CN102567714A - 基于双摄像头面部识别的彩色图像与黑白图像的矫正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于双摄像头面部识别的彩色图像与黑白图像的矫正方法，包括黑白摄像头和彩色摄像头的双摄像头板与矫正用的电脑连接，其特征在于配套使用一矫正板，且依次有以下步骤：1)确定筛选图像框宽度与高度；2)确定矩形图像矫正框；3)筛选合格的双摄像头；4)将合格的双摄像头安装在面部识别机器中；5)定位人眼在图像框中的位置；6)确定彩色、黑白图像中两只眼睛的相对位置；7)移动彩色图像；8)裁剪彩色图像；9)保存矫正参数。本发明有效解决了人脸放在彩色图像框的边缘、且面部识别机器已经显示出完整的人脸图像却不能正确识别的问题。可以显著提高识别率、识别精度与识别速度，降低拒识率，尤其是能提高客户的好评度。
Description
技术领域
本发明涉及面部识别，特别是涉及一种基于双摄像头面部识别的彩色图像与黑白图像的矫正方法。
背景技术
现有面部识别机器大多采用一个黑白摄像头和一个彩色摄像头，即双摄像头。在面部识别机器界面取得的图像包括可以看见的彩色图像和其后面的看不见的黑白图像，彩色图像是为了给用户视觉上的享受而设计的，而真正用于图像识别的是黑白图像。由于摄像头的左右排列设计的影响，当彩色摄像头获取的图像在图像显示框的边缘时，黑白摄像头同时获取的图像在面部识别机器中并未显示出完整的图像，此时，用户是确认已经将自己的完整的面部图像在面部识别机器中显示，事实上，面部识别机器却始终无法识别自己，目前尚未见有可实用化的矫正上述彩色图像和黑白图像的显示问题的方法，不仅给客户造成困惑，而且还带来识别率低、拒识率高、客户好评度降低的不良后果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种基于双摄像头面部识别的彩色图像与黑白图像的矫正方法。
本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决。
这种基于双摄像头面部识别的彩色图像与黑白图像的矫正方法，所述双摄像头是面部识别机器的双摄像头板上安装的一个黑白摄像头和一个彩色摄像头，所述双摄像头板通过USB连接线与矫正用的电脑连接。
这种基于双摄像头面部识别的彩色图像与黑白图像的矫正方法的特点是：
配套使用一表面设有黑点的带支架的矫正板，且依次有以下步骤：
1)确定筛选像素相同的黑白图像框和彩色图像框的宽度与高度；
2)根据筛选范围值，确定矩形图像矫正框；
3)筛选出符合要求即合格的双摄像头；
4)将合格的双摄像头安装在面部识别机器中，上电开机，采用彩色镜头和黑白镜头同时抓取人脸图像；
5)定位人脸图像中同一只眼睛分别在黑白图像框与彩色图像框中的位置；
6)确定彩色图像和黑白图像中两只眼睛的相对位置；
7)根据相对位置的偏移量移动彩色图像；
8)裁剪彩色图像，使彩色图像上下、左右对称；
9)保存裁剪的彩色图像的大小以及在彩色图像框中的位置。
本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。
所述步骤1)确定筛选像素相同的黑白图像框和彩色图像框的宽度与高度，是确定宽度至少为60像素，高度至少为80像素，所述宽度与高度与筛选双摄像头的合格率正相关，宽度与高度越大，合格率越高，宽度与高度越小，合格率越低。
所述步骤3)的筛选出符合要求即合格的双摄像头，是在在光学室中筛选出符合设定矫正范围要求的双摄像头，所述符合设定矫正范围值由能接受的裁剪彩色图像的宽、高的最大值决定，包括以下子步骤：
3·1)根据具体需求确定的筛选黑白图像框和彩色图像框的宽度与高度，在彩色图像框中以彩色图像框的中心为中心，画出确定的矩形图像矫正框；
3·2)将双摄像头板通过USB连接线与电脑连接，在电脑屏幕上显示确定的矩形图像矫正框；
3·3)通过双摄像头不停地摄取其对准的景物，使所述景物分别完整显示在屏幕上的一幅黑白图像和一幅彩色图像中；
3·4)将表面设有黑点的带支架的矫正板放在距离双摄像头50cm处，人工调整所述双摄像头板的位置，使矫正板上的黑点与屏幕上的黑白图像框的中心重合；
3·5)通过人眼观察黑点在彩色图像中显示的矩形图像矫正框中的位置，即可以判断双摄像头板是符合设定值范围要求的可用于矫正的合格双摄像头。
所述步骤5)定位人脸图像中同一只眼睛，是以屏幕上的黑白图像框的中心与彩色图像框的中心分别作为黑白图像框坐标系的原点和彩色图像框坐标系的原点，确定所述眼睛在黑白图像框中的位置坐标1(X1，Y1)以及在彩色图像框中的位置坐标2(X2，Y2)，以确定人的同一只眼睛分别在黑白图像框和彩色图像框中的位置。
所述步骤6)确定彩色图像和黑白图像中两只眼睛的相对位置，是将黑白图像框和彩色图像框坐标系的原点重合，确定所述眼睛在黑白图像框中的位置坐标1(X1，Y1)相对于所述眼睛在彩色图像框中的位置坐标2(X2，Y2)的相对坐标(ΔX，ΔY)，其中：矢量ΔX＝X1-X2，矢量ΔY＝Y1-Y2，正值代表方向为正，负值代表方向为负。
所述步骤7)移动彩色图像，是根据相对坐标(ΔX，ΔY)移动彩色图像，将彩色图像框中的所述眼睛与黑白图像框中的所述眼睛重合。
所述步骤8)裁剪彩色图像，是裁剪部分彩色图像，使彩色图像左右对称、上下对称，且在裁剪掉的彩色图像处填充黑色。
所述步骤9)保存，是将裁剪的彩色图像的大小以及在彩色图像框中的位置参数保存在面部识别机器的存储器内，只要未再次矫正，面部识别机器主界面显示的彩色图像大小和位置就是本次矫正后彩色图像的大小与位置。
所述步骤9)的再次矫正，是在面部识别机器后期维护时，如果有矫正的需求，就通过控制矫正参数对面部识别机器进行再次矫正。
所述矫正板表面的黑点是直径为1cm～3cm的黑圆点。
本发明与现有技术对比的有益效果是：
运用本发明矫正方法，可以使黑白图像和彩色图像在同一个位置，从而使得黑白的人脸图像与彩色的人脸图像重合，面部识别机器能准确的定位人脸的位置，达到人所看见的彩色图像位置就是看不见的黑白图像的位置的视觉效果，有效解决了人脸放在彩色图像框的边缘、且面部识别机器已经显示出完整的人脸图像却不能正确识别的问题。可以显著提高识别率、识别精度与识别速度，降低拒识率。尤其是能提高客户的好评度，使产品更能赢得客户的青睐。
附图说明
图1是本发明具体实施方式的流程图；
图2是本发明具体实施方式配套使用的表面设有黑点的带支架的矫正板平面图；
图3是本发明具体实施方式的双摄像头摄取的人脸图像显示图；
图4是图3的人脸图像的同一只眼睛分别在黑白图像框和彩色图像框坐标系中的位置坐标1(X1，Y1)和位置坐标2(X2，Y2)的平面图；
图5是将图4的黑白图像框和彩色图像框坐标系的原点重合的平面图；
图6是图3的人脸图像的相对坐标(ΔX，ΔY)的ΔX＜0、ΔY＞0时，彩色图像经过移动裁剪后的平面图；
图7是图3的人脸图像的相对坐标(ΔX，ΔY)的ΔX＞0、ΔY＞0时，彩色图像经过移动裁剪后的平面图；
图8是图3的人脸图像的相对坐标(ΔX，ΔY)的ΔX＜0、ΔY＜0时，彩色图像经过移动裁剪后的平面图；
图9是图3的人脸图像的相对坐标(ΔX，ΔY)的ΔX＞0、ΔY＜0时，彩色图像经过移动裁剪后的平面图；
图10是图3的人脸图像的相对坐标(ΔX，ΔY)的ΔX＝0、ΔY＜0时，彩色图像经过移动裁剪后的平面图；
图11是图3的人脸图像的相对坐标(ΔX，ΔY)的ΔX＝0、ΔY＞0时，彩色图像经过移动裁剪后的平面图；
图12是图3的人脸图像的相对坐标(ΔX，ΔY)的ΔY＝0、ΔX＜0时，彩色图像经过移动裁剪后的平面图；
图13是图3的人脸图像的相对坐标(ΔX，ΔY)的ΔY＝0、ΔX＞0时，彩色图像经过移动裁剪后的平面图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式并对照附图对本发明进行说明。
一种如附图1～13所示的基于双摄像头面部识别的彩色图像与黑白图像的矫正方法，双摄像头是面部识别机器的双摄像头板上安装的一个黑白摄像头和一个彩色摄像头，双摄像头板通过USB连接线与矫正用的电脑连接。
配套使用一表面设有黑点的带支架的矫正板，且依次有以下步骤：
1)确定筛选像素相同的黑白图像框和彩色图像框的宽度至少为60像素，高度至少为80像素，宽度与高度与筛选双摄像头的合格率正相关，宽度与高度越大，合格率越高，宽度与高度越小，合格率越低；
2)根据筛选范围值，确定矩形图像矫正框；
3)筛选出符合要求即合格的双摄像头，，是在在光学室中筛选出符合设定矫正范围要求的双摄像头，所述符合设定矫正范围值由能接受的裁剪彩色图像的宽、高的最大值决定，包括以下子步骤：
3·1)根据具体需求确定的筛选黑白图像框和彩色图像框的宽度与高度，在彩色图像框中以彩色图像框的中心为中心，画出确定的矩形图像矫正框；
3·2)将双摄像头板通过USB连接线与电脑连接，在电脑屏幕上显示确定的矩形图像矫正框；
3·3)通过双摄像头不停地摄取其对准的景物，使所述景物分别完整显示在屏幕上的一幅黑白图像和一幅彩色图像中；
3·4)将表面设有黑点的带支架的矫正板放在距离双摄像头50cm处，人工调整所述双摄像头板的位置，使矫正板上的黑点与屏幕上的黑白图像框的中心重合；
3·5)通过人眼观察黑点在彩色图像中显示的矩形图像矫正框中的位置，即可以判断双摄像头板是符合设定值范围要求的可用于矫正的合格双摄像头；
4)将合格的双摄像头安装在面部识别机器中，上电开机，采用彩色镜头和黑白镜头同时抓取人脸图像；
5)定位人脸图像中同一只眼睛分别在黑白图像框与彩色图像框中的位置，以屏幕上的黑白图像框的中心与彩色图像框的中心分别作为黑白图像框坐标系的原点和彩色图像框坐标系的原点，确定所述眼睛在黑白图像框中的位置坐标1(X1，Y1)以及在彩色图像框中的位置坐标2(X2，Y2)，以确定人的同一只眼睛分别在黑白图像框和彩色图像框中的位置；
6)确定彩色图像和黑白图像中两只眼睛的相对位置，将黑白图像框和彩色图像框坐标系的原点重合，确定所述眼睛在黑白图像框中的位置坐标1(X1，Y1)相对于所述眼睛在彩色图像框中的位置坐标2(X2，Y2)的相对坐标(ΔX，ΔY)，其中：矢量ΔX＝X1-X2，矢量ΔY＝Y1-Y2，正值代表方向为正，负值代表方向为负；
7)根据相对位置的偏移量移动彩色图像，根据相对坐标(ΔX，ΔY)移动彩色图像，将彩色图像框中的所述眼睛与黑白图像框中的所述眼睛重合，当ΔY≠0；ΔX≠0时，延X轴方向移动|ΔX|个单位，如果ΔX的值为负，那么就向X轴的负方向移动；如果ΔX的值为正，那么就向X的正方向移动。其次，延Y轴方向移动|ΔY|个单位，如果ΔY的值为负，那么就向Y轴的负方向移动；如果ΔY的值为正，那么就向Y的正方向移动。移动结束后，将彩色图像框中的眼睛位置2与黑白图像框中的眼睛位置1重合，即彩色图像中看见的眼睛的位置就是黑白图像中眼睛的位置；
附图6～13对应ΔX和ΔY的八种不同的组合的移动彩色图像结果，图中的矩形框3为黑白图像框，矩形框4为彩色图像框；
8)裁剪部分彩色图像，使彩色图像左右对称、上下对称，且在裁剪掉的彩色图像处填充黑色；
9)将裁剪的彩色图像的大小以及在彩色图像框中的位置参数保存在面部识别机器的存储器内，只要未再次矫正，面部识别机器主界面显示的彩色图像大小和位置就是本次矫正后彩色图像的大小与位置，在面部识别机器后期维护时，如果有矫正的需求，就通过控制矫正参数对面部识别机器进行再次矫正。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种基于双摄像头面部识别的彩色图像与黑白图像的矫正方法，所述双摄像头是面部识别机器的双摄像头板上安装的一个黑白摄像头和一个彩色摄像头，所述双摄像头板通过USB连接线与矫正用的电脑连接，其特征在于：
配套使用一表面设有黑点的带支架的矫正板，且依次有以下步骤：
1)确定筛选像素相同的黑白图像框和彩色图像框的宽度与高度；
2)根据筛选范围值，确定矩形图像矫正框；
3)筛选出符合要求即合格的双摄像头；
4)将合格的双摄像头安装在面部识别机器中，上电开机，采用彩色镜头和黑白镜头同时抓取人脸图像；
5)定位人脸图像中同一只眼睛分别在黑白图像框与彩色图像框中的位置；
6)确定彩色图像和黑白图像中两只眼睛的相对位置；
7)根据相对位置的偏移量移动彩色图像；
8)裁剪彩色图像，使彩色图像上下、左右对称；
9)保存裁剪的彩色图像的大小以及在彩色图像框中的位置。
2.如权利要求1所述的基于双摄像头面部识别的彩色图像与黑白图像的矫正方法，其特征在于：
所述步骤1)确定筛选像素相同的黑白图像框和彩色图像框的宽度与高度，是确定宽度至少为60像素，高度至少为80像素，所述宽度与高度与筛选双摄像头的合格率正相关，宽度与高度越大，合格率越高，宽度与高度越小，合格率越低。
3.如权利要求1或2所述的基于双摄像头面部识别的彩色图像与黑白图像的矫正方法，其特征在于：
所述步骤3)的筛选出符合要求即合格的双摄像头，是在在光学室中筛选出符合设定矫正范围要求的双摄像头，所述符合设定矫正范围值由能接受的裁剪彩色图像的宽、高的最大值决定，包括以下子步骤：
3·1)根据具体需求确定的筛选黑白图像框和彩色图像框的宽度与高度，在彩色图像框中以彩色图像框的中心为中心，画出确定的矩形图像矫正框；
3·2)将双摄像头板通过USB连接线与电脑连接，在电脑屏幕上显示确定的矩形图像矫正框；
3·3)通过双摄像头不停地摄取其对准的景物，使所述景物分别完整显示在屏幕上的一幅黑白图像和一幅彩色图像中；
3·4)将表面设有黑点的带支架的矫正板放在距离双摄像头50cm处，人工调整所述双摄像头板的位置，使矫正板上的黑点与屏幕上的黑白图像框的中心重合；
3·5)通过人眼观察黑点在彩色图像中显示的矩形图像矫正框中的位置，即可以判断双摄像头板是符合设定值范围要求的可用于矫正的合格双摄像头。
4.如权利要求3所述的基于双摄像头面部识别的彩色图像与黑白图像的矫正方法，其特征在于：
所述步骤5)定位人脸图像中同一只眼睛，是以屏幕上的黑白图像框的中心与彩色图像框的中心分别作为黑白图像框坐标系的原点和彩色图像框坐标系的原点，确定所述眼睛在黑白图像框中的位置坐标1(X1，Y1)以及在彩色图像框中的位置坐标2(X2，Y2)，以确定人的同一只眼睛分别在黑白图像框和彩色图像框中的位置。
5.如权利要求4所述的基于双摄像头面部识别的彩色图像与黑白图像的矫正方法，其特征在于：
所述步骤6)确定彩色图像和黑白图像中两只眼睛的相对位置，是将黑白图像框和彩色图像框坐标系的原点重合，确定所述眼睛在黑白图像框中的位置坐标1(X1，Y1)相对于所述眼睛在彩色图像框中的位置坐标2(X2，Y2)的相对坐标(ΔX，ΔY)，其中：矢量ΔX＝X1-X2，矢量ΔY＝Y1-Y2，正值代表方向为正，负值代表方向为负。
6.如权利要求5所述的基于双摄像头面部识别的彩色图像与黑白图像的矫正方法，其特征在于：
所述步骤7)移动彩色图像，是根据相对坐标(ΔX，ΔY)移动彩色图像，将彩色图像框中的所述眼睛与黑白图像框中的所述眼睛重合。
7.如权利要求6所述的基于双摄像头面部识别的彩色图像与黑白图像的矫正方法，其特征在于：
所述步骤8)裁剪彩色图像，是裁剪部分彩色图像，使彩色图像左右对称、上下对称，且在裁剪掉的彩色图像处填充黑色。
8.如权利要求7所述的基于双摄像头面部识别的彩色图像与黑白图像的矫正方法，其特征在于：
所述步骤9)保存，是将裁剪的彩色图像的大小以及在彩色图像框中的位置参数保存在面部识别机器的存储器内，只要未再次矫正，面部识别机器主界面显示的彩色图像大小和位置就是本次矫正后彩色图像的大小与位置。
9.如权利要求8所述的基于双摄像头面部识别的彩色图像与黑白图像的矫正方法，其特征在于：
所述步骤9)的再次矫正，是在面部识别机器后期维护时，如果有矫正的需求，就通过控制矫正参数对面部识别机器进行再次矫正。
10.如权利要求9所述的基于双摄像头面部识别的彩色图像与黑白图像的矫正方法，其特征在于：
所述矫正板表面的黑点是直径为1cm～3cm的黑圆点。
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