CN104598869A - 基于人脸识别装置的智能广告推送方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及广告投放领域，基于人脸识别装置的智能广告推送方法，包括：相关预先设置，存储人脸图像信息，并分配相应的唯一标识和对应的数据；启动应用，显示一人脸识别检测界面，至少有一部分用于广告信息展示；对人脸进行跟踪识别，当检测到有效人脸后，提取人脸特征值；设定判定图像的阈值，判断是否与存储的人脸图像信息匹配；根据上面建立的标识，调取所述标识的相关数据，推送有个性化的传媒信息并显示；识别该用户的脸部表情，并根据该识别结果执行相应的动作,本发明在人脸检测的同时，用户可以关注广告，并能根据该用户的性别、年龄和观看时的反应来实时调整广告播放的内容，从而达到快速推送有针对性的广告信息的目的和效果。

Description

基于人脸识别装置的智能广告推送方法
技术领域
本发明涉及智能广告投放领域，具体地，涉及一种基于人脸识别装置的智能广告推送方法。
背景技术
作为生物特征识别技术中备受关注的一个重要分支，人脸识别技术由于具有非接触、易于采集等优点而被广泛地应用于视频监控、人机交互等各个领域。
随着科技的发展，在网上购物、手机银行日益盛行并为人们所接受的今天，智能手机作为日常生活中使用的普遍的通信工具，已经具备了类似于个人电脑的作用，并且有广阔的应用前景和发展空间。
手机解锁登录（如Android平台的人脸解锁app）、手机网上支付的安全验证以及人脸社交（如腾讯开发的搜搜慧眼的明星脸产品）等各类软件程序的开发，让人脸识别在智能手机上的应用越来越多。现有手机上的人脸识别均设置有一个面板，只有检测和识别功能，没有其他的任何媒体推送功能，而使用人脸检测时，需要用户在设备前停留1至3秒，用户也需要目视前方，而前方没有任何信息显示，更没有商业信息。
申请号201110199435.X的中国发明专利申请《基于图像识别的广告投播系统及方法》给出了的人脸识别广告播放系统及方法包括户外电子广告显示屏、摄像头、处理器，实时采集广告观众对广告的关注程度，并结合人脸表情识别，自动分析广告受众对广告的反馈，以及结合人体特征分析识别，自动分析和预估客户群体的年龄结构和性别，为广告后续投播提供参考。
申请号201220526148.5的中国实用新型专利《基于人脸识别的广告装置》公开了基于人脸识别的广告装置，利用人脸识别技术，识别客人年龄、性别和特征，然后再根据这些特征系统进行分析对比选择提取最适合的广告内容进行播放。
上述装置和方法中都采用了户外电子广告显示屏加上各种其他辅助设备如摄像头、处理器、红外传感器等进行人脸识别，为了达到个性化推荐广告功能即提高广告推送的针对性，装置复杂庞大并且算法量巨大，对处理器的要求较高。
发明内容
本发明就是提供一种具有媒体播放功能、能够根据用户表情反馈来智能播放广告的基于人脸识别装置的智能广告推送方法。
本发明的目的是通过下面的技术方案来实现的：
基于人脸识别装置的智能广告推送方法，包括具有显示屏和摄像头的便携式电子设备，所述便携式电子设备具有人脸识别装置，所述方法包括：
步骤（1）、在所述便携式电子设备中进行人脸检测的相关预先设置，存储至少一人脸图像信息，并分配相应的唯一标识和对应的相关数据；
步骤（2）、启动所述人脸检测应用，在所述显示屏上显示一人脸识别检测界面，所述界面至少有一部分用于广告信息展示；
步骤（3）、所述智能便携式电子设备对其有效识别区域中的人脸进行跟踪识别，当检测到有效人脸后，提取所述有效人脸的人脸特征值；
步骤（4）、设定一判定图像的阈值，判断所述人脸特征值是否与上述存储的人脸图像信息匹配，如果匹配，则进入下一步，反之结束；
步骤（5）、根据上面建立的标识，调取所述标识的相关数据，推送有个性化的传媒信息，并显示在上述广告信息展示窗口；
步骤（6）、在图像采集范围内识别该用户的脸部表情，并根据该识别结果执行相应的动作。
优选地，所述步骤（1）具体包括：
步骤（11）、在所述便携式电子设备中下载安装具有所述人脸识别功能的智能广告推送的应用；
步骤（12）、所述摄像头对准用户的脸，添加至少一张脸部图片并存储，或者所述脸部图片来自外部设备传输至所述便携式电子设备。
优选地，所述与标识对应的相关数据包括性别或者年龄信息。
优选地，步骤（12）中所添加的脸部图片包括一组不同表情、不同姿势或者不同光照条件下拍摄的同一标识用户的脸部图片。
优选地，所述步骤（5）中根据上面建立的标识，调取所述标识的相关数据，推送有个性化的传媒信息，并显示在上述广告信息展示窗口，具体是指：根据年龄或者性别的不同推送不同类型的广告信息。
优选地，在图像采集范围内识别该用户的脸部表情，并根据该识别结果执行相应的动作，具体包括：识别出该用户观看推送的广告时的面部表情，如果表情为高兴就多播放类似的内容或者延续当前的播放内容，如果出现厌恶表情就停止播放当前内容或者改播其它内容。
表情识别的原理主要是根据嘴巴、眼睛、眉毛以及脸颊的特征变化来分析人物情绪的变化。目前已经有很多人脸相关的表情识别方法，普遍的做法是通过人脸表情的类库比对分析，获得人脸表情属于哪一类表情的权重。在本发明中，将根据这些权重和情绪样本库中关于表情的分类进行二次统计，总结出以下三种结果：高兴地关注、无特别表情、反感。
优选地，步骤（3）中还包括一光照预处理过程，用于去除不同光照强度对图像灰度值的影响。
优选地，步骤（4）中所述阈值的设定是随着环境条件或者安全度来调整的。
优选地，所述广告信息展示窗口处于所述人脸识别检测界面的上部。
优选地，所述广告信息展示窗口处于所述人脸识别检测界面的上部和下部。
这样，通过上述的技术方案，就可以达到这样的效果：通过在手机的人脸识别检测界面增加一个广告信息显示窗口，解决了现有人脸检测设备不具有媒体传播功能的问题，不需要附加任何辅助设备，可以实现直接推送个性化的广告或者信息，并根据用户的性别、年龄以及观看广告时的反应来实时调整当前播放的广告内容，达到快速、有针对性的广告投放目的和效果。
附图说明
图1是本发明所提出的基于人脸识别装置的智能广告推送方法流程示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图参考实施例的描述，对本发明的方法进行进一步的说明。 
为了全面理解本发明，在以下详细描述中提到了众多具体细节。但是本领域技术人员应该理解，本发明可以无需这些具体细节而实现。在其他实施例中，不详细描述公知的方法、过程、组件和电路，以免不必要地使实施例繁琐。
现有的人脸识别设置都有一个面板，只有检测和识别功能，没有其它的任何媒体推送功能，而使用人脸检测时，需要用户在设备前停留1-3秒，用户也需要目视前方，而前方没有任何信息显示，更没有商业信息，特别是手机显示界面更是这样。
如图1所示，本发明的目的是通过下面的技术方案来实现的：
基于人脸识别装置的智能广告推送方法，包括具有显示屏和摄像头的便携式电子设备，所述便携式电子设备具有人脸识别装置，在本发明中，所述便携式电子设备可以是智能手机、平板电脑、个人数字助理等任意便携式电子设备，在本发明具体实施例中，所述便携式电子设备指具有android或iOS等操作系统的有摄像功能的智能手机，智能手机负责当前用户相关统计数据信息和人脸图像采集，所述方法包括以下步骤：
步骤S101：在所述便携式电子设备中进行人脸检测的相关预先设置，存储至少一人脸图像信息，并分配相应的唯一标识和对应的相关数据；
本发明实施例中优选地，所述步骤S101具体包括：
（1）、在所述便携式电子设备中下载安装具有所述人脸识别功能的智能广告推送的应用；
（2）、所述摄像头对准用户的脸，添加至少一张脸部图片并存储，或者所述脸部图片来自外部设备传输至所述便携式电子设备。
本发明实施例中优选地，步骤（2）中所添加的脸部图片包括一组不同表情、不同姿势或者不同光照条件下拍摄的同一标识用户的脸部图片。手机人脸数据库中的图像以人脸的正面图像为主，同时结合部分斜面人脸图像，并且图像库中人脸被头发的遮挡也较少。
通过手机摄像头采集RGB颜色空间的人脸图像；在采集人脸图像过程中图像解析度大小为160乘以120；使待识别者眼睛位于采集软件设定的人眼位置框内。在存在干扰时，性能波动较大，这就要求用户用手机拍摄时，尽量要把头充满整个图片。
更进一步的，所述与标识对应的相关数据包括性别或者年龄信息。如根据性别、年龄的不同来推送不同类型的广告，女性推送女性用品信息，老人推送老人用品信息，或者是性别和年龄信息的组合，别人中青年女性推送母婴类产品信息。
步骤S102：启动所述人脸检测应用，在所述显示屏上显示一人脸识别检测界面，所述界面至少有一部分用于广告信息展示；
步骤S103：所述智能便携式电子设备对其有效识别区域中的人脸进行跟踪识别，当检测到有效人脸后，提取所述有效人脸的人脸特征值；
在第一实施例中，使用Local Binary Pattern（以下简写为LBP）表征人脸。LBP是一种纹理特征，该特征同时表征了人脸的空间域纹理信息，以每个像素为圆心，半径取R的一个圆形，用圆边上的P个像素与圆心像素进行比较。大于圆心的像素灰度为1小于则为0，从圆边缘上某点为起始点，以顺时针或逆时针方向形成一个二进制数串。中间值的灰度值为该二进制数。
具体地，在处理160乘以120的图像时，将图像分成8乘以6个小区域，将每个区域中的LBP直方图抽取出来，再将所有的小块区域中的LBP直方图加权后的信息链接形成具有空间加强信息的特征向量。这种提取特征的方法简单高效。
对于LBP的计算，本发明采取了根据具体智能手机配置动态决定的策略。为了减轻大量用户访问服务器的工作压力，可以对用户智能手机硬件进行性能检测，如果所述手机性能达到要求，可以在所述智能手机中进行LBP特征的计算，反之则将人脸图像直接发送到服务器中进行LBP计算。
在第二实施例中，在本发明中也可以采用任何一种目前已有或将来开发出来的人脸识别方法，如PCA特征脸法，EBGM人脸弹性图匹配，贝叶斯分类法等。而考虑到手机存储空间和运算能力的限制，考虑使用单样本人脸识别方法。
步骤S104：设定一判定图像的阈值；
步骤S105：判断所述人脸特征值是否与上述存储的人脸图像信息匹配，如果匹配，进入步骤S106；反之，进入步骤S108；
基于LBP直方图的特征，有许多衡量相似度的方法，例如直方图的交集、Log相似度统计或者卡方统计。本具体实施例中采取卡方统计。当图像被划分为很多区域的时候，某些区域具有更明显的分类特征，可以给不同区域设置不同权值，具有明显分类特征的区域分配到更高的权值。根据上述得到的用户图像LBP直方特征和候选数据集进行卡方距离计算。根据卡方距离判断有效识别身份，如果存在有效身份立即作出回应，如果不存在，则结束本次识别过程，并返回最终结果给用户。
步骤S106：根据上面建立的标识，调取所述标识的相关数据，推送有个性化的传媒信息，并显示在上述广告信息展示窗口；
这里所述传媒信息包括图片、视频、动态图片、链接等种类的媒体信息形式。
步骤S107：在图像采集范围内识别该用户的脸部表情，并根据该识别结果执行相应的动作。
本发明实施例中优选地，在图像采集范围内识别该用户的脸部表情，并根据该识别结果执行相应的动作，具体包括：识别出该用户观看推送的广告时的面部表情，如果表情为高兴就多播放类似的内容或者延续当前的播放内容，如果出现厌恶表情就停止播放当前内容或者改播其它内容。
步骤S108：结束。
本发明实施例中可选地，在步骤S103中还包括一人脸检测功能模块去除人脸周围干扰像素的过程。手机用户在拍摄时，由于在摄像角度或者距离上存在的偏差而在图片中引入周围环境，由此使得识别准确率有下降，因此在LBP运算之前增加一个人脸检测功能模块，去除人脸周围干扰像素。手机摄像头在采集用户的图像时有着自身的特点，使用者在用手机摄像的时候眼睛一般都对着摄像头，这样得到的人脸图像的位置一般来说都是比较固定的正面。从单幅图像的角度来看，人脸及上半身出现在图像的固定范围内，而且得到的人脸图像都是证明人脸图像并且充斥整个图像，在这种情况下，所采集的图像大多可以直接进行人脸识别，省去人脸检测步骤。
本发明实施例中优选地，步骤S103中还包括一光照预处理过程，用于去除不同光照强度对图像灰度值的影响。
在实际的手机拍摄头像中，光照影响较大，由于强光等因素影响，在LBP变换前增加一个光照预处理步骤。图片的灰度值主要受到光照和局部表面反射系数的影响，通过分立光照可以减小它的影响。所述光照预处理步骤包括：
1）    Gamma校正，通过校正使得阴影区域灰度值变化的幅度增大，同时压缩明亮区域以及高光区域灰度值变化的幅度；
2）    直方图均衡化处理，把原始图像的灰度直方图从比较集中的某个灰度区域变成在全部灰度范围内的均匀分布，使得变换后图像的直方图相对原始图像的直方图比较均匀、平坦，灰度层次清晰。
经过光照预处理基本上去除了阴影以及不同光照强度对图像灰度值的影响，同时保留了眼睛、鼻子、嘴等识别中有用的信息。
本发明实施例中优选地，步骤S104中所述阈值的设定是随着环境条件或者安全度来调整的。对于判定图像的阈值的设定，对不同的环境条件应该是不一样的，在恶劣光照条件下，两张图片的相似度会比光照良好的条件下低，同时，阈值设置比较低，带来的安全度也低。相对较低的阈值，自己登录比较容易，但是别人冒认也容易，反之亦然。
本发明实施例中优选地，所述广告信息展示窗口处于所述人脸识别检测界面的上部。这里所述的广告信息可以是固定长度的文字、音频、视频、超链接等动态信息。例如，根据上述该手机用户最近在京东购物网站上的购物时输入的文字信息，知道其在搜索图书或者母婴产品，则可以在下次用户使用人脸登录手机时，自动在人脸检测识别面板的上方显示相关的产品广告或推广，这样，大大提高了广告推送的有效性。
或者，本发明实施例中优选地，所述广告信息展示窗口处于所述人脸识别检测界面的上部和下部。在这里，所述上部显示了推送的广告的动态信息，所述下部给出了该广告的购买链接，如果用户对当前推送的广告感兴趣，可以直接点击该链接进入购买主页。
上述广告信息的地址和对应的数据存储在云平台中，所述智能手机接收到所述广告信息的地址后，通过所述广告信息的地址从云平台中下载对应的数据。
现有的借助智能手机进行人脸识别的应用，存在着手机端处理的信息过多且耗费过高，系统准确性和实时性比较差的问题，本发明提出了一种基于手机摄像头结合人脸识别技术的身份识别方法，与现有技术相比，具有如下优点：
首先，本方法识别终端的设备成本低，使用范围广，而且目前的很多手机终端能拍摄高质量的照片，这使得本方法具有较强的实用性；
其次，本发明可以通过预先的人脸存储图片信息得知该用户的性别和年龄信息，省去了这些信息的识别算法，同时加入了用户面部表情的识别功能，可以在快速识别身份的同时实现个性化广告的推送。
这样，通过上述的技术方案，就可以达到这样的效果：通过在现有人脸检测装置上增加广告推送窗口，在人脸检测的同时，用户可以关注广告，并能根据该用户的性别、年龄和观看时的反应来实时调整广告播放的内容，从而达到快速推送有针对性的广告信息的目的和效果。
这里只说明了本发明的优选实施例，但其意并非限制本发明的范围、适用性和配置。相反，对实施例的详细说明可使本领域技术人员得以实施。应能理解，在不偏离所附权利要求书确定的本发明精神和范围情况下，可对一些细节做适当变更和修改。

Claims (10)

1.基于人脸识别装置的智能广告推送方法，包括具有显示屏和摄像头的便携式电子设备，所述便携式电子设备具有人脸识别装置，所述方法包括：
步骤（1）、在所述便携式电子设备中进行人脸检测的相关预先设置，存储至少一人脸图像信息，并分配相应的唯一标识和对应的相关数据；
步骤（2）、启动所述人脸检测应用，在所述显示屏上显示一人脸识别检测界面，所述界面至少有一部分用于广告信息展示；
步骤（3）、所述智能便携式电子设备对其有效识别区域中的人脸进行跟踪识别，当检测到有效人脸后，提取所述有效人脸的人脸特征值；
步骤（4）、设定一判定图像的阈值，判断所述人脸特征值是否与上述存储的人脸图像信息匹配，如果匹配，则进入下一步，反之结束；
步骤（5）、根据上面建立的标识，调取所述标识的相关数据，推送有个性化的传媒信息，并显示在上述广告信息展示窗口；
步骤（6）、在图像采集范围内识别该用户的脸部表情，并根据该识别结果执行相应的动作。
2.如权利要求1所述的基于人脸识别装置的智能广告推送方法，其特征在于：所述步骤（1）具体包括：
步骤（11）、在所述便携式电子设备中下载安装具有所述人脸识别功能的智能广告推送的应用；
步骤（12）、所述摄像头对准用户的脸，添加至少一张脸部图片并存储，或者所述脸部图片来自外部设备传输至所述便携式电子设备。
3.如权利要求1或2所述的基于人脸识别装置的智能广告推送方法，其特征在于：所述与标识对应的相关数据包括性别或者年龄信息。
4.如权利要求2所述的基于人脸识别装置的智能广告推送方法，其特征在于：步骤（12）中所添加的脸部图片包括一组不同表情、不同姿势或者不同光照条件下拍摄的同一标识用户的脸部图片。
5.如权利要求3所述的基于人脸识别装置的智能广告推送方法，其特征在于：所述步骤（5）中根据上面建立的标识，调取所述标识的相关数据，推送有个性化的传媒信息，并显示在上述广告信息展示窗口，具体是指：根据年龄或者性别的不同推送不同类型的广告信息。
6.如权利要求1所述的基于人脸识别装置的智能广告推送方法，其特征在于：在图像采集范围内识别该用户的脸部表情，并根据该识别结果执行相应的动作，具体包括：识别出该用户观看推送的广告时的面部表情，如果表情为高兴就多播放类似的内容或者延续当前的播放内容，如果出现厌恶表情就停止播放当前内容或者改播其它内容。
7.如权利要求1所述的基于人脸识别装置的智能广告推送方法，其特征在于：步骤（3）中还包括一光照预处理过程，用于去除不同光照强度对图像灰度值的影响。
8.如权利要求1所述的基于人脸识别装置的智能广告推送方法，其特征在于：步骤（4）中所述阈值的设定是随着环境条件或者安全度来调整的。
9.如权利要求1所述的基于人脸识别装置的智能广告推送方法，其特征在于：所述广告信息展示窗口处于所述人脸识别检测界面的上部。
10.如权利要求1所述的基于人脸识别装置的智能广告推送方法，其特征在于：所述广告信息展示窗口处于所述人脸识别检测界面的上部和下部。
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