[发明专利]多角度人脸图像采集装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像采集领域，尤其涉及一种多角度人脸图像采集装置及方法。

背景技术

在利用图像进行人员面部姿势识别时，需要建立一个不同角度下人的面部图像库，图像库中的图像对应一个确定的人员面部姿势，以便于验证识别算法的准确性。不同的研究人员采用不同的方法获取图像以建立该图像库。有的采用被采集图像的人员固定，在不同角度放置多个摄像机进行图像采集，这样就需要多个相机增加了采集成本，并且采集图像的背景也会有很大差别，不利于后续面部姿势识别方法的验证。有的采用单一相机，然后在被采集人员头部安装发光笔，让被采集人转动头部使光笔照射墙上不同标记点的方法来采集图像，该方法采集的图像中会包含一个发光点及光笔佩戴设备，也不利于后续的使用。

申请(专利)号为200610111813.3、发明名称为“一种图像采集的方法及其应用”提供了一种图像采集的装置及方法。图像采集的系统包括：摄像机、光学反射装置。将摄像机和光学反射装置按预先设定的位置和角度进行安放，即在不同角度放置多个摄像机进行图像采集，这样就需要多个相机增加了采集成本，并且采集图像的背景也会有很大差别，不利于后续面部姿势识别方法的验证。

发明内容

为了克服现有技术图像采集方法的不足，本发明提供一个多角度人脸图像采集装置及方法，该图像采集装置自动化程度高，可采集高质量的图像。

本发明技术方案如下：

一种多角度人脸图像采集装置，包括摄像机、光源、旋转座椅、减速机构、电机和计算机，其特征在于旋转座椅下方装有减速机构，减速机构和电机转动轴相连接，由电机带动减速机构驱动旋转座椅作水平转动；摄像机和电机分别通过数据线与计算机连接，由计算机控制摄像机的拍摄和电机的转动；旋转座椅后面安放背景，摄像机和光源位于旋转座椅前方。

所述的背景为白色背景。

所述光源的入射光线与背景成90度夹角。

所述的减速机构包括一对锥齿轮和一对柱齿轮，其中小锥齿轮固定在高速轴上，大锥齿轮固定在传动轴上端，小锥齿轮和大锥齿轮相咬合；小柱齿轮固定在传动轴下端，大柱齿轮固定在低速轴下端，小柱齿轮和大柱齿轮相咬合；整个减速机构封装在箱体里，低速轴上端伸出箱体外固定旋转座椅，高速轴伸出箱体外和电机的转动轴相连接。

本发明采集装置在使用时，放置在无任何其它可见光的房间内；由计算机控制电机使旋转座椅按照设定的旋转角度进行旋转，同时由计算机控制摄像机进行拍摄。

本发明的多角度人脸图像采集装置在使用时，其过程如下：

1、拍摄对象坐在旋转座椅上，面部朝向平行于背景平面，并保持身体及头面部姿势不动，由计算机控制电机及减速机构驱动旋转座椅使拍摄对象面部由摄像机进行扫描，旋转座椅在0-180度范围内旋转。

2、在旋转座椅旋转的同时，摄像机对拍摄对象脸部进行拍摄，并将图像信息通过数据线传回计算机进行保存、处理。

一种利用上述多角度人脸图像采集装置进行工作的方法，步骤如下：

a.计算机系统初始化，计算机显示初始控制界面，数字摄像机实时拍摄采集对象的图像，并显示在控制界面上；

b.在计算机控制面板上，输入数字摄像机拍摄参数，通过计算机系统控制软件预先设定数字摄像机拍摄参数，根据建立图像库的需要对数字摄像机的分辨率、曝光时间、对比度、白平衡参数进行设置；

c.在计算机控制面板上，输入采集对象每次旋转的精确角度，同时根据需要选择合适的照射光源；拍摄对象坐在旋转座椅上，面部朝向平行于背景平面(拍摄对象面部侧面正对摄像机。)；摄像机拍摄正侧面图像并将图像传输保存到计算机内；

d.由计算机控制电机开始转动，通过减速机构驱动旋转座椅作水平转动，拍摄对象面部开始转向摄像机；

e.计算机判断旋转座椅是否转到设定角度，如果达到设定角度则转到下一步，否则进行延时等待并转到步骤e；

f.由计算机控制电机停止转动；

g.摄像机拍摄图像并将图像传输保存到计算机内；

h.判断旋转座椅是否已转到180度，即拍摄对象经水平转动后其面部另一侧面正对摄像机位置，如果是则转到下一步，否则转到步骤d；

i.摄像机拍摄另一正侧面图像并将图像传输保存到计算机内；结束拍摄。

本发明的有益效果：

与现有技术相比本发明的有益效果是，提供一个多角度人脸图像采集装置，通过计算机控制旋转角度，提高角度的精确性。由于背景环境不变，摄像机拍摄各不同角度的图像均衡，能获取高质量的图像，方便于后续面部角度识别的使用。

附图说明