[发明专利]一种用于多目人脸活体检测系统的测试装置与测试方法

权利要求书

1.一种用于多目人脸活体检测系统的测试装置，多目人脸活体检测系统为双目系统，包括第一相机（11）和第二相机（12），各个相机分别拍摄位于人脸检测位置处的待测人员的真实人脸图像；其特征在于，

测试装置包括：分别与两个相机相对应的两个投影仪即第一投影仪（21）和第二投影仪（22），用于投影仪投影图像的背景屏（3），分光单元；

所述投影仪在背景屏（3）上进行投影；各个相机同时且分别拍摄对应投影仪在背景屏（3）上的投影图像即获得接收图像，且使得各个相机的接收图像与该相机所拍摄的真实人脸图像相同；

相对应的一个投影仪和一个相机构成一组测试单元；所述分光单元用于将各组测试单元的传播光线隔开，保证各组测试单元中的相机仅拍摄对应投影仪在背景屏（3）上的投影图像；

所述分光单元包括：放置于第一相机（11）前端的第一偏振片（41），放置于第一投影仪（21）前端的第二偏振片（42），放置于第二相机（12）前端的第三偏振片（43），放置于第二投影仪（22）前端的第四偏振片（44）；其中，第一偏振片（41）与第二偏振片（42）的偏振方向相同，第三偏振片（43）与第四偏振片（44）的偏振方向相同，且第一偏振片（41）与第四偏振片（44）的偏振方向正交；

每组测试单元中，相机的成像波段与对应投影仪投影所用的光学波段保持一致；

所述背景屏（3）布置于人脸检测位置处；各个投影仪的投射视场与对应相机的相机视场均能覆盖人脸检测位置。

2.一种适用于权利要求1所述的用于多目人脸活体检测系统的测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，针对多目人脸活体检测系统中各个相机所拍摄的真实人脸图像分别进行重构，得到与各个相机相对应的重构图像；

S2，分别对各个相机的重构图像进行投影，投影出与各个相机相对应的投影图像；

S3，各个相机同时且分别拍摄对应的投影图像即获得接收图像，且使得各个相机的接收图像与该相机所拍摄的真实人脸图像相同；

S4，多目人脸活体检测系统基于各个相机的接收图像进行人脸活体检测，根据人脸活体检测结果实现多目人脸活体检测系统的测试。

3.根据权利要求2所述的用于多目人脸活体检测系统的测试装置的测试方法，其特征在于，

步骤S1具体包括以下处理步骤：

S11，分别对各组测试单元中的相机和投影仪进行标定，得到各组测试单元的内外参，包括：相机的内参矩阵，投影仪的内参矩阵，相机坐标系与投影仪坐标系之间的旋转矩阵和平移矩阵；

S12，分别标定背景屏（3）在各个相机的相机坐标系中的三维位置，得到背景屏（3）在各个相机坐标系中的平面方程；

S13，根据步骤S11和步骤S12的标定结果，并基于各个相机所拍摄的真实人脸图像，分别计算各个相机的重构图像数据；

步骤S2具体过程如下所示为：

各个投影仪根据对应相机的重构图像数据分别向背景屏（3）进行投影，投影出与各个相机相对应的投影图像。

4.根据权利要求3所述的用于多目人脸活体检测系统的测试装置的测试方法，其特征在于，步骤S13中，重构图像数据的计算方法，具体如下所示：

S131，相机拍摄的真实人脸图像上的某个人脸像素点q的坐标为(Uq,Vq)，像素值为Sq，该人脸像素点q记为(Uq,Vq;Sq)，真实人脸图像上的人脸像素点q对应的人脸三维物点为Q；

S132，相机点位O和人脸三维物点Q的延长线与背景屏（3）的交点为Qo，交点Qo在相机坐标系中的三维坐标(Xo,Yo,Zo)通过如下方程组求解：

其中，式(1)为背景屏（3）在相机坐标系中的平面方程，A、B、C均为背景屏（3）在相机坐标系中的平面参数；式(2)为相机的成像模型，r2为中间变量，K2为相机的内参矩阵；

交点Qo的像素值与人脸像素点q的像素值相同，均为Sq，该交点Qo记为(Xo,Yo,Zo;Sq)；

S133，针对真实人脸图像上的各个人脸像素点，均按照步骤S131～S132的方式进行处理，在背景屏（3）上分别得到与各个人脸像素点相对应的各个交点，构成在背景屏（3）上附带像素值信息的点云纹理集合；

S134，将点云纹理集合转换到投影仪坐标系下，计算重构图像数据；

其中，点云纹理集合中的交点Qo在重构图像中对应的重构像素点为p，重构像素点p的坐标为(Up,Vp)，像素值为Sp，转换公式如下所示：

其中，式(3)为投影仪的成像模型，r1为中间变量，K1为投影仪的内参矩阵，R为相机坐标系和投影仪坐标系之间的旋转矩阵，T为相机坐标系和投影仪坐标系之间的平移矩阵；(Xo,Yo,Zo)为交点Qo在相机坐标系中的三维坐标。