一种基于单目摄像头的人像测距改进方法技术

本发明专利技术公开一种基于单目摄像头的人像测距改进方法，通过图像采集装置获取图像帧，并从图像帧中提取人脸元数据；从人脸元数据中获取人脸与图像采集装置的夹角，当角度在限定范围内时，通过三角函数对人脸元数据中人像特征点坐标进行校正，获得准确的特征点坐标值，并计算得到测量瞳距

【技术实现步骤摘要】
一种基于单目摄像头的人像测距改进方法


[0001]本专利技术涉及人像检测处理技术，尤其涉及一种基于单目摄像头的人像测距改进方法
。

技术介绍

[0002]目前，单目摄像头在图片
、
视频流上测距，主要是先通过人像检测技术识别出人像，直接获取图片上人像的宽度或者瞳距，再根据相似三角形的原理，将获得的数据与焦距
、
实际人脸宽度或瞳距
(
固定值
)
进行比较求值
。
公式：
D
＝
Rd/r
其测量精度受用户与
camera
夹角和用户生理特征等因素影响，测量误差大
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于单目摄像头的人像测距改进方法
。
[0004]本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一种基于单目摄像头的人像测距改进方法，其包括以下步骤：
[0006]步骤1，通过图像采集装置获取图像帧，并从图像帧中提取人脸元数据；
[0007]步骤2，从人脸元数据中获取人脸与图像采集装置的夹角，判断是否在限定范围内；如果是，则执行步骤
3,
；否则，丢弃对应图像帧，重新进行下一帧的检测；
[0008]步骤3，当角度在限定范围内时，通过三角函数对人脸元数据中人像特征点坐标进行校正，获得准确的特征点坐标值，并计算得到测量瞳距
r
；
[0009]步骤4，将人脸元数据的面部部分进行裁剪得到面部特征图，
[0010]步骤5，基于面部特征图获取图像上用户的年龄
、
性别信息，并查询参考年龄
、
性别对照表获取更准确的真实人像特征点的参考距离，即参考瞳距
R
；
[0011]步骤6，根据公式
D
＝
Rd/r
求得测量距离，
[0012]其中，
D
表示需要测量的人脸到相机间的距离，即所要求的距离；
d
表示图像采集装置的焦距，即单目摄像头的焦距参数值，可通过摄像头
API
获取；
R
表示对照表的参考瞳距距离，由知网等网络论文里摘取整理；
r
表示图像上的测量瞳距距离，可由人脸检测模型如
MlKit
的人脸检测模型检测获取
。
[0013]进一步地，步骤1中图像采集装置为单目摄像头
。
[0014]进一步地，步骤1中将图像帧通过现有成熟的人脸检测模型如
MlKit
的人脸检测模型
、OpenCv
的
haarcascade
人脸检测模型等检测获取人脸元数据
。
[0015]进一步地，步骤3中人像特征点坐标进行校正方法如下：
[0016]步骤3‑1，将相对夹角分为
X、Y、Z
三个维度，
[0017]X
轴：人脸正面面向相机时为0，人脸朝上为正，人脸朝下为负；
[0018]Y
轴：人脸正面面向相机时为0，人脸朝向相机的右侧为正，人脸朝向相机的左侧为负；
[0019]Z
轴：人脸正面面向相机时为0，逆时针旋转为正，顺时针旋转为负；
[0020]步骤3‑2，比较人脸相对于
X
轴和
Z
轴的旋转角度，当超出可视范围是，则判断为背对相机并丢弃对应的图像帧；否则，判断在可视范围内，根据如下公式补正实际特征点距离：
[0021]cos∠Y
＝
r1/r
[0022]其中，
cos
为三角函数中的余弦函数；
∠Y
为人脸在上述
Y
轴的偏转夹角，即人脸左右旋转时，此时人脸正对的方向与人脸正对相机方向的夹角；
r1为实际人脸特征点距离，即实际人脸瞳距；
r
为从图像上测量得出的特征点距离，即测量人脸瞳距
。
[0023]进一步地，步骤5中将面部特征图通过现有成熟的年龄检测模型基于
CNN
的
age_net
，
gender_net caffe
模型等检测获取图像上用户的年龄和性别信息
。
[0024]进一步地，步骤5中对照表中处于从儿童到成人的不同发育阶段或不同的性别
、
生理特征的用户分别对应不同的真人瞳距参考值，对照表为事先统计获取
。
[0025]本专利技术采用以上技术方案，根据已有人脸检测模型计算出的人脸相对于相机的角度，对图像上的人像瞳距
r
进行校正，使其更接近人脸正对相机时的测量值，提高测量精度
。
基于已有年龄检测模型获得图像用户的年龄
、
性别信息，再根据年龄
、
性别信息对照表，选取更符合用户实际瞳距的参考值
R
，提升测量精度
。
附图说明
[0026]以下结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细说明；
[0027]图1为本专利技术一种基于单目摄像头的人像测距改进方法的流程示意图；
[0028]图2为相对夹角的
X、Y、Z
三个维度坐标示意图
。
[0029]实施方式
[0030]为使本申请实施例的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述
。
[0031]如图1或2所示，本专利技术公开了一种基于单目摄像头的人像测距改进方法，其包括以下步骤：
[0032]步骤1，通过图像采集装置获取图像帧，并从图像帧中提取人脸元数据；
[0033]步骤2，从人脸元数据中获取人脸与图像采集装置的夹角，判断是否在限定范围内；如果是，则执行步骤
3,
；否则，丢弃对应图像帧，重新进行下一帧的检测；
[0034]步骤3，当角度在限定范围内时，通过三角函数对人脸元数据中人像特征点坐标进行校正，获得准确的特征点坐标值，并计算得到测量瞳距
r
；
[0035]步骤4，将人脸元数据的面部部分进行裁剪得到面部特征图，
[0036]步骤5，基于面部特征图获取图像上用户的年龄
、
性别信息，并查询参考年龄
、
性别对照表获取更准确的真实人像特征点的参考距离，即参考瞳距
R
；
[0037]步骤6，根据公式
D
＝
Rd/r
求得测量距离，
[0038]其中，
D
表示需要测量的人脸到相机间的距离，即所要求的距离；
d
表示图像采集装置的焦距，即单目摄像头的焦距参数值，可通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于单目摄像头的人像测距改进方法，其特征在于：其包括以下步骤：步骤1，通过图像采集装置获取图像帧，并从图像帧中提取人脸元数据；步骤2，从人脸元数据中获取人脸与图像采集装置的夹角，判断是否在限定范围内；如果是，则执行步骤
3,
；否则，丢弃对应图像帧，重新进行下一帧的检测；步骤3，当角度在限定范围内时，通过三角函数对人脸元数据中人像特征点坐标进行校正，获得准确的特征点坐标值，并计算得到测量瞳距，记为
r
；步骤4，将人脸元数据的面部部分进行裁剪得到面部特征图，步骤5，基于面部特征图获取图像上用户的年龄
、
性别信息，并查询参考年龄
、
性别对照表获取更准确的真实人像特征点的参考距离，即参考瞳距
R
；步骤6，根据公式
D=Rd/r
求得测量距离，其中，
D
表示需要测量的人脸到相机间的距离，即所要求的距离；
d
表示图像采集装置的焦距，即单目摄像头的焦距参数值，通过摄像头
API
获取；
R
表示对照表的参考瞳距距离；
r
表示图像上的测量瞳距距离
。2.
根据权利要求1所述的一种基于单目摄像头的人像测距改进方法，其特征在于：步骤1中图像采集装置为单目摄像头
。3.
根据权利要求1所述的一种基于单目摄像头的人像测距改进方法，其特征在于：步骤1中将图像帧通过现有的人脸检测模型检测获取人脸元数据
。4.
根据权利要求3所述的一种基于单目摄像头的人像测距改进方法，其特征在于：人脸检测模型采用
MlKit
的人脸检测模型或者
OpenCv
的
haarcascade
人脸检测模型
。5.
根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：林世贤，
申请(专利权)人：冠捷显示科技厦门有限公司，
类型：发明
国别省市：