[发明专利]一种基于图像识别的头部姿态估计方法及装置

说明书

本发明的实施例提供的基于图像识别的头部姿态估计方法，通过对目标图像进行人脸识别，确定人脸图像区域，在所述人脸图像区域中提取多个预设部位的人脸特征点，根据预设的人脸模型，对所述多个预设部位的人脸特征点进行匹配，确定所述人脸图像的头部姿态。本发明的实施例同时提供一种基于图像识别的头部姿态估计装置。本发明提供的基于图像识别的头部姿态估计方法及装置，有效地降低了头部姿态估计的运算复杂度，提升了头部姿态估计的效率，能够广泛适用于注意力检测、行为分析、人机互动和视线跟踪等技术领域。

技术领域

本发明涉及计算机视觉及人机交互技术领域，具体而言，涉及一种基于图像识别的头部姿态估计方法及装置。

背景技术

头部姿态估计，是通过对视频图片等图像信息进行处理，提取得到图像中目标主体头部的旋转和位移数据，从而确定目标主体的头部姿态信息。实时的头部姿态估计在人机交互和人工智能技术中起着至关重要的作用，广泛应用于安全监控、虚拟现实、增强现实、智能控制等多个领域中，例如，通过获取驾驶员头部姿态，进行疲劳检测实现安全驾驶，以及，通过检测人体头部姿态，生成虚拟场景或信息，应用于虚拟现实场景建立或增强现实信息显示等等。目前，准确的头部姿态估计方法依然具有一定的挑战性，如何提高头部姿态估计的准确性和鲁棒性，是人机交互技术发展过程中亟待解决的技术问题之一。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本发明的实施例提出了一种基于图像识别的头部姿态估计方法，包括以下步骤：S101，对目标图像进行人脸识别，确定人脸图像区域；S102，在所述人脸图像区域中，提取多个预设部位的人脸特征点；S103，根据预设的人脸模型，对所述多个预设部位的人脸特征点进行匹配，确定所述人脸图像的头部姿态。

优选地，所述步骤S101，具体为：识别所述目标图像中是否存在人脸图像，若是，则在所述目标图像中确定所述人脸图像区域。

优选地，所述步骤S102，具体为：在所述人脸图像区域中识别人脸特征点，提取多个预设部位的人脸特征点，所述人脸特征点包括：左眼中心、右眼中心、鼻尖、左嘴角和右嘴角。

优选地，所述步骤S103之前，还包括：建立人脸模型，所述人脸模型包括多个预设部位的人脸特征点，所述人脸特征点包括：左眼中心、右眼中心、鼻尖、左嘴角和右嘴角。

优选地，所述步骤S103，具体为：根据所述目标图像中多个预设部位人脸特征点的坐标、相机内参矩阵、人脸模型中对应的多个预设部位人脸特征点的坐标以及图像坐标与世界坐标的空间对应关系，确定人脸图像相对于人脸模型的旋转矩阵，得到所述目标图像中人脸图像的头部姿态。

本发明的实施例同时提出了一种基于图像识别的头部姿态估计装置，该装置包括：图像识别模块，用于对目标图像进行人脸识别，确定人脸图像区域；特征提取模块，用于在所述人脸图像区域中，提取多个预设部位的人脸特征点；姿态估计模块，用于根据预设的人脸模型，对所述多个预设部位的人脸特征点进行匹配，确定所述人脸图像的头部姿态。

优选地，所述图像识别模块，具体用于识别所述目标图像中是否存在人脸图像，若是，则在所述目标图像中确定所述人脸图像区域。

优选地，所述特征提取模块，具体用于在所述人脸图像区域中识别人脸特征点，提取多个预设部位的人脸特征点，所述人脸特征点包括：左眼中心、右眼中心、鼻尖、左嘴角和右嘴角。

优选地，所述基于图像识别的头部姿态估计装置，还包括：模型建立模块，用于建立人脸模型，所述人脸模型包括多个预设部位的人脸特征点，所述人脸特征点包括：左眼中心、右眼中心、鼻尖、左嘴角和右嘴角。

优选地，所述姿态估计模块，具体用于根据所述目标图像中多个预设部位人脸特征点的坐标、相机内参矩阵、人脸模型中对应的多个预设部位人脸特征点的坐标以及图像坐标与世界坐标的空间对应关系，确定人脸图像相对于人脸模型的旋转矩阵，得到所述目标图像中人脸图像的头部姿态。