CN105224932A - 一种人脸识别方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种人脸识别方法和系统。所述方法包括：利用图像采集装置采集含有待识别对象的脸部的第一图像；在第一图像中检测待识别对象的脸部；计算第一图像中脸部的亮度与预设亮度阈值是否相同，若是，则将第一图像与已注册的人脸图像进行识别比对，或利用图像采集装置采集含有待识别对象的脸部的第二图像并将第二图像与已注册的人脸图像进行识别比对；若否，则执行如下步骤：对图像采集装置的曝光参数进行调整以使在后续采集的含有待识别对象的脸部的图像中脸部的亮度与预设亮度阈值相同；利用图像采集装置采集含有所述待识别对象的脸部的第三图像；将第三图像与已注册的人脸图像进行识别比对。

Description

一种人脸识别方法和系统

技术领域

本发明涉及人脸识别技术领域，更具体地，涉及一种用于人脸识别方法和系统。

背景技术

人脸识别经过几十年的发展，引起了广泛的关注，并且取得了较大的进步。现在，人脸识别技术已经广泛应用在国家安全、军事安全、公共安全等领域，包括智能视频监控、智能门禁、海关身份认证等。近几年，人脸识别还广泛应用在互联网、金融等领域，包括信用卡和证券的网上开户、身份验证等。

目前，人脸亮度问题是人脸识别的一个难点。如果在采集图像时待识别对象的脸部区域的亮度过暗或过亮，会导致所采集到的用于比对的图像的脸部相应的过暗或过亮，从而导致人脸识别的性能(识别速度)大幅度下降。在传统的人脸识别中，通常通过设置采集图像时的光照条件使其满足基本的识别要求，但由于很多情况下光照条件往往是不断变化的(例如室外自然光情况下)，因而并不能保证在对用于识别的图像进行采集时待识别对象的脸部区域的亮度始终是合适的，从而无法保证人脸识别的性能。

发明内容

鉴于上述问题而提出了本发明。本发明实施例提供了一种人脸识别方法和系统，其能够控制所采集到的用于比对的图像的脸部亮度，从而提高人脸识别的性能。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种人脸识别方法，所述方法包括：

利用图像采集装置采集含有待识别对象的脸部的第一图像；

在所述第一图像中检测所述待识别对象的脸部；

计算所述第一图像中所述脸部的亮度与预设亮度阈值是否相同，若是，则将所述第一图像与已注册的人脸图像进行识别比对，或利用所述图像采集装置采集含有所述待识别对象的脸部的第二图像并将所述第二图像与已注册的人脸图像进行识别比对；若否，则执行如下步骤：

对所述图像采集装置的曝光参数进行调整以使在后续采集的含有所述待识别对象的脸部的图像中所述脸部的亮度与所述预设亮度阈值相同；

利用所述图像采集装置采集含有所述待识别对象的脸部的第三图像；

将所述第三图像与已注册的人脸图像进行识别比对。

作为示例，在根据本发明实施例的方法中，所述脸部的亮度为所述脸部中至少一个关键点的亮度，或者，所述脸部的亮度为所述脸部中至少两个关键点的平均亮度。

作为示例，在根据本发明实施例的方法中，所述预设亮度阈值为具体数值，所述亮度与所述预设亮度阈值是否相同是指所述亮度的数值是否与所述具体数值相同；或者，所述预设亮度阈值为数值区间，所述亮度与所述预设亮度阈值是否相同是指所述亮度的数值是否落入所述数值区间。

作为示例，在根据本发明实施例的方法中，所述利用图像采集装置采集含有待识别对象的脸部的第一图像与所述利用所述图像采集装置采集含有所述待识别对象的脸部的第二图像是于第一预定时段内执行的。

作为示例，在根据本发明实施例的方法中，所述第一预定时段小于等于100毫秒。

作为示例，在根据本发明实施例的方法中，所述利用图像采集装置采集含有待识别对象的脸部的第一图像与所述利用所述图像采集装置采集含有所述待识别对象的脸部的第三图像是于第二预定时段内执行的。

作为示例，在根据本发明实施例的方法中，所述第二预定时段小于等于500毫秒。

作为示例，在根据本发明实施例的方法中，在对所述图像采集装置的曝光参数进行调整的步骤中，所述调整为针对所述待识别对象的脸部区域而非含有所述待识别对象的脸部的图像的全部区域进行。

作为示例，在根据本发明实施例的方法中，所述脸部区域为所述待识别对象的脸部轮廓区域本身，或者，所述脸部区域包括所述待识别对象的脸部轮廓区域以及所述脸部轮廓区域的外围区域。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种人脸识别系统，所述系统包括：

图像采集装置，用于采集含有待识别对象的脸部的第一图像和/或采集含有所述待识别对象的脸部的第二图像；

人脸检测单元，用于在所述第一图像中检测所述待识别对象的脸部；

亮度比对单元，用于计算所述第一图像中所述脸部的亮度与预设亮度阈值是否相同；

曝光调整单元，用于对所述图像采集装置的曝光参数进行调整以使采集的含有所述待识别对象的脸部的图像中所述脸部的亮度与所述预设亮度阈值相同；

人脸识别单元，用于将脸部的亮度与所述预设亮度阈值相同的所述第一图像或所述第二图像与已注册的人脸图像进行识别比对。

本发明的人脸识别方法，由于包括对所述图像采集装置的曝光参数进行调整以使在后续采集的含有所述待识别对象的脸部的图像中所述脸部的亮度与所述预设亮度阈值相同的步骤，因而可以保证在对用于识别的图像(第三图像)进行采集时待识别对象的脸部的亮度始终是合适的，进而可以保证用于识别的图像中脸部的亮度是合适的(与预设亮度阈值相同，不会过亮或过暗)，因此相对现有技术可以提高人脸识别的性能。本发明的人脸识别系统同样具有上述优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1是示意性图示根据本发明实施例的人脸识别方法的主要步骤的流程图；

图2是示意性图示根据本发明实施例的人脸识别系统的示意性框图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本公开中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。

图1是示意性图示根据本发明实施例的人脸识别方法的主要步骤的流程图。

如图1所示，首先，在步骤S110，利用图像采集装置采集含有待识别对象的脸部的第一图像。其中，图像可以为视频或照片。图像采集装置可以为普通摄像头、深度摄像头或其他可行的设备。

在本发明一实施例中，所述图像采集装置为普通摄像头。所述图像为视频。

接下来，在步骤S120，在所述第一图像中检测所述待识别对象的脸部。

在本发明实施例中，可以通过各种人脸检测的方法来实现步骤S120，在此并不进行限定。

此后，在步骤S130，计算所述第一图像中所述脸部的亮度与预设亮度阈值是否相同。若是，则执行步骤S140；若否，则执行步骤S150。

在本发明实施例中，脸部的亮度可以为所述脸部中至少一个关键点(例如脸部中心、嘴部等)的亮度，可以为脸部中至少两个关键点的平均亮度，优选为脸部中至少两个关键点的平均亮度，以提高准确性。步骤S130通常包括计算所述第一图像中脸部的亮度的步骤以及比较所计算的脸部亮度与预设亮度阈值是否相同的步骤，其可以采用现有的各种可行的方案实现，在此并不进行限定。

其中，预设亮度阈值由实验获得，通常选择最利于快速进行人脸识别比对的阈值，该阈值可以为具体数值，也可以为数值区间。当预设亮度阈值为具体数值，所述亮度与所述预设亮度阈值是否相同是指所述亮度的数值是否与所述具体数值相同；当预设亮度阈值为数值区间，所述亮度与所述预设亮度阈值是否相同是指所述亮度的数值是否落入所述数值区间。如第一图像中脸部的亮度小于预设亮度阈值，表明图像中的脸部过暗；如第一图像中脸部的亮度大于预设亮度阈值，表明图像中的脸部过亮；这两种情况均会降低后续的人脸识别比对的速度。

下面，介绍步骤S140。步骤S140可以为将所述第一图像与已注册的人脸图像进行识别比对；也可以为利用所述图像采集装置采集含有所述待识别对象的脸部的第二图像并将所述第二图像与已注册的人脸图像进行识别比对。由于第一图像中所述脸部的亮度与预设亮度阈值相同，因此可以直接用第一图像进行人脸识别比对。而由于第一图像中所述脸部的亮度与预设亮度阈值相同，因此利用图像采集装置采集的含有所述待识别对象的脸部的第二图像中的脸部的亮度通常也与预设亮度阈值相同，所以也可以用第二图像进行人脸识别比对。优选的，为避免待识别对象的移动导致所采集的图像的脸部的亮度不符合要求(即，为保证利用图像采集装置采集的含有所述待识别对象的脸部的第二图像中的脸部的亮度与预设亮度阈值相同)，通常需保证利用图像采集装置采集含有待识别对象的脸部的第一图像与利用所述图像采集装置采集含有所述待识别对象的脸部的第二图像是于第一预定时段内执行的。该第一预定时段可以根据实际需要进行设定，通常在图像采集装置等设备满足性能要求的情况下越短越好。示例性地，第一预定时段小于等于100毫秒。

下面，介绍步骤S150。步骤S150通常包括如下步骤：

步骤S1501：对所述图像采集装置的曝光参数进行调整以使在后续采集的含有所述待识别对象的脸部的图像中所述脸部的亮度与所述预设亮度阈值相同；

步骤S1502：利用所述图像采集装置采集含有所述待识别对象的脸部的第三图像；

步骤S1503：将所述第三图像与已注册的人脸图像进行识别比对。

在步骤S1501中，无论第一图像中脸部的亮度过暗或过亮，均对图像采集装置的曝光参数进行调整，以提高后续的人脸识别比对的速度。其中，在对图像采集装置的曝光参数进行调整时，所述调整为针对所述待识别对象的脸部区域而非含有所述待识别对象的脸部的整个图像的全部区域进行。通过这一设置，可以避免因对含有待识别对象的脸部的整个图像的全部区域进行曝光参数调整而占用运算和处理资源，从而节省调整时间。其中，所述脸部区域可以为所述待识别对象的脸部轮廓区域本身；也可以为所述待识别对象的脸部轮廓区域以及所述脸部轮廓区域的外围区域。其中外围区域指脸部轮廓区域本身之外的某一合适范围内的区域，通过对脸部轮廓区域的外围区域与脸部轮廓区域一起进行亮度调整，可以保证在待识别对象轻微移动的情况下所采集的第三图像中的脸部的亮度为预设亮度阈值，从而提高人脸识别比对的速度。

对曝光参数的调整可以采用现有的各种可行的方式实现，例如调节光圈大小、曝光时间、ISO感光度等，在此并不进行限制。其中，在进行人脸识别的过程中，对曝光参数的调整是由实现本发明实施例的方法的人脸识别系统根据步骤S130的结果自动进行的，并不需要人工干预和操作。

在本发明实施例中，为避免待识别对象的移动导致所采集的图像的脸部的亮度不符合要求(即，为保证利用图像采集装置采集的含有所述待识别对象的脸部的第三图像中的脸部的亮度与预设亮度阈值相同)，通常需保证所述利用图像采集装置采集含有待识别对象的脸部的第一图像与所述利用所述图像采集装置采集含有所述待识别对象的脸部的第三图像是于第二预定时段内执行的。该第二预定时段可以根据实际需要进行设定，通常在图像采集装置等设备满足性能要求的情况下越短越好。示例性地，第二预定时段小于等于500毫秒。

在本发明实施例中，对图像采集装置的曝光参数进行调整、采集第三图像、利用第三图像进行人脸识别比对所花费的总时间(即步骤S150的总时间)将远小于直接用脸部亮度不满足预设亮度阈值的第一图像进行人脸识别比对所耗费的时间。并且，某些脸部亮度不满足预设亮度阈值的第一图像可能根本无法用于识别比对。因此，本发明实施例的方法可以提高人脸识别的速度和性能。

在本发明实施例中，将采集的图像(例如第一图像、第二图像和第三图像)与已注册的人脸图像进行识别比对的方法，可以采用现有的各种可行的比对方法实现，在此不再赘述。

以上，参照图1描述了本发明实施例的人脸识别方法。在本发明实施例的人脸识别方法中，本发明的人脸识别方法，由于包括对所述图像采集装置的曝光参数进行调整以使在后续采集的含有所述待识别对象的脸部的图像中所述脸部的亮度与所述预设亮度阈值相同的步骤，因而可以保证在对用于识别的图像(第三图像)进行采集时待识别对象的脸部的亮度始终是合适的，进而可以保证用于识别的图像中脸部的亮度是合适的(与预设亮度阈值相同，不会过亮或过暗)，因此相对现有技术可以提高人脸识别的性能。

此外，本发明实施例的人脸识别方法可以部署在人脸图像采集端处，例如，在安防应用领域，可以部署在门禁系统的图像采集端；在金融应用领域，可以部署在个人终端处，诸如智能电话、平板电脑、个人计算机等。当然，本发明实施例的人脸识别方法不限于此，其还可以分布地部署在服务器端(或云端)和个人终端处。

图2是示意性图示本发明实施例的人脸识别系统的框图。如图2所示，本发明实施例的人脸识别系统200主要包括：图像采集装置210、人脸检测单元220、亮度比对单元230、曝光调整单元240、人脸识别单元250。

具体地，图像采集装置210用于采集含有待识别对象的脸部的第一图像和/或采集含有所述待识别对象的脸部的第二图像。

人脸检测单元220用于在所述第一图像中检测所述待识别对象的脸部。

亮度比对单元230用于计算所述第一图像中所述脸部的亮度与预设亮度阈值是否相同。

曝光调整单元240用于对所述图像采集装置的曝光参数进行调整以使采集的含有所述待识别对象的脸部的图像中所述脸部的亮度与所述预设亮度阈值相同。

人脸识别单元250用于将脸部的亮度与所述预设亮度阈值相同的所述第一图像或所述第二图像与已注册的人脸图像进行识别比对。

不同于现有的人脸识别系统，本实施例的人脸识别系统具有亮度比对单元230和曝光调整单元240，因而可以用于实现如上所述的人脸识别方法，提高人脸识别的性能。其中，亮度比对单元230和曝光调整单元240可以采用图片亮度对比领域以及相机曝光条件领域的各种可行的技术实现，将它们适应性地移植到人脸识别领域即可，在此并不进行限定和赘述。

需要指出的是，以上所述的人脸识别系统200的各个单元均可以适当地实现为硬件、软件、固件或它们的任意可行的组合。示例性地，本发明实施例的人脸识别系统200的各个单元可以由运行在计算机中的软件实现，所述软件当被计算机运行时，执行如上所述的各个处理。

本发明实施例还提供另一种形式的人脸识别系统，该人脸识别系统包括：处理器；存储器；以及在所述存储器中存储的计算机程序指令。

所述计算机程序指令在被所述处理器运行时可以实现根据本发明的例的第一种人脸识别系统的各个功能单元的功能，并且/或者可以执行根据本发明实施例的人脸识别方法。

具体地，在所述计算机程序指令被所述处理器运行时执行以下步骤：利用图像采集装置采集含有待识别对象的脸部的第一图像；

在所述第一图像中检测所述待识别对象的脸部；

计算所述第一图像中所述脸部的亮度与预设亮度阈值是否相同，若是，则将所述第一图像与已注册的人脸图像进行识别比对，或利用所述图像采集装置采集含有所述待识别对象的脸部的第二图像并将所述第二图像与已注册的人脸图像进行识别比对；若否，则执行如下步骤：

对所述图像采集装置的曝光参数进行调整以使在后续采集的含有所述待识别对象的脸部的图像中所述脸部的亮度与所述预设亮度阈值相同；

利用所述图像采集装置采集含有所述待识别对象的脸部的第三图像；

将所述第三图像与已注册的人脸图像进行识别比对。

作为示例，在根据本发明实施例的方法中，所述脸部的亮度为所述脸部中至少一个关键点的亮度，或者，所述脸部的亮度为所述脸部中至少两个关键点的平均亮度。

作为示例，在根据本发明实施例的方法中，所述预设亮度阈值为具体数值，所述亮度与所述预设亮度阈值是否相同是指所述亮度的数值是否与所述具体数值相同；或者，所述预设亮度阈值为数值区间，所述亮度与所述预设亮度阈值是否相同是指所述亮度的数值是否落入所述数值区间。

作为示例，在根据本发明实施例的方法中，所述利用图像采集装置采集含有待识别对象的脸部的第一图像与所述利用所述图像采集装置采集含有所述待识别对象的脸部的第二图像是于第一预定时段内执行的。

作为示例，在根据本发明实施例的方法中，所述第一预定时段小于等于100毫秒。

作为示例，在根据本发明实施例的方法中，所述利用图像采集装置采集含有待识别对象的脸部的第一图像与所述利用所述图像采集装置采集含有所述待识别对象的脸部的第三图像是于第二预定时段内执行的。

作为示例，在根据本发明实施例的方法中，所述第二预定时段小于等于500毫秒。

作为示例，在根据本发明实施例的方法中，在对所述图像采集装置的曝光参数进行调整的步骤中，所述调整为针对所述待识别对象的脸部区域而非含有所述待识别对象的脸部的图像的全部区域进行。

作为示例，在根据本发明实施例的方法中，所述脸部区域为所述待识别对象的脸部轮廓区域本身，或者，所述脸部区域包括所述待识别对象的脸部轮廓区域以及所述脸部轮廓区域的外围区域。

此外，根据本发明实施例，还提供了一种计算机程序产品。根据本发明实施例的计算机程序产品包括计算机可读存储介质，在所述计算机可读存储介质上存储了计算机程序指令。

所述计算机程序指令在被计算机运行时可以实现根据本发明实施例的人脸系统的各个功能模块的功能，并且/或者可以执行根据本发明实施例的人脸识别方法。

例如，所述计算机程序指令在被计算机运行时执行以下步骤：利用图像采集装置采集含有待识别对象的脸部的第一图像；

在所述第一图像中检测所述待识别对象的脸部；

计算所述第一图像中所述脸部的亮度与预设亮度阈值是否相同，若是，则将所述第一图像与已注册的人脸图像进行识别比对，或利用所述图像采集装置采集含有所述待识别对象的脸部的第二图像并将所述第二图像与已注册的人脸图像进行识别比对；若否，则执行如下步骤：

对所述图像采集装置的曝光参数进行调整以使在后续采集的含有所述待识别对象的脸部的图像中所述脸部的亮度与所述预设亮度阈值相同；

利用所述图像采集装置采集含有所述待识别对象的脸部的第三图像；

将所述第三图像与已注册的人脸图像进行识别比对。

根据本发明实施例的人脸识别系统中的各单元可以通过根据本发明实施例的人脸识别系统中的至少一个处理器运行在至少一个存储器中存储的计算机程序指令来实现，或者可以在根据本发明实施例的计算机程序产品的计算机可读存储介质中存储的计算机指令被计算机运行时实现。

所述计算机可读存储介质可以是一个或多个计算机可读存储介质的任意组合，例如一个计算机可读存储介质包含用于随机地生成动作指令序列的计算机可读的程序代码，另一个计算机可读存储介质包含用于进行人脸活动识别的计算机可读的程序代码。

所述计算机可读存储介质例如可以包括智能电话的存储卡、平板电脑的存储部件、个人计算机的硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、便携式紧致盘只读存储器(CD-ROM)、USB存储器、或者上述存储介质的任意组合。

在上面详细描述的本发明的示例实施例仅仅是说明性的，而不是限制性的。本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行各种修改，组合或子组合，并且这样的修改应落入本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种人脸识别方法，其特征在于，所述方法包括：

利用图像采集装置采集含有待识别对象的脸部的第一图像；

在所述第一图像中检测所述待识别对象的脸部；

计算所述第一图像中所述脸部的亮度与预设亮度阈值是否相同，若是，则将所述第一图像与已注册的人脸图像进行识别比对，或利用所述图像采集装置采集含有所述待识别对象的脸部的第二图像并将所述第二图像与已注册的人脸图像进行识别比对；若否，则执行如下步骤：

对所述图像采集装置的曝光参数进行调整以使在后续采集的含有所述待识别对象的脸部的图像中所述脸部的亮度与所述预设亮度阈值相同；

利用所述图像采集装置采集含有所述待识别对象的脸部的第三图像；

将所述第三图像与已注册的人脸图像进行识别比对。

2.如权利要求1所述的人脸识别方法，其特征在于，所述脸部的亮度为所述脸部中至少一个关键点的亮度，或者，所述脸部的亮度为所述脸部中至少两个关键点的平均亮度。

3.如权利要求1所述的人脸识别方法，其特征在于，所述预设亮度阈值为具体数值，所述亮度与所述预设亮度阈值是否相同是指所述亮度的数值是否与所述具体数值相同；或者，所述预设亮度阈值为数值区间，所述亮度与所述预设亮度阈值是否相同是指所述亮度的数值是否落入所述数值区间。

4.如权利要求1所述的人脸识别方法，其特征在于，所述利用图像采集装置采集含有待识别对象的脸部的第一图像与所述利用所述图像采集装置采集含有所述待识别对象的脸部的第二图像是于第一预定时段内执行的。

5.如权利要求4所述的人脸识别方法，其特征在于，所述第一预定时段小于等于100毫秒。

6.如权利要求1所述的人脸识别方法，其特征在于，所述利用图像采集装置采集含有待识别对象的脸部的第一图像与所述利用所述图像采集装置采集含有所述待识别对象的脸部的第三图像是于第二预定时段内执行的。

7.如权利要求6所述的人脸识别方法，其特征在于，所述第二预定时段小于等于500毫秒。

8.如权利要求1至7任一项所述的人脸识别方法，其特征在于，在对所述图像采集装置的曝光参数进行调整的步骤中，所述调整为针对所述待识别对象的脸部区域而非含有所述待识别对象的脸部的整个图像的全部区域进行。

9.如权利要求8所述的人脸识别方法，其特征在于，所述脸部区域为所述待识别对象的脸部轮廓区域本身，或者，所述脸部区域包括所述待识别对象的脸部轮廓区域以及所述脸部轮廓区域的外围区域。

10.一种人脸识别系统，其特征在于，所述系统包括：

图像采集装置，用于采集含有待识别对象的脸部的第一图像和/或采集含有所述待识别对象的脸部的第二图像；

人脸检测单元，用于在所述第一图像中检测所述待识别对象的脸部；

亮度比对单元，用于计算所述第一图像中所述脸部的亮度与预设亮度阈值是否相同；

曝光调整单元，用于对所述图像采集装置的曝光参数进行调整以使采集的含有所述待识别对象的脸部的图像中所述脸部的亮度与所述预设亮度阈值相同；

人脸识别单元，用于将脸部的亮度与所述预设亮度阈值相同的所述第一图像或所述第二图像与已注册的人脸图像进行识别比对。