專利名稱：應(yīng)用于設(shè)定環(huán)境下人臉偵測(cè)及辨識(shí)之方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種在設(shè)定環(huán)境下以不同角度攝取臉部影像，以影像處理技術(shù)分別對(duì)不同角度的影像做不同角度的人臉特性偵測(cè)與人臉特征抽取，依據(jù)所得到的結(jié)果有彈性地整合判斷是否符合人臉條件或特定人士臉部特征的應(yīng)用于設(shè)定環(huán)境下人臉偵測(cè)及辨識(shí)之方法與裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前的生物特征之人臉辨識(shí)系統(tǒng)，皆由一臺(tái)攝影機(jī)拍攝一張人臉正面的影像，或由一臺(tái)攝影機(jī)由拍攝一連串視訊的人臉影像中截取擷取一張或多張人臉正面的影像，對(duì)這一張或多張人臉正面影像利用影像處理方法抽取人臉特征，與先前建立的人臉影像數(shù)據(jù)庫做比對(duì)，最后輸出辨識(shí)后的結(jié)果；然而，以單一攝影機(jī)單一角度拍攝一張或多張人臉正面影像的做法，無法克服入侵者以戴面具的方式蒙騙攝影機(jī)與辨識(shí)系統(tǒng)，對(duì)使用者化濃妝或改變發(fā)型遮住部份臉龐，造成特征消失或所抽取的特征與數(shù)據(jù)庫不符，容易造成誤判；另外，若系統(tǒng)在戶外或半戶外的場(chǎng)所使用，常會(huì)遇到光線變化的問題，逆光或光線角度的改變很容易造成人臉特征抽取失敗及錯(cuò)誤，而導(dǎo)致人臉辨識(shí)率下降。
綜上所述，提供一種人臉辨識(shí)率高、辨識(shí)靈活準(zhǔn)確的，應(yīng)用于設(shè)定環(huán)境下的人臉偵測(cè)及辨識(shí)方法與裝置實(shí)為必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在設(shè)定環(huán)境下于人臉前方、左右方架設(shè)攝影設(shè)備，藉由不同角度的攝影機(jī)分別拍攝人臉的正面及左右側(cè)面完整影像，并以臉部的正面及左右側(cè)面影像相互輔助進(jìn)行人臉偵測(cè)與辨識(shí)，從人臉正常乃至于臉部局部遮蔽、臉部化妝、發(fā)型改變等情況下辨識(shí)系統(tǒng)仍然可以運(yùn)作，可達(dá)到提升辨識(shí)率、安全性目標(biāo)的應(yīng)用于設(shè)定環(huán)境下人臉偵測(cè)及辨識(shí)之方法與裝置。
該應(yīng)用于設(shè)定環(huán)境下人臉偵測(cè)及辨識(shí)之方法與裝置，該裝置包括攝影機(jī)模塊、影像同步擷取模塊、人臉偵測(cè)模塊、人臉辨識(shí)模塊及人員數(shù)據(jù)庫模塊，其中攝影機(jī)模塊包含兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的攝影機(jī)組，分別以正面與側(cè)面不同的角度拍攝臉部影像，當(dāng)人員站在定位準(zhǔn)備辨識(shí)時(shí)，由影像同步擷取模塊同步的擷取臉部正面與側(cè)面影像，將成對(duì)的臉部正面、側(cè)面影像輸入人臉偵測(cè)模塊中，人臉偵測(cè)模塊以臉部正面、側(cè)面影像同時(shí)分析是否具有人臉特征，若非法入侵者戴面具企圖蒙騙辨識(shí)系統(tǒng)時(shí)，雖然臉部正面的偵測(cè)認(rèn)為是人臉，但是臉部側(cè)面的偵測(cè)卻是平面不為人臉，此時(shí)系統(tǒng)將產(chǎn)生異常事件，也可發(fā)出告警訊號(hào)給保全或守衛(wèi)人員處理，或者可以先予以通過，由人臉辨識(shí)模塊再做查核；另外，亦有可能因?yàn)橄到y(tǒng)架設(shè)的場(chǎng)合使光線影響取像品質(zhì)，導(dǎo)致臉部正面影像因逆光或偏光而偵測(cè)異常，此時(shí)可以以臉部側(cè)面影像做為輔助，判斷是否具有人臉側(cè)面特征，若有，則同樣執(zhí)行人臉辨識(shí)模塊做進(jìn)一步的辨識(shí)；人臉偵測(cè)模塊偵測(cè)人臉將產(chǎn)生兩個(gè)結(jié)果，一是依據(jù)臉部正面、側(cè)面影像認(rèn)為不具有人臉特征而將此人員列為非法人員禁止進(jìn)入，另一是具有人臉特征或具有部份人臉特征，則進(jìn)入人臉辨識(shí)模塊程序繼續(xù)執(zhí)行；將確定為人臉或具有部份人臉特征的成對(duì)臉部正面、側(cè)面影像輸入人臉辨識(shí)模塊中，人臉辨識(shí)模塊依照人臉偵測(cè)模塊的結(jié)果做辨識(shí)，將成對(duì)臉部正面、側(cè)面影像以影像處理方法抽取人臉特征，并與人員數(shù)據(jù)庫模塊的資料做比對(duì)，依先前設(shè)定人臉辨識(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)度做整合判斷，最后輸出該人員是否為某單位人員數(shù)據(jù)庫的成員，再者，本方法與裝置可依各種場(chǎng)合之實(shí)際需要調(diào)整人臉偵測(cè)與辨識(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)度，具有高度使用彈性，采用人臉正面與側(cè)面的影像相互輔助，可有效地提升整體生物辨識(shí)系統(tǒng)之安全性與準(zhǔn)確性。
本發(fā)明所提供的應(yīng)用于設(shè)定環(huán)境下人臉偵測(cè)及辨識(shí)之方法與裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比較時(shí)，具有下列優(yōu)點(diǎn)一、可依各種場(chǎng)合的實(shí)際需要彈性地調(diào)整人臉偵測(cè)與辨識(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)度，從人臉正常乃至于臉部局部遮蔽、臉部化妝、發(fā)型改變等情況下辨識(shí)系統(tǒng)仍然可以運(yùn)作。
二、防止入侵者以戴面具的方式蒙騙攝影機(jī)與辨識(shí)系統(tǒng)。
三、有效克服使用者化濃妝、改變發(fā)型遮住部份臉龐或臉部局部受傷所造成特征不符的情形。
四、臉部正面與側(cè)面同時(shí)取像補(bǔ)助運(yùn)用，降低使用者因背景復(fù)雜或逆光等光線關(guān)系，使臉部偵測(cè)失敗的情形。
五、不同角度攝影機(jī)無須做復(fù)雜的坐標(biāo)校正，只需拍攝完整臉部影像即可，提高系統(tǒng)裝設(shè)的方便性。


圖1為本發(fā)明應(yīng)用于設(shè)定環(huán)境下人臉偵測(cè)及辨識(shí)之方法與裝置于生物識(shí)別門禁系統(tǒng)的實(shí)施例示意圖；圖2為人臉正面與側(cè)面影像整合的人臉偵測(cè)及辨識(shí)的實(shí)施例流程圖。
具體實(shí)施方法請(qǐng)參閱圖1所示，是本發(fā)明所提供的應(yīng)用于設(shè)定環(huán)境下人臉偵測(cè)及辨識(shí)之方法與裝置于生物識(shí)別門禁系統(tǒng)的實(shí)施例示意圖，主要包括有攝影機(jī)模塊11、影像同步擷取模塊12、人臉偵測(cè)模塊13、人臉辨識(shí)模塊14及人員數(shù)據(jù)庫模塊15。其中，攝影機(jī)模塊11包含三臺(tái)攝影機(jī)(攝影機(jī)1、攝影機(jī)2、攝影機(jī)3)，分別以正面與左、右側(cè)面三種不同的角度拍攝臉部影像，當(dāng)人員站在定位準(zhǔn)備辨識(shí)時(shí)，由影像同步擷取模塊12同步的擷取臉部正面與左、右側(cè)面影像，將這三張臉部影像輸入人臉偵測(cè)模塊13中，人臉偵測(cè)模塊13以臉部正面、左、右側(cè)面影像同時(shí)分析是否具有人臉特征，若三張影像中皆有或某幾張有人臉完整特征的話，再將臉部正面、左、右側(cè)面影像輸入人臉辨識(shí)模塊14做特征抽取，所抽取的特征與人員數(shù)據(jù)庫模塊15的資料做比對(duì)，并依先前設(shè)定人臉辨識(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)度做整合判斷，最后輸出該人員是否為某單位成員的辨識(shí)結(jié)果。
圖2所示的是人臉正面與側(cè)面影像整合的人臉偵測(cè)及辨識(shí)的實(shí)施例流程圖，當(dāng)人員站于攝影機(jī)模塊11前時(shí)，將觸發(fā)臉部正照攝影機(jī)及臉部側(cè)照攝影機(jī)對(duì)人臉取像，隨即分別對(duì)人臉正面及側(cè)面影像做特征偵測(cè)，特征偵測(cè)后分別會(huì)產(chǎn)生四種不同的結(jié)果(1)有人臉正面特征/有人臉側(cè)面特征；
(2)無人臉正面特征/有人臉側(cè)面特征；(3)有人臉正面特征/無人臉側(cè)面特征；(4)無人臉正面特征/無人臉側(cè)面特征；其中，在(1)有人臉正面特征/有人臉側(cè)面特征部份，分別會(huì)進(jìn)入人臉正面與側(cè)面的特征抽取程序，并將結(jié)果分別與人員數(shù)據(jù)庫模塊15中的臉部正面與側(cè)面特征做比對(duì)，其中任一比對(duì)成功就算該人員為合法人員予以通行，若同時(shí)比對(duì)不成功的話，即輸出該人員為非合法人員，發(fā)出告警訊息請(qǐng)保全或守衛(wèi)處理；在(2)無人臉正面特征/有人臉側(cè)面特征部份，會(huì)發(fā)生這種情形可能是因?yàn)橥饨绻饩€逆光或偏光，導(dǎo)致影響人臉正面的影像品質(zhì)，或者是臉部局部遮蔽、臉部化妝或發(fā)型改變的關(guān)系，雖然沒有人臉正面特征，但是可以人臉側(cè)面特征做輔助，對(duì)人臉側(cè)面影像做特征抽取，并將結(jié)果與人員數(shù)據(jù)庫中的臉部側(cè)面特征做比對(duì)，比對(duì)成功就算該人員為合法人員予以通行，若比對(duì)不成功的話，即輸出該人員為非合法人員，發(fā)出告警訊息請(qǐng)保全或守衛(wèi)處理；在(3)有人臉正面特征/無人臉側(cè)面特征部份，會(huì)發(fā)生這種情形可能是有入侵者以戴面具的方式蒙騙攝影機(jī)與辨識(shí)系統(tǒng)，或是人員站的位置關(guān)系使得人臉部份出框，這種情形將發(fā)出告警訊息請(qǐng)保全或守衛(wèi)處理；在(4)無人臉正面特征/無人臉側(cè)面特征部份，這種情形可能是人員戴安全帽或佩戴口罩、墨鏡等的遮掩物遮蔽人臉特征，將發(fā)出告警訊息請(qǐng)保全或守衛(wèi)處理。
人臉正面與側(cè)面影像整合的人臉偵測(cè)及辨識(shí)的實(shí)施方式亦可將人臉正面與側(cè)面影像整合成立體臉部影像，再以此立體臉部影像的特征與人員數(shù)據(jù)庫模塊15中的立體臉部影像特征做比對(duì)，比對(duì)成功就算該人員為合法人員予以通行，若比對(duì)不成功的話，即輸出該人員為非合法人員，發(fā)出告警訊息請(qǐng)保全或守衛(wèi)處理。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于設(shè)定環(huán)境下人臉偵測(cè)及辨識(shí)裝置，其包括攝影機(jī)模塊(11)，該攝影機(jī)模塊(11)包括兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的攝影機(jī)；影像同步擷取模塊(12)，該影像同步擷取模塊(12)為與攝影機(jī)模塊(11)連接；人臉偵測(cè)模塊(13)，該人臉偵測(cè)模塊(13)為與影像同步擷取模塊(12)連接；人臉辨識(shí)模塊(14)，該人臉辨識(shí)模塊(14)為與人臉偵測(cè)模塊(13)連接；以及人員數(shù)據(jù)庫模塊(15)，該人員數(shù)據(jù)庫模塊(15)為與人臉辨識(shí)模塊(14)連接。
2.一種應(yīng)用于設(shè)定環(huán)境下人臉偵測(cè)及辨識(shí)方法，是由影像同步擷取模塊(12)同步的擷取攝影機(jī)模塊(11)所拍攝的臉部影像，再由人臉偵測(cè)模塊(13)偵測(cè)影像中是否含有人臉特征，若確認(rèn)有人臉特征時(shí)，即將影像傳送給人臉辨識(shí)模塊(14)做人臉特征抽取，并與人員數(shù)據(jù)庫模塊(15)的人員臉部資料做比對(duì)，最后產(chǎn)生合法/非法人員的辨識(shí)結(jié)果。
3.如權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于設(shè)定環(huán)境下人臉偵測(cè)及辨識(shí)方法，其特征在于，該攝影機(jī)模塊(11)是由兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的攝影機(jī)，以不同角度分別拍攝臉部正面與側(cè)面影像，供人臉偵測(cè)模塊(13)使用。
4.如權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于設(shè)定環(huán)境下人臉偵測(cè)及辨識(shí)方法，其特征在于，影像同步擷取模塊(12)連接攝影機(jī)模塊(11)，每次取像皆為同步取像，以降低人臉因瞬間移動(dòng)造成攝影機(jī)模塊中不同攝影機(jī)所拍攝的人臉角度誤差問題。
5.如權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于設(shè)定環(huán)境下人臉偵測(cè)及辨識(shí)方法，其特征在于，影像同步擷取模塊(12)可以利用攝影機(jī)模塊(11)中不同攝影機(jī)之人員動(dòng)態(tài)偵測(cè)來觸發(fā)擷取影像，或利用硬件偵測(cè)器感應(yīng)是否有人員進(jìn)入來觸發(fā)擷取影像。
6.如權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于設(shè)定環(huán)境下人臉偵測(cè)及辨識(shí)方法，其特征在于，該應(yīng)用于設(shè)定環(huán)境下人臉偵測(cè)及辨識(shí)之方法是利用不同角度的臉部特征相互輔助進(jìn)行偵測(cè)與辨識(shí)，可依使用場(chǎng)合的實(shí)際需要彈性地調(diào)整偵測(cè)與辨識(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)度。
7.如權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于設(shè)定環(huán)境下人臉偵測(cè)及辨識(shí)方法，其特征在于，該應(yīng)用于設(shè)定環(huán)境下人臉偵測(cè)及辨識(shí)之方法可將人臉正面與側(cè)面影像整合成立體臉部影像，再以此立體臉部影像的特征與人員數(shù)據(jù)庫中的立體臉部影像特征做比對(duì)。
全文摘要
一種應(yīng)用于設(shè)定環(huán)境下人臉偵測(cè)及辨識(shí)之方法與裝置，其包括攝影機(jī)模塊、影像同步擷取模塊、人臉偵測(cè)模塊、人臉辨識(shí)模塊以及人員數(shù)據(jù)庫模塊，其主要是以影像同步擷取模塊同步的擷取攝影機(jī)模塊所拍攝的臉部影像，再由人臉偵測(cè)模塊偵測(cè)影像中是否含有人臉特征，若確認(rèn)有人臉特征時(shí)，即將影像傳送給人臉辨識(shí)模塊做人臉特征抽取，并與人員數(shù)據(jù)庫模塊的人員臉部資料做比對(duì)，最后產(chǎn)生合法/非法人員的辨識(shí)結(jié)果。
文檔編號(hào)G06K9/00GK1967564SQ20051012553
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月17日
發(fā)明者吳坤榮, 柳恒菘, 白家榮 申請(qǐng)人:中華電信股份有限公司