图像质量补偿系统和方法技术方案

一种用户认证系统和方法。所述用户认证系统包括摄像机和连接到所述摄像机的处理器。所述处理器从所述摄像机接收图像、在所述图像中搜索用户特征、确定所述图像是否需要校正、以预定义的顺序来调节摄像机控制从而提供期望的校正、将所期望的校正应用到随后的图像、以及基于所校正的图像中的所述用户特征来认证所述用户。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像质量补偿系统和方法优先权申请本专利申请要求2014年11月13日提交的美国临时专利申请No.62/079,003的权益，该申请的全部内容通过引用的方式被并入本文中。
技术介绍
个人计算机、平板计算机和电话中的面部识别非常依赖于由集成的面向用户的摄像机所产生的图像质量，其继而非常依赖于环境光照条件。这些摄像机主要被校准以调整它们的设置以用于最佳的摄影质量而不是关注用户的面部。作为结果，在次优的光照条件下，例如，黑暗的房间、阳光直射、明亮的背景(例如，开着窗户)下，用户的面部会太暗、太亮或呈现暗色轮廓。这严重地阻碍了面部检测和识别，因此使面部识别在典型的使用环境中是不可靠的体验。当前的面部识别解决方案遭受性能下降，并且在一些情况下，甚至未能在不利的光照条件下检测到用户的面部，不利的光照条件例如，当光照小于30lux(黑暗区域)、大于10000lux(阳光直射)、或由明亮的背景所模糊(例如，当前景光照小于100lux并且背景大于1000lux时)。网络摄像机在多种平台和OEM上表现得参差不齐，并且未被校准以在不利的光照条件下相对于背景来突显面部，导致了面部识别的失败。用于补偿低光照的常用方法是将膝上型计算机/平板计算机的屏幕转换到全部是白色的图像，因此使用该屏幕的亮度来照亮主体(例如，SensibleVision的FaceBright)。然而，在低光照条件下，平板计算机/笔记本型计算机屏幕亮度经常由周围的光传感器自动调整为低设置，导致白屏幕不是非常亮并且因而阻碍了这种方法的效力。从计算机屏幕到面部的距离是导致该方法的令人怀疑的可靠性的另一个因素。而且，这种方法并不解决来自阳光直射和来自明亮的背景的固有的问题。附图说明以举例而不是限制的方式在附图的图片中示出了实施例，在附图中相似的附图标记指的是类似的元件。图1A和图1B示出了基于特征的认证系统；图2A和图2B示出了用于对在图1的认证系统中使用的图像进行校正的方法；图3A显示了针对明亮的背景拍摄的面部图像；图3B示出了图3A中显示的图像的校正；图4A显示了在低光照条件下拍摄的面部图像；图4B示出了图4A中显示的图像的校正；图5A显示了在非常低的光照条件下拍摄的面部图像；图5B示出了图5A中显示的图像的校正；以及图6是根据示例性实施例示出了示例性机器的方框图，在该示例性机器中可以执行本文中讨论的技术(例如，方法)中的任何一个或多个。具体实施方式如上所述，个人计算机、平板计算机和电话中的面部识别非常依赖于由集成的面向用户的摄像机所产生的图像质量，其继而非常依赖于周围的光照条件。这些摄像机主要被校准以调整它们的设置以用于最佳的摄影质量而不是关注用户的面部。作为结果，在次优的光照条件下，捕捉的图像不是最佳的。这严重地阻碍了面部检测和识别，因此使面部识别在典型的使用环境中是不可靠的体验。图1A示出了基于特征的认证系统100。图1A的系统100包括经由连接器106连接到一个或多个摄像机104的计算系统102。在一些实施例中，计算机系统102包括显示器108、处理器和用于存储数据和程序的存储器。在一些实施例中，输入设备110(诸如，例如，键盘或鼠标)也被连接到计算系统102。在一些实施例中，连接器106是通用串行总线(USB)电缆，而在其它实施例中，连接器106是网络，例如，以太网。在一个实施例中，系统100旨在通过覆写摄像机104的固件并且采用系统以外部地调节摄像机设置，例如，曝光、伽马校正和增益从而补偿周围的光照条件，来解决上面提到的可靠性问题。在一个这样的实施例中，目标是在所有光照条件和摄像机上均匀化面部识别的效力和可靠性。在一个实施例中，系统100通过调整摄像机图像捕捉设置以在包括上面列举的使用情况的所有光照条件上突显面部来解决次优光照条件的问题，因此实现了最优面部检测和识别，无论用户所在何处、无论他们使用的系统、或无论他们系统100中的摄像机104的类型。在一个示例性实施例中，在摄像机104或计算机系统102中操作的次优光照图像补偿系统使用视频控制和摄像机控制接口来覆写了默认的摄像机固件行为，也就是曝光、伽马校正和增益控制，以调节图像质量以用于最优面部检测。在一个这样的实施例中，系统运行在使用了英特尔集成性能基元(IPP)图像处理库实时运行面部检测和检查图像质量的反馈循环中。英特尔集成性能基元(IPP)图像处理库是用于媒体和数据应用的高度最优化构建块的库。在一个实施例中，基于在每个图像处理迭代之后所接收的图像质量反馈来做出摄像机调节，特别是针对在整体的摄影质量之上增强面部可见度。结果是具有增强的清晰度和信噪比(SNR)的图像，其有助于边缘检测和特征提取定制以能够在几乎任何光照条件下实现脸部检测。认证系统100可以被实施在任何启用摄像机的计算机系统中，该计算机系统包括膝上型计算机、平板计算机和电话。基于膝上型计算机的认证系统100的一个示例性实施例被显示在图1B中。图1B的系统100包括具有一个或多个内部摄像机104的膝上型系统112。在一些实施例中，膝上型系统112包括显示器108、处理器和用于存储数据和程序的存储器。在一些实施例中，输入设备110(诸如，例如，键盘或鼠标)也被连接到膝上型计算机系统112。如上在图1A的讨论中所提到的，在一个实施例中，图1B的系统100旨在通过覆写集成摄像机104的固件并且采用系统以外部地调节摄像机设置，例如，曝光、伽马校正和增益从而补偿周围的光照条件，来解决上面提到的可靠性问题。在一个这样的实施例中，目标是在所有光照条件和摄像机上均匀化面部识别的效力和可靠性。在一些这样的实施例中，膝上型计算机系统112在使用英特尔集成性能基元(IPP)图像处理库实时运行面部检测和检查图像质量的反馈循环中执行程序代码。调节摄像机104以提供用于面部识别的优化的图像的方法被显示在图2A和图2B中。在200，摄像机104捕捉了新的帧。在202，摄像机104的当前的摄像机控制设置被保存到存储器(如摄像机状态S0)。在204，处理捕捉的帧以检测面部。在下文中，面部图像将被用于演示显示在图2A和图2B中的方法。其它用户特征，例如，脚、手、或用户眼睛的形状也可以被使用。在一个实施例中，在204计算出分数，该分数是面部图像的质量的测量。在一个这样的实施例中，面部图像质量是依据图像中的面部特征点的分析。在一个实施例中，面部检测和质量评分是利用IPP基元执行的。在206，如果在帧中未检测到面部或面部分数小于用于最后三个连续帧的阈值，则控制移动到210。否则，控制移动到208，该帧被发送到面部的识别应用并且摄像机控制的状态被发送到它的状态S0。在210，在帧上进行图像质量检查。在一个实施例中，方法达到210的原因是因为图像太亮或太暗而不能获得好的面部图像。在这样的实施例中，在210的图像质量检查确定图像是否太暗(由于，例如，低光照)或太亮(由于，例如，明亮的阳光)。如果太暗，则控制移动到212并且摄像机控制被设置为暗图像校正模式。如果太亮，则控制移动到214并且摄像机控制被设置为亮图像校正模式(例如，减少曝光)。然后控制移动到216。在一些实施例中，在面部图像上，或如果没有可用的面部的情况下，在完整帧中心的40％上完成图像质量检查。在一个这样的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用户认证系统，包括：摄像机；以及连接到所述摄像机的处理器，其中，所述处理器从所述摄像机接收图像、在所述图像中搜索用户特征、确定所述图像是否需要校正、以预定义的顺序来调节摄像机控制从而提供期望的校正、将期望的校正应用到随后的图像，以及基于校正的图像中的所述用户特征来认证所述用户。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.13 US 62/079,0031.一种用户认证系统，包括：摄像机；以及连接到所述摄像机的处理器，其中，所述处理器从所述摄像机接收图像、在所述图像中搜索用户特征、确定所述图像是否需要校正、以预定义的顺序来调节摄像机控制从而提供期望的校正、将期望的校正应用到随后的图像，以及基于校正的图像中的所述用户特征来认证所述用户。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器对从由以下构成的摄像机控制的组中选择的摄像机控制进行调节：用于曝光的摄像机控制、用于伽马的摄像机控制、以及用于增益的摄像机控制。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器确定随后的图像何时不再需要校正并且将所述摄像机控制设置为不同的配置。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器确定随后的图像何时不再需要校正并且将所述摄像机控制设置为初始状态。5.根据权利要求1-4中任何一项所述的系统，其中，所述摄像机包括视觉光传感器和红外传感器中的一个或多个。6.一种方法，包括：捕捉用户的图像，其中，每个图像包括用户特征；在捕捉的图像中搜索所述用户特征；确定所述图像是否需要校正；如果所述图像需要校正，以预定义的顺序来调节摄像机控制从而提供期望的校正；以及将所述校正应用到随后的图像。7.根据权利要求6所述的方法，其中，调节摄像机控制包括调节用于曝光的摄像机控制。8.根据权利要求6所述的方法，其中，调节摄像机控制包括调节用于增益的摄像机控制。9.根据权利要求6所述的方法，其中，调节摄像机控制包括调节用于伽马的摄像机控制。10.根据权利要求6所述的方法，其中，从由以下构成的摄像机控制的组中选择摄像机控制：用于曝光的摄像机控制、用于伽马的摄像机控制、以及用于增益的摄像机控制。11.根据权利要求6所述的方法，其中，调节摄像机控制包括：a)调节用于曝光的摄像机控制；b)检查一个或多个随后的图像的图像质量；c)如果进一步校正被需要，则调节用于伽马的摄像机控制；d)检查一个或多个随后的图像的图像质量；以及e)如果进一步校正被需要，则调节用于增益的摄像机控制。12.根据权利要求6所...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·高希，R·S·纳贾拉，S·巴克希，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US