一种基于裸眼三维的近红外人脸识别方法技术

本发明专利技术公开了一种基于裸眼三维的近红外人脸识别方法，通过首先构建近红外人脸采集设备矩阵，采集人脸近红外图像，并采用特征提取方式对图像进行处理，然后对处理后的人脸近红外图像进行分组，接着计算裸眼三维映射矩阵，对分组图像进行相应处理，获得裸眼三维合成图像，最后，将裸眼三维合成图像输出裸眼显示终端，呈现“真实立体”人脸效果。该方法可以将二维人脸识别图像提升至裸眼三维识别图像，有效的提升识别率，同时可以有效解决一般人脸识别系统中由于环境光线变化影响而造成识别率偏低的问题。

A near infrared face recognition method based on naked eye 3D

【技术实现步骤摘要】
一种基于裸眼三维的近红外人脸识别方法
本专利技术涉及近红外成像
，尤其涉及一种基于裸眼三维的近红外人脸识别方法。
技术介绍
人脸识别是生物特征识别领域中最常用的一种模态，近年来在公共安全领域得到了广泛的应用。各类人脸识别方法的关键都在于，提取人脸数据中与身份相关的本质特征，同时消除其中受非身份因素影响的部分，非身份因素一般包括：环境光照、姿态、表情、饰物等。其中光照问题在实际应用中最为重要，用户普遍要求人脸识别系统能适应不同的光照环境。一般的人脸识别系统都采用普通的可见光人脸图像进行识别，这类系统容易收到环境光线变化的影响，在识别之前往往需要采用一些预处理算法对光照进行处理。虽然光照预处理算法能在一定程度上消除光照的影响，但同时也会使图像损失一部分有用的信息。为了减弱环境光对成像的影响，主动成像光源的强度需要高于环境光，但是强光会对人眼产生干扰，降低用户舒适度，因此，主动光源最好位于不可见波段，如：红外、紫外等。长期照射紫外容易对人的皮肤和眼睛造成永久性伤害，中远红外波段成像会损失物体表面的大多数信息，一般不用于物体成像，因此近红外波段成为最好的选择。但是，近红外人脸成像仅支持二维图像，面对真实立体的人脸，其识别率偏低，识别精度不足。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于裸眼三维的近红外人脸识别方法，该方法首先构建近红外人脸采集设备矩阵，采集人脸近红外图像，并采用特征提取方式对图像进行处理，然后对处理后的人脸近红外图像进行分组，接着计算裸眼三维映射矩阵，对分组图像进行相应处理，获得裸眼三维合成图像，最后，将裸眼三维合成图像输出裸眼显示终端，呈现“真实立体”人脸效果。该方法可以将二维人脸识别图像提升至裸眼三维识别图像，有效的提升识别率，同时可以有效解决一般人脸识别系统中由于环境光线变化影响而造成识别率偏低的问题。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种基于裸眼三维的近红外人脸识别方法，包括以下步骤：a.构建近红外人脸采集设备矩阵；b.采集人脸近红外图像，并采用特征提取方式对图像进行处理；c.对处理后的人脸近红外图像进行分组；d.计算裸眼三维映射矩阵，对分组图像进行相应处理，获得裸眼三维合成图像；e.将裸眼三维合成图像输出裸眼显示终端，呈现“真实立体”人脸效果。作为进一步优化，步骤a中所述构建近红外人脸采集设备矩阵。实现裸眼三维立体视觉的首要条件是要给观看者左右眼提供稍有差异的视差图像。在近红外人脸采集采集系统中，可以通过合理布局多台近红外人脸成像设备，对同一个人脸进行同步画面采集来获得多幅视差图像。近红外人脸成像相机需按一定结构摆放来采集场景以获得合理的视差图像，其摆放结构主要有平行式、会聚式、离轴平行式3种结构。作为进一步优化，步骤b中所述采集人脸近红外图像，并采用特征提取方式对图像进行处理。在采集人脸近红外图像过程中，当人与光源距离不变时，近红外人脸图像非常稳定，但是图像的整体亮度仍然会随着距离的变化而单调变化，因此需要采用特定的特征提取方法来解决单调变化问题，本专利采用局部二元模式(LBP)方式对图像进行处理，LBP只关注像素间的大小关系，当图像整体发生单调变化时，像素间的大小关系是不变的。作为进一步优化，步骤c中所述对处理后的人脸近红外图像进行分组。根据裸眼三维显示原理可知，裸眼三维显示终端所显示的每一帧画面均为多幅图像的融合，以6视点裸眼三维显示终端为例，每一帧显示画面为6个带有视差的图像进行融合，根据裸眼三维显示终端显示特性对处理后的近红外图像进行编组，每6副图像为一个分组单位。作为进一步优化，步骤d中所述计算裸眼三维映射矩阵，对分组图像进行相应处理，获得裸眼三维合成图像。将裸眼三维映射矩阵编写到Shader中，利用Shader对各组内6张近红外人脸图像进行子像素级别的采样处理，并将经过采样处理的多张视差图像相加，得到最终的裸眼三维合成图像。作为进一步优化，步骤e中所述将裸眼三维合成图像输出裸眼显示终端，呈现“真实立体”人脸效果。将裸眼三维合成图像写入到渲染阵列中，输出到裸眼显示终端上。然后，利用光栅的分光作用，使不同视差图像的光线在空间分离，当观察者在合适的观看位置处，左右眼可分别接收到来自不同视点的信息，从而产生立体视觉，观看到“真实立体”的人脸。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的一种基于裸眼三维的近红外人脸识别方法，该方法可以将二维人脸识别图像提升至裸眼三维识别图像，有效的提升识别率，同时可以有效解决一般人脸识别系统中由于环境光线变化影响而造成识别率偏低的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要实用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一种基于裸眼三维的近红外人脸识别方法的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。在任一实施例中，如图1所示，图1中的101是构建近红外人脸采集设备矩阵。实现裸眼三维立体视觉的首要条件是要给观看者左右眼提供稍有差异的视差图像。在近红外人脸采集采集系统中，可以通过合理布局多台近红外人脸成像设备，对同一个人脸进行同步画面采集来获得多幅视差图像。近红外人脸成像相机需按一定结构摆放来采集场景以获得合理的视差图像，其摆放结构主要有平行式、会聚式、离轴平行式3种结构。在本实施例中，近红外人脸成像设备的原理为：使用强度高于环境光线的主动近红外光源成像，配合相应波段的光学滤片，得到与环境无关的人脸图像，人脸图像只会随着人与摄像头的距离变化而单调变化。为了尽可能采集到不同角度的人脸信息，近红外人脸采集设备矩阵选择汇聚式摆放结构。图1中的102是采集人脸近红外图像，并采用特征提取方式对图像进行处理。在采集人脸近红外图像过程中，当人与光源距离不变时，近红外人脸图像非常稳定，但是图像的整体亮度仍然会随着距离的变化而单调变化，因此需要采用特定的特征提取方法来解决单调变化问题，本专利采用局部二元模式(LBP)方式对图像进行处理，LBP只关注像素间的大小关系，当图像整体发生单调变化时，像素间的大小关系是不变的。在本实施例中，在进行人脸近红外图像采集过程中，当我们利用单个近红外人脸成像设备对人脸进行采集时，就相当于记录了特定角度的人脸信息。但是在实际应用中，不可能使用无限个特定角度对人脸信息进行采集，所以只能利用有限个采集位置获取离散的人脸图像，并通过插值获取不同角度之间人脸信息图，构建更为密集的人脸信息图。图1中的103是对处理后的人脸近红外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于裸眼三维的近红外人脸识别方法，其特征在于，包括以下步骤：/na.构建近红外人脸采集设备矩阵；/nb.采集人脸近红外图像，并采用特征提取方式对图像进行处理；/nc.对处理后的人脸近红外图像进行分组；/nd.计算裸眼三维映射矩阵，对分组图像进行相应处理，获得裸眼三维合成图像；/ne.将裸眼三维合成图像输出裸眼显示终端，呈现“真实立体”人脸效果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于裸眼三维的近红外人脸识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.构建近红外人脸采集设备矩阵；
b.采集人脸近红外图像，并采用特征提取方式对图像进行处理；
c.对处理后的人脸近红外图像进行分组；
d.计算裸眼三维映射矩阵，对分组图像进行相应处理，获得裸眼三维合成图像；
e.将裸眼三维合成图像输出裸眼显示终端，呈现“真实立体”人脸效果。


2.如权利要求1所述的一种基于裸眼三维的近红外人脸识别方法，其特征在于，所述步骤a中，在近红外人脸采集采集系统中，可以通过合理布局多台近红外人脸成像设备，对同一个人脸进行同步画面采集来获得多幅视差图，近红外人脸成像相机需按一定结构摆放来采集场景以获得合理的视差图像，其摆放结构有平行式、会聚式、离轴平行式3种结构。


3.如权利要求1所述的一种基于裸眼三维的近红外人脸识别方法，其特征在于，所述步骤b中，在采集人脸近红外图像过程中，当人与光源距离不变时，近红外人脸图像非常稳定，但是图像的整体亮度仍然会随着距离的变化而单调变化，因此需要采用特定的特征提取方法来解决单调变化问题，本专利采用局部二元模式方式对图像进行处理，L...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘浩，贾利红，
申请(专利权)人：四川长虹电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51