[发明专利]实时脸部识别系统

说明书

本发明涉及一种实时脸部识别系统，特别是关于一种利用使用者的面貌进行脸部识别的实时脸部识别系统及其识别方法。

在这个电子商务蓬勃发展的时代，互联网成为主要的信息流通渠道。越来越多的商业交易将在网络上完成，电子商务将会成为未来商业交易的主要模式。因此，如何做好电子商务的交易安全及网络身份管理，是未来企业的发展中一项非常重要的课题。

目前最普遍使用的网络交易的安全管理方式是使用密码，凡是提款卡及互联网上的交易都使用密码来作为身份的识别。然而，使用密码的机制有其先天上的漏洞。密码容易被偷窥及盗取，数据更可能被不法份子所复制，事后追查相当不易。因此，近年来许多研究致力于发展新的身份识别方法，以改善网络交易的安全。

目前生物识别系统的发展已经相当成熟，包括指纹、语音、甚至虹膜识别等等的生物识别机制都已被开发出来。然而，这些生物识别系统所需的设备都很昂贵且操作不易，且事后难以追踪，难以被广泛应用于电子商务的网络交易中。在诸多生物识别系统中，脸部识别是较为可行的作法，使用端仅需要一部摄像机配合系统的软件即可操作，除了设备的成本远低于指纹、语音、和虹膜等等识别方法外，在操作上也简单许多，在许多研究中显示，人的眼睛、鼻子、嘴角、外观轮廓等皆可作为脸部识别之用。其中，美国专利第5,331,544号、第5,012,522号和第4,975,960号揭露的图像数据处理的数字化方法。美国专利第5,274,714号揭露一种用以进行数字化处理的画面攫取器(framegrabber)，并将其应用在类神经网络上。美国专利第5,263,097和第5,255,347号揭露一种脸部特征撷取的方法，并将其应用在类神经网络上。然而，上述的技术皆有其存在的问题。其中部分技术撷取脸部特征的步骤相当的繁杂；部分技术因需要处理大量的计算，而大幅减缓系统的操作速率。再者，大多数的现有技术并无法提供脸部图像的大小、倾斜及旋转的不变性，致使使用者必须将他/她的头部放于一固定的位置才能进行图像识别。部分技术因需要处理大量的数据，因此需要存储量相当大的存储媒体。因此，发展出一种能克服上述缺点的脸部图像识别系统，便成为一顼非常重要的问题。

另外，叶尔良先生在其美国那鲁大学的博士论文《ph.D.Thesis“Vision-Based Place Recognition for Mobile Robot”by Erliang Yeh，YaleUniversity，New Haven，USA in 1997》中，揭露了一种适用于活动的机械人(mobile robots)的位置识别方法。在此论文中，空间的位置是由一组在不同位置不同角度所拍摄的位置图像所组成。藉由局限条件的搜寻和空间几何的不变性，空间的位置便可藉由点和线的吻合程度来进行识别。此种三度空间的物体的识别方法将成为相当强而有力的脸部识别的方法。

本发明的主要目的是提供一种实时脸部识别系统，利用使用者的面貌进行脸部识别。

本发明的次要目的是提供一种实时脸部识别的方法，利用使用者的面貌进行脸部识别。

本发明的实时脸部识别系统是这样实现的：一种实时脸部识别系统，利用使用者的面貌进行脸部识别，其特征在于：所述系统包含有：a.一图像输入装置，用以撷取所述使用者的头部图像；b.一存储装置，用以存储多个脸部图像做为参考比对之用；其中所存储的脸部图像被预先转换至数学的本征空间，以本征脸部的形式存储在所述存储装置中；c.一脸部检测装置，耦合至所述图像输入装置，用以从所述头部图像中检测出脸部图像的位置；d.一脸部特征检测装置，耦合至所述脸部检测装置，用以从所述脸部图像中检测出多个脸部特征，并将每一所述脸部特征转换至本征空间，以成为一本征向量；以及e.一脸部识别装置，用以计算所述脸部特征的本征向量及该存储装置所存储的本征脸部的相似程度，并根据所述相似程度给出信心指数。

所述存储装置是由一本征脸部数据库和一本征脸部特征数据库所组成。

所述输入装置是由一摄像机和一图像驱动器所组成，以得到所述头部图像的RGB(红色、绿色、蓝色)的原始数据。

所述脸部检测装置是由一输入模组所驱动。

所述输入模组是一耦合至所述脸部识别系统的鼠标。

所述脸部检测装置更包含一移动检测模组，用以追踪图像中移动的部分，以辅助脸部图像的检测。