[實用新型]一種基于主動視覺的面部表情識別數據采集系統

無效

• 申請號: 201020564534.4
• 申請日: 2010-10-15
• 公開（公告）號: CN201845345U
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 田彥濤;萬川;陳宏偉;劉帥師;隋振;王新竹;李棟
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G06K9/20
• 分類號: G06K9/20;G06K9/00;H04N5/232
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 朱世林;王壽珍

技術領域

本實用新型涉及一種圖像采集系統，具體涉及一種基于主動視覺的面部表情識別數據采集系統

背景技術

人臉表情識別是人機交互與情感計算研究的重要組成部分。由于人臉包含豐富的行為信息，因此對人臉表情進行識別有利于了解人類的情感等心理狀態并可進行有效的人機交互。目前人機交互模式已從語言命令交互階段、圖像用戶界面交互階段發展到自然和諧的人機交互階段。但是現有的面部表情數據采集系統都是使用USB攝像頭來采集數據獲取面部表情的信息。這種方法存在著以下的局限性。

1)USB攝像頭是被安放在固定的位置來采集面部表情信息，這樣就會造成面部表情數據采集范圍有限。就是被采集人只能在攝像機前方的一定范圍內小范圍的活動，一旦面部圖像有部分離開攝像頭的采集區域就會造成無法識別的現象發生。

2)當外部光照發生變化時，攝像機只能被動的接受此時的背景情況，只有通過加入一些去除光照的算法來減少影響，這樣就會加大算法的復雜性和在線運算的速度。

3)當需要對表情進行動態跟蹤時，這種數據采集系統所能跟蹤的范圍有限，并且當面部做深度和水平旋轉時，所能跟蹤的角度都是有限的。

4)現有的技術很難適應目前“自然和諧”的人機交互方式。

綜上所述，現有的技術難以保證在任意大范圍場景中，十分準確的檢測到面部表情并獲取質量穩定的圖像來對面部表情進行識別。

技術內容

本實用新型提供一種基于主動視覺的面部表情識別數據采集系統，自動尋找任意場景中的人臉面部表情圖片，并獲取質量穩定面部表情圖像及動態序列圖像，其目的在于解決現有的技術中難以保證在任意大范圍的環境中獲取面部表情圖片，難以獲得多方位多角度的質量穩定的面部表情圖片，不能從數據采集方面減少光照等因素的影響。

本實用新型所提供主動視覺面部表情采集系統既能獲得質量穩定的表情圖片，也能得到足夠時間長度的動態序列圖片，并且還能夠從多角度大范圍的獲取被研究對象的面部表情圖片，這樣就能從數據采集環節提高系統的魯棒性，更能使人機更加自然和諧的交換。如果服務性機器人安裝上此數據采集系統，就能在服務的場景中根據不同服務對象的表情信息為其提供相應的服務方式，并且能夠鎖定需要服務的對象主動為其提供幫助。

本實用新型的上述目的是這樣實現的，結合附圖說明如下：

1)本實用新型所述的一種基于主動視覺的面部表情識別數據采集系統，主要由主機、相機、鏡頭、二自由度舵機云臺和舵機控制板組成，其硬件結構如圖1所示，所述的相機(1)和鏡頭(2)組成攝像機(3)，攝像機固定在二自由度舵機云臺(4)上，舵機云臺(4)通過舵機控制板(5)控制進行水平擺動和上下俯仰，從而帶動攝像機(3)做相應運動對目標跟蹤，舵機控制板(5)與主機(6)連接，所述的主機(6)的交互界面分成四個區域，包括：相機設置區、云臺設置區、人臉跟蹤顯示區、表情識別顯示區。

2)所述的攝像機(3)下方安裝一套具有兩個自由度的舵機云臺(4)，這兩個自由度分別是能夠水平旋轉360°和垂直旋轉360°，此舵機云臺(4)通過舵機控制板(5)與主機(6)的USB接口相連，對舵機的水平和垂直控制。

3)在相機設置區內，對相機的像素、幀率、圖像格式及對比度進行在線控制。

4)在云臺設置區內，設置串口、波特率和水平及垂直位置，同時調整舵機云臺運動速度及進行復位操作。

5)所述的人臉跟蹤顯示區包括一個顯示窗口和一個人臉跟蹤按鈕，當按下人臉跟蹤按鈕后，在其上方的圖像顯示區將顯示攝像頭的視覺場景，并標定出人臉的位置。

6)所述的表情識別顯示區包括一個表情識別功能按鈕，一個識別結果顯示框和一個表情圖像顯示窗口，當按下表情識別按鈕后，系統將此時的人臉表情圖像進行采樣，并在顯示窗口進行顯示，用于跟識別結果進行對照，系統的識別結果顯示在結果顯示框內。

與現有技術相比，本實用新型的優點和效果在于所提供的主動視覺面部表情采集系統既能獲得質量穩定的表情圖片，也能得到足夠時間長度的動態序列圖片，并且還能夠從多角度大范圍的獲取被研究對象的面部表情圖片，這樣就能從數據采集環節提高系統的魯棒性，更能使人機更加自然和諧的交換。

附圖說明

本實用新型將通過示例，參考下述附圖以更進一步的闡述：

圖1為本實用新型所用系統硬件結構圖。

圖2為本實用新型所用系統原理圖。

圖3為本實用新型所用人機交互界面。

圖中：1、相機；2、鏡頭；3、攝像機；4、二自由度舵機云臺；5、舵機控制板；6主機

具體實施方式