[發(fā)明專利]一種用于復(fù)雜環(huán)境下的人臉檢測系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011094655.1
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112232179A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 麥雪楹
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州飛柯科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 北京和信華成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

1.一種用于復(fù)雜環(huán)境下的人臉檢測系統(tǒng)，其特征在于：包括采集單元(1)、預(yù)處理單元(2)、特征提取單元(3)和識別單元(4)；

所述采集單元(1)由單個(gè)或多個(gè)攝像頭組成，所述采集單元(1)通過攝像頭以拍攝方式獲取待識別人臉圖像并將待識別人臉圖像傳輸?shù)筋A(yù)處理單元(2)；

所述預(yù)處理單元(2)先將來自于采集單元(1)的人臉圖像進(jìn)行區(qū)域選擇，所述區(qū)域選擇是將待識別人臉圖像中的眼、耳、口、鼻和眉單獨(dú)提取并構(gòu)成若干獨(dú)立的圖像矩陣，所述預(yù)處理單元(2)再將所述區(qū)域選擇形成的若干圖像矩陣傳輸?shù)教卣魈崛卧?3)；

所述特征提取單元(3)先將來自于預(yù)處理單元(2)的若干圖像矩陣映射為若干特征向量并對若干特征向量分別進(jìn)行主成分分析，所述主成分分析用于對若干特征向量進(jìn)行逐條降維去除噪聲和不重要特征從而保留主要特征提高效率的操作，所述特征提取單元(3)再將經(jīng)過主成分分析降維后的特征向量傳輸?shù)阶R別單元(4)；

所述識別單元(4)是由若干服務(wù)器和計(jì)算主機(jī)構(gòu)成的分布式處理系統(tǒng)，所述分布式處理系統(tǒng)對內(nèi)部服務(wù)器中存儲的包含若干已知人臉圖像的人像數(shù)據(jù)庫進(jìn)行主成分分析，選取來自于所述特征提取單元(3)降維后的特征向量與人像數(shù)據(jù)庫中存儲的特征向量的歐氏距離獲得人臉識別結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于復(fù)雜環(huán)境下的人臉檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述預(yù)處理單元(2)將待識別人臉圖像中的眼、耳、口、鼻和眉采用固定規(guī)格的框形或圓形進(jìn)行提取獲得分別與眼、耳、口、鼻和眉相對應(yīng)的由像素構(gòu)成的圖像矩陣。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于復(fù)雜環(huán)境下的人臉檢測系統(tǒng)，其特征在于：若干所述圖像矩陣映射成若干特征向量的具體過程：

步驟一：依次將代表眼、耳、口、鼻和眉的圖像矩陣i*j中矩陣排列的像素轉(zhuǎn)變?yōu)闂l形連續(xù)排列的像素，其中i*j＝n，i為圖像矩陣行，j為圖像矩陣列，n為像素總數(shù)；

步驟二：依次將條形連續(xù)排布的像素存儲成1*n的向量形式獲得描述眼、耳、口、鼻和眉的特征向量分別為眼[1*n]、耳[1*n]、口[1*n]、鼻[1*n]和眉[1*n]。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于復(fù)雜環(huán)境下的人臉檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述主成分分析方法如下：

步驟一：依次對眼[1*n]、耳[1*n]、口[1*n]、鼻[1*n]和眉[1*n]中的每一列減去該列的均值；

步驟二：依次對步驟一去均值后的眼[1*n]、耳[1*n]、口[1*n]、鼻[1*n]和眉[1*n]進(jìn)行協(xié)方差矩陣計(jì)算分別獲得眼協(xié)方差矩陣[n*n]、耳協(xié)方差矩陣[n*n]、口協(xié)方差矩陣[n*n]、鼻協(xié)方差矩陣[n*n]和眉協(xié)方差矩陣[n*n]；

步驟三：對眼協(xié)方差矩陣[n*n]、耳協(xié)方差矩陣[n*n]、口協(xié)方差矩陣[n*n]、鼻協(xié)方差矩陣[n*n]和眉協(xié)方差矩陣[n*n]通過SVD計(jì)算特征值與特征向量分別獲得n個(gè)眼特征值與特征向量、n個(gè)耳特征值與特征向量、n個(gè)口特征值與特征向量、n個(gè)鼻特征值與特征向量和n個(gè)眉特征值與特征向量；

步驟四：依次對n個(gè)眼特征值與、n個(gè)耳特征值、n個(gè)口特征值、n個(gè)鼻特征值和n個(gè)眉特征值從大到小排序，選擇其中最大的p個(gè)，然后將其對應(yīng)的p個(gè)特征向量分別作為列向量組成特征向量矩陣分別為眼特征向量矩陣[n*p]、耳特征向量矩陣[n*p]、口特征向量矩陣[n*p]、鼻特征向量矩陣[n*p]和眉特征向量矩陣[n*p]；

步驟五：將眼[1*n]、耳[1*n]、口[1*n]、鼻[1*n]和眉[1*n]分別與眼特征向量矩陣[n*p]、耳特征向量矩陣[n*p]、口特征向量矩陣[n*p]、鼻特征向量矩陣[n*p]和眉特征向量矩陣[n*p]相乘將原始圖像矩陣降維變換成將眼[1*p]、耳[1*p]、口[1*p]、鼻[1*p]和眉[1*p]。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于復(fù)雜環(huán)境下的人臉檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述人像數(shù)據(jù)庫中包含有存儲眼、耳、口、鼻和眉對應(yīng)的圖像矩陣的五類子集合，五類所述子集合包括眼圖像矩陣集合[m*n]、耳圖像矩陣集合[m*n]、口圖像矩陣集合[m*n]、鼻圖像矩陣集合[m*n]和眉圖像矩陣集合[m*n]，其中m為人像數(shù)據(jù)庫中圖像總數(shù)，n為像素總數(shù)。