一種人臉識別裝置和方法
2023-05-02 04:19:41 1
專利名稱：一種人臉識別裝置和方法
技術領域：
本發明涉及生物特徵識別領域，尤其是指一種防光幹擾的人臉識別裝置和方法。
背景技術：
人臉識別是基於計算機、圖像處理及模式識別等技術的一種生物特徵識別技術。 在過去的十幾年裡，隨著人臉識別在商業和執法部門得到廣泛應用，例如形式鑑定，信用卡識別，安全系統，現場監控等，人臉識別技術越來越得到了更多的關注。現有的人臉識別技術一般是基於人臉圖像的，即通過攝像頭採集人臉圖像，然後進行人臉檢測、人眼定位和特徵提取；然後再與模板庫中的模板圖像進行比對，做出識別判另IJ。但是，在可見光環境下，尤其是當太陽光較強的情況下，由於環境光光譜範圍很寬，會給圖像的採集造成較大幹擾，產生誤識別或者不識別的現象。中國專利ZL200820109477. 3， 公開了「一種人臉識別裝置」，包括人臉識別處理單元，顯示單元，與所述人臉識別處理單元連接的第一攝像頭，與所述顯示單元連接的第二攝像頭；通過第一攝像頭與第二攝像頭採集的人臉圖像選取相似度高度符合規則的候選圖像作為最終識別結果。中國專利 ZL200820146792. 3公開了「一種人臉識別考勤機」，包括底座和面板，在底座上有主PCB板， 所述主PCB板設有一高像素CMOS紅外攝像方式的攝像頭。高像素CMOS紅外攝像方式可實現人臉識別速度快和誤判率小的特點。以上方案所述的人臉識別技術，雖然可以增加人臉識別的精度、以及減小誤判率， 但是並未從抗自然光幹擾的角度去進行設計，因而在太陽光線較強的情況下，仍然會對採集的圖像造成較大的幹擾，而只單純的採用增加攝像頭解析度與攝像頭的個數的方法，均不能達到抗強光幹擾的目的。因而，如何能夠準確採集有效的圖像信息，降低光幹擾對人臉識別的影響成為一個亟待解決的問題。
發明內容
本發明的目的在於提供一種人臉識別裝置和方法，以準確採集有效的圖像信息， 降低光幹擾對人臉識別的影響。本發明提供的人臉識別裝置包括 調製光源，用於選擇發射不同波段的光線；
至少一個攝像頭，用於在所述調製光源發射的不同波段的光線下，分別採集人臉圖像信息；以及，
處理單元，用於對所述攝像頭採集的人臉圖像信息進行圖像處理，並得到人臉識別結^ ο
進一步地，該裝置還包括濾光裝置，置於所述攝像頭前端，用於濾除調製光源所發出的光線所在波段之外的光線，將人臉反射出的調製光源所發出的光線被所述攝像頭採集。 進一步地，所述處理單元，還用於在一個圖像採集周期內，控制所述調製光源按時序發射不同波段的光線。進一步地，所述處理單元，還用於在人臉信息的錄入階段，對攝像頭在不同波段的光線下採集的人臉圖像信息進行圖像融合，將得到的融合圖像作為基準圖像並存儲。進一步地，所述處理單元對攝像頭採集的人臉圖像信息進行圖像處理，並得到人臉識別結果，包括所述處理單元將攝像頭在不同波段光線下現場採集到的人臉圖像信息進行圖像融合，並將得到的融合圖像與預先存儲的所有基準圖像進行比對，將比對結果最接近的一幅基準圖像作為人臉識別結果；和/或，將攝像頭在不同波段光線下現場採集到的人臉圖像信息分別與預先存儲的所有基準圖像進行比對，將比對結果最接近的一幅基準圖像作為人臉識別結果。進一步地，所述調製光源為調製雷射器。進一步地，所述攝像頭為CXD紅外攝像頭或CMOS紅外攝像頭。進一步地，所述調製光源前端設置光線調節裝置，將所述調製光源發出的不同波段的光線變為均勻光線。本發明還提供了一種人臉識別方法，包括以下步驟
在調製光源發射的不同波段的光線下，攝像頭分別採集人臉圖像信息； 對採集的人臉圖像信息進行圖像處理，並得到人臉識別結果。進一步地，該方法還包括在人臉信息的錄入階段，對攝像頭在不同波段的光線下採集的人臉圖像信息進行圖像融合，將得到的融合圖像作為基準圖像並存儲。進一步地，所述對採集到的人臉圖像信息進行圖像處理，並得到人臉識別結果，包括將攝像頭在不同波段光線下現場採集到的人臉圖像信息進行圖像融合，將得到的融合圖像與預先存儲的所有基準圖像進行比對，將比對結果最接近的一幅基準圖像作為人臉識別結果；和/或，將攝像頭在不同波段光線下現場採集到的人臉圖像信息分別與預先存儲的所有基準圖像進行比對，將比對結果最接近的一幅基準圖像作為人臉識別結果。所述調製光源為太陽光光譜輻照度及光譜光子輻照度較低的波段的紅外光。本發明的人臉識別裝置和方法，通過在不同波段光線下採集人臉圖像信息，並進行圖像融合，能夠增強人臉識別裝置對光線、人臉姿態和表情的適應能力，準確採集有效的圖像信息，降低光幹擾對人臉識別的影響。
圖1是根據本發明實施例中一種人臉識別裝置的結構示意圖； 圖2是根據本發明實施例中另一種人臉識別裝置的結構示意圖； 圖3是根據本發明的實施例中人臉識別方法的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本發明的具體實施方式
。圖1是根據本發明的一個實施方式的人臉識別裝置的結構示意圖。如圖1所示，人臉識別裝置包括調製光源1、攝像頭5、濾光裝置4和處理單元6。 調製光源1用於發射出不同波段的光線。攝像頭5用於在調製光源1發射的不同波段的光線的照射下，分別採集人臉3的圖像信息。濾光裝置4置於攝像頭5的前端，用於濾除調製光源1的發射光線所在波段之外的光線，使所述波段內的光線被攝像頭5採集。處理單元6 分別與攝像頭5及調製光源1進行電氣連接，用於對攝像頭5採集的人臉圖像信息進行圖像處理，並得到人臉識別結果。處理單元6還可用於控制調製光源1在一個圖像採集周期內，按時序發射不同波段的光線，從而使攝像頭在不同波段的光線下，採集人臉圖像信息。在本實施方式的人臉識別裝置中，通過採集不同波段的人臉圖像信息，可以降低光幹擾對人臉識別的影響。我們知道，在人臉識別裝置進行人臉識別之前，需要預先進行人臉信息的錄入工作，以便於後續的人臉識別。優選地，在人臉信息的錄入階段，處理單元6還用於對攝像頭 5在不同波段下採集的人臉圖像信息進行圖像融合，將得到的融合圖像作為基準圖像並存儲。這樣，在模板圖像庫中存儲了大量對應於不同人臉的基準圖像，以便後續的人臉識別。優選地，在人臉識別階段，所述處理單元6對攝像頭5採集的人臉圖像信息進行圖像處理，並得到人臉識別結果，包括所述處理單元6將攝像頭5在不同波段下現場採集到的人臉圖像信息進行圖像融合，並將得到的融合圖像與預先存儲的所有基準圖像進行比對，將比對結果最接近的一幅基準圖像作為人臉識別結果；和/或，將攝像頭5在不同波段下現場採集到的人臉圖像信息分別與預先存儲的所有基準圖像進行比對，將比對結果最接近的一幅基準圖像作為人臉識別結果。圖2是根據本發明的一個實施方式的人臉識別裝置的結構示意圖。如圖2所示，本實施方式的人臉識別裝置與圖1所示的人臉識別裝置的不同之處在於，增加了攝像頭的數量，本實施例中設置了兩個攝像頭，這裡，本發明對攝像頭數量不加以限制。如圖2所示，所述人臉識別裝置包括第一攝像頭5A和第二攝像頭5B，分別在不同位置、不同波段下採集人臉圖像信息，相應地，分別在兩個攝像頭前端設置與圖1所述的實施例中相同或類似的兩個濾光裝置4A和4B。本實施例中，第一攝像頭5A與第二攝像頭5B可以在水平方向上間隔一定距離，或者在垂直方向上間隔一定距離，也可以根據放置條件、美觀、隱蔽性等因素，將兩個攝像頭放置在便於圖像採集的其他位置。第一攝像頭5A與第二攝像頭5B可以分別在不同波段下採集人臉圖像信息，並將採集到的圖像信息傳輸到處理模塊6進行圖像處理，能夠增強人臉識別裝置對光線、姿態和表情的適應能力。在圖1和圖2所示的人臉識別裝置中，為有效降低太陽光幹擾對人臉識別的影響， 優選地，將太陽光光譜輻照度及光譜光子輻照度較低的波段的紅外光作為調製光源。根據標準太陽光光譜輻照度分布表，825nm左右的太陽光光譜輻照度為785. 0 (W*m_2* μ πΓ1)， 光譜光子輻照度為3. 255Ε+017 (cmAs—1* μ πΓ1) ；900nm左右太陽光光譜輻照度為745 (W*m_2* μ πΓ1)，光譜光子輻照度為3. 410Ε+017μ πΓ1)。以上兩個波長相對於其他波長的太陽光光譜輻照度及光譜光子輻照度較低，因而，可選用中心波長為825nm或900nm的
5紅外光作為調製光源。優選地，調製光源1可以為調製雷射器。調製雷射器具有單色性好、亮度高、方向性及相干性強等優點，相比普通發光二極體具有更好的抗光幹擾能力。優選地，攝像頭5、第一攝像頭5A、第二攝像頭5B為CXD紅外攝像頭、或CMOS紅外攝像頭。優選地，濾光裝置可以為濾光膜或濾光片，如帶通濾光膜或截止濾光膜，可以包含與調製光源1的中心波長，如840nm、880nm對應的兩個通帶或更多個通帶，通帶帶寬可以達至Ij 8nm。優選地，在調製光源1前端可以設置光線調節裝置2，如圖1和圖2所示，用於將所述調製光源1發出的光線變為均勻光線。例如光線調節裝置2可以為毛玻璃，將調製光源 1發射的光線進行散射，從而形成均勻光線照射在人臉3上。基於上述人臉識別裝置，本發明還提供了一種人臉識別方法，如圖3所示，包括以下步驟
步驟301 在人臉信息的錄入階段，對攝像頭在不同波段的光線下採集的人臉圖像信息進行圖像融合，將得到的融合圖像作為基準圖像並存儲；
發明元hu本步驟中，在人臉信息錄入階段的一個圖像採集周期內，處理單元控制調製光源發出不同波段的光線，並由攝像頭分別在不同波段下採集人臉圖像信息，處理單元對採集到的人臉圖像信息進行圖像融合，將得到的融合圖像作為基準圖像並存儲。步驟302 在人臉識別階段，對攝像頭在不同波段的光線下採集到的人臉圖像信息進行圖像處理，並得到人臉識別結果。本步驟中，在人臉識別階段的一個圖像採集周期內，所述對攝像頭在採集到的人臉圖像信息進行圖像處理，並得到人臉識別結果，包括將攝像頭在不同波段下現場採集到的人臉圖像信息進行圖像融合，將得到的融合圖像與預先存儲的所有基準圖像進行比對， 將比對結果最接近的一幅基準圖像作為人臉識別結果；和/或，將攝像頭在不同波段下現場採集到的人臉圖像信息分別與預先存儲的所有基準圖像進行比對，將比對結果最接近的一幅基準圖像作為人臉識別結果。本發明通過在不同波段光線下採集人臉圖像信息，並進行圖像融合，能夠增強人臉識別裝置對光線、人臉姿態和表情的適應能力，降低光幹擾對人臉識別的影響。在上述實施方式中，為便於理解，僅說明了本發明的一些例子。這些實施方式不是對本發明的限制，通過適當修改這些實施方式，本發明的原理和思想也可以用等同或類似的實施方式加以實施。
權利要求
1.一種人臉識別裝置，其特徵在於，包括調製光源，用於選擇發射不同波段的光線；至少一個攝像頭，用於在所述調製光源發射的不同波段的光線下，分別採集人臉圖像信息；以及，處理單元，用於對所述攝像頭採集的人臉圖像信息進行圖像處理，並得到人臉識別結: O
2.根據權利要求1所述的人臉識別裝置，其特徵在於，還包括濾光裝置，置於所述攝像頭前端，用於濾除調製光源所發出的光線所在波段之外的光線，將人臉反射出的調製光源所發出的光線被所述攝像頭採集。
3.根據權利要求1或2所述的人臉識別裝置，其特徵在於，所述處理單元，還用於在一個圖像採集周期內，控制所述調製光源按時序發射不同波段的光線。
4.根據權利要求3所述的人臉識別裝置，其特徵在於，所述處理單元，還用於在人臉信息的錄入階段，對攝像頭在不同波段的光線下採集的人臉圖像信息進行圖像融合，將得到的融合圖像作為基準圖像並存儲。
5.根據權利要求4所述的人臉識別裝置，其特徵在於，所述處理單元對攝像頭採集的人臉圖像信息進行圖像處理，並得到人臉識別結果，包括所述處理單元將攝像頭在不同波段光線下現場採集到的人臉圖像信息進行圖像融合，並將得到的融合圖像與預先存儲的所有基準圖像進行比對，將比對結果最接近的一幅基準圖像作為人臉識別結果；和/或，將攝像頭在不同波段光線下現場採集到的人臉圖像信息分別與預先存儲的所有基準圖像進行比對，將比對結果最接近的一幅基準圖像作為人臉識別結果。
6.根據權利要求1所述的人臉識別裝置，其特徵在於，所述調製光源為調製雷射器。
7.根據權利要求1所述的人臉識別裝置，其特徵在於，所述攝像頭為CCD紅外攝像頭或 CMOS紅外攝像頭。
8.根據權利要求1所述的人臉識別裝置，其特徵在於，所述調製光源前端設置光線調節裝置，將所述調製光源發出的不同波段的光線變為均勻光線。
9.一種人臉識別方法，其特徵在於，包括以下步驟在調製光源發射的不同波段的光線下，攝像頭分別採集人臉圖像信息；對採集的人臉圖像信息進行圖像處理，並得到人臉識別結果。
10.根據權利要求9所述的人臉識別方法，其特徵在於，該方法還包括在人臉信息的錄入階段，對攝像頭在不同波段的光線下採集的人臉圖像信息進行圖像融合，將得到的融合圖像作為基準圖像並存儲。
11.根據權利要求10所述的人臉識別方法，其特徵在於，所述對採集到的人臉圖像信息進行圖像處理，並得到人臉識別結果，包括將攝像頭在不同波段光線下現場採集到的人臉圖像信息進行圖像融合，將得到的融合圖像與預先存儲的所有基準圖像進行比對，將比對結果最接近的一幅基準圖像作為人臉識別結果；和/或，將攝像頭在不同波段光線下現場採集到的人臉圖像信息分別與預先存儲的所有基準圖像進行比對，將比對結果最接近的一幅基準圖像作為人臉識別結果。
12.根據權利要求9至11任一項所述的人臉識別方法，其特徵在於，所述調製光源為太陽光光譜輻照度及光譜光子輻照度較低的波段的紅外光。
全文摘要
本發明提供了一種人臉識別裝置和方法，屬於生物特徵識別領域。本發明所述的人臉識別裝置包括調製光源、至少一個攝像頭、及處理單元；在所述調製光源發射的不同波段的光線下，攝像頭分別採集人臉圖像信息，由處理單元對所述攝像頭採集的人臉圖像信息進行圖像處理，並得到人臉識別結果。採用本發明所述的人臉識別裝置和方法，能夠增強人臉識別裝置對光線、人臉姿態和表情的適應能力，準確採集有效的圖像信息，降低光幹擾對人臉識別的影響。
文檔編號G06K9/20GK102567706SQ201010604838
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月24日 優先權日2010年12月24日
發明者信強, 宋柏君, 曾建軍 申請人:漢王科技股份有限公司