人臉偵測辨識系統的製作方法
2023-07-26 00:26:26 2
專利名稱：人臉偵測辨識系統的製作方法
技術領域：
本實用新型是有關於一種影像辨識系統，尤其是一種人臉偵測辨識系統。
背景技術：
如圖2所示，傳統上人臉偵測辨識系統主要包含一資料儲存裝置，該裝置儲存所有人像影像資料，作為影像辨識器比對所用；一影像攝錄器，多次擷取所在的某段距離內的使用者的人像影像；一影像偵測器，該偵測器篩選出適當的人像影像之後，通過運算模擬出一人像；一影像辨識器，將運算出的模擬人像與資料庫以儲存的人像影像資料進行比對，並判斷出兩者的相似度。當一使用者位於影像攝錄器某段距離內時，影像攝錄器會將該使用者的人臉影像通過攝錄的方式擷取下來，在擷取的過程中，不只擷取一影像，會擷取一連串的人臉影像， 接著再經由本實用新型中的一影像偵測器，該影像偵測器會先在影像攝錄器所擷取下來的人臉影像中，篩選出角度、位置適合的人臉影像，再將該適合的臉部特徵作為運算單位，如鼻梁、眼角等特徵點。通過特定的運算方式，形成一模擬人像，接著，將經由已運算而成的模擬人像利用特徵辨識單元直接與特徵辨識資料庫所讀取出來的擁有人臉部特徵資料做一連串的辨識分析，若比對兩者臉部特徵的相似度高過一門檻值時，即認為該使用者與資料庫所存取的人像為同一人；若比對兩者臉部特徵的相似度低於門檻值時，則認為不為同一人。進行影像辨識時，必須先進行影像偵測的動作，以偵測出一畫面中人臉的位置，然後再與資料庫中儲存的資料作比對。往往在實際的應用中這些動作必需即時完成，但所需要的運算量確是相當的龐大。所以系統無法即時完成這些龐大的運算。導致必需購置昂貴的系統才可以負荷運算的需要。本實用新型的目的在於應用現有裝置的有效配置，以節省成本，並可以達到運算上的需求。首先，必須先建立使用者的資料，其流程是為，讓一使用者位於影像攝錄器某段距離內時，CPU經由影像攝錄器的鏡頭(為CMOS攝像鏡頭或CCD攝像鏡頭)擷取該使用者圖像，並轉換為YUV格式圖像數據儲存至記憶體(同步動態隨機存取記憶體，SDRAM)當中。YUV 格式是為編譯true-color顏色空間(color space)的種類，「Y」表示明亮度(Luminance、 Luma)，「U」和「 V，，則是色度、濃度(Chrominance、Chroma)，通常用來描述模擬信號。然後， 傳輸控制指令至人臉辨識晶片，啟動人像辨識以及分析流程。而人像偵測晶片再發送控制指令到人臉檢測晶片，人臉檢測晶片從存於記憶體中YUV格式的圖像中搜尋以及定位該使用者的人像區域。並對該使用者的人像提取人像特徵，再將所提取的該使用者人像特徵與該使用者的身分資料一併儲存至永久記憶體中。上述即為人臉註冊，即從圖像中自動地提取人臉的區域，然後提取人臉特徵，儲存於永久記憶體，如SD卡、磁片等中。然而，辨識人臉時，使用者須先位於該影像攝錄器某段距離內，以讓攝像鏡頭得以擷取該使用者的圖像，CPU會通過該攝像鏡頭擷取圖像之後，將該圖像的格式轉換至YUV格式並儲存於記憶體(同步動態隨機存取記憶體，SDRAM)當中，同時，CPU會發送傳輸控制指令到人臉辨識晶片，以啟動人臉偵測和分析的流程，人臉辨識晶片接收到傳輸控制指令之後，發送控制指令至人臉偵測晶片，人臉偵測晶片從圖像中定位該人臉的區域並提取其特徵，再將所提取的特徵與永久記憶體中的特徵進行比對，尋找相似的特徵，若找到相似特徵則比對成功，否則即失敗。而其結果會傳送至識別晶片，並再傳送給CPU，CPU經由輸出系統輸出。
實用新型內容傳統上，將偵測的演算法及辨識的演算法同時架構在一晶片內。由於該兩演算法在實際運作時計算量相當的大，為了達到即時(Real-Time)的目的，所以必須應用高速的晶片才能夠符合實際的需要。但是，此一類型的高速晶片相當的昂貴。本實用新型的目的在於應用現有裝置的有效配置，以節省成本，並可以達到運算上的需求。為達上述目的，本實用新型提供一種人臉偵測辨識系統，包含一個影像處理晶片，該影像處理晶片包含一個可執行影像處理的相關運算的運算元件；一個影像偵測元件，為內建於影像處理晶片內的元件，其是與影像偵測元件在製程中同時形成的元件；一個儲存記憶有可執行的模塊的寫入區，該寫入區具有儲存記憶的功能，以將所寫入的影像辨識模塊儲存。以在晶片啟動後將寫入區的程序載入運算元件，由該運算元件進行相關的影像辨識運算，其中還包含一個儲存所有人像影像資料及相關特徵資料以作為影像辨識模塊比對所用的資料儲存裝置，其連結該影像處理晶片。還包含一個影像攝錄器，擷取所在的一段距離內的使用者的人像影像，並將所攝入的影像傳送到影像處理晶片以進行所需要的處理。還包含一個作為運算時資料隨機儲存之用的隨機存取記憶體，其連結該影像處理
-H-· I I心片。還包含一個用於輸出偵測的結果的輸出裝置。該寫入區包含由外部寫入的模塊，該模塊為將運算出的模擬人像與已儲存的人像影像資料進行比對，並判斷出兩者的相似度的影像辨識模塊。影像偵測元件應用時，該影像偵測元件抓取攝入的影像再篩選出適當的人像影像之後，通過運算模擬出一人像；再由該人像中篩選出角度、位置適合的人臉影像，再將該適合的臉部特徵作為運算單位。影像攝錄器使用感光元件為CMOS或CXD。本實用新型的有益技術效果在於，藉助有些應用上只需進行偵測即可所用的，市面上有的只有偵測功能的晶片，其因為僅有偵測功能，價格也相對較為低廉。於本實用新型中，應用於該類型的晶片載將其寫入辨識演算法模塊，而使得此種只有偵測功能的晶片也同時具有了辨識的功能，但是其整體價格仍比原來同時具有偵測及辨識功能的晶片還要便宜，因而達到了節省成本，並可以達到運算上的需求。
圖1示本實用新型的內部架構圖。圖2示現有技術的流程架構圖。主要元件符號說明10影像處理晶片11運算元件12影像偵測元件13寫入區20資料儲存裝置30影像攝錄器40隨機存取記憶體50輸出裝置。
具體實施方式
本實用新型中提出一種人臉偵測辨識系統，請參考圖1的架構圖，其中本實用新型的系統包含下列元件一影像處理晶片10，包含一運算元件11，可執行影像處理的相關運算；一影像偵測元件12，為內建在影像處理晶片10內的元件，可以是與影像偵測元件 12在製程中同時形成的元件。應用時，該影像偵測元件10抓取攝入的影像再篩選出適當的人像影像之後，通過運算模擬出一人像。再由該人像中篩選出角度、位置適合的人臉影像， 再將該適合的臉部特徵作為運算單位；一寫入區13，可用於寫入可執行的軟體模塊，以在晶片啟動後可將寫入區13的模塊載入運算元件11，由該運算元件11進行相關的運算，該寫入區13具有儲存記憶的功能， 可以將所寫入的軟體模塊儲存；其中該寫入區13包含由外部寫入的模塊，該模塊為影像辨識程序模塊。該辨識軟體將運算出的模擬人像與已儲存的人像影像資料進行比對，並判斷出兩者的相似度。本實用新型相關的處理系統為；一資料儲存裝置20，連結該影像處理晶片10，該裝置儲存所有人像影像資料及相關特徵資料，作為影像辨識程序模塊比對所用。一影像攝錄器30，多次擷取所在的某段距離內的使用者的人像影像，並將所攝入的影像傳送到影像處理晶片10已進行所需要的處理。一隨機存取記憶體40 (如RAM、DRAM、SRAM、SDRAM等等)，連結該影像處理晶片10， 以作為運算時資料隨機儲存之用。一輸出裝置50，用於輸出偵測的結果。其操作過程為，當一使用者位於影像攝錄器30某段距離內時，影像攝錄器30會將該使用者的人臉影像通過攝錄的方式擷取下來，在擷取的過程中，不只擷取一影像，會擷取一連串的人臉影像，接著再經由本實用新型中的一影像偵測元件12，該影像偵測元件12會先在影像攝錄器30所擷取下來的人臉影像中，篩選出角度、位置適合的人臉影像，再將該適合的臉部特徵作為運算單位，如鼻梁、眼角等特徵點。通過本實用新型的運算元件，形成一模擬人像，接著，將經由已運算而成的模擬人像直接與資料儲存裝置20所讀取出來的擁有人臉部特徵資料做一連串的辨識分析，若比對兩者臉部特徵的相似度高過一門檻值時， 即認為該使用者與資料儲存裝置所存取的人像為同一人；若比對兩者臉部特徵的相似度低於門檻值時，則認為不為同一人，再將其比對結果經由輸出裝置50輸出。傳統上，將偵測的演算法及辨識的演算法同時架構在一晶片內。由於該兩演算法在實際運作時計算量相當的大，為了達到即時(Real-Time)的目的，所以必須應用高速的晶片才能夠符合實際的需要。但是，此一類型的高速晶片相當的昂貴。有些應用上只需進行偵測即可，市面上也有隻有偵測功能的晶片，因為僅有偵測功能，價格也相對較為低廉。本實用新型中應用該類型的晶片載寫入辨識演算法模塊，而使得此種只有偵測功能的晶片也同時具有辨識的功能，但是整體價格仍比原來同時具有偵測及辨識功能的晶片還要便宜。綜上所述，本實用新型人性化的體貼設計，相當符合實際需求。其具體改進現有缺失，相較於現有技術明顯具有突破性的進步優點，確實具有功效的增進，且非易於達成。本實用新型未曾公開或揭露於國內與國外的文獻與市場上，已符合專利法規定。上列詳細說明是針對本實用新型的一可行實施例的具體說明，惟該實施例並非用以限制本實用新型的專利範圍，凡未脫離本實用新型技藝精神所為的等效實施或變更，均應包含於本實用新型的專利範圍中。
權利要求1.一種人臉偵測辨識系統，其特徵在於，包含一個影像處理晶片，該影像處理晶片包含一個執行影像處理的相關運算的運算元件；一個影像偵測元件，為內建於影像處理晶片內的元件，其是與影像偵測元件在製程中同時形成的元件；一個儲存記憶有可執行的影像辨識模塊的寫入區，於晶片啟動後該模塊藉助該運算元件進行相關的運算。
2.根據權利要求1所述的人臉偵測辨識系統，其特徵在於，還包含一個儲存所有人像影像資料及相關特徵資料以作為影像辨識模塊比對所用的資料儲存裝置，其連結該影像處理晶片。
3.根據權利要求1所述的人臉偵測辨識系統，其特徵在於，還包含一個影像攝錄器，擷取所在的一段距離內的使用者的人像影像，並將所攝入的影像傳送到影像處理晶片以進行所需要的處理。
4.根據權利要求1所述的人臉偵測辨識系統，其特徵在於，還包含一個作為運算時資料隨機儲存之用的隨機存取記憶體，其連結該影像處理晶片。
5.根據權利要求1所述的人臉偵測辨識系統，其特徵在於，還包含一個用於輸出偵測的結果的輸出裝置。
6.根據權利要求1所述的人臉偵測辨識系統，其特徵在於，該寫入區包含由外部寫入的影像辨識模塊，該模塊為將運算出的模擬人像與已儲存的人像影像資料進行比對，並判斷出兩者的相似度的影像辨識模塊。
7.根據權利要求3所述的人臉偵測辨識系統，其特徵在於，影像攝錄器使用感光元件為 CMOS 或 CCD。
專利摘要一種人臉偵測辨識系統，包含影像處理晶片，影像處理晶片包含運算元件，執行影像處理的相關運算；影像偵測元件，抓取攝入的影像再篩選出適當臉部特徵作為運算單位；寫入區儲存有可執行的影像辨識模塊。資料儲存裝置儲存所有人像影像資料及相關特徵資料作為影像辨識模塊比對；影像攝錄器，多次擷取所在的某段距離內的使用者的人像影像，並傳送到影像處理晶片進行所需的處理；隨機存取記憶體作為運算時資料隨機儲存之用；輸出裝置，用於輸出偵測的結果。使得只有偵測功能的晶片也同時具有辨識的功能在應用上，可節省使用的成本，以較低廉的價格達到相同的目的。
文檔編號G06K9/00GK201965633SQ20112000846
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月13日 優先權日2011年1月13日
發明者鄒佳融 申請人:鼎創電子股份有限公司