CN104933393A - 一种强光下获取人脸图像的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种强光下获取人脸图像的方法，包括：判断待采集人员脸部区域的位置是否位于预置位置，若是，则控制光源调制器调控光源将预置波形的高频光波信号发射到待采集人员的脸部区域，使得高频光波信号经过该脸部区域反射入光学镜头，该预置波形为异于太阳光任意波形的波形，该光学镜头中的图像传感器接收反射的该脸部区域的高频光波信号，解调器解调出该脸部区域的基带光波信号，以获得该脸部区域的图像。此外，本发明还提供一种强光下获取人脸图像装置。上述方法及装置可提高获取人脸图像的清晰度以及节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及光学及生物学技术领域，尤其涉及一种强光下获取人脸图像的方法及装置。
背景技术
随着科学技术的发展，互联网的广泛应用，包括机场、银行、军政机关、重点控制地区等重要部门的进出，以及，计算机网络中重要信息的存储与提取，都需要可靠的身份鉴别。人脸的面部特征是最自然的、直接的、方便的身份辨认手段，而且是非侵犯式的主动识别，易为用户所受。现有人脸图像获取和识别技术中使用的光源基本上都是红外光源，容易受到太阳光中红外光的干扰，因此只适用于室内应用场景，而有关适合户外在强日照光下使用的技术还有待开发和完善。
在现有的解决室外强光下获取人脸图像的技术中，是通过增加较强的主动光源来完成的，这样做产生了增加设备成本以及导致设备发热的问题，而且无法做到采集图像时不受阳光干扰，同时光的强度强到一定程度时，受滤光片和CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器因素的影响，无法一直加强光源，导致获取到的人脸图像不清晰。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种强光下获取人脸图像的方法及装置，用以适应户外场景中在强光下获取和识别人脸图像，提高获取人脸图像的清晰度及适用范围，以及降低成本。
本发明实施例提供的强光下获取人脸图像的方法，包括：
判断待采集人员脸部区域的位置是否位于预置位置；若是，则控制光源调制器调控光源将预置波形的高频光波信号发射到待采集人员的脸部区域，使得高频光波信号经过所述脸部区域反射入光学镜头，所述预置波形为异于太阳光任意波形的波形；所述光学镜头中的图像传感器接收反射的所述脸部区域的高频光波信号，解调器解调出所述脸部区域的基带光波信号，以获得所述脸部区域的图像。
本发明实施例提供的强光下获取人脸图像的装置，包括：
控制单元、光源调制器、光源、光学镜头、图像传感器以及解调器；所述控制单元，用于判断待采集人员脸部区域的位置是否位于预置位置；所述控制单元，还用于若所述待采集人员脸部区域的位置位于所述预置位置，则控制光源调制器调控光源将预置波形的高频光波信号发射到待采集人员的脸部区域，使得高频光波信号经过所述脸部区域反射入光学镜头，所述预置波形为异于太阳光任意波形的波形；所述光学镜头中的图像传感器接收反射的所述脸部区域的高频光波信号，解调器解调出所述脸部区域的基带光波信号，以获得所述脸部区域的图像。
本发明实施例提供的强光下获取人脸图像的装置，包括：
控制单元、光源调制器、光源、光学镜头、图像传感器以及解调器；
所述控制单元，用于判断待采集人员脸部区域的位置是否位于预置位置；所述控制单元，还用于若所述待采集人员脸部区域的位置位于所述预置位置，则控制光源调制器调控光源将预置波形的高频光波信号发射到待采集人员的脸部区域，使得高频光波信号经过所述脸部区域反射入光学镜头，所述预置波形为异于太阳光任意波形的波形；所述光学镜头中的图像传感器接收反射的所述脸部区域的高频光波信号，解调器解调出所述脸部区域的基带光波信号，以获得所述脸部区域的图像。
本发明实施例提供的强光下获取人脸图像的方法及装置，控制光源调制器调控光源将预置波形的高频光波信号发射到待采集人员的脸部区域，使得高频光波信号经过该脸部区域反射入光学镜头后对该高频光波信号进行解调处理后获得人脸图像，由于该预置波形为异于太阳光任意波形的波形，因此在位于室外强光下获取人脸图像也不受太阳光的影响，提高获取人脸图像的清晰图，增加了获取人脸图像的适用场景范围，且不需要增加更多的光源，节约成本。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明第一实施例中强光下获取人脸图像的装置的结构示意图。
图2为本发明第一实施例中强光下获取人脸图像的装置的局部结构示意图。
图3为本发明第二实施例中强光下获取人脸图像的方法的流程示意图。
图4为本发明第三实施例及第四实施例中强光下获取人脸图像的装置的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图1，图1为第一实施例中强光下获取人脸图像的装置的结构示意图。该装置包括：人脸图像获取单元101、控制单元102、人机交互单元103、外部通讯单元104、实时时钟电路105以及输出控制电路106。
人脸图像获取单元101与控制单元102相连接，控制单元102分别与人机交互单元103、外部通讯单元104、实时时钟电路105和输出控制电路106相连接。
进一步地，请参阅图2，人脸图像获取单元101包括光源调制器1011、光源1012、光学镜头1013，光学镜头1013包括：CMOS图像传感器1014和解调器1015。其中光源1012可以是红外光源。
更进一步地，人机交互(Human–Computer Interaction)单元103是用于人机间通过某种方式进行交互以完成确定任务，具体可包括液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)、按键板、指示灯和智能语音提示的人机交互界面。在登记或识别的过程中机器能根据具体问题，发出相应的语音提示被采集者如何配合，以提高获取人脸图像的速度。
控制单元102采用主从式双中央处理器(CPU，Central Processing Unit)架构，即包括主控单元(主CUP)和与其连接的从控单元(从CUP)。在该主控单元发生故障不能正常工作时，该从控单元仍可进行必要的工作，从而可以提高系统的安全性。
具体地，该主控单元分别与人机交互单元103的LCD显示器、人脸图像获取单元101、开关机及复位电路、语音输出电路和外设接口相连接，用于实现图像采集、图像比对、数据通讯、数据存储显示和输出控制。该从控单元作为装置的辅助控制单元，分别连接人机交互单元103的按键板、指示灯、应急电池、响铃电路、锁控信号输出电路、报警输出装置、基于韦根(Wiegand)26通讯协议的数据信号输出电路，以太网接口和串口通信接口，用于键盘扫描、数据备份、应急控制、实时时钟、串口通讯。其中，Wiegand26通讯协议是由美国工业安全委员会(SIA，Security IndustryAssociation)的隶属组织访问控制标准子委员会制定的一个关于存取控制的标准协议。当外部供电突然断开时，应急电池会立即给机器供电，保证用户正常使用机器。当主CPU发生故障不能正常工作时，从CPU将自动复位，机器重新启动，以提高系统的安全性，恢复正常工作。
外部通讯单元104是以太网接口、通用分组无线服务技术(GeneralPacket Radio Service)接口、3G接口以及WIFI接口的一种或多种，用于与外部服务器进行数据通讯。
实时时钟电路105用于为系统提供实时时钟，输出控制电路106用于输出各种控制信号。
强光下获取人脸图像的过程具体是，强光下获取人脸图像的装置中的控制单元102判断待采集人员脸部区域的位置是否位于预置位置，只有当待采集人员脸部区域的位置位于预置位置时，光源发射出的光才可以照射在待采集人员脸部区域，便于执行后续的人脸图像采集。通常，在采集人脸图像的区域的地面上设置站立位置标记，例如，设置一对脚印供待采集人员站立。或者，设置一个固定位置的座椅，供待采集人员端坐。以便于待采集人员脸部区域的位置更符合该预置位置。
当判断待采集人员脸部区域的位置位于预置位置时，控制光源调制器1011调控光源1012将预置波形的高频光波信号发射到待采集人员的脸部区域，使得该高频光波信号经过该脸部区域反射入光学镜头1013，该预置波形为异于太阳光任意波形的波形，例如，该高频光波信号的波形是非正弦波，该高频光波信号的频率可以是680千赫兹(KHZ)。需要说明的是，该高频光波信号的波形可随调制信号的幅度或者频率而改变，因此，可通过控制光源调制器1011调制信号的幅度或者频率调控光源1012发射该预置波形的高频光波信号。
进一步地，该高频光波信号经过待采集人员的脸部区域反射进入光学镜头1013后，光学镜头1013中的CMOS图像传感器1014接收该反射进来的高频光波信号，解调器1015解调出该高频光波信号中的基带光波信号，该基带光波信号便是待采集人员的脸部区域的基带光波信号，即，把该高频光波信号中对反映人脸图像的有效光波信号部分提取出来，以得到清晰的人脸图像。CMOS图像传感器1014接收参数和调制信号是同步的，解调的过程是CMOS参数重新配置的过程，将待采集人员的脸部区域的基带光波信号从该脸部区域反射进入光学镜头1013的高频载波中解调出来，进行人脸图像处理，即可获得清晰的人脸图像。
本发明实施例中，控制光源调制器调控光源将预置波形的高频光波信号发射到待采集人员的脸部区域，使得高频光波信号经过该脸部区域反射入光学镜头后对该高频光波信号进行解调处理后获得人脸图像，由于该预置波形为异于太阳光任意波形的波形，因此在位于室外强光下获取人脸图像也不受太阳光的影响，提高获取人脸图像的清晰图，增加了获取人脸图像的适用场景范围，且不需要增加更多的光源，节约成本。
请参阅图3，本发明第二实施例提供了一种强光下获取人脸图像的方法，可应用于前述图1、图2所示实施例中的强光下获取人脸图像的装置中，该方法包括：
301、判断待采集人员脸部区域的位置是否位于预置位置；
判断待采集人员脸部区域的位置是否位于预置位置，只有当待采集人员脸部区域的位置位于预置位置时，光源发射出的光才可以照射在待采集人员脸部区域，便于执行后续的人脸图像采集。通常，在采集人脸图像的区域的地面上设置站立位置标记，例如，设置一对脚印供待采集人员站立。或者，设置一个固定位置的座椅，供待采集人员端坐。以便于待采集人员脸部区域的位置更符合该预置位置。
302、若是，则控制光源调制器调控光源将预置波形的高频光波信号发射到待采集人员的脸部区域，使得高频光波信号经过该脸部区域反射入光学镜头；
若判断出该待采集人员脸部区域的位置位于该预置位置，则控制光源调制器1011调控光源1012将预置波形的高频光波信号发射到待采集人员的脸部区域，使得该高频光波信号经过该脸部区域反射入光学镜头1013。
可以理解地，若判断出该待采集人员脸部区域的位置不位于该预置位置，则继续保持待机状态。
需要说明的是，该预置波形为异于太阳光任意波形的波形，可以是非正弦波。该高频光波信号的频率可以是680KHZ。该高频光波信号的波形可随调制信号的幅度或者频率而改变，因此，可通过控制光源调制器1011调制信号的幅度或者频率调控光源1012发射该预置波形的高频光波信号。
303、该光学镜头中的图像传感器接收反射的该脸部区域的高频光波信号，解调器解调出该脸部区域的基带光波信号，以获得该脸部区域的图像。
该高频光波信号经过待采集人员的脸部区域反射进入光学镜头1013后，光学镜头1013中的CMOS图像传感器1014接收该反射进来的高频光波信号，解调器1015解调出该高频光波信号中的基带光波信号，该基带光波信号便是待采集人员的脸部区域的基带光波信号，即，把该高频光波信号中对反映人脸图像的有效光波信号部分提取出来，以得到清晰的人脸图像。CMOS图像传感器1014接收参数和调制信号是同步的，解调的过程是CMOS参数重新配置的过程，将待采集人员的脸部区域的基带光波信号从该脸部区域反射进入光学镜头1013的高频载波中解调出来，进行人脸图像处理，即可获得清晰的人脸图像。
本发明实施例中，控制光源调制器调控光源将预置波形的高频光波信号发射到待采集人员的脸部区域，使得高频光波信号经过该脸部区域反射入光学镜头后对该高频光波信号进行解调处理后获得人脸图像，由于该预置波形为异于太阳光任意波形的波形，因此在位于室外强光下获取人脸图像也不受太阳光的影响，提高获取人脸图像的清晰图，增加了获取人脸图像的适用场景范围，且不需要增加更多的光源，节约成本。
请参阅图4，本发明第三实施例提供一种强光下获取人脸图像的装置包括：
判断单元501，用于判断待采集人员脸部区域的位置是否位于预置位置；
控制单元502，用于若判断单元501判断该待采集人员脸部区域的位置位于该预置位置，则控制光源调制器调控光源将预置波形的高频光波信号发射到待采集人员的脸部区域，使得高频光波信号经过该脸部区域反射入光学镜头，该预置波形为异于太阳光任意波形的波形；
获取单元503，用于接收反射的该脸部区域的高频光波信号，并解调出该脸部区域的基带光波信号，以获得该脸部区域的图像。
本发明实施例中的强光下获取人脸图像的装置的各单元执行各自功能的过程，参见上述图1至图3中各实施例的描述，此处不再赘述。
本发明实施例中，控制光源调制器调控光源将预置波形的高频光波信号发射到待采集人员的脸部区域，使得高频光波信号经过该脸部区域反射入光学镜头后对该高频光波信号进行解调处理后获得人脸图像，由于该预置波形为异于太阳光任意波形的波形，因此在位于室外强光下获取人脸图像也不受太阳光的影响，提高获取人脸图像的清晰图，增加了获取人脸图像的适用场景范围，且不需要增加更多的光源，节约成本。
请继续参阅图4，本发明第四实施例提供的强光下获取人脸图像的装置，与上述第三实施例提供的强光下获取人脸图像的装置不同的是，于本实施例提供的该装置中：
进一步地，控制单元502，还用于通过控制该光源调制器调制信号的幅度或者频率调控该光源发射该预置波形的高频光波信号。
本发明实施例中的强光下获取人脸图像的装置的各单元执行各自功能的过程，参见上述图1与图3中各实施例的描述，此处不再赘述。
本发明实施例中，控制光源调制器调控光源将预置波形的高频光波信号发射到待采集人员的脸部区域，使得高频光波信号经过该脸部区域反射入光学镜头后对该高频光波信号进行解调处理后获得人脸图像，由于该预置波形为异于太阳光任意波形的波形，因此在位于室外强光下获取人脸图像也不受太阳光的影响，提高获取人脸图像的清晰图，增加了获取人脸图像的适用场景范围，且不需要增加更多的光源，节约成本。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种强光下获取人脸图像的方法，其特征在于，包括：
判断待采集人员脸部区域的位置是否位于预置位置；
若是，则控制光源调制器调控光源将预置波形的高频光波信号发射到待采集人员的脸部区域，使得高频光波信号经过所述脸部区域反射入光学镜头，所述预置波形为异于太阳光任意波形的波形；
所述光学镜头中的图像传感器接收反射的所述脸部区域的高频光波信号，解调器解调出所述脸部区域的基带光波信号，以获得所述脸部区域的图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预置波形为非正弦波。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过控制所述光源调制器调制信号的幅度或者频率调控所述光源发射所述预置波形的高频光波信号。
4.一种强光下获取人脸图像的装置，其特征在于，包括：
判断单元，用于判断待采集人员脸部区域的位置是否位于预置位置；
控制单元，用于若所述判断单元判断所述待采集人员脸部区域的位置位于所述预置位置，则控制光源调制器调控光源将预置波形的高频光波信号发射到待采集人员的脸部区域，使得高频光波信号经过所述脸部区域反射入光学镜头，所述预置波形为异于太阳光任意波形的波形；
获取单元，用于接收反射的所述脸部区域的高频光波信号，并解调出所述脸部区域的基带光波信号，以获得所述脸部区域的图像。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，
所述控制单元，还用于通过控制所述光源调制器调制信号的幅度或者频率调控所述光源发射所述预置波形的高频光波信号。
6.一种强光下获取人脸图像的装置，其特征在于，包括：
控制单元、光源调制器、光源、光学镜头、图像传感器以及解调器；
所述控制单元，用于判断待采集人员脸部区域的位置是否位于预置位置；
所述控制单元，还用于若所述待采集人员脸部区域的位置位于所述预置位置，则控制光源调制器调控光源将预置波形的高频光波信号发射到待采集人员的脸部区域，使得高频光波信号经过所述脸部区域反射入光学镜头，所述预置波形为异于太阳光任意波形的波形；
所述光学镜头中的图像传感器接收反射的所述脸部区域的高频光波信号，解调器解调出所述脸部区域的基带光波信号，以获得所述脸部区域的图像。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述控制单元，还用于通过控制所述光源调制器调制信号的幅度或者频率调控所述光源发射所述预置波形的高频光波信号。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述控制单元采用主从式双中央处理器架构。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：人机交互单元；
所述人机交互单元用于实现人机之间的交互，包括液晶显示器、按键板、指示灯和智能语音提示的人机交互界面。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 26 No. 523710 Guangdong province Dongguan city Tangxia town Pingshan Industrial Avenue 188 Applicant after: Central Intelligence Polytron Technologies Inc Address before: 26 No. 523710 Guangdong province Dongguan city Tangxia town Pingshan Industrial Avenue 188 Applicant before: Dongguan ZK Electronic Technology Co., Ltd. |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150923 |