[發明專利]一種基于結構光頻域特征的人臉識別方法

在審

• 申請號: 202010022279.9
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111222472A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 李歡歡;彭磊;李曉曉;馬力;郭迪;李康
• 申請（專利權）人: 西安知象光電科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06T7/521;G06T5/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 黨桃桃

1.一種基于結構光頻域特征的人臉識別方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)運用數碼成像器件和光柵投射器件組成測量系統，并進行標定；

2)由投射器件投射預制的相位結構光圖案；

3)獲取變形的結構光圖像和無結構光圖案；

4)進行二維人臉檢測，截取人臉區域，并進行分辨率歸一化處理，輸出為固定分辨率包含變形結構光的人臉圖像；

5)將截取變形結構光圖像變換到頻域空間，并且提取形狀在頻域的特征向量；

6)利用頻域特征識別算法，在頻域進行人臉識別。

2.根據權利要求1所述基于結構光頻域特征的人臉識別方法，其特征在于，所述步驟1)包括如下步驟：運用數碼成像器件和光柵投射器件組成測量系統，兩種器件同時與上位機相連接，傳輸數據和接受控制信號，兩種器件需要工作在同一波段，兩者之間具有夾角α，基線距離d；然后對數碼成像器件的基本參數進行標定。

3.根據權利要求2所述基于結構光頻域特征的人臉識別方法，其特征在于：所述同一波段為可見光波段或者近紅外波段；所述夾角α的范圍為0°～30°；所述夾角α、基線距離d根據測量系統需求確定；所述標定采用張正有標定法，具體為利用參數已知的棋盤格作為標定板，通過數碼成像器件拍攝不同姿態的標定板圖樣，計算得出數碼成像器件的基本參數。

4.根據權利要求1所述基于結構光頻域特征的人臉識別方法，其特征在于，所述步驟2)包括如下步驟：

第一步，生成結構光圖案，所述結構光圖案中計算機生成正弦編碼條紋圖的參數包括背景光強、調制度、條紋頻率、初始相位；

所述結構光圖案可表述為：

其中A₀為背景光強，B₀為調制度，f₀為投射條紋頻率，為初始相位，f₀為投射條紋頻率；

第二步，利用光柵投射器件將計算機生成正弦編碼條紋圖投射到人面部，得到相位結構光圖案。

5.根據權利要求2所述基于結構光頻域特征的人臉識別方法，其特征在于，上位機同步控制數碼成像器件和光柵投射器件工作；所述步驟3)包括如下步驟：

第一步，拍攝結構光人臉圖像；

第二步，獲取無結構光的人臉圖像；

第三步，對上述步驟獲得的結構光人臉圖像和無結構光人臉圖像進行去畸變校正，消除不同鏡頭引入的圖像失真。

6.根據權利要求5所述基于結構光頻域特征的人臉識別方法，其特征在于，

所述步驟3)具體包括如下步驟：

第一步：拍攝結構光人臉圖像；數碼成像器件接受到上位機的控制信號后，捕捉一幀或幾幀結構光圖案；

所拍攝到的結構光圖案，可表述為：

其中A為背景光強，B為調制度，f₀為投射條紋頻率，為相位；

第二步：獲取無結構光的人臉圖像；上位機可直接控制光柵投射器件關閉結構光的投射，然后由數碼成像器件拍攝或由包含結構光的人臉圖像進行濾波得到無結構光的人臉圖像；

第三步：對上述步驟獲得的結構光人臉圖像和無結構光的人臉圖像進行去徑向畸變校正，消除不同鏡頭引入的圖像失真；

所述徑向畸變的校正方法為：

其中，r²＝x²+y²，r是該點距成像中心的距離，u,v為像素坐標，u′,v′為校正好像素坐標；

切向畸變校正為：

其中k₁,k₂,k₃,p₁,p₂為畸變系數，有前述步驟中的相機標定得出。