[发明专利]基于曲率的脸部检测器

说明书

本发明公开了一种用于处理数据的方法，其包括接收包含至少人形头部的场景的深度图，所述深度图包括具有相应像素深度值的像素的矩阵。数字处理器从所述深度图提取所述场景的曲率图。所述曲率图包括所述矩阵中的所述像素中至少一些像素的相应曲率值。所述曲率值被处理，以便标识所述场景中的脸部。

技术领域

本发明整体涉及用于三维(3D)映射的方法和系统，尤其涉及3D图数据的处理。

背景技术

在本领域中已知多种不同的方法和系统用于创建深度图。在本专利申请中以及在权利要求书中，术语“深度图”是指场景的作为二维像素矩阵的表示，其中每个像素对应于场景中的相应位置并且具有相应像素深度值，指示从特定参考位置到相应场景位置的距离。换言之，深度图具有图像的形式，其中像素值指示形貌信息，而不是场景中对象的亮度和/或颜色。深度图可例如通过检测和处理图案被投射到上面的对象的图像来创建，如美国专利8,456,517中所述，该美国专利的公开内容以引用方式并入本文。术语“深度图”和“3D图”在本文中可互换使用并且具有相同的含义。

可对深度图进行处理，以便划分和标识场景中的对象。深度图中人形外形(即，结构与人类类似的3D形状)的标识、以及不同场景中这些外形的改变可被用作用于控制计算机应用的手段。例如，公开内容以引用方式并入本文的美国专利8,249,334描述了一种计算机实现的方法，其中深度图被划分以查找人形身体的轮廓。该轮廓被处理以便标识身体的躯干和一个或多个肢体。通过分析深度图中所标识肢体中至少一者的安置来生成输入以控制在计算机上运行的应用程序。

又如，公开内容以引用方式并入本文的美国专利8,565,479描述了一种用于处理包含人形外形的场景的深度图的时间序列的方法。数字处理器处理这些深度图中的至少一者以查找人形外形的头部的位置，并且基于这个位置来估计人形外形的维度。处理器利用所估计的维度在所述序列上跟踪人形外形的运动。

公开内容以引用方式并入本文的美国专利9,047,507描述了一种包括接收包含人形外形至少上半身的场景的深度图的方法。深度图被处理以标识深度图中人形外形的头部和至少一个臂。基于所标识的头部和至少一个臂，并且在不参照人形外形的下半身的情况下，从深度图提取上半身姿态，包括人形外形的肩关节的至少三维(3D)坐标。

发明内容

本发明的实施方案提供用于从深度图提取信息的方法、设备和软件。

因此，根据本发明一实施方案，提供了一种用于处理数据的方法，该方法包括接收包含至少人形头部的场景的深度图，所述深度图包括具有相应像素深度值的像素的矩阵。利用数字处理器，从所述深度图提取所述场景的曲率图。所述曲率图包括所述矩阵中的所述像素中至少一些像素的相应曲率值。所述曲率值被处理，以便标识所述场景中的脸部。

在一些实施方案中，处理所述曲率值包括：检测所述曲率图中的一个或多个斑块，在所述一个或多个斑块上，所述像素具有指示凸形表面的相应曲率值；以及将所述斑块中的一者标识为所述脸部。通常，所述曲率图包括所述像素中至少一些像素的相应曲率取向，并且标识所述斑块中的所述一者包括响应于所述斑块中的所述一者中所述像素的曲率取向来计算所述脸部的滚转角。在所公开的一实施方案中，处理所述曲率值包括在对于所计算的滚转角进行校正时对所述曲率图应用曲率滤波以便探知所述斑块中的所述一者是否为所述脸部。

除此之外或另选地，处理所述曲率值包括响应于所述斑块中的所述一者的尺寸来计算所述脸部的规模，以及在对于所计算的规模进行校正时对所述曲率图应用曲率滤波以便探知所述斑块中的所述一者是否为所述脸部。

进一步除此之外或另选地，提取所述曲率图包括以第一分辨率从所述深度图推导第一曲率图，并且检测所述一个或多个斑块包括在所述第一曲率图中查找所述一个或多个斑块，并且处理所述曲率值包括以比所述第一分辨率更精细的第二分辨率推导包含所述斑块中所述一者的第二曲率图，以及利用所述第二曲率图来标识所述脸部。