[发明专利]一种人脸特征提取方法

权利要求书

1.一种人脸特征提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在自然光源环境下拍摄面部照片；

2)将照片传输至终端，对人脸图像进行灰度化，得到水平灰度投影及垂直灰度投影曲线图；

3)建立面部的坐标体系，根据步骤2)得到的水平灰度投影及垂直灰度投影曲线图确定人脸关键特征的坐标映射；

4)通过步骤3)得到的坐标映射定位各面部分区的中心点坐标及分布形状，并根据各面部分区的中心点坐标及分布形状计算各面部分区的面积；

5)根据各面部分区的中心点坐标及面积，对各面部分区进行像素复制，完成对各面部分区的特征提取。

2.根据权利要求1所述的一种人脸特征提取方法，其特征在于，在步骤2)中，将照片传输至终端后，先对照片进行初步处理，包括人脸方位矫正、边缘裁剪和/或缩放调整。

3.根据权利要求1所述的一种人脸特征提取方法，其特征在于，在步骤2)中，将照片传输至终端后，先对照片进行预处理，包括增强人脸肤色与背景的对比度，且保持人脸细节及颜色平衡。

4.根据权利要求1所述的人脸特征提取方法，其特征在于，所述的建立面部的坐标体系具体为距离人脸图像适当位置设立坐标原点，绘制x轴和y轴，构成反射区分布屏幕坐标系。

5.根据权利要求4所述的人脸特征提取方法，其特征在于，所述根据灰度投影曲线图确定人脸关键特征的坐标映射为：在建立的面部坐标体系内，根据灰度投影曲线图确定人脸各关键特征的位置并绘制经过上述位置的坐标线，使各坐标线成网状分布，获得各坐标线与x轴或y轴的相交坐标值。

6.根据权利要求5所述的人脸特征提取方法，其特征在于，所述根据灰度投影曲线图确定人脸各关键特征的位置并绘制经过上述位置的坐标线，使各坐标线成网状分布，获得各坐标线与x轴或y轴的相交坐标值的具体步骤为：

101)确定左右眼瞳孔圆心坐标：假设位于单个瞳孔内部的点坐标为(X_temp，Y_temp)，则

X_temp＝min∑I_x(x，y)

Y_temp＝min∑I_y(x，y)

其中，I(x，y)为经过初步处理的图像的灰度值，∑I_x(x，y)表示横坐标为x的水平灰度投影值，∑I_y(x，y)表示纵坐标为y的垂直灰度投影值，分别取最小值得到每个瞳孔圆心的粗略坐标为t_temp(X_temp，Y_temp)；

可知，左右眼的瞳孔圆心坐标分别为t₁(x_a，y_a)，t₂(x_b，y_b)，

则经过两瞳孔圆心坐标t₁、t₂的直线斜率为：

k＝(y_b-y_a)/(X_b-x_a)

计算k值，若斜率k为零，则人脸图像的方位符合标准，不做调整；若斜率k大于零，则顺时针旋转人脸图像反正切函数值arctan(k)角度来调整图像方位，重新获取调整后的t₁、t₂坐标；若斜率k小于零，则逆时针旋转人脸图像反正切函数值arctan(k)角度来调整图像方位，重新获取调整后的t₁、t₂坐标；绘制经过两瞳孔圆心坐标t₁、t₂的直线，该直线与y轴相交点的坐标值定义为y4；然后分别经坐标t₁、t₂绘制垂直于x轴的直线，与x轴相交点的坐标值分别定义为x3、x7：

102)确定左右眼内外眼角的坐标：定义x2为左外眼角横坐标，x4为左内眼角横坐标，x6为右内眼角横坐标，x8为右外眼角坐标；根据垂直灰度投影曲线图，x4、x6处在两瞳孔x3和x7坐标值中间，且分别位于内侧波谷位置，相应的x2、x8在外侧波谷位置；

103)确定人脸的左右边界：定义x1为人脸的左边界横坐标，x9为人脸的右边界横坐标；利用图像的垂直灰度投影曲线图，根据凸峰宽度确定人脸的左右边界，通过左右凸峰点绘制纵向切线，和x轴的交点即分别为x1、x9的坐标值；

104)确定人脸皮肤的上边界：定义y1为人脸皮肤的上边界纵坐标：根据水平灰度投影曲线图取得人脸皮肤上边界，绘制垂直y轴、与上边界凸峰皮肤位置的切线，与y轴交点即为y1坐标值；

105)确定眉毛上边界及眼睛上边界：定义y2为眉毛上边界纵坐标，y3为眼睛上边界纵坐标：根据水平灰度投影曲线图，绘制垂直于y轴且自y1往下第一个波谷的切线，为眉毛上边界，与y轴的交点为y2坐标值，绘制垂直于y轴且自y2往下第一个波谷的切线，为眼睛上边界，与y轴交点为y3的坐标值；

106)确定嘴唇的上下边界：定义y7为嘴唇上下边界的中心点纵坐标；利用图像中的红色像素点投影来确认嘴唇的上下边界，绘制垂直于y轴且穿过嘴唇上下边界的中心点的切线，与y轴相交的点为y7的坐标值；

107)确定鼻尖坐标：定义y6为鼻尖纵坐标；由垂直灰度投影曲线图得到鼻尖处于人脸中间偏下位置的灰度峰值位置，绘制垂直于y轴且穿过鼻尖的切线，与y轴相交的点为y6的坐标值；

108)确定两瞳孔中心至鼻尖的1/2处坐标：定义y5为从瞳孔中心至鼻尖的1/2处纵坐标。