实时鲁棒的人脸追踪显示方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种实时鲁棒的人脸追踪显示方法及系统，首先输入视频图像，在人脸检测的基础上对视频中的人脸进行追踪，获得人脸信息；然后根据当前帧中的人脸大小与位置，在当前帧图像中确定需要显示的目标区域；再根据确定的目标区域，将输入图像中目标区域的图像放缩到输出图像的大小。本发明专利技术能够自动获取视频中人脸的位置，并根据人脸位置确定显示图像范围，将人脸周围的图像放缩后显示，无论人脸处于摄像头拍摄图像的任何位置，均显示以人脸为中心的一个区域，使得人脸成为显示焦点；本发明专利技术还能够模仿机械摄像头渐变拉伸镜头放缩的显示效果，逐渐将显示焦点集中在人脸区域范围，获得更美观的显示效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及人脸信息自动获取及显示方法及系统，尤其涉及一种实时鲁棒的人脸追踪显示方法及系统。
技术介绍
近年来，摄像头已经成为计算机必不可少的配置之一，其在家庭娱乐领域的应用也取得了长足发展。但是，大多数传统摄像头的放缩显示功能，仅仅是对某个区域的图像进行放缩显示，没有根据视频中存在的人脸位置进行缩放，更无法跟踪人脸变化来确定放缩区域；即使存在的一些能根据人脸位置对图像进行放缩显示的产品，对人脸信息的获取也是根据人脸肤色进行的，不仅位置不准确，而且容易受到干扰；此外，很多产品由于没有采用人脸追踪技术，隔一段时间才会进行一次人脸检测，得到的人脸信息不连续，因此，显示处理是非实时的，存在延时现象，产生的效果也很跳跃。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种实时鲁棒的人脸追踪显示方法及系统，能够自动连续准确地获取视频中人脸的位置，并根据人脸位置确定显示图像范围；本专利技术需要解决的技术问题还包括稳定地获取人脸信息，并平缓稳定地显示输出人脸为焦点的图像，以及模拟机械摄像头平缓渐变放缩平移显示图像区域的效果，形成一种机械摄像头跟踪显示人脸区域的效果。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种实时鲁棒的人脸追踪显示方法，包括如下步骤 (1)输入视频图像，在人脸检测的基础上对视频中的人脸进行追踪，获得人脸信息；(2)根据当前帧中的人脸大小与位置，在当前帧图像中确定需要显示的目标区域；(3)根据确定的目标区域，将输入图像中目标区域的图像放缩到输出图像的大小。其中，所述步骤(1)可以进一步包括将当前帧的人脸信息与前帧人脸信息进行比较，根据比较结果，平滑当前帧的人脸信息。其中，所述步骤(2)可以进一步包括根据前帧人脸信息，判断当前帧的人脸信息的变化，并根据变化幅度更新所述需要显示的目标区域。其中，所述判断步骤，如果判断到变化幅度属于微小变化，则不更新所述需要显示的目标区域。本专利技术还提供一种实时鲁棒的人脸追踪显示系统，包括人脸信息获取模块、处理显示模块，其中所述人脸信息获取模块，包括人脸追踪单元，用于输入视频图像，在人脸检测的基础上对视频中的人脸进行追踪，获得人脸信息；所述处理显示模块，包括目标区域确定单元，用于根据当前帧中的人脸大小与位置，在当前帧图像中确定需要显示的目标区域；图像缩放单元，用于根据确定的目标区域，将输入图像中目标区域的图像放缩到输出图像的大小。其中，所述人脸信息获取模块，可以进一步包括人脸平滑单元，用于将当前帧的人脸信息与前帧人脸信息进行比较，根据比较结果，平滑当前帧的人脸信息。其中，所述目标区域确定单元，可以进一步用于根据前帧人脸信息，判断当前帧的人脸信息的变化是否属于微小变化，如果是，则不更新所述需要显示的目标区域。其中，所述目标区域确定单元，在确定需要显示的目标区域的大小时，包括确定目标区域的长和宽，其中长和宽成比例，宽度取为min(wfα，βwsn-1，rs/outputWoutput)，其中，wf为人脸大小，α为目标区域的最终大小与人脸大小的比例系数，wsn-1为前帧显示区域宽度，β为放缩因子，Woutput为输出显示图像，rs/output＝ws/Woutput；所述目标区域确定模块，在确定需要显示的目标区域的范围时，包括自动平移目标区域，使得其范围位于输入图像范围内。其中，所述图像缩放单元，通过预设缩放因子，根据图像放缩算法，将输入图像中目标区域的图像逐渐放缩到输出图像的大小。应用本专利技术，根据自动获取的视频中人脸位置信息，对图像进行缩放，使得显示图像以人脸为焦点，显示人脸附近区域，当视频中人脸位置发生变化时，能够追踪人脸的位置变化，显示人脸所在区域的图像。本专利技术在自动放缩过程中，可以缓缓的放缩图像，模拟机械摄像头渐渐拉伸镜头的效果。本专利技术可以自动滤除人脸的微小变化，从而保持稳定的显示人脸所在区域，避免显示区域的抖动。此外，本专利技术还可以在显示图像中显示一副全景图像，同时为用户提供全局信息。附图说明图1为根据本专利技术的实施例所述的实时鲁棒的人脸追踪显示系统示意图。图2为根据本专利技术的实施例所述的实时鲁棒的人脸追踪显示方法流程示意图。具体实施例方式本专利技术提供的实时鲁棒的人脸追踪显示系统，可以由人脸信息获取模块与处理显示模块组成。通过人脸信息获取模块来接收输入的人脸图像视频序列，并通过处理显示模块，来持续追踪人脸显示区域范围，并缩放处理。其中，所述人脸信息获取模块，可以包括人脸追踪单元，用于根据通过摄像头实时输入的视频图像，在人脸检测的基础上对视频中的人脸进行追踪，获得人脸信息；人脸平滑单元，用于将当前帧的人脸信息与前帧人脸信息进行比较，根据比较结果，平滑当前帧的人脸信息。所述处理显示模块，包括目标区域确定单元，用于在平滑后的人脸信息基础上，根据当前帧中的人脸大小与位置确定需要显示的目标区域的大小与范围；图像缩放单元，用于将输入图像中目标区域的图像逐渐放缩到输出图像的大小。其中，所述目标区域确定单元，可以进一步用于根据前帧人脸信息，判断当前帧的人脸信息的变化是否属于微小变化，如果是，则不更新所述需要显示的目标区域。具体的，参考图1，为根据本专利技术的实施例所述的实时鲁棒的人脸追踪显示系统示意图。视频流数据首先输入人脸信息获取模块中的人脸追踪单元，采用人脸跟踪算法，获取人脸区域所在位置，从而获取得到人脸的位置和大小等信息。然后经过人脸平滑单元的动态平均，平滑获得的人脸信息，保证显示效果的稳定和连续变化。然后在处理显示模块中，首先滤除微小变化，然后根据人脸大小位置确定显示范围，并进行相邻帧放缩尺度约束，最后执行图像放缩后，输出视频流。参考图2，为根据本专利技术的实施例所述的实时鲁棒的人脸追踪显示方法流程示意图。下面分步骤进行说明步骤201采用人脸跟踪算法，获取人脸区域所在位置，从而获取得到人脸的位置和大小等信息。人脸检测跟踪算法来获取人脸位置信息的方法有很多，例如，我们可以采用中国专利申请200510135668.8中提供的“一种视频序列中人脸的实时检测与持续追踪的方法及系统”提及的算法来实现。下面简单说明该算法的主要步骤首先，采用目前最为流行的层次型AdaBoost算法训练选取Haar-like微结构特征组成分类器来进行人脸检测。其次，在人脸检测的基础上对视频中的人脸进行跟踪。人脸跟踪具体步骤如下(1)由摄像头实时输入视频图像；(2)在未获取跟踪目标前，每帧搜索图像，检测人脸的存在；(3)如果某帧图像检测到一个或多个人脸，则在接下来的两帧图像中跟踪这些人脸，并对后续两帧图像中跟踪的人脸进行检测和验证，判断前面的检测结果是否是真的人脸；(4)只有在某个位置连续多帧都检测到人脸后，算法才认为该位置人脸存在，如果场景中存在有多个人脸，挑选出最大的人脸开始跟踪；(5)在后续帧中持续跟踪该人脸。如果相邻帧中后一帧与前一帧的跟踪结果的相似度过低，则停止跟踪；如果某个跟踪目标所在区域长时间未检测到正面直立人脸，则认为该目标的跟踪价值不大，停止跟踪该目标；前一个跟踪目标停止跟踪后，在后续图像中回到步骤2重新进行人脸检测，直到找到新的人脸，跟踪新的人脸。步骤202平滑获得的人脸信息，保证显示效果的稳定和连续变化。为了保证获取的人脸信息的平滑和稳定，克服人脸跟踪过程中的扰动，我们对获取得到的人脸信息进行平滑处理。平滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实时鲁棒的人脸追踪显示方法，其特征在于，包括如下步骤：　　　　（１）输入视频图像，在人脸检测的基础上对视频中的人脸进行追踪，获得人脸信息；　　　　（２）根据当前帧中的人脸大小与位置，在当前帧图像中确定需要显示的目标区域；　　　　（３）根据确定的目标区域，将输入图像中目标区域的图像放缩到输出图像的大小。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓亚峰，黄英，谢东海，
申请(专利权)人：北京中星微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]