多模式切换的人脸检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多模式切换的人脸检测装置及方法。其装置分为五个模块：控制器、分类器缓存器、人脸检测处理单元、人脸图像缓存器和图像缩小单元，控制器包括有限状态机和寄存器，采用寄存器存储影响人脸检测性能的五个关键参数，通过对它们的控制改变控制器发出的控制信号，使得人脸检测具有可调的检测率、检测速度和输入图像分辨率，最终实现检测装置多种模式工作的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于人脸检测技术，具体涉及。
技术介绍
人脸检测技术是指从一幅给定图像中确定其是否含有人脸，并对人脸位置与范围进行定位的过程。随着社会的发展，人脸的应用场合飞速增长，人脸检测已不仅仅服务于人脸识别，它在许多其他领域都起到了举足轻重的 速度异常迅猛。但不同的应用场合往往对人脸检测的精确度、资源消耗等指标有不同程度的要求。在一种应用场合中工作良好的检测系统，并不一定能符合另一种应用的需求。比如用于人流统计的人脸检测系统在小区安防监控中就不能发挥最佳作用。而目前的人脸检测系统都是只偏重于某一个或几个指标，或主要偏重于速度和精确度，对功耗和面积消耗要求不高。或者关注了面积和功率消耗，但针对的只是小分辨率输入图像。如果像这样针对每一个应用环境的特殊情况开发符合各项指标的人脸检测系统，固然能很好的满足其需要，但是由此带来的人力和物力的消耗也是很大的。尤其对于一些移动性设备，随着外界应用环境的改变需要能灵活快速改变检测性能指标。于是，人脸检测的未来发展又面临了一个新的挑战，那就是如何同时满足各种不同场合对检测性能的不同要求。有文献提出了采用较多相似的子结构组成一个脉动阵列的结构，使结构便于进一步裁减和扩展以满足对不同分辨率图像和具有不同速度要求的人脸检测。这是从设计改变便利性的角度去解决可配置的问题，但是这没能避免对硬件结构的重新设计，而且一旦硬件结构确定，它的性能也不能再改变了。为了更便利的调整人脸检测性能，一些研究者用可编程逻辑硬件，例如FPGA和其他类似的可编程硬件平台去实现其可配置性。将人脸检测的关键部分采用可配置逻辑模块实现，这些模块的电路结构可以通过软件编程轻易改变。但是可编程逻辑模块，需要消耗大量的硬件资源，又往往不是最简电路，消耗的功耗也相对较多。
技术实现思路
鉴于现有技术所存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种不改变电路，而可以利用外部信号的改变进行，能灵活满足各种不同场合对检测性能的不同需求，所需硬件资源小，非常适合随着应用场合改变而快速变动，解决了便携移动设备多场合应用的需求。本专利技术装置所采用的技术方案如下一种多模式切换的人脸检测装置，包括分类器缓存器、人脸检测处理单元、人脸图像缓存器和图像缩小单元，人脸检测处理单元分别与分类器缓存器、人脸图像缓存器连接，图像缩小单元与人脸图像缓存器连接，还包括分别与分类器缓存器、人脸检测处理单元、人脸图像缓存器和图像缩小单元连接的控制器，所述控制器包括有限状态机和用于存储外部控制信号的寄存器；所述寄存器存储的外部控制信号包括控制图像宽度的信号、控制图像高度的信号、控制图像缩小比例因子的信号、控制图像缩小次数的信号及控制检测所需要用到的分类器级数；所述有限状态机根据寄存器所存储的外部控制信号在初始状态、分类器读取状态、图像读取状态和人脸检测状态之间进行状态切换；控制器根据有限状态机所切换的状态，向分类器缓存器输出读取分类器信息信号，向图像缓存器输出读取图像数据信号，向图像缩小单元输出缩小图像信号，向人脸检测单元输出检测人脸信号。所述状态切换如下在初始状态，控制器的寄存器接收外部控制信号；然后进入分类器读取状态，控制器向分类器缓存器输出读取分类器信息信号；分类器缓存器读取完分类器信息后进入图像读取状态，控制器向人脸图像缓存器输出读取图像数据信号，人脸图像缓存器根据所接收的图像数据向人脸检测处理单元提供所需的图像数据，并同时提供给图像缩小单元所接收的图像数据；人脸检测处理单元接收来自分类器缓存器的分类器数据，并读取来自人脸图像缓存器的图像数据，当读取完第一个检测框内的图像数据时进入 人脸检测状态；人脸检测处理单元根据分类器级数确定的分类器数对检测框内的图像数据进行人脸检测，同时处于图像读取状态读取毗邻检测框内的图像数据，直到根据图像缩小次数确定的缩小次数判断出为最后一个尺度的人脸检测之后，重新进入初始状态。本专利技术方法所采用的技术方案如下一种多模式切换的人脸检测方法，采用控制器对模式进行切换，所述控制器包括有限状态机和用于存储外部控制信号的寄存器；所述寄存器存储的外部控制信号包括控制图像宽度的信号、控制图像高度的信号、控制图像缩小比例因子的信号、控制图像缩小次数的信号及控制检测所需要用到的分类器级数；所述有限状态机根据寄存器所存储的外部控制信号在初始状态、分类器读取状态、图像读取状态和人脸检测状态之间进行状态切换；所述人脸检测方法包括以下步骤SI、控制器的有限状态机处于初始状态，控制器接收外部控制信号，并存储于寄存器中；S2、控制器的有限状态机进入分类器读取状态，控制器向分类器缓存器输出读取分类器信息信号，分类器缓存器根据分类器级数确定的分类器数读取分类器数据；S3、控制器的有限状态机进入图像读取状态，控制器向人脸图像缓存器输出读取图像信号；人脸图像缓存器接收来自外部存储器的图像数据并根据读取图像信号判断所接收图像数据的行列宽度，向人脸检测处理单元提供所需的图像数据，同时提供给图像缩小单元所接收的图像数据；S4、人脸检测处理单元接收来自分类器缓存器的分类器数据，并读取来自人脸图像缓存器的图像数据，当读取完第一个检测框内的图像数据时转入步骤S5 ；S5、控制器的有限状态机进入人脸检测状态，控制器向人脸检测处理单元输出人脸检测信号，人脸检测处理单元根据分类器级数确定的分类器数对检测框内的人脸图像进行人脸检测，并读取毗邻检测框内的图像数据；控制器向图像缩小单元输出缩小图像信号，图像缩小单元根据图像缩小比例因子的信号对来自人脸图像缓存器的图像数据进行缩小处理，产生下一个尺度的人脸图像，并将其输出至外部存储器；S6、根据图像宽度的信号和图像高度的信号，控制器判断所有检测框内的图像数据是否都读取完毕，若否返回步骤S5 ;若是则根据图像缩小次数的信号判断是否为最后一个尺度的人脸图像的检测，若否返回步骤S5，若是则结束检测。本专利技术采用寄存器存储影响人脸检测性能的几个关键参数，通过对它们的控制改变控制器发出的控制信号，使得人脸检测具有可调的检测率、检测速度和输入图像分辨率，最终实现检测装置多种模式工作的目的。与现有技术相比，本专利技术的优点及有益效果在于由影响人脸检测性能的几个关键参数控制整个检测装置工作于不同的模式，能灵活满足各种不同场合对检测性能的不同需求。使用的寄存器及控制器因为只涉及简单的判决，占用的芯片面积极少，所需硬件资源小。而且由于寄存器中的数值可以通过用户赋值改变，这种可配置性是用户可调的，不需改动硬件电路，非常适合随着应用场合改变而快速变动，解决了便携移动设备多场合应用的需求。附图说明图I为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术中控制器及其状态机状态转移图；图3为本专利技术具体实施流程图；图4为使用不同级数的分类器引起的虚警率和检测率的变化；图5为使用不同级数的分类器所需要的检测时间。具体实施例方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合说明书附图，进一步阐述本专利技术，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例如图I所示，本专利技术的电路结构分为五大模块，分别为控制器，以及分别与控制器连接的分类器缓存器、人脸检测处理单元、人脸图像缓存器和图像缩小单元。人脸检测处理单元分别与分类器缓存器、人脸图像缓存器连接，图像缩小单元与人脸图像缓存器连接。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多模式切换的人脸检测装置，包括分类器缓存器、人脸检测处理单元、人脸图像缓存器和图像缩小单元，人脸检测处理单元分别与分类器缓存器、人脸图像缓存器连接，图像缩小单元与人脸图像缓存器连接，其特征在于，还包括分别与分类器缓存器、人脸检测处理单元、人脸图像缓存器和图像缩小单元连接的控制器，所述控制器包括有限状态机和用于存储外部控制信号的寄存器；所述寄存器存储的外部控制信号包括：控制图像宽度的信号、控制图像高度的信号、控制图像缩小比例因子的信号、控制图像缩小次数的信号及控制检测所需要用到的分类器级数；所述有限状态机根据寄存器所存储的外部控制信号在初始状态、分类器读取状态、图像读取状态和人脸检测状态之间进行状态切换；控制器根据有限状态机所切换的状态，向分类器缓存器输出读取分类器信息信号，向图像缓存器输出读取图像数据信号，向图像缩小单元输出缩小图像信号，向人脸检测单元输出检测人脸信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾晓洋，周薇娜，王国田，
申请(专利权)人：广东非思智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：