專利名稱：防閉眼人像拍攝系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種攝影設(shè)備及攝影方法，特別是關(guān)于一種應(yīng)用于攝影設(shè)備的防閉眼人像拍攝系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的相機或者數(shù)字相機等攝影設(shè)備沒有同時具備臉部偵測功能、眼睛區(qū)域與眼球位置偵測功能及相機高速連拍功能，因而在拍攝影像過程無法防止被拍攝人物眼睛閉合的狀況發(fā)生。當(dāng)拍攝大頭照或者人像合照時(如畢業(yè)合照)，為了確認所有被拍攝人物均處于張眼狀態(tài)，攝影師往往需重復(fù)拍攝多張照片，直至確認所有被拍攝人物眼睛皆張開為止。如該反復(fù)拍攝過程十分冗長，等到確認拍攝到滿意的照片，被拍攝人物往往已經(jīng)不耐久候、笑容僵硬甚至面露倦容，造成拍攝效果不佳。因此，傳統(tǒng)的攝影設(shè)備無法在單次拍攝攝影過程中使用高速連拍功能，并無法自動以偵測技術(shù)分析篩選最佳影像。

發(fā)明內(nèi)容
鑒在以上內(nèi)容，有必要提供一種應(yīng)用于攝影設(shè)備的防閉眼人像拍攝系統(tǒng)及方法，能夠從連續(xù)拍攝的多張人體影像中自動篩選出無閉眼的最佳人體影像。所述的防閉眼人像拍攝系統(tǒng)，安裝并運行在攝影裝置中，該攝影裝置包括攝影單元及存儲單元。該防閉眼人像拍攝系統(tǒng)包括攝影控制模塊，用于設(shè)置人體影像的人臉特征值及眼睛特征值，將該人臉特征值及眼睛特征值存儲在存儲單元，產(chǎn)生單次連續(xù)拍攝人體影像的連拍指令，及根據(jù)該連拍指令控制攝影單元連續(xù)拍攝包含人像的場景以獲取多張人體影像；人臉偵測模塊，用于根據(jù)人臉特征值在每一張人體影像中偵測人臉區(qū)域，并記錄每一張人體影像的人臉區(qū)域分辨率，及統(tǒng)計每一張人體影像的人臉數(shù)量；眼睛偵測模塊，用于根據(jù)眼睛特征值在每一人臉區(qū)域內(nèi)偵測出眼睛區(qū)域，并記錄每一張人體影像的眼睛區(qū)域分辨率，及統(tǒng)計每一張人體影像的眼球數(shù)量；影像篩選模塊，用于計算每一張人體影像中人臉數(shù)量與眼球數(shù)量的比例，及篩選出人臉數(shù)量與眼球數(shù)量的比例接近I : 2的人體影像作為最佳人體影像。所述的防閉眼人像拍攝方法包括步驟設(shè)置人體影像的人臉特征值及眼睛特征值，并將該人臉特征值及眼睛特征值存儲在存儲單元；產(chǎn)生單次連續(xù)拍攝人體影像的連拍指令，及根據(jù)該連拍指令控制攝影單元連續(xù)拍攝包含人像的場景以獲取多張人體影像；根據(jù)人臉特征值在每一張人體影像中偵測人臉區(qū)域，并記錄每一張人體影像的人臉區(qū)域分辨率；統(tǒng)計每一張人體影像的人臉數(shù)量；根據(jù)眼睛特征值在每一人臉區(qū)域內(nèi)偵測出眼睛區(qū)域，并記錄每一張人體影像的眼睛區(qū)域分辨率；統(tǒng)計每一張人體影像的眼球數(shù)量；計算每一張人體影像中人臉數(shù)量與眼球數(shù)量的比例；篩選出人臉數(shù)量與眼球數(shù)量的比例接近I2的人體影像作為最佳人體影像。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的防閉眼人像拍攝系統(tǒng)及方法，能夠利用攝影裝置在單次拍攝影像過程中連續(xù)拍攝多張人體影像，并從該多張人體影像中自動篩選出無閉眼的最佳人體影像。


圖I是本發(fā)明防閉眼人像拍攝系統(tǒng)較佳實施例的架構(gòu)圖。圖2是從每一張人體影像中偵測人臉的示意圖。圖3是從每一張人臉影像中偵測眼球的示意圖。圖4是本發(fā)明防閉眼人像拍 攝方法較佳實施例的流程圖。主要元件符號說明攝影裝置I防閉眼人像拍攝系統(tǒng)10攝影控制模塊101人臉偵測模塊102眼睛偵測模塊103影像篩選模塊104攝影單元20存儲單元30微處理器40
具體實施例方式如圖I所示，是本發(fā)明防閉眼人像拍攝系統(tǒng)10較佳實施例的架構(gòu)圖。在本實施例中，所述的防閉眼人像拍攝系統(tǒng)10安裝并運行在攝影裝置I中，能夠在單次拍攝影像過程中連續(xù)拍攝多張人體影像，并從該多張人體影像中自動篩選出無閉眼的最佳人體影像。在本實施例中，所述的攝影裝置I可以為攝影機、或者為數(shù)字相機。該攝影裝置I包括，但不僅限于，攝影單元20、存儲單元30及微處理器40。在本實施例中，所述的防閉眼人像拍攝系統(tǒng)10包括攝影控制模塊101、人臉偵測模塊102、眼睛偵測模塊103及影像篩選模塊104。本發(fā)明所稱的模塊是指一種能夠被微處理器40所執(zhí)行并且能夠完成固定功能的一系列計算機程序段，其存儲在攝影裝置10的存儲單元30中。所述的攝影控制模塊101用于設(shè)置人體影像的人臉特征值及眼睛特征值，及將該人臉特征值及眼睛特征值存儲在存儲單元30中。該攝影控制模塊101還用于產(chǎn)生單次連續(xù)拍攝人體影像數(shù)量(例如連拍4張)的連拍指令，及根據(jù)該連拍指令控制攝影單元20連續(xù)拍攝包含人像的場景以獲取多張人體影像，例如圖2所示的人像I至人像4。在人體影像偵測人臉區(qū)域過程中，若特定影像區(qū)域與預(yù)先建立的人臉區(qū)域樣本的相似度超過一定門坎數(shù)值(例如95% )，攝影控制模塊101則將該門坎數(shù)值作為人臉特征值，超過人臉特征值的影像區(qū)域便會被標(biāo)定為人臉。在人體影像偵測眼睛區(qū)域過程中，若特定影像區(qū)域與預(yù)先建立的眼睛區(qū)域樣本的相似度超過一定門坎數(shù)值(例如90% )，攝影控制模塊101則將該門坎數(shù)值作為眼睛特征值，超過眼睛特征值的影像區(qū)域便會被標(biāo)定為眼睛區(qū)域。所述的人臉偵測模塊102用于根據(jù)所述的人臉特征值在每一張人體影像中偵測人臉區(qū)域，記錄每一張人體影像的人臉區(qū)域分辨率，及統(tǒng)計每一張人體影像的人臉數(shù)量。參考圖2所示，人臉偵測模塊102根據(jù)人臉特征值在人像I至人像4中各自偵測出人臉數(shù)量為1，亦即每一人體影像中均包含一幅人臉影像。所述的人臉區(qū)域分辨率是指人臉區(qū)域在各自人體影像的分辨率，其反映被拍攝人臉影像的質(zhì)量，當(dāng)人臉區(qū)域分辨率高，說明人臉影像的質(zhì)量佳，反之，說明人臉影像的質(zhì)量不佳。
所述的眼睛偵測模塊103用于根據(jù)所述的眼睛特征值在每一人臉區(qū)域內(nèi)偵測出眼睛區(qū)域，記錄每一張人體影像的眼睛區(qū)域分辨率，及統(tǒng)計每一張人體影像的眼球數(shù)量。在人臉區(qū)域內(nèi)偵測眼睛區(qū)域過程中，眼睛偵測模塊103可直接將靠近人臉區(qū)域上方三分的一處的區(qū)域識別為眼睛區(qū)域，也可通過將預(yù)先建立的眼睛區(qū)域樣本(包括眼睛特征數(shù)據(jù))與人臉區(qū)域作眼睛特征比對(Template Matching)來偵測眼睛區(qū)域。在眼睛區(qū)域內(nèi)偵測眼球位置過程中，眼睛偵測模塊103可直接針對眼睛區(qū)域進行色彩分析取得眼睛區(qū)域內(nèi)的深色圓型區(qū)域為眼球位置，通過將預(yù)先建立的眼球樣本(包括眼睛特征瞳孔數(shù)據(jù))與眼睛區(qū)域作眼球特征比對來統(tǒng)計眼球數(shù)量。參考圖3所示，眼睛偵測模塊103根據(jù)眼睛特征值在人臉I(yè)至人臉4中各自偵測出眼睛區(qū)域I至眼睛區(qū)域4，并在眼睛區(qū)域I與眼睛區(qū)域4內(nèi)偵測出眼球數(shù)量均為0，而在眼睛區(qū)域2與眼睛區(qū)域3內(nèi)偵測出眼球數(shù)量各自為2。所述的影像篩選模塊104用于計算每一張人體影像中人臉數(shù)量與眼球數(shù)量的比例，及篩選出人臉數(shù)量與眼球數(shù)量的比例接近I : 2的人體影像為備選影像。在本實施例中，若不計入殘疾及基因變異等特例，人臉與眼球的數(shù)量比例為I : 2(亦即每個人有一張臉和兩個眼球)。若所攝得人體影像中人物在拍攝瞬間眼睛為閉起狀態(tài)，則人臉數(shù)量不變動(人臉數(shù)量=1)，但眼球數(shù)量會變少(眼球數(shù)量<2)，該原則在多人同時拍照時也相同。亦即，若有人在拍攝瞬間眼睛閉起，則最后計算出的人臉與眼球數(shù)量比例會大于I : 2。同理，若所有被拍攝者眼睛皆為張開狀態(tài)，則最后計算出的人臉與眼球數(shù)量比例會等于I : 2，影像篩選模塊104即在單次連續(xù)拍攝的人體影像中自動篩選等于或者最接近I : 2的人體影像作為備選人體影像。所述的影像篩選模塊104還用于判斷備選人體影像是否只有一張，當(dāng)備選人體影像只有一張時將該備選影像作為最佳人體影像，當(dāng)備選人體影像超過一張時將具有最高的人臉區(qū)域分辨率及眼睛區(qū)域分辨率的備選影像作為最佳人體影像。如圖4所示，是本發(fā)明防閉眼人像拍攝方法較佳實施例的流程圖。在本實施例中，該方法能夠使攝影裝置I從連續(xù)拍攝的多張人體影像中自動篩選出無閉眼的最佳人體影像。步驟S40，攝影控制模塊101設(shè)置人體影像的人臉特征值及眼睛特征值，并將該人臉特征值及眼睛特征值存儲在存儲單元30中。在人體影像偵測人臉區(qū)域過程中，若特定影像區(qū)域與人臉樣本的相似度超過一定門坎數(shù)值(例如95% )，攝影控制模塊101則將該門坎數(shù)值作為人臉特征值，超過該人臉特征值的影像區(qū)域便會被標(biāo)定為人臉。在人體影像偵測眼睛區(qū)域過程中，若特定影像區(qū)域與眼睛樣本的相似度超過一定門坎數(shù)值(例如90% )，攝影控制模塊101則將該門坎數(shù)值作為人眼睛特征值，超過該眼睛特征值的影像區(qū)域便會被標(biāo)定為眼睛區(qū)域。步驟S41，攝影控制模塊101產(chǎn)生單次連續(xù)拍攝人體影像數(shù)量(例如連拍4張)的連拍指令，并根據(jù)該連拍指令控制攝影單元20連續(xù)拍攝包含人像的場景以獲取多張人體影像，例如圖2所示的人像I至人像4。
步驟S42，人臉偵測模塊102根據(jù)所述的人臉特征值在每一張人體影像中偵測人臉區(qū)域，并記錄每一張人體影像的人臉區(qū)域分辨率。所述的人臉區(qū)域分辨率是指人臉區(qū)域在各自人體影像的分辨率，其反映被拍攝人臉影像的質(zhì)量，當(dāng)人臉區(qū)域分辨率高，說明人臉影像的質(zhì)量佳，反之，說明人臉影像的質(zhì)量不佳。步驟S43，人臉偵測模塊102統(tǒng)計每一張人體影像的人臉數(shù)量。參考圖2所示，人臉偵測模塊102根據(jù)人臉特征值在人像I至人像4中各自偵測出人臉數(shù)量為1，亦即每一人體影像中均包含一幅人 臉影像。步驟S44，眼睛偵測模塊103根據(jù)所述的眼睛特征值在每一人臉區(qū)域內(nèi)偵測出眼睛區(qū)域，并記錄每一張人體影像的眼睛區(qū)域分辨率。在人臉區(qū)域內(nèi)偵測眼睛區(qū)域過程中，眼睛偵測模塊103可直接將靠近人臉區(qū)域上方三分的一處的區(qū)域識別為眼睛區(qū)域，也可通過預(yù)先建立的眼睛區(qū)域樣本(包括眼睛特征數(shù)據(jù))與人臉區(qū)域作眼睛特征比對(TemplateMatching)來偵測眼睛區(qū)域。參考圖3所示，眼睛偵測模塊103根據(jù)眼睛特征值在人臉I(yè)至人臉4中各自偵測出眼睛區(qū)域I至眼睛區(qū)域4。步驟S45，眼睛偵測模塊103統(tǒng)計每一張人體影像的眼球數(shù)量。在眼睛區(qū)域內(nèi)偵測眼球位置過程中，眼睛偵測模塊103直接針對眼睛區(qū)域進行色彩分析取得眼睛區(qū)域內(nèi)的深色圓型區(qū)域為眼球位置，通過預(yù)先建立的眼球樣本(包括眼睛特征瞳孔數(shù)據(jù))與眼睛區(qū)域作眼球特征比對來統(tǒng)計眼球數(shù)量。參考圖3所示，眼睛偵測模塊103在眼睛區(qū)域I與眼睛區(qū)域4內(nèi)偵測出眼球數(shù)量均為0，而在眼睛區(qū)域2與眼睛區(qū)域3內(nèi)偵測出眼球數(shù)量各自為2。步驟S46，影像篩選模塊104計算每一張人體影像中人臉數(shù)量與眼球數(shù)量的比例。步驟S47，影像篩選模塊104篩選出人臉數(shù)量與眼球數(shù)量的比例接近I : 2的人體影像為備選影像。在本實施例中，若不計入殘疾及基因變異等特例，人臉與眼球的數(shù)量比例為I 2(亦即每個人有一張臉和兩個眼球)。若所攝得人體影像中人物在拍攝瞬間眼睛為閉起狀態(tài)，則人臉數(shù)量不變動(人臉數(shù)量=D，但眼球數(shù)量會變少(眼球數(shù)量< 2)，該原理在多人同時拍照時也相同。亦即，若有人在拍攝瞬間眼睛閉起，則最后計算出的人臉與眼球數(shù)量比例會大于I : 2。同理，若所有被拍攝者眼睛皆為張開狀態(tài)，則最后計算出的人臉與眼球數(shù)量比例會等于I : 2，影像篩選模塊104即在單次單次連續(xù)拍攝的人體影像中自動篩選等于或者最接近I:2的人體影像作為備選人體影像。步驟S48，影像篩選模塊104判斷備選人體影像是否只有一張。若備選人體影像只有一張，步驟S49，影像篩選模塊104則將該備選人體影像作為最佳人體影像。若備選人體影像超過一張，步驟S50，影像篩選模塊104則將具有最高的人臉區(qū)域分辨率及眼睛區(qū)域分辨率的備選影像作為最佳人體影像。以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照以上較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或等同替換都不應(yīng)脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種防閉眼人像拍攝系統(tǒng)，安裝并運行在攝影裝置中，該攝影裝置包括攝影單元及存儲單元，其特征在于，該系統(tǒng)包括 攝影控制模塊，用于設(shè)置人體影像的人臉特征值及眼睛特征值，將該人臉特征值及眼睛特征值存儲在存儲單元中，產(chǎn)生單次連續(xù)拍攝人體影像的連拍指令，及根據(jù)該連拍指令控制攝影單元連續(xù)拍攝包含人像的場景以獲取多張人體影像； 人臉偵測模塊，用于根據(jù)所述的人臉特征值在每一張人體影像中偵測人臉區(qū)域，并記錄每一張人體影像的人臉區(qū)域分辨率，及統(tǒng)計每一張人體影像的人臉數(shù)量； 眼睛偵測模塊，用于根據(jù)所述的眼睛特征值在每一人臉區(qū)域內(nèi)偵測出眼睛區(qū)域，并記錄每一張人體影像的眼睛區(qū)域分辨率，及統(tǒng)計每一張人體影像的眼球數(shù)量； 影像篩選模塊，用于計算每一張人體影像中人臉數(shù)量與眼球數(shù)量的比例，及篩選出人臉數(shù)量與眼球數(shù)量的比例接近I:2的人體影像作為最佳人體影像。
2.如權(quán)利要求I所述的防閉眼人像拍攝系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)篩選出的人體影像只有一張時，所述的影像篩選模塊將該篩選出的人體影像作為最佳人體影像；當(dāng)篩選出的人體影像超過一張時，該影像篩選模塊將篩選出的具有最高人臉區(qū)域分辨率及眼睛區(qū)域分辨率的人體影像作為最佳人體影像。
3.如權(quán)利要求I所述的防閉眼人像拍攝系統(tǒng)，其特征在于，若人體影像中的影像區(qū)域與預(yù)先建立的人臉區(qū)域樣本的相似度超過人臉特征值，所述的人臉偵測模塊則將超過人臉特征值的影像區(qū)域識別為人臉區(qū)域。
4.如權(quán)利要求I所述的防閉眼人像拍攝系統(tǒng)，其特征在于，若人臉區(qū)域中的影像區(qū)域與預(yù)先建立的眼睛區(qū)域樣本的相似度超過眼睛特征值，所述的眼睛偵測模塊則將超過眼睛特征值的影像區(qū)域識別為眼睛區(qū)域。
5.如權(quán)利要求I所述的防閉眼人像拍攝系統(tǒng)，其特征在于，所述的眼睛偵測模塊是針對眼睛區(qū)域進行色彩分析取得眼睛區(qū)域內(nèi)的深色圓型區(qū)域為眼球位置，并通過將預(yù)先建立的眼球樣本與眼球位置作眼球特征比對來統(tǒng)計眼球數(shù)量。
6.一種防閉眼人像拍攝方法，通過攝影裝置拍攝無閉眼的人體影像，該攝影裝置包括攝影單元及存儲單元，其特征在于，該方法包括步驟 設(shè)置人體影像的人臉特征值及眼睛特征值，并將該人臉特征值及眼睛特征值存儲在存儲單元中； 產(chǎn)生單次連續(xù)拍攝人體影像的連拍指令，及根據(jù)該連拍指令控制攝影單元連續(xù)拍攝包含人像的場景以獲取多張人體影像； 根據(jù)所述的人臉特征值在每一張人體影像中偵測人臉區(qū)域，并記錄每一張人體影像的人臉區(qū)域分辨率； 統(tǒng)計每一張人體影像的人臉數(shù)量； 根據(jù)所述的眼睛特征值在每一人臉區(qū)域內(nèi)偵測出眼睛區(qū)域，并記錄每一張人體影像的眼睛區(qū)域分辨率； 統(tǒng)計每一張人體影像的眼球數(shù)量； 計算每一張人體影像中人臉數(shù)量與眼球數(shù)量的比例； 篩選出人臉數(shù)量與眼球數(shù)量的比例接近I:2的人體影像作為最佳人體影像。
7.如權(quán)利要求6所述的防閉眼人像拍攝方法，其特征在于，所述的篩選出人臉數(shù)量與眼球數(shù)量的比例接近I:2的人體影像作為最佳人體影像的步驟包括 判斷篩選出的人體影像是否只有一張； 若篩選出的人體影像只有一張，則將該篩選出的人體影像作為最佳人體影像； 若篩選出的人體影像超過一張，則將篩選出的具有最高人臉區(qū)域分辨率及眼睛區(qū)域分辨率的人體影像作為最佳人體影像。
8.如權(quán)利要求6所述的防閉眼人像拍攝方法，其特征在于，若人體影像中的影像區(qū)域 與預(yù)先建立的人臉區(qū)域樣本的相似度超過人臉特征值，則將超過人臉特征值的影像區(qū)域識別為人臉區(qū)域。
9.如權(quán)利要求6所述的防閉眼人像拍攝方法，其特征在于，若人臉區(qū)域中的影像區(qū)域與預(yù)先建立的眼睛區(qū)域樣本的相似度超過眼睛特征值，則將超過眼睛特征值的影像區(qū)域識別為眼睛區(qū)域。
10.如權(quán)利要求6所述的防閉眼人像拍攝方法，其特征在于，所述的統(tǒng)計每一張人體影像的眼球數(shù)量的步驟包括 通過對眼睛區(qū)域進行色彩分析并取得眼睛區(qū)域內(nèi)的深色圓型區(qū)域為眼球位置； 通過將預(yù)先建立的眼球樣本與眼球位置作眼球特征比對來統(tǒng)計眼球數(shù)量。
全文摘要
一種防閉眼人像拍攝系統(tǒng)及方法，通過攝影裝置拍攝無閉眼的人體影像，該攝影裝置包括攝影單元及存儲單元。該方法包括步驟設(shè)置人體影像的人臉特征值及眼睛特征值并將其存儲在存儲單元；控制攝影單元連續(xù)拍攝包含人像的場景以獲取多張人體影像；根據(jù)人臉特征值在每一張人體影像中偵測人臉區(qū)域；統(tǒng)計每一張人體影像的人臉數(shù)量；根據(jù)眼睛特征值在每一人臉區(qū)域內(nèi)偵測出眼睛區(qū)域；統(tǒng)計每一張人體影像的眼球數(shù)量；計算每一張人體影像中人臉數(shù)量與眼球數(shù)量的比例；篩選出人臉數(shù)量與眼球數(shù)量的比例接近1∶2的人體影像作為最佳人體影像。實施本發(fā)明，能夠從連續(xù)拍攝的多張人體影像中篩選出無閉眼的最佳人體影像。
文檔編號H04N5/232GK102622740SQ20111003157
公開日2012年8月1日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者李后賢, 李章榮, 羅治平 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司