專利名稱：一種實(shí)時調(diào)節(jié)視頻圖像中人臉顯示比例的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是圖像處理中人臉識別技術(shù)，尤其涉及一種實(shí)時調(diào)節(jié)視頻圖像中人臉顯示比例的方法及裝置。
背景技術(shù)：
視頻圖像中人臉識別通常是基于知識或者統(tǒng)計的方法對人臉進(jìn)行建模，比較所有可能的待檢測區(qū)域與人臉模型的匹配度，從中得到可能存在的人臉區(qū)域?，F(xiàn)有技術(shù)中人臉識別通常是基于特征的人臉識別方法和基于圖像的人臉識別方法?；谔卣鞯娜四樧R別方法主要分為底層特征分析方法(灰度特征、人臉輪廓特征、器官特征等)、組群特征分析方法以及變形模型分析方法等。該種人臉識別方法直觀、容易被人們接受及采用，具有靈活的操作性；但該種方法要想找到一個適用于所有情況的顯示 特征十分困難，因?yàn)槔脠D像中低層次的特征(如點(diǎn)、線等)，容易受到光照和噪聲等的影響，在復(fù)雜場景下可能存在大量與人臉區(qū)域特征相似的低層次特征，人臉捕捉難度大，容易出現(xiàn)漏檢或誤檢。此外，當(dāng)實(shí)時視頻圖像中的人處在較遠(yuǎn)的位置時，視頻窗口中未經(jīng)處理的圖像特別小，這種情況下，采用未知大小的匹配窗口多次嘗試，從中找到與視頻圖像中人臉匹配的定位窗口進(jìn)行人臉定位，記算量大，匹配效率低?；趫D像的人臉識別方法把人臉檢測問題視為一個廣義的模式識別的問題，通過訓(xùn)練過程把樣本分為人臉和非人臉兩種，主要分為線性子空間方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和其他統(tǒng)計方法(支持向量機(jī)(SVM)方法、AdaBoost方法等)。該種方法不需要提取具體的人臉特征，只需從大量典型的樣本數(shù)據(jù)中獲得統(tǒng)計特征，能夠較好地反映人臉圖像和非人臉圖像之間的差別，因此魯棒性強(qiáng)，即使在復(fù)雜背景場景中也有較高的準(zhǔn)確性。但是該種方法需要對所有可能檢測的窗口進(jìn)行窮舉檢索，計算復(fù)雜性高；為了達(dá)到較高的準(zhǔn)確性，需要大量的時間和經(jīng)歷搜集人臉樣本和非人臉樣本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種實(shí)時調(diào)節(jié)視頻窗口中人臉顯示比例的方法及裝置，解決了當(dāng)視頻圖像中的人處在較遠(yuǎn)的位置時，在看不清人臉的情況下，容易出現(xiàn)漏檢或誤檢的問題，及基于圖像的人臉識別方法計算復(fù)雜度高、效率低的問題。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種實(shí)時調(diào)節(jié)視頻窗口中人臉顯示比例的方法，所述方法包括如下步驟實(shí)時獲取用戶相對攝像單元的距離；根據(jù)所述距離確定人臉匹配窗口 ；通過所述人臉匹配窗口在視頻圖像中進(jìn)行人臉定位；將所述定位后的人臉圖像進(jìn)行縮放輸出到視頻窗口。所述實(shí)時獲取用戶相對攝像單元的距離的步驟進(jìn)一步包括通過用戶附屬標(biāo)識物，采用單目視覺或雙目視覺的紅外攝像裝置測量附屬標(biāo)識物的屬性信息，通過計算得到用戶相對攝像單元的距離；或者，采用多普勒掃描測量距離的方法，或者采用可見光攝像裝置，或者采用深度攝像裝置，得到用戶相對攝像單元的距離。所述用戶附屬標(biāo)識物包括具有紅外反射涂層的物品，所述物品能夠被紅外攝像裝置識別。通過附屬標(biāo)識物獲取用戶相對攝像單元的距離時，用戶手持或配帶所述附屬標(biāo)識物。采用雙目視覺的紅外攝像裝置測量用戶附屬標(biāo)識物的屬性信息，根據(jù)雙目視覺系統(tǒng)獲取的兩幅圖像的視差，由下述公式(I)計算用戶相對攝像單元的距離，Z = f*b/Ax(I)其中，Z表示用戶相對攝像單元的距離，f表示攝像機(jī)的焦距，b表示基線距離，Ax 表不視差。采用單目視覺的紅外攝像裝置測量所述附屬標(biāo)識物的屬性信息，根據(jù)所述附屬標(biāo)識物的面積，由下述公式(2)估算用戶相對攝像單元的距離，Z = f*S/P(2)其中，Z表示用戶相對攝像單元的距離，S表示所述附屬標(biāo)識物的面積，f 表示攝像機(jī)的焦距，P表示攝像機(jī)像面上獲得的像素個數(shù)。根據(jù)所述用戶相對攝像單元的距離確定人臉匹配窗口的步驟包括，預(yù)先設(shè)定規(guī)格屬性為W*H的人臉定位框，根據(jù)下述公式(3)計算人臉匹配窗口，Kw =^f*f(3)Kh =|-*f其中，Kw表示人臉匹配窗口人臉像素長度，Kh表示人臉匹配窗口人臉像素寬度，W表示預(yù)設(shè)的人臉定位框的長度，H表示預(yù)設(shè)的人臉定位框的寬度。通過所述人臉匹配窗口在視頻圖像中進(jìn)行人臉定位的步驟包括，利用人臉識別技術(shù)在視頻圖像中進(jìn)行人臉圖像搜索，并對搜索到的人臉圖像的中心位置信息進(jìn)行提取。本發(fā)明還公開一種實(shí)時調(diào)節(jié)視頻窗口中人臉顯示比例的裝置，所述裝置包括信息獲取模塊、人臉匹配窗口確定模塊、人臉匹配識別模塊和人臉比例調(diào)整模塊，其中，所述信息獲取模塊用于實(shí)時獲取用戶相對攝像單元的距離；所述人臉匹配窗口確定模塊用于根據(jù)所述距離信息確定人臉匹配窗口 ；所述人臉匹配識別模塊用于通過確定的人臉匹配窗口在視頻圖像中進(jìn)行人臉定位；所述人臉比例調(diào)整模塊用于將所述定位后的人臉圖像進(jìn)行縮放輸出到視頻窗口。所述信息獲取模塊通過用戶附屬標(biāo)識物，采用單目視覺或雙目視覺的紅外攝像裝置測量附屬標(biāo)識物的屬性信息，通過計算得到用戶相對攝像單元的距離；或者，采用多普勒掃描測量距離的方法，或者采用可見光攝像裝置，或者采用深度攝像裝置，得到用戶相對攝像單元的距離。本發(fā)明的技術(shù)方案，通過實(shí)時測得的用戶相對攝像單元的距離信息調(diào)整人臉匹配窗口，并根據(jù)確定的人臉匹配窗口在視頻圖像中進(jìn)行人臉定位，當(dāng)視頻窗口中顯示的人臉較小時，截取并跟蹤定位后的人臉，通過插值算法將所述定位后的人臉圖像進(jìn)行縮放輸出到視頻窗口。該方法能夠根據(jù)用戶與攝像單元的距離自動調(diào)整人臉匹配窗口的大小，在快速、準(zhǔn)確進(jìn)行人臉定位時，提聞了效率。


圖I為本發(fā)明具體實(shí)施方式
提供的實(shí)時調(diào)節(jié)視頻窗口中人臉顯示比例的方法流程圖；圖2為本發(fā)明具體實(shí)施方式
提供的實(shí)時調(diào)節(jié)視頻窗口中人臉顯示比例的裝置結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本發(fā)明具體實(shí)施方式
提供的調(diào)節(jié)人臉顯示比例后的顯示效果圖。
具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖I為本發(fā)明具體實(shí)施方式
提供的實(shí)時調(diào)節(jié)視頻窗口中人臉顯示比例的方法流程圖。如圖I所示，該方法包括如下步驟SI :實(shí)時獲取用戶相對攝像單元的距離；其中，實(shí)時獲取用戶相對攝像單元的距離的步驟包括通過用戶附屬標(biāo)識物，采用單目視覺或雙目視覺的紅外攝像裝置測量附屬標(biāo)識物的屬性信息，通過計算得到用戶相對攝像單元的距離；或者，采用多普勒掃描測量距離的方法，或者采用可見光攝像裝置，或者采用深度攝像裝置，得到用戶相對攝像單元的距離。所述用戶附屬標(biāo)識物包括具有紅外反射涂層的物品，所述物品能夠被攝像機(jī)識另IJ。所述附屬標(biāo)識物可以為形狀規(guī)則的物品，如球狀等。本發(fā)明實(shí)施例中，所述用戶附屬標(biāo)識物具有紅外光反射涂層，通過雙目視覺或單目視覺紅外攝像裝置發(fā)出紅外光，經(jīng)所述附屬標(biāo)識物的紅外反射涂層反射后，所述紅外攝像裝置捕捉所述附屬標(biāo)識物的屬性信息，通過計算獲取用戶相對攝像單元的距離。在進(jìn)行用戶相對攝像單元的距離測量時，用戶可以手持所述附屬標(biāo)識物或者將所述附屬標(biāo)識物配帶于身體的某個部位，總之，保證所述附屬標(biāo)識物與用戶同時處于攝像機(jī)所能拍攝到的范圍內(nèi)，并且所述附屬標(biāo)識物不能被遮擋。本發(fā)明實(shí)施例中，通過用戶附屬標(biāo)識物獲取用戶相對攝像單元的距離的一種方法采用雙目視覺的紅外攝像裝置測量用戶附屬標(biāo)識物的屬性信息，根據(jù)雙目視覺系統(tǒng)獲取的兩幅圖像的視差，由下述公式(I)計算用戶相對攝像單元的距離，Z = f*b/ Ax(I)其中，Z表示用戶相對攝像單元的距離，f表示攝像機(jī)的焦距，b表示基線距離，Ax表不視差。雙目視覺測量時，兩攝像機(jī)獲得附屬標(biāo)識物的三維信息后，通過畸變校正、平行校正、匹配等算法，確定用戶相對攝像單元的距離。在從圖像中檢測出附屬標(biāo)識物的位置后，對兩個攝像機(jī)拍攝的兩幅圖像中的特征進(jìn)行匹配。匹配的三個基本步驟I)從立體圖像中的一幅圖像上選擇與實(shí)際物理結(jié)構(gòu)相應(yīng)的圖像特征；2)在另一幅圖像中確定出同一物理結(jié)構(gòu)的對應(yīng)圖像特征；3)確定這兩個特征之間的相對位置，得到視差。在成像的過程中，由于噪聲、陰影、透視效果等因素的影響，像對中對應(yīng)特征的表像存在著差異，所以為了實(shí)現(xiàn)可靠匹配，找出唯一的對應(yīng)關(guān)系，利用各種條件消除不確定性，以達(dá)到局部的或全局的匹配唯一性。本發(fā)明實(shí)施例中，通過用戶附屬標(biāo)識物獲取用戶相對攝像單元的距離的另一種方法采用單目視覺的紅外攝像裝置測量所述附屬標(biāo)識物的屬性信息，根據(jù)所述附屬標(biāo)識物的面積，由下述公式(2)估算用戶相對攝像單元的距離，Z = f*S/P(2)其中，Z表示用戶相對攝像單元的距離，S表示所述附屬標(biāo)識物的面積，f表示攝像機(jī)的焦距，P表示攝像機(jī)像面上獲得的像素個數(shù)。其中，所述附屬標(biāo)識物選擇形狀規(guī)則的物品，如具有紅外反射涂層的球狀物等。由于對攝像機(jī)像面中像素的個數(shù)P進(jìn)行的是粗略的估算，所以通過該方法得到用戶相對攝像單元的距離Z為一個估算值。S2 :根據(jù)所述距離確定人臉匹配窗口 ；根據(jù)得到的用戶相對攝像單元的距離(直接測量得到或者間接求得的(用戶相對攝像單元的距離Z (單位cm))及攝像頭的焦距f (單位像素)，預(yù)先設(shè)定采用規(guī)格屬性為W*H(單位cm)的定位框包圍人臉，根據(jù)下述公式(3)計算人臉匹配窗口，
權(quán)利要求
1.一種實(shí)時調(diào)節(jié)視頻窗口中人臉顯示比例的方法，所述方法包括如下步驟 實(shí)時獲取用戶相對攝像單元的距離； 根據(jù)所述距離確定人臉匹配窗口； 通過所述人臉匹配窗口在視頻圖像中進(jìn)行人臉定位； 將所述定位后的人臉圖像進(jìn)行縮放輸出到視頻窗口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)時調(diào)節(jié)視頻窗口中人臉顯示比例的方法，其特征在于，所述實(shí)時獲取用戶相對攝像單元的距離的步驟進(jìn)一步包括通過用戶附屬標(biāo)識物，采用單目視覺或雙目視覺的紅外攝像裝置測量附屬標(biāo)識物的屬性信息，通過計算得到用戶相對攝像單元的距離；或者，采用多普勒掃描測量距離的方法，或者采用可見光攝像裝置，或者采用深度攝像裝置，得到用戶相對攝像單元的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)時調(diào)節(jié)視頻窗口中人臉顯示比例的方法，其特征在于，所述用戶附屬標(biāo)識物包括具有紅外反射涂層的物品，所述物品能夠被紅外攝像裝置識別。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)時調(diào)節(jié)視頻窗口中人臉顯示比例的方法，其特征在于，通過附屬標(biāo)識物獲取用戶相對攝像單元的距離時，用戶手持或配帶所述附屬標(biāo)識物。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4之一所述的實(shí)時調(diào)節(jié)視頻窗口中人臉顯示比例的方法，其特征在于，采用雙目視覺的紅外攝像裝置測量用戶附屬標(biāo)識物的屬性信息，根據(jù)雙目視覺系統(tǒng)獲取的兩幅圖像的視差，由下述公式(I)計算用戶相對攝像單元的距離， Z = f*b/ Ax(I) 其中，Z表示用戶相對攝像單元的距離，f表示攝像機(jī)的焦距，b表示基線距離，Ax表不視差。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4之一所述的實(shí)時調(diào)節(jié)視頻窗口中人臉顯示比例的方法，其特征在于，采用單目視覺的紅外攝像裝置測量所述附屬標(biāo)識物的屬性信息，根據(jù)所述附屬標(biāo)識物的面積，由下述公式(2)估算用戶相對攝像單元的距離， Z = f*S/P(2) 其中，Z表示用戶相對攝像單元的距離，S表示所述附屬標(biāo)識物的面積，f表示攝像機(jī)的焦距，P表示攝像機(jī)像面上獲得的像素個數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)時調(diào)節(jié)視頻窗口中人臉顯示比例的方法，其特征在于，根據(jù)所述用戶相對攝像單元的距離確定人臉匹配窗口的步驟包括，預(yù)先設(shè)定規(guī)格屬性為的人臉定位框，根據(jù)下述公式(3 )計算人臉匹配窗口，
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)時調(diào)節(jié)視頻窗口中人臉顯示比例的方法，其特征在于，通過所述人臉匹配窗口在視頻圖像中進(jìn)行人臉定位的步驟包括，利用人臉識別技術(shù)在視頻圖像中進(jìn)行人臉圖像搜索，并對搜索到的人臉圖像的中心位置信息進(jìn)行提取。
9.一種實(shí)時調(diào)節(jié)視頻窗口中人臉顯示比例的裝置，其特征在于，所述裝置包括信息獲取模塊、人臉匹配窗口確定模塊、人臉匹配識別模塊和人臉比例調(diào)整模塊，其中，所述信息獲取模塊用于實(shí)時獲取用戶相對攝像單元的距離； 所述人臉匹配窗口確定模塊用于根據(jù)所述距離信息確定人臉匹配窗口； 所述人臉匹配識別模塊用于通過確定的人臉匹配窗口在視頻圖像中進(jìn)行人臉定位； 所述人臉比例調(diào)整模塊用于將所述定位后的人臉圖像進(jìn)行縮放輸出到視頻窗口。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的實(shí)時調(diào)節(jié)視頻窗口中人臉顯示比例的裝置，其特征在于，所述信息獲取模塊通過用戶附屬標(biāo)識物，采用單目視覺或雙目視覺的紅外攝像裝置測量附屬標(biāo)識物的屬性信息，通過計算得到用戶相對攝像單元的距離；或者，采用多普勒掃描測量距離的方法，或者采用可見光攝像裝置，或者采用深度攝像裝置，得到用戶相對攝像單元的距離。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實(shí)時調(diào)節(jié)視頻窗口中人臉顯示比例的方法及裝置，通過實(shí)時測得的用戶相對攝像單元的距離信息調(diào)整人臉匹配窗口，并根據(jù)確定的人臉匹配窗口在視頻圖像中進(jìn)行人臉定位，當(dāng)視頻窗口中顯示的人臉較小時，截取并跟蹤定位后的人臉，通過插值算法將所述定位后的人臉圖像進(jìn)行縮放輸出到視頻窗口。該方法能夠根據(jù)用戶與攝像單元的距離自動調(diào)整人臉匹配窗口的大小，在快速、準(zhǔn)確進(jìn)行人臉定位時，提高了效率。
文檔編號G06K9/00GK102833486SQ201210231640
公開日2012年12月19日 申請日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者陳濟(jì)棠, 師丹瑋, 袁江龍 申請人:深圳泰山在線科技有限公司