[發明專利]一種機器人人臉檢測跟蹤情感檢測系統

有效

• 申請號: 201410606320.1
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN105590084A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 蔡則蘇;王建森;藺紹勇;楊建軍;于紹彤;馬杰
• 申請（專利權）人: 貴州億豐升華科技機器人有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 貴州啟辰知識產權代理有限公司 52108
• 代理人: 趙彥棟

技術領域

本發明涉及一種家庭服務機器人的人臉檢測跟蹤及情感識別系統。

背景技術

現有的家庭服務機器人的人臉識別能力有限，尤其是情感識別能力非常有限，無法對家庭中老人或者兒童的情感狀態進行全方位的識別，比如發明專利[1][2]中的人臉識別模塊，僅僅通過所述攝像裝置攝取的人臉圖像與預先存儲的人臉圖像進行比較以識別所攝取的人臉圖像,但識別能力有限，特別是針對存儲較多人臉圖像時，無法有效完成人臉的識別。發明[3]中助老/助殘機器人盡管具有防盜監測、安全檢查、監護診療、輔助行走、物品搬運、家電控制、清潔衛生、家庭娛樂、報時催醒、兒童教育等功能，但沒有人臉檢測和情感識別的功能，無法對家庭中的老人和孩子的狀態進行有效識別。發明[4]主要通過分析語音和人臉，進行情感特征提取，決策出機器人要表達的情感，并通過相應輸出設備輸出，產生出機器人的面部表情和身體語言，但該系統既沒有能夠實現機器人的自主運動，也沒有能夠有效地判斷老人和孩子的行為狀態。發明[5]主要提供一種機器人的情緒生成與表達系統，而對于如何通過人臉檢測來識別老人和兒童的情感狀態方面沒有涉及。發明[6]提出了一種基于多特征融合的人臉定位與頭部姿勢識別的方法，可以實現在變化光照條件、移動場景下的人臉運動分析，但沒有通過人臉運動分析，解決人的情感識別問題。

[1]具有人臉識別的智能機器人，公開號：CN201163417Y，發明設計人：陳振雄；楊舟；李娜；皮小平等

[2]具有人臉識別的安保機器人，公開號：CN202985566U，發明設計人：王云

[3]助老/助殘機器人，公開號：CN202397747U，發明設計人：肖南峰

[4]情感機器人系統，公開號：CN101474481A，發明人：王志良、劉遙峰、解侖、趙暉等。

[5]一種機器人情緒情感生成與表達系統，公開號：CN103218654A，發明人：杜振軍，徐方，曲道奎，賈凱，鄭春暉，譚波悅等

[6]基于多特征融合的人臉定位與頭部姿勢識別方法，公開號：CN1601549A，發明人：譚鐵牛，魏育成，周超。

發明內容

本發明要解決的技術問題：針對現在家庭機器人應用的人臉檢測和情感識別系統主要由可移動攝像頭和固定攝像頭組成，只是單純實現人臉識別系統，智能化程度有限，并且無法感知周圍其他信息的問題，提供了一種能夠進行人臉追蹤和情感識別的機器人人臉識別系統。

本發明技術方案：

一種機器人人臉檢測跟蹤情感檢測系統，其特征在于：包括人臉檢測情感識別系統和人臉跟蹤系統，兩者均和主控計算機系統連接，人臉檢測情感識別系統包括采集人臉表情庫、表情特征庫構建模塊、特征庫重構模塊和表情識別模塊，人臉跟蹤系統和數字舵機控制系統連接。

根據權利要求1所述的機器人人臉檢測跟蹤情感檢測系統，其特征在于：人臉跟蹤系統的工作方法包括四個步驟：步驟一，在當前目標位置上建立在線分類器；步驟二，下一幀利用上一步建立的分類器在候選區域內遍歷搜索，生成置信圖；步驟三.在置信圖中搜索極大值作為目標所在的新位置；步驟四，在極大值位置處選取樣本，利用得到的新樣本更新分類器，在下一幀中利用更新后的分類器重復步驟二和步驟三。

本發明有益效果：

本發明主要用于機器人的視覺感知和控制，檢測圖像中的人臉位置進而控制機器人的頭部轉動和機器人行進方向，并根據人面部表情的變化，通過led點陣進行表情的仿真。本發明能夠實現機器人自主實時檢測和追蹤人臉、情感識別與仿真，并為其他機器人視覺功能提供基礎的視覺圖像數據。為了兼顧人臉跟蹤和識別算法的魯棒性、精確性和實時性，利用人臉檢測算法實現人臉目標的自動定位，然后以CAMShift為跟蹤算法進行人臉跟蹤。在CAMShift跟蹤之前引入前置濾波器，濾除類膚色區域，可以有效提高人臉的跟蹤魯棒性，解決CAMShift容易跟蹤到類膚色區域的問題。

附圖說明：

圖1為本發明組成結構示意圖。

圖2為人臉檢測與情感識別系統的工作原理圖。

圖3為人臉跟蹤系統的跟蹤流程圖。

具體實施方式：