多姿态人脸识别方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种多姿态人脸识别方法及系统，所述方法包括：步骤一：在人脸图像的待采集区域设置三台依次呈预设夹角并由同步信号发生装置控制的摄像机；步骤二：从三台摄像机同一时刻采集的人脸图像中筛选出该时刻综合姿态值最小的较佳人脸图像；步骤三：判断所述人脸是否移出所述待采集区域，若否，则重复上述步骤二至步骤三；若是，则从所有时刻的较佳人脸图像中筛选出综合姿态值最小的最优人脸图像；步骤四：从所述最优人脸图像中获取脸部特征数据和生理特征数据；步骤五：根据所述脸部特征数据和生理特征数据对待识别人脸进行识别。本发明专利技术能够提高正面人脸的采集率，提高姿态筛选的准确率，进而可以提高后续多姿态人脸识别的准确率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种多姿态人脸识别方法及系统。
技术介绍
目前的人脸识别系统在处理正面人脸图像时具有较高的识别率，但是，据统计表明图片中大约75%的人脸是非正面的，因此正面人脸图像仅仅是ー种理想的识别状态；同时由于人脸的偏转或俯仰会造成面部信息的部分缺失，这就给人脸特征的准确定位造成一定程度的困难，甚至有些采集到的人脸图像无法成功建摸；此外，人脸识别时人脸偏转角度也是影响精确匹配的重要因素。因此，姿态问题是不可避免的，在人脸识别中必须考虑人脸偏转姿态变化产生的影响，目前的多姿态人脸识别方法主要包括人脸三维建模和图像特征空间姿态变换，其中，人脸三维建模会存在计算量大、计算精度有限、数据库存储量大的问题；而图像特征空间姿态变换会存在准确恢复各个角度的人脸非常困难的问题，通过校正合成的人脸与原始人脸图像存在差异，无法保证识别率。因此对于人脸识别中多姿态的问 题，目前尚没有很好的解决方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供ー种多姿态人脸识别方法及系统，能够提高正面人脸的采集率，提闻姿态筛选的准确率，进而可以提闻后续多姿态人脸识别的准确率。为解决上述问题，本专利技术提供ー种多姿态人脸识别方法，包括步骤ー在人脸图像的待采集区域设置三台依次呈预设夹角并由同步信号发生装置控制的摄像机；步骤ニ 当所述待采集区域出现某人人脸时，所述三台摄像机对所述人脸同步进行人脸图像采集，并从三台摄像机同一时刻采集的人脸图像中筛选出该时刻综合姿态值最小的较佳人脸图像；步骤三判断所述人脸是否移出所述待采集区域，若否，则重复上述步骤ニ至步骤三；若是，则从所有时刻的较佳人脸图像中筛选出综合姿态值最小的最优人脸图像；步骤四从所述最优人脸图像中获取脸部特征数据和生理特征数据；步骤五根据所述脸部特征数据和生理特征数据对待识别人脸进行识别。依次呈进ー步的，在上述方法中，所述待采集区域为參观场所的入口通道，所述人脸为參 观人员的脸。进ー步的，在上述方法中，所述三台摄像机的安装高度控制在2700mm以内。进ー步的，在上述方法中，所述每台摄像机与平行于地面的直线的夹角为6至10度。进ー步的，在上述方法中，所述每台摄像机的视角为45度。进ー步的，在上述方法中，每两台摄像机之间的所述预设夹角为30度。进ー步的，在上述方法中，所述同步信号发生装置每隔第一预设时间向所述三台摄像机发送延迟第二预设时间采集人脸图像的信号。进ー步的，在上述方法中，所述综合姿态值为人脸与三维立体X、Y、Z坐标轴之间的夹角之和。根据本专利技术的另一面，提供ー种多姿态人脸识别系统，包括设置于人脸图像的待采集区域的依次呈预设夹角的三台摄像机，用于当所述待采集区域出现某人的人脸时，对所述人脸同步进行人脸图像采集；同步信号发生装置，用于 控制所述三台摄像机同步工作；筛选模块，用于从三台摄像机同一时刻采集的人脸图像中筛选出综合姿态值最小的较佳人脸图像；判断模块，用于判断人脸是否移出所述待采集区域，若否，则向所述三台依次呈预设夹角的摄像机发送采集下一时刻内人脸图像的信号；若是，则从所有时刻的较佳人脸图像中筛选出综合姿态值最小的最优人脸图像；特征获取模块，用于从所述最优人脸图像中获取脸部特征数据和生理特征数据；识别模块，用于根据所述脸部特征数据和生理特征数据对待识别人脸进行识别。进ー步的，在上述系统中，所述待采集区域为參观场所的入口通道，所述人脸为參观人员的脸。进ー步的，在上述系统中，所述三台依次呈预设夹角的摄像机的安装高度控制在2700mm 以内。进ー步的，在上述系统中，每台摄像机的俯角为6至10度。进ー步的，在上述系统中，每两台摄像机之间的所述预设夹角为30度。进ー步的，在上述系统中，所述同步信号发生装置，用于每隔第一预设时间向所述三台摄像机发送延迟第二预设时间采集人脸图像的信号。进ー步的，在上述系统中，所述综合姿态值为人脸与三维立体X、Y、Z坐标轴之间的夹角之和。与现有技术相比，本专利技术通过在人脸图像的待采集区域设置三台依次呈预设夹角并由同步信号发生装置控制的摄像机，实现多台数字摄像机协同工作，提高正面人脸的采集率，进而可以提高后续多姿态人脸识别的准确率。另外，本专利技术从所有时刻的较佳人脸图像中筛选出综合姿态值最小的最优人脸图像，可以实时准确的判断人脸姿态，提高姿态筛选的准确率。此外，本专利技术通过从所述最优人脸图像中获取脸部特征数据和生理特征数据，并根据所述脸部特征数据和生理特征数据对待识别人脸进行识别，可以有效的处理应用环境中人脸姿态变化的各种情况，使得人脸识别具有鲁棒性。附图说明图I是本专利技术一实施例的多姿态人脸识别方法的流程图；图2是本专利技术一实施例的多姿态人脸识别方法的原理图；图3是本专利技术一实施例的摄像机设置示意图；图4是本专利技术一实施例的人脸图像筛选的原理图；图5是本专利技术一实施例的采集到同一时刻内人脸姿态的示意图6是本专利技术一实施例的同一人的人脸图像筛选的原理图；图7是本专利技术一实施例的多姿态人脸识别的模块示意图。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进ー步详细的说明。如图I所示，本专利技术提供ー种多姿态人脸识别方法，包括步骤SI，在人脸图像的待采集区域设置三台依次呈预设夹角并由同步信号发生装置控制的摄像机；具体来说，由于单摄像机的视角有限，导致正面人脸图像的采集率有限，本专利技术设置ー组包括三台呈一定角度的数字摄像机来同步进行数据采集，即使用不同角度摄像机对 同一人脸进行采集，从而可以扩大正面人脸的采集范围，如图3所示，其中黑框中的区域31代表该组摄像机可清晰监控的入口通道，为了保证系统的实时性和准确性，可为该组摄像机设置统一的感兴趣区域即待采集区域，本专利技术只检测感兴趣区域内的人脸图像，三台数字摄像机对入口通道同时进行采集，安装高度可控制在2700mm以内，俯角控制在6至10度以内，即每台摄像机与平行于地面的直线的夹角为6至10度，具体可为8度，本专利技术中每两台摄像机轴线间的夹角为30度，且每台摄像机的视角为45度，即其可采集左右水平旋转45度范围之内人脸，每台数字摄像机的采集效率最高可为25帧/秒；其中，视频同步是多摄像机系统的基础步骤，本专利技术使用硬件同步与软件同步相结合的方法来实现，首先利用同步信号发生装置向每台摄像机发送同步信号，通过外部同步信号触发多台摄像机同时曝光积分，同步信号能够实现多台摄像机间的同步采集，但是本专利技术中需要对采集的人脸图像进行人脸姿态的筛选，而不同摄像机处理速度具有一定的差异，这会造成某一时刻主机接收到数据信息可能不同步，因此需要一定的同步策略，可设置所述同步信号发生装置每隔第一预设时间向所述摄像机发送延迟第二预设时间采集人脸图像的信号，如可以设置同步信号发生装置每隔三秒的时间向三台摄像机发送放空即延迟十五毫秒采集人脸图像的信号，这样可以减少积累误差，保证筛选同一时刻的较佳人脸图像时的所用到的人脸图像是三台摄像机同一瞬间采集到的；步骤S2，当所述待采集区域出现某人的人脸(本实施例中为博物馆等场所的參观人员的人脸)时，所述三台摄像机对所述人脸同步进行人脸图像采集，并从采集的同一时刻的三张人脸图像中筛选出该时刻的综合姿态值最小的较佳人脸图像；具体来说，筛选出同一时刻的综合姿态值最小的较佳人脸图像过程中，可对三台数字摄像机拍摄本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种多姿态人脸识别方法，其特征在于，包括 步骤一在人脸图像的待采集区域设置三台依次呈预设夹角并由同步信号发生装置控制的摄像机； 步骤ニ当所述待采集区域出现某人人脸时，所述三台摄像机对所述人脸同步进行人脸图像采集，并从三台摄像机同一时刻采集的人脸图像中筛选出该时刻综合姿态值最小的较佳人脸图像； 步骤三判断所述人脸是否移出所述待采集区域，若否，则重复上述步骤ニ至步骤三；若是，则从所有时刻的较佳人脸图像中筛选出综合姿态值最小的最优人脸图像； 步骤四从所述最优人脸图像中获取脸部特征数据和生理特征数据； 步骤五根据所述脸部特征数据和生理特征数据对待识别人脸进行识别。2.如权利要求I所述的多姿态人脸识别方法，其特征在于，所述待采集区域为參观场所的入口通道，所述人脸为參观人员的脸。3.如权利要求I所述的多姿态人脸识别方法，其特征在于，所述三台摄像机的安装高度控制在2700mm以内。4.如权利要求I所述的多姿态人脸识别方法，其特征在干，每台摄像机俯角为6至10度。5.如权利要求I所述的多姿态人脸识别方法，其特征在于，所述每台摄像机的视角为45度。6.如权利要求I所述的多姿态人脸识别方法，其特征在于，相邻两台摄像机之间的所述预设夹角为30度。7.如权利要求I所述的多姿态人脸识别方法，其特征在于，所述同步信号发生装置每隔第一预设时间向所述三台摄像机发送延迟第二预设时间采集人脸图像的信号。8.如权利要求I至7任一项所述的多姿态人脸识别方法，其特征在于，所述综合姿态值为v人脸与三维立体X、Y、Z坐标轴之间的夹角之和。9.ー种多姿态人脸...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘崎峰，秦瀚，朱同辉，姚广辉，
申请(专利权)人：上海中原电子技术工程有限公司，
类型：发明
国别省市：