[发明专利]适用于多种姿态的人脸识别布控系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种人脸识别系统，尤其涉及一种适用于多种姿态的人脸识别布控系统；此外，本发明还涉及上述多种姿态的人脸识别系统的识别方法。

背景技术

当今，人脸识别技术应用范围越来越广泛。其中，在视频监控中应用人脸识别技术成为人脸识别技术在实际应用的主流。然而，由于视频中的数据过于复杂，特别是由于人脸可能处于不同姿态，因而会带来识别误差可能会较大的问题。

目前的人脸识别布控系统中，往往会采用布控对象的正面照(如用布控对象的第二代身份证照片)，用人脸识别分类器提取这些照片中人脸的特征，而人脸识别分类器往往是基于正面人脸训练得到的；当视频中检测到人脸时，用同样的人脸识别分类器提取人脸特征，然后和布控库中的人脸特征比较，当有相似度大于预先设定的阈值时，发出报警。对于这种使用模式，当视频中的人脸的姿态变换较大时，识别率自然就比较低。

而后经过改进，在训练人脸识别分类器时，往往一个人有好几个人脸样本，而且为了使识别分类器能够适应人脸在实际应用环境中的变化(如：光照、姿态、表情、妆束、采集设备等等)，所以在收集训练样本时，会考虑同一个人的样本之间都会有些变化。因此，在实际应用中为了提高识别分类器对于姿态的鲁棒性，往往会在训练样本中增加不同姿态的人脸样本，但姿态变化范围不能很大。往往会控制在上下旋转15°，左右旋转15°左右，甚至更小的范围。通常将这类训练集称为正面脸的训练集(S₀)(即通常将上下旋转15°、左右旋转15°的人脸称为正面脸)，由此训练出来的人脸识别分类器称为正面人脸的识别分类器(C₀)。

上述分类器对人脸姿态在一定范围内的效果比较好。但对更大姿态的人脸，识别效果就比较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种适用于多种姿态的人脸识别布控系统，以提高更大姿态人脸在视频布控中的识别率。

此外，本发明还提供上述人脸识别布控系统的识别方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种适用于多种姿态的人脸识别布控系统，其包括布控库、视频获取单元、人脸检测定位单元、姿态判断单元、人脸识别分类器、对比单元；布控库用于存储布控对象的多种姿态的人脸特征；视频获取单元用以获取每一帧的视频数据；人脸检测定位单元用以检测视频数据中的人脸以及定位人脸中的一些重要器官的位置；姿态判断单元用于判断人脸检测定位单元所检测到的人脸的姿态；基于所述各种姿态人脸训练获得相应人脸识别分类器，根据姿态判断单元判断得到的人脸姿态选择对应的人脸识别分类器，利用该人脸识别分类器提取人脸特征；对比单元用以把所述人脸识别分类器提取的人脸特征、与布控库中对应姿态的人脸特征作对比，得到一组相似度值并排序，取最大值，得出最大相似度；当所述最大相似度大于设定的阈值时报警。

作为本发明的一种优选方案，所述人脸姿态包括：

第一姿态，即人脸相对于绝对正面沿人脸左右方向的中轴线上下旋转[0°，a1°]范围内、沿人脸上下方向的中轴线左右旋转[0°，b1°]范围内的姿态；

第二姿态，即人脸相对于绝对正面沿人脸左右方向的中轴线上下旋转[0°，a1°]范围内、沿人脸上下方向的中轴线向左旋转[b1°，b2°]范围内的姿态；

第三姿态，即人脸相对于绝对正面沿人脸左右方向的中轴线上下旋转[0°，a1°]范围内、沿人脸上下方向的中轴线向右旋转[b1°，b3°]范围内的姿态；

第四姿态，即人脸相对于绝对正面沿人脸左右方向的中轴线向下旋转[a1°，a2°]范围内、沿人脸上下方向的中轴线左右旋转[0°，b1°]范围内的姿态；

第五姿态，即人脸相对于绝对正面沿人脸左右方向的中轴线向下旋转[a1°，a2°]范围内、沿人脸上下方向的中轴线向左旋转[b1°，b2°]范围内的姿态；

第六姿态，即人脸相对于绝对正面沿人脸左右方向的中轴线向下旋转[a1°，a2°]范围内、沿人脸上下方向的中轴线向右旋转[b1°，b3°]范围内的姿态；

第七姿态，即人脸相对于绝对正面沿人脸左右方向的中轴线向上旋转[a1°，a3°]范围内、沿人脸上下方向的中轴线左右旋转[0°，b1°]范围内的姿态；

第八姿态，即人脸相对于绝对正面沿人脸左右方向的中轴线向上旋转[a1°，a3°]范围内、沿人脸上下方向的中轴线向左旋转[b1°，b2°]范围内的姿态；

第九姿态，即人脸相对于绝对正面沿人脸左右方向的中轴线向上旋转[a1°，a3°]范围内、沿人脸上下方向的中轴线向右旋转[b1°，b3°]范围内的姿态；