[發(fā)明專利]一種消除人臉圖像光照不均的處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810067792.9
• 申請日: 2008-07-03
• 公開（公告）號: CN101620667A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發(fā)明（設計）人: 江國星;高漢平
• 申請（專利權）人: 深圳市康貝爾智能技術有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 深圳市智科友專利商標事務所
• 代理人: 曲家彬

背景技術

本發(fā)明涉及一種數(shù)字圖像預處理方法，特別是一種消除人臉圖像光照不均的處理方法。

背景技術

目前，人臉識別是圖像處理和模式識別領域的一個研究熱點，它涉及到模式識別、圖像處理、計算機視覺、機器學習等多個學科領域。人臉識別和認證技術在國家安全、公安系統(tǒng)和城市的公共安全等方面有著十分重要的應用前景。但光照變化降低了人臉識別率，是制約人臉識別技術的瓶頸之一。如何有效地對人臉圖像進行光照糾正，減小光照的影響，是將人臉識別應用于實際中的一個至關重要的問題。

局部二值模式(Local?Binary?Pattern，LBP)是一種不帶參數(shù)的圖像局部紋理描述符，對圖像平移、縮放或像素值取對數(shù)等單調(diào)變換具有不變性，因此，LBP對人臉圖像上光照的變化不敏感。但在面對復雜光照條件下的人臉圖像時，該方法也存在如下不足：

(1)產(chǎn)生“白斑”現(xiàn)像：人臉圖像是人臉反射率和人臉外形，以及光照三者的共同結果，在人臉圖像中，額頭、臉頰等膚色區(qū)域的反射率比較接近，高光和過亮、過暗、陰影等情況下，可能導致一片區(qū)域的像素灰度值相等。這樣的一片區(qū)域經(jīng)過LBP算子處理后的值恒為255，會出現(xiàn)整塊“白斑”的現(xiàn)像，而這種“白斑”是不包含有用信息的。

(2)對圖像噪聲過于敏感：LBP算子計算中的二值化過程，是利用中心像素點的值作為閾值來與鄰域像素點的值進行比較完成的，由于該閾值直接依賴于中心像素點的值，所以對中心像素點灰度值的變化非常敏感，在圖像噪聲較嚴重時，計算出的LBP值會產(chǎn)生很大的誤差。

(3)對圖像紋理描述不夠充分：只能表現(xiàn)近鄰半徑R＝2時的圖像紋理信息。

如何改進基于LBP算法進行人臉圖像光照預處理方法，并消除光照偏差帶來的影響，提高人臉圖像識別率的光照預處理算法和處理方法，成為數(shù)字圖像中需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術的缺點和不足，本發(fā)明提出一種改進人臉圖像光照不均的預處理方法，本發(fā)明解決其技術問題所采用的方法是：該方法是在計算機和配套的圖像處理軟件支持下實現(xiàn)的，實現(xiàn)的步驟包括在CPU調(diào)控、主控程序管理下的圖像處理模塊及LBP算法軟件運行支持，圖像處理程序依據(jù)LBP算法，對圖像中的像素點的灰度值及其臨域內(nèi)等間距分布像素點的灰度值進行的編碼計算，得出圖像單尺度局部二值算子集，再轉換輸出形成人臉圖像，其特征在于：消除人臉圖像因光照不均形成缺陷的處理方法是按照以下步驟實現(xiàn)的：

①將已拍攝的圖像信息輸入到處理圖像的計算機中，在圖像處理軟件的支持下得到組成圖像各像素點灰度值V_C的數(shù)據(jù)集合，圖像處理程序依據(jù)LBP算法，求出各個像素點以及該象素點與周圍區(qū)域內(nèi)像素點的灰度算術平均值M_C的集合，將各像素點以及對應的M_C值分別編碼并轉存于中間寄存器中的指定區(qū)域，設定調(diào)節(jié)系數(shù)α的取值范圍為：1≤α≤2，分別調(diào)取中間存儲器中的各個象素點對應的M_C值按照M_C×α＝M_C運算后重新賦值，然后用重新賦值的M_C與對應象素點的原灰度值Vc比對，當該點像素灰度值Vc小于M_C×(2-α)時，將對應閾值T設置為M_C×(2-α)，當該像素點灰度值Vc大于M_C×(2-α)但小于M_C×α時，將對應閾值T設置為Vc，將調(diào)整后的閾值T存儲在中間存儲器特定的區(qū)域內(nèi)中，

②對各個像素點采用3×3和5×5的兩種精度的矩形鄰域劃界，對中心像素點及兩種劃界方法下的周圍等距的8個采樣點灰度值進行分別計算，算出中心像素點的不同灰度值Vc，3×3和Vc，5×5將得到的兩組數(shù)據(jù)值進行無權重疊加方法進行融合得到中心像素迭加灰度值V_C+，存儲在中間存儲器特定的區(qū)域內(nèi)，

③設定了像素點尺度值滿足條件V_C+(x，y)＝510時，該像素點為一個“白斑”組成點的融合編碼，并記為V_C+(x，y)₅₁₀，根據(jù)調(diào)整后的像素點灰度值的數(shù)值范圍，將圖像像素點集合進行分類，將閾值接近的像素點區(qū)域劃分同一類別賦于規(guī)范化的標識碼，得到的每個子集對應各個區(qū)域內(nèi)部的像素點，以及相鄰區(qū)域的像素點都具有相同的屬性，對帶有白斑像素點的區(qū)域也附加相應標志碼，并將該信息數(shù)據(jù)存儲在中間存儲器內(nèi)，