專利名稱：注冊用于臉部識別的多個(gè)臉部圖像的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及用于注冊用于臉部識別的多個(gè)臉部圖像的裝置和方法，更具體 地，涉及用于一次注冊多個(gè)臉部圖像的臉部圖像注冊裝置和方法。
背景技術(shù)：
最近的臉部識別技術(shù)的實(shí)現(xiàn)包括在便攜終端的相機(jī)、快拍照相機(jī)(snap camera) 以及數(shù)字單反相機(jī)(Digital Single-Lens Reflex camera, DSLR)中的實(shí)時(shí)預(yù)覽臉部識別 功能，以及使用多幀及其信息執(zhí)行實(shí)時(shí)預(yù)覽臉部識別過程。用于個(gè)人信息保護(hù)的個(gè)人識別或用戶驗(yàn)證和識別技術(shù)已經(jīng)變得越來越重要。舉例 來說，圖片或卡片，諸如身份證或駕駛執(zhí)照，被用作識別工具。但是，總是帶著這些識別工具對用戶來講是很不方便的。因此，針對利用計(jì)算機(jī)的 個(gè)人信息保護(hù)和識別，已經(jīng)在使用人體特征的生物識別技術(shù)方面進(jìn)行了大量研究。這些技 術(shù)包括指紋識別或虹膜識別。與要求用戶的特定手勢或動作的識別技術(shù)不同，臉部識別技術(shù)更自然，并且能夠 以非接觸方式識別用戶。臉部識別技術(shù)也是多媒體數(shù)據(jù)庫搜索的核心技術(shù)，其已經(jīng)被廣泛用于各種應(yīng)用領(lǐng) 域，如圖像摘要(summarization of an image)、識別、圖像搜索、安全、監(jiān)視系統(tǒng)、等等。同樣，傳統(tǒng)的臉部識別通過使用用戶的臉部特征來識別用戶的臉。但是，臉部識別的結(jié)果對于諸如身份、種族、面部表情、配飾等內(nèi)部環(huán)境的變化以 及諸如姿勢、外部照明、圖像處理等外部環(huán)境的變化是敏感的，并且臉部識別的結(jié)果根據(jù)內(nèi) 部環(huán)境的變化和外部環(huán)境的變化而變化。使用較多的個(gè)人特征或圖像來進(jìn)行臉部識別能夠提高臉部識別的性能。從而，在 諸如移動設(shè)備的用在嵌入式條件下的終端中存儲許多臉部特征給用于執(zhí)行臉部識別的算 法帶來了大量的計(jì)算負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容
提出本發(fā)明是為了解決至少上述問題和/或缺點(diǎn)，并提供至少以下描述的優(yōu)點(diǎn)。 因此，本發(fā)明的一個(gè)方面提供用于一次注冊多個(gè)臉部圖像以提高臉部識別率的臉部圖像注 冊裝置和方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供注冊用于臉部識別的多個(gè)臉部圖像的臉部圖像注冊 裝置。臉部圖像注冊裝置包括相機(jī)單元，用于捕獲和輸出多個(gè)圖像；臉部檢測器，用于分 別從多個(gè)捕獲的圖像中檢測多個(gè)臉部圖像；以及臉部特征值計(jì)算器，用于計(jì)算多個(gè)臉部圖 像中的每一個(gè)臉部圖像的臉部特征值。臉部特征值是根據(jù)多個(gè)臉部圖像中的每一個(gè)的臉部 特征施加的分值。臉部圖像注冊裝置還包括控制器，用于在用戶請求時(shí)通過臉部檢測器檢 測多個(gè)臉部圖像并對所述多個(gè)臉部圖像排序，通過臉部特征值計(jì)算器計(jì)算多個(gè)經(jīng)排序的臉 部圖像的臉部特征值，以及注冊根據(jù)所計(jì)算的臉部特征值選擇的將被用于臉部識別的目標(biāo)臉部圖像。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供注冊將被用于臉部識別的多個(gè)臉部圖像的臉部圖像注冊方法。在用戶請求時(shí)，在從相機(jī)單元輸入的多個(gè)圖像中檢測多個(gè)臉部圖像并對所述 多個(gè)臉部圖像排序。為多個(gè)臉部圖像中的每一個(gè)計(jì)算臉部特征值。臉部特征值是根據(jù)多個(gè) 臉部圖像中的每一個(gè)的臉部特征施加的分值。注冊根據(jù)所計(jì)算的臉部特征值而選擇的目標(biāo) 臉部圖像以用于臉部識別。


當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)，從以下詳細(xì)的描述中，本發(fā)明的上述和其他方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將更 加清楚，附圖中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的臉部圖像注冊裝置的框圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的注冊將被用于臉部識別的多個(gè)目標(biāo)臉部圖像、 以及通過使用注冊的目標(biāo)臉部圖像執(zhí)行臉部識別的過程的流程圖；以及圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的注冊將被用于臉部識別的多個(gè)目標(biāo)臉部圖像 的臉部圖像注冊方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。盡管在不同的附圖中示出，相同或相似的 組件可以由相同或相似的參考標(biāo)號來標(biāo)注?？赡苁÷詫Ρ绢I(lǐng)域中已知結(jié)構(gòu)或過程的詳細(xì)描 述，以避免模糊本發(fā)明的主題。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的臉部圖像注冊裝置的框圖。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的臉部圖像注冊裝置包括控制器100、鍵輸入單元110、相機(jī) 單元120、臉部檢測器130、臉部特征值計(jì)算器140以及存儲器單元150?？刂破?00控制臉部圖像注冊裝置的總體操作。當(dāng)通過鍵輸入單元110輸入用于 臉部注冊的鍵時(shí)，控制器100還將相機(jī)單元120捕獲的多個(gè)圖像存儲在存儲器單元150中。然后，控制器100檢查臉部檢測器130是否從多個(gè)存儲的圖像中的第一捕獲的圖 像中檢測到臉部圖像。如果從第一捕獲的圖像中沒有檢測到臉部圖像，則控制器100可以 在屏幕上顯示請求臉部注冊的消息。但是，如果從第一捕獲的圖像中檢測到臉部圖像，則控制器100通過使用臉部檢 測器130從存儲的多個(gè)捕獲的圖像中的每一個(gè)捕獲的圖像中檢測臉部圖像?？刂破?00通 過用從第一捕獲的圖像中檢測的臉部圖像執(zhí)行臉部跟蹤功能來檢測臉部圖像，以加速臉部 檢測。臉部跟蹤功能是一種跟蹤對象運(yùn)動的運(yùn)動跟蹤，其使得臉部檢測能夠比使用臉部識 別的臉部檢測更快地完成?？刂破?00通過臉部特征值計(jì)算器140計(jì)算多個(gè)檢測的臉部圖像中的每一個(gè)檢測 的臉部圖像的臉部特征值。臉部特征值是根據(jù)臉部圖像中的臉部特征施加的分值，臉部圖 像中的臉部特征例如圖像模糊程度、眨眼、面部表情等等。例如，如果根據(jù)眼睛閉合的比率 施加分值0到5，則如果眼睛完全閉上則臉部特征值計(jì)算器140施加分值0，如果眼睛半閉 則施加分值3，以及如果眼睛完全睜開則施加分值5?？刂破?00根據(jù)所計(jì)算的特征點(diǎn)值對多個(gè)臉部圖像進(jìn)行排序?？刂破?00可以按照從具有較大臉部特征值的臉部圖像到具有較小臉部特征值的臉部圖像的次序?qū)Χ鄠€(gè)臉 部圖像進(jìn)行排序。控制器100為多個(gè)經(jīng)排序的臉部圖像中的每一個(gè)生成具有不同圖像特征的多個(gè) 臉部特征圖像。所述圖像特征包括分辨率、曝光度、亮度等。例如，控制器100可以為具有 640像素X 360像素大小的原始臉部圖像生成分別具有160像素X 120像素、320像素X 240 像素、720像素X480像素、1024像素X680像素、以及1280像素X720像素大小的五個(gè)臉 部特征圖像。

如果控制器100為N個(gè)捕獲的圖像中的每一個(gè)生成具有M個(gè)大小的臉部特征圖 像，則生成的臉部特征圖像的總數(shù)為NXM。這里，N和M是自然數(shù)。控制器100針對每一個(gè)生成的臉部特征圖像執(zhí)行臉部識別算法，并從執(zhí)行了臉部 識別算法的臉部特征圖像中的每一個(gè)計(jì)算臉部特征值，以檢測具有最大臉部特征值的參考 臉部圖像。控制器100計(jì)算所檢測的參考臉部圖像的臉部特征值與每一個(gè)臉部特征圖像的 臉部特征值之間的差，并按照從具有最小差的臉部特征圖像到具有最大差的臉部特征圖像 的次序?qū)δ槻刻卣鲌D像進(jìn)行排序?？刂破?00從經(jīng)排序的臉部特征圖像中隨機(jī)選擇K個(gè)臉部圖像，以便將它們存儲 為將被用于臉部識別的目標(biāo)臉部圖像。這里，K是自然數(shù)。鍵輸入單元110包括用于臉部識別的圖像捕獲鍵，并且將與用戶按下的鍵相對應(yīng) 的鍵值的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送給控制器100。相機(jī)單元120將通過圖像捕獲鍵的輸入而輸入的光信號轉(zhuǎn)換為圖像，并輸出該圖像。臉部檢測器130將多個(gè)捕獲的圖像中的第一捕獲的圖像設(shè)定為參考圖像，并從設(shè) 定的參考圖像中檢測臉部圖像。臉部檢測器130通過使用檢測的臉部圖像執(zhí)行臉部跟蹤功 能，由此從多個(gè)捕獲的圖像中的每一個(gè)中檢測臉部圖像。臉部特征值計(jì)算器140為多個(gè)檢測的臉部圖像中的每一個(gè)計(jì)算臉部特征值。臉部 特征值計(jì)算器140還為具有不同圖像特征的多個(gè)臉部圖像中的每一個(gè)計(jì)算臉部特征值。存儲器單元150存儲由相機(jī)單元120捕獲的圖像，并存儲從多個(gè)臉部圖像中隨機(jī) 選擇的K個(gè)圖像。因此，本發(fā)明能夠通過用戶操作注冊用于臉部識別的具有不同臉部特征值的臉部 圖像。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于注冊將被用于臉部識別的目標(biāo)臉部圖像、 以及通過使用注冊的目標(biāo)臉部圖像執(zhí)行臉部識別的過程的流程圖。參考圖2，控制器100在步驟200處于備用模式，并且在步驟210確定是否通過鍵 輸入單元110輸入了臉部注冊請求。如果輸入了臉部注冊請求，則控制器100前進(jìn)到步驟 220 ；否則，控制器100回到步驟200以維持備用模式。在步驟220，控制器100執(zhí)行從自相機(jī)單元120所輸入的多個(gè)原始圖像中的每一個(gè) 原始圖像中檢測臉部圖像的臉部圖像注冊操作。根據(jù)多個(gè)圖像特征對檢測的臉部圖像執(zhí)行 圖像轉(zhuǎn)換，并且注冊隨機(jī)數(shù)量的臉部圖像，由此注冊將被用于臉部識別的目標(biāo)臉部圖像。在步驟230，控制器100檢查用戶是否對注冊的目標(biāo)臉部圖像滿意。如果用戶滿意，則控制器100前進(jìn)到步驟240 ；否則，控制器回到步驟220，再次執(zhí)行臉部圖像注冊操作。 控制器100在屏幕上顯示彈出窗口以用于檢查用戶是否對注冊的目標(biāo)臉部圖像滿意，并且 如果有來自鍵輸入單元110的指示用戶滿意的輸入，則控制器100前進(jìn)到步驟240 ；否則， 控制器100回到步驟220。在步驟240，控制器100將臉部圖像注冊操作期間生成的多個(gè)目標(biāo)臉部圖像存儲 在存儲器單元150中，由此完成臉部圖像注冊操作。通過這種方式，本發(fā)明能夠通過用戶的單一 鍵輸入注冊多個(gè)目標(biāo)臉部圖像，由此 提高臉部識別率。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的注冊將被用于臉部識別的多個(gè)目標(biāo)臉部圖像 的臉部圖像注冊方法的流程圖。在步驟300，控制器100檢查是否輸入了用于臉部圖像注冊的圖像捕獲請求。如果 輸入了圖像捕獲請求，控制器100前進(jìn)到步驟310 ；否則，控制器100在步驟300再次檢查 是否輸入圖像捕獲請求。在步驟310，控制器100將從相機(jī)單元120輸入的多個(gè)捕獲的圖像存儲在存儲器單 元150中。當(dāng)輸入了用于臉部圖像注冊的圖像捕獲請求時(shí)，控制器100控制相機(jī)單元120 捕獲N個(gè)圖像。在步驟320，控制器100通過臉部檢測器130從存儲的多個(gè)捕獲的圖像的每一個(gè)中 檢測臉部圖像，并根據(jù)由臉部特征值計(jì)算器140為每一個(gè)檢測的臉部圖像計(jì)算的臉部特征 值，對多個(gè)檢測的臉部圖像進(jìn)行排序。臉部特征值是根據(jù)諸如圖像模糊程度、眨眼、面部表 情等等施加的分值，并且可以由用戶任意設(shè)定或者可以在裝置中預(yù)先設(shè)定。在步驟330，控制器100針對多個(gè)經(jīng)排序的臉部圖像中的每一個(gè)生成具有不同分 辨率和不同亮度差的臉部特征圖像。例如，控制器100可以針對具有M個(gè)不同分辨率的N 個(gè)臉部圖像生成具有P個(gè)不同亮度差的NXMXP個(gè)臉部特征圖像。這里，P是自然數(shù)。在步驟340，控制器100通過臉部特征值計(jì)算器140計(jì)算多個(gè)生成的臉部特征圖像 中的每一個(gè)的臉部特征值，并按從與參考臉部圖像具有最小臉部特征值差的臉部特征圖像 到與參考臉部圖像具有最大臉部特征值差的臉部特征圖像的次序，對多個(gè)生成的臉部特征 圖像進(jìn)行排序?？梢詫⒕哂凶畲竽槻刻卣髦岛妥罡叻直媛实哪槻刻卣鲌D像設(shè)定為參考臉部 圖像，或者可以由用戶任意設(shè)定參考臉部圖像。在步驟350，控制器100從多個(gè)經(jīng)排序的臉部特征圖像中選擇將被用于臉部識別 的K個(gè)目標(biāo)臉部圖像。這里，K是自然數(shù)，并且可以由用戶任意設(shè)定，或者可以通過缺省預(yù) 先設(shè)定。在步驟360，控制器100將選擇的K個(gè)目標(biāo)臉部圖像存儲在存儲器單元150中，以 注冊多個(gè)用戶的臉部圖像，從而完成臉部圖像注冊操作。從前述描述中可以看出，通過在臉部識別所需的臉部注冊過程中在用戶的單一請 求下注冊多個(gè)不同的臉部圖像，用戶能夠便利地一次注冊多個(gè)臉部圖像，并且通過在臉部 識別中使用多個(gè)注冊的臉部圖像，能夠提高臉部識別率。雖然已經(jīng)參考特定的實(shí)施例示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解， 可以對本發(fā)明做出形式和細(xì)節(jié)上的各種改變，而不脫離由權(quán)利要求限定的發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于注冊用于臉部識別的多個(gè)臉部圖像的臉部圖像注冊裝置，該臉部圖像注冊 裝置包括相機(jī)單元(120)，用于捕獲和輸出多個(gè)圖像；臉部檢測器(130)，用于分別從所述多個(gè)捕獲的圖像中檢測多個(gè)臉部圖像；臉部特征值計(jì)算器(140)，用于為所述多個(gè)臉部圖像中的每一個(gè)計(jì)算臉部特征值，其中 所述臉部特征值是根據(jù)所述多個(gè)臉部圖像中的每一個(gè)的臉部特征而施加的分值；以及控制器(100)，用于在用戶請求時(shí)通過臉部檢測器(130)檢測多個(gè)臉部圖像并對所述 多個(gè)臉部圖像排序，通過臉部特征值計(jì)算器(140)計(jì)算多個(gè)經(jīng)排序的臉部圖像的臉部特征 值，并注冊根據(jù)所計(jì)算的臉部特征值選擇的、將被用于臉部識別的目標(biāo)臉部圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的臉部圖像注冊裝置，其中，所述控制器(100)向多個(gè)臉部圖像的 每一個(gè)施加分值，并按照從具有最高分值的臉部圖像到具有最低分值的臉部圖像的次序?qū)?所述多個(gè)臉部圖像進(jìn)行排序。
3.如權(quán)利要求2所述的臉部圖像注冊裝置，其中，所述控制器(100)按照從具有最大臉 部特征值的臉部圖像到具有最小臉部特征值的臉部圖像的次序?qū)λ龆鄠€(gè)臉部圖像進(jìn)行 排序，并針對多個(gè)經(jīng)排序的臉部圖像中的每一個(gè)生成具有多個(gè)不同圖像特征的多個(gè)臉部特 征圖像。
4.如權(quán)利要求3所述的臉部圖像注冊裝置，其中，所述控制器(100)按照從與多個(gè)臉部 特征圖像中的預(yù)定參考臉部特征圖像具有最大臉部特征值差的臉部特征圖像、到與所述預(yù) 定參考臉部特征圖像具有最小臉部特征值差的臉部特征圖像的次序，對所述多個(gè)臉部特征 圖像進(jìn)行排序，并從多個(gè)經(jīng)排序的臉部特征圖像中選擇預(yù)定數(shù)量的臉部特征圖像。
5.如權(quán)利要求4所述的臉部圖像注冊裝置，其中，所述圖像特征包括圖像分辨率和圖 像亮度中的至少一個(gè)。
6.一種用于注冊將被用于臉部識別的多個(gè)臉部圖像的臉部圖像注冊方法，該臉部圖像 注冊方法包括步驟在用戶請求時(shí)從自相機(jī)單元輸入的多個(gè)圖像中檢測多個(gè)臉部圖像，并對所述多個(gè)臉部 圖像進(jìn)行排序；為所述多個(gè)臉部圖像中的每一個(gè)計(jì)算臉部特征值，其中所述臉部特征值是根據(jù)所述多 個(gè)臉部圖像中的每一個(gè)的臉部特征施加的分值；以及注冊根據(jù)所計(jì)算的臉部特征值選擇的、將被用于臉部識別的目標(biāo)臉部圖像。
7.如權(quán)利要求6所述的臉部圖像注冊方法，其中，對所述多個(gè)臉部圖像進(jìn)行排序包括向所述多個(gè)臉部圖像中的每一個(gè)施加分值；并且按照從具有最高分值的臉部圖像到具有最低分值的臉部圖像的次序?qū)λ龆鄠€(gè)臉部 圖像進(jìn)行排序。
8.如權(quán)利要求6所述的臉部圖像注冊方法，其中，注冊所選擇的目標(biāo)臉部圖像包括按照從具有最大臉部特征值的臉部圖像到具有最小臉部特征值的臉部圖像的次序?qū)λ龆鄠€(gè)臉部圖像進(jìn)行排序；針對多個(gè)經(jīng)排序的臉部圖像中的每一個(gè)生成具有多個(gè)不同圖像特征的多個(gè)臉部特征 圖像；按照從與多個(gè)臉部特征圖像中的預(yù)定參考臉部特征圖像具有最大臉部特征值差的臉部特征圖像、到與所述預(yù)定參考臉部特征圖像具有最小臉部特征值差的臉部特征圖像的次 序，對多個(gè)臉部特征圖像進(jìn)行排序；以及從多個(gè)經(jīng)排序的臉部特征圖像中選擇預(yù)定數(shù)量的臉部特征圖像。
9.如權(quán)利要求8所述的臉部圖像注冊方法，其中，所述圖像特征包括圖像分辨率和圖 像亮度中的至少一個(gè)。
全文摘要
提供了用于注冊將被用于臉部識別的多個(gè)臉部圖像的臉部圖像注冊裝置和方法。在用戶請求時(shí)從相機(jī)單元輸入的多個(gè)捕獲的圖像中檢測多個(gè)臉部圖像并對所述多個(gè)臉部圖像排序。為每一個(gè)臉部圖像計(jì)算臉部特征值。臉部特征值是根據(jù)每一個(gè)臉部圖像的臉部特征施加的分值。根據(jù)所計(jì)算的臉部特征值選擇的臉部圖像被注冊為將被用于臉部識別的目標(biāo)臉部圖像。這樣，在用戶的單一請求下可以注冊不同的臉部圖像，從而提高臉部識別率。
文檔編號G06K9/20GK102096805SQ20101058911
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者孫秉準(zhǔn), 尼廷.辛哈爾, 洪泰和, 趙成大, 金廷勛, 黃胤竣 申請人:三星電子株式會社