[發明專利]一種批量口罩人臉樣本自動生成以及口罩人臉識別方法

有效

• 申請號: 202011530655.1
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112507963B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 謝巍;周延;陳定權;許練濠
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06V40/16
• 分類號: G06V40/16;G06V10/774;G06F16/583
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本發明涉及一種批量口罩人臉樣本自動生成以及口罩人臉識別方法，包括以下步驟：S1、定位人臉庫中的無佩戴口罩人臉的關鍵點；S2、分別找到無口罩人臉的下巴以及鼻梁定位點；S3、將口罩圖片與人臉的下巴以及鼻梁定位點進行對齊，自動生成口罩人臉圖片，并將圖片入庫；S4、識別人臉時，通過檢查關鍵點是否被遮擋來判斷是否戴口罩；S5、根據步驟S4的判斷，選取相似度高于閾值且相似度最高的人臉所對應的人員，完成人臉識別。本發明通過人臉關鍵點定位找出口罩區域并自動生成口罩人臉圖片入庫，通過與口罩人臉進行比對，不需要單獨拍攝戴口罩人臉圖片入庫，也可以實現對戴口罩的人臉識別的目的。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術、計算機視覺以及模式識別領域，具體涉及一種批量口罩人臉樣本自動生成以及口罩人臉識別方法。

背景技術

隨著新冠疫情的爆發，公共衛生防護程度被提高到空前狀態。為防止新冠病毒的交叉傳染，導致疫情擴散，人們在各大公共場所活動時均被要求佩戴口罩。因此口罩人臉識別也成為一個重要的研究課題，人臉佩戴口罩的自動化識別可以有效監督人們佩戴口罩,是抑制疾病快速傳播和保護身體健康的重要技術手段，隨著公共衛生防護程度的逐步提升，且佩戴口罩成為出入各大公共場所的前提，面部口罩檢測成為各大公共場所管理的必備操作，而隨著智能化、自動化進程的加快，口罩面部檢測已逐步從人工向機器轉移。

口罩人臉識別具有以下難點，戴口罩人臉的人臉檢測和人臉關鍵點檢測的精度受到口罩遮擋的影響會降低；由于口罩遮擋，人像信息減少，學習到的特征的判別性隨之較少。具體的，二維紋理信息會由于遮擋而丟失、三維形狀信息會帶有噪聲；口罩類型比較多且口罩遮擋程度不一，如何更多地利用非遮擋區域的信息也是一個影響因素。

現有的主流口罩識別技術主要依靠用戶上傳人臉佩戴口罩的圖片到庫中，然后對比庫中的口罩人臉圖片來進行識別，對用戶來說比較費時；文獻(張修寶,林子原,田萬鑫,等.全天候自然場景下的人臉佩戴口罩識別技術[J].中國科學:信息科學,2020(7):1110-1120.)通過定位人臉無遮擋區域來進行識別，對于口罩的佩戴方式有限制，需用戶佩戴規范，且也需要在庫中添加用戶的佩戴口罩的圖片。

發明內容

為了解決以上問題，本發明提出了一種批量口罩人臉樣本自動生成以及口罩人臉識別方法。判斷出待識別人臉有佩戴口罩時，就提取出口罩特征并在原圖像庫的基礎上新建一個戴口罩的參考圖像庫，再將需要識別的人臉圖像與該庫中的參考圖像進行匹配查找，從而完成識別。

本發明至少通過如下技術方案之一實現。

一種批量口罩人臉樣本自動生成以及口罩人臉識別方法，包括以下步驟：

S1、定位人臉庫中的無佩戴口罩人臉的關鍵點；

S2、分別找到無口罩人臉的下巴以及鼻梁定位點；

S3、將口罩圖片與人臉的下巴以及鼻梁定位點進行對齊，自動生成口罩人臉圖片，并將圖片保存至數據庫；

S4、識別人臉時，通過檢查關鍵點是否被遮擋來判斷是否戴口罩；

S5、根據步驟S4的判斷，選取相似度高于閾值且相似度最高的人臉所對應的人員，完成人臉識別。

優選的，步驟S1是利用集成回歸樹模型定位人臉庫中的無佩戴口罩人臉的關鍵點。

優選的，所述集成回歸樹模型的訓練包括以下步驟：