提高人证比对结果的图像处理方法技术

本发明专利技术提供一种提高人证比对结果的图像处理方法，首先对证件照片图像和动态抓拍的人脸图像进行预处理，包括：对动态抓拍的人脸图像进行平移变换、旋转变换以校正人脸在图像中的位置；然后对证件照片图像和动态抓拍的人脸图像进行缩放处理；然后对证件照片图像和动态抓拍的人脸图像分别进行人脸切割，再分别转化为灰度图；然后进行直方图均衡化；再对均衡化后的两个人脸灰度图像进行平滑处理；最后进行二值化处理，得到二值化后的两个人脸图像；再进行人脸图像的特征提取和比对。本发明专利技术可降低外界环境对人脸特征提取的影响。

The image processing method to improve the results of witnesses

The invention provides a method to improve witness comparison results of the image processing method, the first face image of ID photo image and dynamic capture and pretreatment, including: face image to capture the dynamic translation, rotation transformation to correct the face position in the image; then the face image of ID photo image and dynamic capture of zoom face image processing; then the ID photo image and dynamic capture respectively the cutting face, and then were transformed into grayscale images; then histogram equalization; then on two face gray image after equalization smoothing; finally, binarization processing, get the value of two two face images after then; feature extraction and comparison of face image. The invention can reduce the influence of external environment on face feature extraction.

【技术实现步骤摘要】
提高人证比对结果的图像处理方法
本专利技术涉及人脸识别
，尤其是一种提高人证比对结果的图像处理方法。
技术介绍
人脸识别是当今社会新兴的一项生物识别技术，随着不断的发展为了快速有效的实现自动身份验证的要求，人脸识别结合身份证阅读技术衍生出了人证比对技术。人证比对技术，是指通过计算机将人脸信息(指人的脸型、面像等固有的身理特征)采集、处理、与身份证芯片内的照片图像进行对比，来鉴定个人身份的一项技术。由于身份证芯片内的证件照片图像是低分辨率的照片，可提取的人脸特征信息相对较少，会对人证比对的结果造成影响。并且动态抓拍的人脸在图像中的位置不固定，大小不固定等也会对人证比对的结果造成影响。所以需要对证件照片图像和动态抓拍的人脸图像进行一些图像处理，来提高人脸特征的提取率，这样就可以提高人证比对的正确识别率。人证比对目前适用于车站安检、企业访客、酒店入住等各大安全保护地区的安全管理系统，通过人证一体机获取有效的身份证信息，和现场人员的照片，自动对证件照片和人员现场照片进行识别比对，来辨识人员的身份。所以人证比对技术是当前人脸识别技术中比较热门的技术。人证比对的重点在于能够从身份证芯片里的低分辨率证件照片图像中和动态抓拍的人脸图像中尽可能的降低其他环境因素对人脸特征提取的影响，或者说在比对算法一致的情况下尽可能降低对人脸特征提取影响的环境因素，再提取人脸特征值能够有效的提高人证比对的正确率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种提高人证比对结果的图像处理方法，用来降低环境因素对最后人脸特征提取和识别结果的影响，使得人脸比对准确率能够在原有基础上提高10％以上。本专利技术采用的技术方案是：一种提高人证比对结果的图像处理方法，包括人脸图像的预处理、人脸图像的特征提取和比对两个步骤；首先对证件照片图像和动态抓拍的人脸图像进行预处理，包括：对动态抓拍的人脸图像进行平移变换、旋转变换以校正人脸在图像中的位置；然后对证件照片图像和动态抓拍的人脸图像进行缩放处理，使它们为同一大小，以实现人脸图像的归一化；然后对证件照片图像和动态抓拍的人脸图像分别进行人脸切割，对切割后分别从证件照片图像和动态抓拍的人脸图像中获得的人脸图像分别转化为灰度图；将转换后得到的两个人脸灰度图像进行直方图均衡化；再对均衡化后的两个人脸灰度图像进行平滑处理；最后将平滑后的两个人脸灰度图像进行二值化处理，得到二值化后的两个人脸图像；最后，对经过预处理的分别从证件照片图像和动态抓拍的人脸图像中获得的两个人脸图像提取特征点，构建两个人脸图像的特征脸空间；再对两者进行比对，来验证是否人证一致。本专利技术的优点在于：降低环境因素对最后人脸特征提取和识别结果的影响，使得人脸比对准确率能够在原有基础上提高10％以上。附图说明图1为本专利技术的对动态抓拍的人脸图像进行旋转变换示意图。图2为本专利技术的双线性插值法来求出输出图像的像素值示意图。图3为本专利技术的进行直方图均衡化示意图。图4为本专利技术的人脸灰度图像进行平滑处理时的掩膜示意图。图5为本专利技术的方法流程图。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。提高人证比对的准确率主要包括人脸图像的预处理、人脸图像的特征提取和比对两个步骤；根据目前的状况，要提高人证比对的准确率最好是从人脸图像的预处理入手，在人证比对算法一致的情况下，尽可能的降低外界环境因素对人脸特征提取的影响，就可以提高人证比对的准确率。首先对证件照片图像和动态抓拍的人脸图像进行预处理，包括：对动态抓拍的人脸图像进行平移变换、旋转变换以校正人脸在图像中的位置；然后对证件照片图像和动态抓拍的人脸图像进行缩放处理，使它们为同一大小，以实现人脸图像的归一化；然后对证件照片图像和动态抓拍的人脸图像分别进行人脸切割，对切割后分别从证件照片图像和动态抓拍的人脸图像中获得的人脸图像分别转化为灰度图；将转换后的人脸灰度图像进行直方图均衡化，凸显出人脸的特征点；再对均衡化后的人脸灰度图像进行平滑处理，降低噪声对图像的影响；最后将平滑后的人脸灰度图像进行二值化处理，得到二值化后的两个人脸图像；进行这些人脸图像的预处理，可以尽可能的降低外界环境对人脸特征提取的影响。最后，对经过预处理的分别从证件照片图像和动态抓拍的人脸图像中获得的两个人脸图像提取特征点，构建两个人脸图像的特征脸空间；再对两者进行比对，来验证是否人证一致；以下对本专利技术涉及的各处理步骤作详细说明；(一)人脸图像的预处理；(1.1)，输入证件照片图像和动态抓拍的人脸图像；证件照片图像可以通过身份证阅读器来获取，通过身份证阅读器读取出人员的信息，包括人员的证件照片；动态抓拍的人脸图像可以通过摄像头的捕捉来获取，通过实时读取摄像头的每一帧照片并进行抓拍来获取；(1.2)，对动态抓拍的人脸图像进行平移变换；因为在用摄像头进行动态人脸的抓拍的时候人脸在抓拍图像的位置是不固定的，这样在最后识别的时候可能会对识别结果有影响。从二代身份证中读取的证件照片图像则不存在这一影响，所以为了降低动态抓拍人脸照片的左右偏移对最后识别结果的影响，需要对动态抓拍的人脸图像进行平移变换；设图像的原坐标系为XOY,原坐标系原点移动到图像某点O1(dx,dy),图像的新的坐标系就为X1O1Y1，假定原图像的任一像素p点，在这两个坐标系中的坐标分别为(X,Y)和(XT,YT)，它们之间可以根据公式①进行变换：通过公式①进行动态抓拍人脸图像的平移变换后就可以降低人脸的左右偏移对最后识别结果的影响；(1.3)，对动态抓拍的人脸图像进行旋转变换；通过摄像头进行动态人脸抓拍的时候，抓拍到的人脸图像中人脸的位置可能并不水平，因为最后进行人脸识别的时候人脸的两眼之间的连线不保持在水平位置上也会对识别结果有所影响；二代身份证中读取的证件照片图像不存在这一影响，为了降低动态抓拍的人脸图像中人脸的两眼连线不保持在水平位置上对识别结果的影响，需要对动态抓拍的人脸图像进行旋转变换；进行旋转变换的时候，以人脸两眼之间的中心点来将图像的所有像素进行旋转，假设在XOY坐标系上，人脸两眼之间的中心点为原点，旋转前的点坐标为(x0,y0)，旋转后的点坐标为(x1,y1)，旋转前与X轴的角度为b，旋转后与X轴的角度为a，旋转前后两个点到(0,0)坐标的距离为r；如图1所示；(x0,y0)与(x1,y1)可以通过公式②和公式③转换得到：x1＝rcos(b-a)＝rcos(b)cos(a)+rsin(b)sin(a)＝x0cos(a)+y0sin(a)②y1＝rsin(b-a)＝rsin(b)cos(a)-rcos(b)sin(a)＝y0cos(a)-x0sin(a)③这样通过公式②和公式③就可以对动态抓拍的人脸图像进行旋转变化，就可以降低人脸两眼的连线不在水平位置上对识别结果的影响；(1.4)，证件照片图像和动态抓拍的人脸图像的大小是不一样大的，因为眼睛是人脸图像中比较重要的部分，所以这里的不一样大是指两眼间的距离不一样大，如果将这两张不一样大的照片图像去进行比对，会对最后的识别结果产生影响，为了降低这一影响，需要对证件照片图像和动态抓拍的人脸图像进行缩放处理，把它们缩放成一样大小。假设在图像进行缩放之前图像中某一点(x,y)，经过放大或缩小后得到新的坐标(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高人证比对结果的图像处理方法，其特征在于，包括：首先对证件照片图像和动态抓拍的人脸图像进行预处理，包括：对动态抓拍的人脸图像进行平移变换、旋转变换以校正人脸在图像中的位置；然后对证件照片图像和动态抓拍的人脸图像进行缩放处理，以实现人脸图像的归一化；然后对证件照片图像和动态抓拍的人脸图像分别进行人脸切割，对切割后分别从证件照片图像和动态抓拍的人脸图像中获得的人脸图像分别转化为灰度图；将转换后得到的两个人脸灰度图像进行直方图均衡化；再对均衡化后的两个人脸灰度图像进行平滑处理；最后将平滑后的两个人脸灰度图像进行二值化处理，得到二值化后的两个人脸图像；最后，对经过预处理的分别从证件照片图像和动态抓拍的人脸图像中获得的两个人脸图像提取特征点，构建两个人脸图像的特征脸空间；再对两者进行比对，来验证是否人证一致。

【技术特征摘要】
1.一种提高人证比对结果的图像处理方法，其特征在于，包括：首先对证件照片图像和动态抓拍的人脸图像进行预处理，包括：对动态抓拍的人脸图像进行平移变换、旋转变换以校正人脸在图像中的位置；然后对证件照片图像和动态抓拍的人脸图像进行缩放处理，以实现人脸图像的归一化；然后对证件照片图像和动态抓拍的人脸图像分别进行人脸切割，对切割后分别从证件照片图像和动态抓拍的人脸图像中获得的人脸图像分别转化为灰度图；将转换后得到的两个人脸灰度图像进行直方图均衡化；再对均衡化后的两个人脸灰度图像进行平滑处理；最后将平滑后的两个人脸灰度图像进行二值化处理，得到二值化后的两个人脸图像；最后，对经过预处理的分别从证件照片图像和动态抓拍的人脸图像中获得的两个人脸图像提取特征点，构建两个人脸图像的特征脸空间；再对两者进行比对，来验证是否人证一致。2.如权利要求1所述的提高人证比对结果的图像处理方法，其特征在于，对动态抓拍的人脸图像进行平移变换，包括：设图像的原坐标系为XOY,原坐标系原点移动到图像某点O1(dx,dy),图像的新的坐标系就为X1O1Y1，假定原图像的任一像素p点，在这两个坐标系中的坐标分别为(X,Y)和(XT,YT)，它们之间可以根据公式①进行变换：通过公式①进行动态抓拍人脸图像的平移变换。3.如权利要求1所述的提高人证比对结果的图像处理方法，其特征在于，对动态抓拍的人脸图像进行旋转变换，包括：进行旋转变换的时候，以人脸两眼之间的中心点来将图像的所有像素进行旋转，假设在XOY坐标系上，人脸两眼之间的中心点为原点，旋转前的点坐标为(x0,y0)，旋转后的点坐标为(x1,y1)，旋转前与X轴的角度为b，旋转后与X轴的角度为a，旋转前后两个点到(0,0)坐标的距离为r；(x0,y0)与(x1,y1)可以通过公式②和公式③转换得到：x1＝rcos(b-a)＝rcos(b)cos(a)+rsin(b)sin(a)＝x0cos(a)+y0sin(a)②y1＝rsin(b-a)＝rsin(b)cos(a)-rcos(b)sin(a)＝y0cos(a)-x0sin(a)③这样通过公式②和公式③就可以对动态抓拍的人脸图像进行旋转变化。4.如权利要求1所述的提高人证比对结果的图像处理方法，其特征在于，对证件照片图像和动态抓拍的人脸图像进行缩放处理，使得两个图像中人脸的瞳距一样，包括：假设在图像进行缩放之前图像中某一点(x,y)，经过放大或缩小后得到新的坐标(X,Y)；它们之间的关系式为④X＝a*xY＝b*y④a,b分别是x方向，y方向的放大率，当a、b大于1时放大，小于1时缩小；这样就进行了证件照片图像和动态抓拍的人脸图像的缩放，在进行图像缩放的时候需要解决图像映射后坐标的取整问题；采用“逆向映射”法来获取输出图像的像素值，也就是以输出图像为基准，对输出图像的每个像素，查找其在输入图像的对应像素值，这样就会发现在映射到原坐标时原坐标可能不是整数的问题，但是输入图像的坐标必须是整数才有对应的像素值，所以就可以通过双线性插值法来求出输出图像的像素值；假设要求的浮点坐标的像素值为f，那么它周围的4个点的像素值为T1、T2、T3、T4；可以根据公式⑤求出...

【专利技术属性】
技术研发人员：何煜埕，陈涛，李家洪，过陈晨，林志，
申请(专利权)人：江苏航天大为科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32