(differenceimage)。 然後從差別圖像中提取邊界線並確定該邊界線是否是曲線。響應於邊界線是曲線，將所拍攝的面部鑑別為駕駛者的真實面部。例如，當從差別圖像中提取邊界線時，差別圖像可以包括將差別圖像二值化；對二值化的差別圖像執行標記操作，以提取最大標記區域；去除最大標記區域中的噪聲；以及提取去除了噪聲的最大標記區域的邊界線。更具體地，去除最大標記區域中的噪聲的步驟可以通過開運算技術來執行，所述開運算技術是一種或多種形態學方法之一，並且提取最大標記區域的邊界線的步驟可以通過使用鏈式碼技術或邊緣提取技術來執行。此外，如果所提取的邊界線是直線，那麼確定所拍攝的面部是照片並且因此不是真實面部。
根據結合附圖給出的以下詳細說明，本發明的目的、特徵和優點將更加明了，在附圖中圖1是示出根據本發明示例性實施例的用於在車輛內鑑別駕駛者面部的系統的配置的視圖；圖2是示出根據本發明示例性實施例的在車輛內鑑別所拍攝的圖像是否是駕駛者的真實面部的方法的流程圖；圖3A是示出圖2中在燈被關閉的狀態下拍攝的面部圖像數據的實例的視圖；圖3B是示出圖2中在燈被開啟的狀態下拍攝的面部圖像數據的實例的視圖；圖4A至4E是說明根據本發明實例性實施例的在車輛內鑑別所拍攝的圖像是否是駕駛者的真實面部的方法的視圖；圖5是用於說明圖2中的形態學操作的視圖；圖6A是示出圖2的所提取的邊界線是曲線的實例的視圖；並且圖6B是示出圖2的所提取的邊界線是直線的實例的視圖。附圖中各元件的附圖標記100 攝像機210:車輛內部燈220 紅外燈300 控制單元
具體實施例方式將參考附圖詳細描述本發明的示例性實施例。在所有附圖中將始終使用相同的附圖標記來指代相同或相似的部分。這裡包含的公知的功能和結構的詳細描述可能會被省略以避免使本發明的主題變模糊。應該理解的是，本文中使用的術語「車輛」或「車輛的」或其它類似術語包括一般的機動車輛(諸如包括運動型多功能車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用車輛在內的客車)、 包括各種艇和船在內的水運工具、飛行器等，並且包括混合動力車、電動車、插電式混合電動車、氫動力車以及其它代用燃料車(例如從除石油以外的資源中取得的燃料)。如本文中所述，混合動力車是具有兩個或更多個動力源的車輛，例如既有汽油動力又有電動力的車輛。在下文中，參考圖1至6B來描述根據本發明示例性實施例的在車輛中鑑別所拍攝的圖像是否是駕駛者的真實面部的方法。圖1是示出根據本發明示例性實施例的用於在車輛內鑑別所拍攝的圖像是否是駕駛者面部的系統的配置的視圖。根據本發明示例性實施例的用於在車輛中鑑別所拍攝的圖像是否是駕駛者面部的系統包括攝像機100，燈200，以及控制單元300。攝像機100在控制單元300的控制下拍攝駕駛者的面部。燈200在控制單元300的控制下開啟或關閉。燈200可以實施為車輛內部燈210和紅外燈220。控制單元300提取由攝像機100在二個不同時刻拍攝的圖像數據之間的差別圖像並將其二值化，並且對差別圖像執行標記操作(labelingoperation)以提取最大標記區域。然後控制單元300通過使用例如形態學操作來去除最大標記區域中的噪聲，並通過使用例如鏈式碼技術或邊緣提取技術來提取最大標記區域的邊界線。接著，控制單元300分析邊界線的像素位置以確定邊界線是否是曲線。如果邊界線是曲線，那麼確定駕駛者的面部是駕駛者的真實面部。另一方面，如果邊界線是直線，那麼確定駕駛者的面部是照片而不是駕駛者的真實面部。在下文中，參照圖2，更詳細地描述根據本發明示例性實施例的在車輛內鑑別所拍攝的圖像是否是駕駛者的真實面部的方法。首先，控制單元300控制攝像機100和燈200，以便在第一圖像中在燈200開啟的狀態下拍攝駕駛者面部、並在第二圖像中在燈關閉的狀態下拍攝駕駛者面部(Sioo)。接著，控制單元300獲得在第一圖像中在燈200開啟的狀態下拍攝的圖3A所示的圖像數據與在第二圖像中在燈200關閉的狀態下拍攝的圖3B所示的圖像數據之間的如圖 4A所示的差別圖像(S200)。接著，控制單元300將差別圖像二值化，以識別把對象(即駕駛者面部)與背景分開的邊界線，提取如圖4B所示的面部區域，並對所提取的面部區域執行標記操作(例如，分組操作)以提取如圖4C所示的最大標記區域(S300)。接著，控制單元300通過使用例如開運算(opening)技術(其是形態學方法之一) 來去除最大標記區域中的噪聲(S400)。這裡，用來從圖像中去除噪聲或者限定圖像中對象的形狀的形態學操作包括膨脹(dilatation)操作和腐蝕(erosion)操作。膨脹操作擴展圖像數據的明亮區域，並且腐蝕操作擴展圖像數據的黑暗區域。特別地，在形態學方法當中的開運算技術中，在膨脹操作之後跟隨著腐蝕操作以去除小的明亮區域，例如圖5中所示的10、20和30。接著，控制單元300通過使用例如鏈式碼技術或邊緣提取技術，來提取如圖4E所示的最大標記區域的邊界線(S500)。這裡，鏈式碼技術把對象或區域的邊界描述為具有預置方向和長度的直線段的鏈條，並且最終的邊界被編碼並表示為一系列鏈式碼。另一方面，在邊緣提取技術中，在已經去除了噪聲的圖像中將一像素與相鄰像素進行比較以檢測邊緣。如果該像素與相鄰像素相差預定值以上，那麼通過該技術檢測到邊緣。例如，如果該像素與相鄰像素相差預定值以上，那麼將該像素標記為白色，並且如果該像素與相鄰像素相差的差值小於預定值，那麼將該像素標記為黑色，由此以白色表示出邊界。控制單元300通過分析邊界線的像素位置來確定邊界線是否是線性的(S600)，並且取決於邊界線的線性度來識別所拍攝的圖像是否是真實人類面部(S700)。這裡，從拍攝真實面部時獲得的圖像數據中提取的邊界線是如圖6A所示的曲線。 然而，從通過拍攝面部的照片而獲得的圖像數據中提取的邊界線是如圖6B所示的直線。因此，通過確定邊界線是曲線還是直線，控制單元300能夠確定所拍攝的圖像是駕駛者面部的照片還是真實面部。因此，在本發明中，在車輛的燈開啟或關閉的狀態下對駕駛者面部進行拍照，並從在燈被開啟的狀態下拍攝的圖像數據與燈被關閉的狀態下拍攝的圖像數據之間的差別圖像中提取邊界線，以便取決於該邊界線是曲線還是直線來確定由攝像機拍攝的對象是否是駕駛者的真實面部。
此外，在本發明中，通過使用從駕駛者面部反射的光的反射圖案來鑑別駕駛者面部，從而在改善駕駛者面部的鑑別處理的效率的同時消除對分立傳感器的需要。儘管已經在上文中詳細描述了本發明的示例性實施例，但是應該清楚理解的是， 本領域技術人員可能會想到的本文中教導的基本發明概念的許多變型和改型將會仍然落入所附權利要求所限定的本發明的精神和範圍內。
權利要求
1.一種在車輛中鑑別所拍攝的面部是否是駕駛者的真實面部的方法，所述方法包括 在第一圖像中在燈被開啟的狀態下拍攝駕駛者面部的圖像，並在第二圖像中在燈被關閉的狀態下拍攝駕駛者面部的圖像；提取在燈被開啟的狀態下拍攝的第一圖像數據與在燈被關閉的狀態下拍攝的第二圖像數據之間的差別圖像；從所述差別圖像中提取邊界線； 確定所述邊界線是否是曲線；以及響應於確定所述邊界線是曲線，將所拍攝的圖像識別為駕駛者的真實面部。
2.如權利要求1所述的方法，其中從差別圖像中提取邊界線的步驟包括 將所述差別圖像二值化；對二值化的差別圖像執行標記操作，以提取最大標記區域； 去除所述最大標記區域中的噪聲；以及提取已經去除了噪聲的所述最大標記區域的邊界線。
3.如權利要求2所述的方法，其中去除最大標記區域中的噪聲的步驟通過開運算技術來執行，所述開運算技術是一種或多種形態學方法之一。
4.如權利要求2所述的方法，其中提取最大標記區域的邊界線的步驟通過從鏈式碼技術和邊緣提取技術中選出的技術來執行。
5.如權利要求3所述的方法，其中提取最大標記區域的邊界線的步驟通過從鏈式碼技術和邊緣提取技術中選出的技術來執行。
6.如權利要求1所述的方法，其中識別真實面部的步驟包括響應於確定所述邊界線是直線而不是曲線，將所拍攝的圖像識別為駕駛者面部的照片。
7.如權利要求2所述的方法，其中識別真實面部的步驟包括響應於確定所述邊界線是直線而不是曲線，將所拍攝的圖像識別為駕駛者面部的照片。
8.一種在車輛中鑑別所拍攝的圖像是否是駕駛者的真實面部的系統，所述系統包括 攝像機，其被配置成在第一圖像中在燈被開啟的狀態下拍攝駕駛者面部的圖像，並在第二圖像中在燈被關閉的狀態下拍攝駕駛者面部的圖像；以及控制單元，其被配置成提取所拍攝的第一圖像數據與所拍攝的第二圖像數據之間的差別圖像；從所述差別圖像中提取邊界線，確定所述邊界線是否是曲線，並且響應於確定所述邊界線是曲線，將所拍攝的圖像識別為駕駛者的真實面部。
9.如權利要求8所述的系統，其中所述控制單元還被配置成將所述差別圖像二值化， 對二值化的差別圖像執行標記操作以提取最大標記區域，去除所述最大標記區域中的噪聲，並提取去除了噪聲的所述最大標記區域的邊界線。
10.如權利要求9所述的系統，其中所述控制單元還被配置成通過開運算技術來執行去除所述最大標記區域中的噪聲。
11.如權利要求9所述的系統，其中通過從鏈式碼技術和邊緣提取技術中選出的技術來執行所述最大標記區域的邊界線的提取。
12.如權利要求8所述的系統，其中所述控制單元還被配置成響應於確定所述邊界線是直線而不是曲線，將所拍攝的圖像識別為駕駛者面部的照片。
全文摘要
本發明提供了一種在車輛中鑑別駕駛者的真實面部的方法。該方法包括在第一圖像中在燈被開啟的狀態下拍攝駕駛者面部的圖像，並在第二圖像中在燈被關閉的狀態下拍攝駕駛者面部的圖像；提取在燈被開啟的狀態下拍攝的第一圖像數據與在燈被關閉的狀態下拍攝的第二圖像數據之間的差別圖像；從差別圖像中提取邊界線；確定邊界線是否是曲線；以及響應於確定邊界線是曲線，將所拍攝的圖像識別為駕駛者的真實面部。
文檔編號G06K9/60GK102479323SQ20111012976
公開日2012年5月30日 申請日期2011年5月13日 優先權日2010年11月26日
發明者鄭鎬鐵 申請人:現代自動車株式會社