人脸的定位方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种人脸的定位方法和装置，通过现场可编程门阵列FPGA实现，包括将采集到的被测用户的图像转换为预设颜色模型下的参数；从上述预设颜色模型的颜色空间的色调参数中查找与预设的人体肤色范围值匹配的色调参数作为被测用户的肤色色调值；对肤色色调值进行直方图统计得到各个色调组对应的频数；将频数中最大的频数的色调组对应的区域作为人脸区域；利用掩膜方法对人脸区域进行掩膜计算得到人脸掩膜；根据人脸掩膜对人脸进行定位；其利用了FPGA硬件，原理简单、处理速度快且易实现。并且FPGA硬件结合直方图统计方法以及人脸的掩膜方法可以得到干净且完整的人脸区域，提高了人脸定位的精确度，使得整个方法实用性较好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像分割领域，具体而言，涉及人脸的定位方法和装置。
技术介绍
疲劳驾驶已日趋成为导致交通事故的重要原因之一，为了预防和减少疲劳驾驶所带来的各种危害，目前采用的方法多是对驾驶员的眼睛进行监测，以确定其是否为疲劳驾驶。目前，对驾驶员的眼睛进行监测的方法有很多，其中，根据驾驶行为的监测方法和驾驶员生理特征相结合的方法最为理想的一种；基于该方法，目前常用的是一种基于图像/视频的疲劳驾驶监测系统，其通过高速摄像机实时采集驾驶员的头部图像，然后通过图像处理快速定位眼睛并对眼睛的状态进行识别分析，根据眼睛识别分析的结果估测驾驶员是否疲劳，从而达到疲劳驾驶监测的目的。目前，较通用的疲劳驾驶监测系统是用DSP芯片搭建的，这种系统外围电路复杂，设计、调试时间长，且移植性和扩展性差，且基于DSP上实现人眼定位的方法是基于Adaboost的人脸检测算法进行计算的，该算法是属于机器学习算法，计算过程极其复杂。专利技术人在研究中发现，上述系统进行人脸定位的方式实用性较差，针对这一问题，目前尚未提供有效的解决方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供人脸的定位方法和装置，可以提高人脸定位的精确度，使得实用性较好。第一方面，本专利技术实施例提供了一种人脸的定位方法，所述方法通过现场可编程门阵列FPGA实现，包括:将采集到的被测用户的图像转换到预设颜色模型下的参数，所述参数包括:色调、饱和度和亮度；所述预设颜色模型至少包括以下中的一种:HSV颜色模型、HSI颜色模型、HSB色彩模式和HSL色彩模式；从所述预设颜色模型的色调参数中查找与预设的人体肤色值范围匹配的色调参数作为所述被测用户的肤色色调值；其中，所述预设的人体肤色范围值划分为多个色调组；对所述肤色色调值进行直方图统计，得到各个所述色调组对应的频数；将所述频数中最大的频数的色调组对应的区域作为人脸区域；利用掩膜方法对所述人脸区域进行掩膜计算，并根据得到的人脸掩膜进行人脸定位。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，从所述预设颜色模型的色调参数中查找与预设的人体肤色值范围匹配的色调参数作为所述被测用户的肤色色调值包括:分别将所述预设颜色模型中输入的肤色色调值与预设的人体肤色值范围的左右边界进行比较，并在所述输入的肤色色调值介于所述预设的人体肤色范围值的左边界与右边界之间时，输出对应的肤色色调值。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述利用直方图对所述肤色色调值进行统计包括:将每一个肤色色调值作为直方图中RAM的输入；其中，每个RAM对应一个所述色调组，每个RAM用于存储对应的所述色调组的频数；每当接收到一个肤色色调值，将所述肤色色调值所在色调组的频数加I。结合第一方面的第二种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，将所述频数中最大的频数的色调组对应的区域作为人脸区域包括:逐一读取各个所述RAM中的频数；通过频数比较器比较当前读取的频数和已存储的最大值的频数；若当前读取的频数大于已存储的最大值的频数，则使用上述当前读取的频数更新所述最大值的频数。结合第一方面的第三种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述利用掩膜方法对所述人脸区域进行掩膜计算，得到人脸掩膜包括:利用初步掩膜方法对所述人脸区域进行初步掩膜计算，得到初步掩膜；对得到的所述初步掩膜进行垂直投影，得到初步掩膜的垂直投影结果；对初步掩膜的垂直投影结果进行缩小掩膜处理，得到最终掩膜。结合第一方面的第四种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述利用初步掩膜方法对所述人脸区域进行初步掩膜计算包括:通过边界加法器计算人脸区域色调的右边界；通过边界比较器计算人脸区域色调的左边界；其中，计算人脸区域色调范围左边界的方法包括:通过边界比较器将频数最大的肤色色调值与人脸色调波动阈值进行比较；以及，在频数最大的肤色色调值大于人脸色调波动阈值的最大值时，选择加法器的计算结果作为人脸肤色色调值的左边界；在频数最大的肤色色调值小于人脸色调波动阈值的最小值时，选择O作为人脸肤色色调值的左边界；通过第一控制模块比较所述被测用户的图像中的所有肤色色调值是否介于人脸区域色调值范围的左边界与右边界之间，在检测结果为是时输出1，在检测结果为否时输出O。结合第一方面的第四种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述对得到的所述初步掩膜进行垂直投影包括:通过静态随机存取存储器SRAM将控制模块输入的肤色色调值对应的数据矩阵进行存储；通过矩阵累加器将存储在SRAM中的所述数据矩阵按列读出并按列累加求和，得到多个数据值；所述对初步掩膜的垂直投影结果进行缩小掩膜处理包括:通过垂直投影比较器将多个按列累加后的数据值分别与设定的阈值进行比较；其中，所述阈值为根据被测用户的图像中人脸与整个图像的比例设定的值；当一列数据值大于所述阈值时，保持该列数据值不变；当一列数据值小于所述阈值时，将该列数据值置O。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种人脸的定位装置，包括:转换模块，用于将采集到的被测用户的图像转换为预设颜色模型下的参数，所述参数包括:色调、饱和度和亮度；所述预设颜色模型至少包括以下中的一种:HSV颜色模型、HSI颜色模型、HSB色彩模式和HSL色彩模式；肤色选择模块，用于从所述预设颜色模型的色调参数中查找与预设的人体肤色值范围匹配的色调参数，并将查找到的所述色调参数作为所述被测用户的肤色色调值；其中，所述预设的人体肤色范围值划分为多个色调组；直方图统计模块，用于对所述肤色色调值进行直方图统计，得到各个所述色调组对应的频数；最大值选择模块，用于在得到的各个所述色调组中选择频数最大的色调组并将该色调组对应的区域作为人脸区域；掩膜计算模块，用于利用掩膜方法对所述人脸区域进行掩膜计算，得到人脸掩膜；定位模块，用于根据所述人脸掩膜对人脸进行定位。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述肤色选择模块包括:两个色调值比较器，分别将所述预设颜色模型中输入的肤色色调值与预设的人体肤色范围值的左边界和右边界进行比较，并在所述输入的肤色色调值介于所述预设的人体肤色范围值的左边界与右边界之间时，输出对应的肤色色调值；所述直方图统计模块包括:RAM，每个RAM的地址对应一个所述色调组，每个RAM用于存储对应的所述色调组的频数；频数加法器，用于每当接收到一个肤色色调值，将所述肤色色调值所在的色调组的频数加I ;所述最大值选择模块包括:频数比较器，用于将当前读取的频数和已存储的最大值的频数进行比较；若当前读取的频数大于已存储的最大值的频数，则使用上述当前读取的频数更新所述最大值的频数。结合第二方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述掩膜计算模块包括:初步掩膜模块、垂直投影模块和缩小掩膜丰吴块；所述初步掩膜模块包括:边界加法器，用于计算人脸区域色调的右边界；边界比较器，用于计算人脸区域色调的左边界；其中，计算人脸区域色调的左边界的方法包括:通将频数最大的肤色色调值与预设的人脸色调波动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人脸的定位方法，其特征在于，所述方法通过现场可编程门阵列FPGA实现，包括：将采集到的被测用户的图像转换到预设颜色模型下的参数，所述参数包括：色调、饱和度和亮度；所述预设颜色模型至少包括以下中的一种：HSV颜色模型、HSI颜色模型、HSB色彩模式和HSL色彩模式；从所述预设颜色模型的色调参数中查找与预设的人体肤色值范围匹配的色调参数作为所述被测用户的肤色色调值；其中，所述预设的人体肤色范围值划分为多个色调组；对所述肤色色调值进行直方图统计，得到各个所述色调组对应的频数；将所述频数中最大的频数的色调组对应的区域作为人脸区域；利用掩膜方法对所述人脸区域进行掩膜计算，并根据得到的人脸掩膜进行人脸定位。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴汉中，
申请(专利权)人：成都明图通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51