一种3D四维头部面部数据识别设备制造技术

一种3D四维头部面部数据识别设备，对头部面部图像数据进行采集、处理和计算，生成所述被采集对象的3D四维头部面部数据。本发明专利技术以识别目标的身份信息识别四维数据，不必将目标人的头部面部数据与数据库中的海量数据进行逐一比对，提高了比对识别的效率，大大提升了身份识别的速度，采用基于空域直接匹配的天目点云比对识别法进行特征点拟合，实现了头部面部特征点的快速拟合比对，进而实现了身份快速认证识别。本发明专利技术与传统技术相比，结合数字图像处理技术、人工智能控制技术，提供一种操作简单、速度快、精度高的3D四维头部面部数据识别设备。

【技术实现步骤摘要】
一种3D四维头部面部数据识别设备
本专利技术涉及图像重构与识别
，特别是一种3D四维头部面部数据识别设备。
技术介绍
头部面部作为生物特征即生物固有的生理或行为特征之一，具有一定的唯一性和稳定性，即任何两生物的某种头部面部特征之间的差异比较大，且头部面部特征一般不会随着时间发生很大的变化，这就使得头部面部特征很适合应用在身份认证或识别采集装置中的认证信息等场景中。目前使用单一相机采集头部面部特征数据，单一相机只能采集某个特定的角度，或者需要调整相机来采集不同角度的头部面部特征，实际使用起来不便捷，较为繁琐，因此亟待解决这一技术问题。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的3D四维头部面部数据识别设备。本专利技术提供了一种3D四维头部面部数据识别设备，包括如下装置：头部面部特征信息采集装置，用于采集人体在给定时间内的多幅头部面部特征图像，并根据所述多幅头部面部特征图像构建头部面部特征的四维模型，以实现所述头部面部特征的四维数据采集；头部面部特征四维数据存储装置，用于扫描或录入人体的身份信息(I1，I2,…In)作为识别标志对采集到的人体头部面部特征四维数据进行关联存储，形成包括多条头部面部特征四维数据(D1,D2,…Dn)的数据库；目标人体身份识别装置，用于根据扫描或录入的目标人体的身份信息(I1，I2,…In)找到所述数据库中存储的头部面部特征四维数据(D1,D2,…Dn)，并将所述目标人体的头部面部特征四维数据(T1,T2,…Tn)分别与相应的所述数据库中存储的头部面部特征四维数据(D1,D2,…Dn)进行比对，以识别目标人体的身份。进一步的，所述头部面部特征信息采集装置，包括：检测组件，用于根据被采集对象特征信息及头部面部方向信息确定头部面部位置坐标；图像信息收集组件，用于获取所述被采集对象的头部面部图像数据，并将所述头部面部图像数据传输至数据处理组件；支撑架，用于安装所述图像信息收集组件；数据处理组件，其信息输入端连接所述图像信息收集组件的信息输出端，用于接收所述图像信息收集组件传输的头部面部图像数据，对所述头部面部图像数据进行处理和计算，生成所述被采集对象的3D四维头部面部数据。进一步的，所述数据处理组件包括图像处理器GPU和中央处理器CPU，特征点提取单元将所述多幅手部特征图像的图像信息分配到GPU的块block中进行运算，并结合CPU的集中调度和分配功能，计算所述多幅手部特征图像各自的特征点。进一步的，所述图像信息收集组件为多台可见光相机形成的相机矩阵，所述支撑架包括设有弧形承载结构的支撑结构，所述多台可见光相机布置在所述弧形承载结构上。进一步的，所述弧形承载结构形成U字形，所述检测组件设于U字形的弯弧处，以便采集时与被采集者的面部位置对应。进一步的，所述图像信息收集组件为光场相机、激光、光栅中的一种或多种，所述支撑架上设有滑轨，所述图像信息收集组件可沿所述滑轨绕头部面部滑动半周以上。进一步的，所述头部面部特征信息采集装置还包括：补光灯，用于获取当前环境的亮度，当根据所述当前环境的亮度确定需要进行补光时，利用补光灯补光，所述补光灯与所述支撑架固定连接。进一步的，所述补光灯为带状补光灯，沿所述头部面部周向均匀分布。进一步的，所述图像信息收集组件包括深度红外相机和变焦彩色相机，所述支撑架上设有相机放置机构，所述检测组件包括人体感应测量模块。进一步的，所述头部面部特征信息采集装置还包括与所述检测组件信息输出端连接的座椅，所述数据处理组件包括驱动器，该驱动器用于基于所述头部面部位置坐标驱动所述座椅上升或下降。进一步的，所述数据处理组件还包括：图像处理器，用于对所述头部面部图像数据优化处理，包括自动曝光、自动白平衡、自动对焦和/或图像畸形校正；中央处理器，用于将所述头部面部图像数据输入配准算法模型，进行配准计算得到配准数据，基于所述配准数据生成所述被采集对象的3D四维头部面部数据。所述头部面部特征信息采集装置还包括：设置在所述弧形承载结构上的显示器，所述显示器与所述数据处理组件连接；在所述数据处理组件构建得到头部面部的3D模型后，在所述显示器上通过可视化方式显示头部面部3D数据；或者在所述数据处理组件构建得到具有时间维度的头部面部的3D模型后，在所述显示器上通过可视化方式显示头部面部四维数据。进一步的，所述目标人体身份识别装置，采用天目点云比对识别法对所述目标生物体的生物特征四维数据(T1、T2…Tn)和所述数据库中存储的生物特征四维数据(D1、D2…Dn)进行比对；所述天目点云比对识别法包括如下步骤：S301.特征点拟合；S302.曲面整体最佳拟合；S303.相似度计算；进一步的，所述天目点云比对识别法包括如下具体步骤：采用基于空域直接匹配的方法进行特征点拟合，在两个点云的对应的刚性区域，选取三个及以上特征点作为拟合关键点，通过坐标变换，直接进行特征点对应匹配；特征点对应匹配后，整体曲面最佳拟合后的点云的数据对齐；采用最小二乘法进行相似度计算。本专利技术的有益效果在于：提供了一种3D四维头部面部数据识别设备，首先通过3D四维数据采集装置，包括检测组件，用于根据人体特征信息及头部面部方向信息确定头部面部位置坐标；图像信息收集组件，用于获取所述被采集对象的头部面部图像数据，并将所述头部面部图像数据传输至数据处理组件；支撑架，用于安装所述图像信息收集组件；数据处理组件，其信息输入端连接所述图像信息收集组件的信息输出端，用于接收所述图像信息收集组件传输的头部面部图像数据，对所述头部面部图像数据进行处理和计算，生成所述被采集对象的3D四维头部面部数据。同时，本专利技术以识别目标的身份信息识别四维数据，不必将目标人的数据与数据库中的海量数据进行逐一比对，提高了比对识别的效率，大大提升了身份识别的速度，采用基于空域直接匹配的天目点云比对识别法进行特征点拟合，实现了手部特征点的快速拟合比对，进而实现了身份快速认证识别。本专利技术与传统技术相比，结合数字图像处理技术、人工智能控制技术，提供一种操作简单、速度快、精度高的头部面部3D四维数据识别设备。此外，人的脸部和手部是刚性和柔性的结合体，柔性部分因为动作变化会有不同的形态，例如表情变化，脸部肌肉会随之改变状态，手部进行不同动作，手部状态也会随之改变。因此会形成不同的3D图像，若用单张的数据特征做识别，会存在误差。因此可见光相机采集生物体在给定时间内的多幅生物特征图像，根据所述多幅生物特征图像构建生物特征的四维模型，实现对生物体的四维数据采集，后存储并关联至生物体的身份信息，当再次识别目标生物体是否是该生物体身份时，即使目标生物体如脸部有表情，或手部有动作，也可识别目标生物体的身份，进一步提高了识别精度。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D四维头部面部数据识别设备，其特征在于，包括如下装置：头部面部特征信息采集装置，用于采集人体在给定时间内的多幅头部面部特征图像，并根据所述多幅头部面部特征图像构建头部面部特征的四维模型，以实现所述头部面部特征的四维数据采集；头部面部特征四维数据存储装置，用于扫描或录入人体的身份信息(I1，I2,…In)作为识别标志对采集到的人体头部面部特征四维数据进行关联存储，形成包括多条头部面部特征四维数据(D1,D2,…Dn)的数据库；目标人体身份识别装置，用于根据扫描或录入的目标人体的身份信息(I1，I2,…In)找到所述数据库中存储的头部面部特征四维数据(D1,D2,…Dn)，并将所述目标人体的头部面部特征四维数据(T1,T2,…Tn)分别与相应的所述数据库中存储的头部面部特征四维数据(D1,D2,…Dn)进行比对，以识别目标人体的身份。

【技术特征摘要】
1.一种3D四维头部面部数据识别设备，其特征在于，包括如下装置：头部面部特征信息采集装置，用于采集人体在给定时间内的多幅头部面部特征图像，并根据所述多幅头部面部特征图像构建头部面部特征的四维模型，以实现所述头部面部特征的四维数据采集；头部面部特征四维数据存储装置，用于扫描或录入人体的身份信息(I1，I2,…In)作为识别标志对采集到的人体头部面部特征四维数据进行关联存储，形成包括多条头部面部特征四维数据(D1,D2,…Dn)的数据库；目标人体身份识别装置，用于根据扫描或录入的目标人体的身份信息(I1，I2,…In)找到所述数据库中存储的头部面部特征四维数据(D1,D2,…Dn)，并将所述目标人体的头部面部特征四维数据(T1,T2,…Tn)分别与相应的所述数据库中存储的头部面部特征四维数据(D1,D2,…Dn)进行比对，以识别目标人体的身份。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述头部面部特征信息采集装置，包括：检测组件，用于根据被采集对象特征信息及头部面部方向信息确定头部面部位置坐标；图像信息收集组件，用于获取所述被采集对象的头部面部图像数据，并将所述头部面部图像数据传输至数据处理组件；支撑架，用于安装所述图像信息收集组件；数据处理组件，其信息输入端连接所述图像信息收集组件的信息输出端，用于接收所述图像信息收集组件传输的头部面部图像数据，对所述头部面部图像数据进行处理和计算，生成所述被采集对象的3D四维头部面部数据。3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述数据处理组件包括图像处理器GPU和中央处理器CPU，特征点提取单元将所述多幅手部特征图像的图像信息分配到GPU的块block中进行运算，并结合CPU的集中调度和分配功能，计算所述多幅手部特征图像各自的特征点。4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述图像信息收集组件为多台可见光相机形成的相机矩阵，所述支撑架包括设有弧形承载结构的支撑结构，所述多台可见光相机布置在所述弧形承载结构上。5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述弧形承载结构形成U字形，所述检测组件设于U字形的弯弧处，以便采集时与被采集者的面部位置对应。6.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述图像信息收集组件为光场相机、激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：左忠斌，左达宇，
申请(专利权)人：天目爱视北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11