CN110084207A - 自动调节人脸曝光量的曝光方法、装置和存储介质 - Google Patents

自动调节人脸曝光量的曝光方法、装置和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自动调节人脸曝光量的曝光方法，包括：在摄像头传感器所感应到的画面建立坐标系；所述摄像头传感器进行第一次全局曝光，获取并保存人脸在图像中的位置；将人脸所在的区域设定为图像感兴趣区域；对所述图像感兴趣区域进行第二次曝光并获取图像。还公开了一种自动调节人脸曝光量的曝光装置，该装置实现上述方法；还公开了一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储实现上述方法的程序。本发明采用人脸识别技术对图像进行分割，将人脸所在区域标记为图像感兴趣区域(ROI)，只针对所述图像感兴趣区域进行曝光，实现了特殊场景下，摄像头传感器对人脸部分自动调节曝光量的功能。

Description

自动调节人脸曝光量的曝光方法、装置和存储介质
技术领域
本发明涉及汽车安全辅助驾驶方法、装置领域，尤其涉及一种自动调节人脸曝光量的曝光方法、装置和计算机可读存储介质。
背景技术
疲劳驾驶是指驾驶人在长时间连续行车时产生生理机能和心理机能失调，出现驾驶技能水平下降的现象。驾驶人睡眠质量差或不足、长时间驾驶车辆，容易出现疲劳。疲劳驾驶会对驾驶人的注意力、思维判断和身体运动等方面产生不良影响，是重大交通事故发生的主要诱因之一。
为了消除疲劳驾驶带来的不良影响，疲劳检测装置应运而生，现如今疲劳检测的原理是：使用红外摄像头获取人脸图像信息，然后使用算法获取每一帧图像中人脸的特征点(如瞳孔直径、眨眼时间、低头)；并将这些特征点结合疲劳驾驶模型，分析驾驶员的行为状态和疲劳程度，从而发出预警提醒驾驶员。
在疲劳检测的过程中，摄像头能否准确地采集人脸的信息至关重要，摄像头传感器(sensor)处理后的人脸亮度需要在一定的阈值范围内，如出现以下情况则不能正常曝光：1、摄像头模组和人脸基本在同一水平线上，驾驶员双手转动方向盘，左手握在方向盘的高处时，手背会挡住部分红外LED光，使得手背处亮度大，曝光时间短，导致人脸很暗，算法识别的准确度不高；2、太阳从汽车后窗直射摄像头，在图像内形成一个扩大的耀斑，导致除了耀斑以外的画面亮度极低，导致算法识别的准确度急剧下降；3、阳光从侧窗直射人脸，导致人脸过度曝光，算法识别的准确度下降。如果如果场景的动态范围处于传感器的动态范围允许的范围内，可以通过降低增益或者曝光时间来降低亮度；如果场景的动态范围超过了传感器的动态范围允许范围，就会出现暗的地方无法识别和亮的地方过度曝光的情况(即上述三种不能正常曝光的情况)。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种自动调节人脸曝光量的曝光方法、装置及存储介质，以达到仅对图像中的人脸进行适度曝光、避免人脸过度曝光或光线不足的效果。
为了达到上述技术效果，本发明中的一种自动调节人脸曝光量的曝光方法，包括以下步骤：
S1：在摄像头传感器所感应到的画面建立坐标系；
S2：所述摄像头传感器进行第一次全局曝光，获取人脸在图像中的位置，并保存人脸位置信息；
S3：将人脸所在的区域设定为图像感兴趣区域；
S4：对所述图像感兴趣区域进行第二次曝光并获取图像。
作为本发明上述自动调节人脸曝光量的方法的改进，在步骤S1中：所述摄像头传感器所感应到的画面全部处于所述坐标系内，所述坐标系以像素为单位长度。
作为本发明上述自动调节人脸曝光量的方法的改进，在步骤S2中：所述第一次曝光为对所述摄像头传感器的感知到的整个画面进行曝光，使用图像人脸识别技术获取人脸在图像中的位置。
作为本发明上述自动调节人脸曝光量的方法的进一步改进，所述图像人脸识别技术包括通过对比人脸特征库，确定眼睛中心点、鼻子中心点和嘴巴中心点的坐标，进而确定人脸中心点；根据所述人脸中心点与人脸特征库确定人脸的整体轮廓。
作为本发明上述自动调节人脸曝光量的方法的更进一步改进，所述人脸中心点为所述眼睛中心点所在直线与所述鼻子和嘴巴中心点所在直线的交点。
作为本发明上述自动调节人脸曝光量的方法的更进一步改进，所述保存人脸位置信息包括：保存眼睛中心点的坐标、鼻子中心点的坐标、嘴巴中心点的坐标、人脸中心点的坐标以及人脸轮廓的采样坐标。
作为本发明上述自动调节人脸曝光量的方法的更进一步改进，所述图像感兴趣区域以人脸轮廓在竖直方向的最高处的长度为高，以人脸轮廓在水平方向的最宽处的长度为宽。
作为本发明上述自动调节人脸曝光量的方法的更进一步改进，通过所述人脸轮廓的采样坐标确定人脸轮廓在竖直方向上的最高处的长度和人脸轮廓在水平方向上的最宽处的长度。
为了达到上述技术效果，本发明中的一种自动调节人脸曝光量的曝光装置，包括处理器、存储器、疲劳驾驶检测用摄像头以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的自动调节曝光量的人脸曝光方法。
本发明中的一种自动调节人脸曝光量的曝光装置，还包括红外LED灯，红外LED灯起到补光的作用，补光亮度改变的是场景的对比度。
为了达到上述技术效果，本发明中的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述的自动调节曝光量的人脸曝光方法。
本发明采用人脸识别技术对图像进行分割，将人脸所在区域标记为图像感兴趣区域(ROI)，只针对所述图像感兴趣区域进行曝光，避免了高动态场景下光对人脸的影响，实现了特殊场景下，摄像头传感器对人脸部分自动调节曝光量的功能。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种自动调节人脸曝光量的曝光方法的流程示意图。
图2是本发明实施例提供的坐标系的模型图；
图3是本发明实施例提供的一种自动调节人脸曝光量的曝光方法的装置的模块连接示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1是本发明实施例中的一种自动调节人脸曝光量的曝光方法，包括步骤S1～S4：
S1：在摄像头传感器所感应到的画面建立坐标系；坐标系如图2所示，摄像头传感器所感应到的画面全部处于坐标系内，坐标系以像素为单位长度。
S2：摄像头传感器进行第一次全局曝光，获取人脸在图像中的位置，并保存人脸位置信息；首先是对整个画面进行曝光，而后使用图像人脸识别技术获取人脸在图像中的位置。
进一步的，如图2所示，图像人脸识别技术包括通过对比人脸特征库，确定眼睛中心点A、鼻子中心点B和嘴巴中心点C的坐标，进而确定人脸中心点R；根据人脸中心点R与人脸特征库确定人脸的整体轮廓。
具体的，人脸中心点R为眼睛中心点A所在直线和鼻子中心的B与嘴巴中心点C所在直线的交点。保存人脸位置信息包括：保存眼睛中心点A的坐标、鼻子中心点B的坐标、嘴巴中心点C的坐标、人脸中心点R的坐标以及人脸轮廓的采样坐标。
S3：将人脸所在的区域设定为图像感兴趣区域；具体的，图像感兴趣区域以人脸轮廓在竖直方向的最高处的长度H为高，以人脸轮廓在水平方向的最宽处的长度L为宽。H和L的长度具体由人脸轮廓的采样坐标确定。
S4：对图像感兴趣区域进行第二次曝光并获取图像；即针对图像感兴趣区域进行曝光。
本发明实施例中的一种自动调节人脸曝光量的曝光装置，如图3所示，包括处理器、存储器、疲劳驾驶检测用摄像头以及存储在存储器中且被配置为由处理器执行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的自动调节曝光量的人脸曝光方法。
本发明实施例中的一种自动调节人脸曝光量的曝光装置，还包括红外LED灯，红外LED灯起到补光的作用，补光亮度改变的是场景的对比度。
具体的，摄像头的组成包括：sensor(AR0143)+isp(nvp2650)+lens(c1090，940nm，单通道红外镜头)，单颗红外LED，用于在人脸光线不足时进行补光。考虑到散热问题，摄像头和红外LED的最大电流不大于800Ma。
具体的，摄像头安装与汽车左侧的A柱下方，对准驾驶位。
本发明实施例中的一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中在计算机程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述的自动调节曝光量的人脸曝光方法。
示例性的，上述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，上述一个或者多个模块/单元被存储在上述存储器中，并由上述处理器执行，以完成本发明。上述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述上述计算机程序在上述自动调节人脸曝光量的曝光装置中的执行过程。
上述自动调节人脸曝光量的曝光装置可以是计算机、笔记本电脑、掌上电脑、行车电脑以及云端服务器等计算设备。上述自动调节人脸曝光量的曝光装置可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，上述表达仅仅是自动调节人脸曝光量的曝光装置的示例，并不构成对自动调节人脸曝光量的曝光装置的限定，可以包括比上述表达更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如自动调节人脸曝光量的曝光装置还可以包括输入输出设备，网络接入设备、总线等。
上述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，上述处理器是上述自动调节人脸曝光量的曝光装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个自动调节人脸曝光量的曝光装置的各个部分。
上述存储器可用于存储上述计算机程序和/或模块，上述处理器通过运行或执行存储在上述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现上述自动调节人脸曝光量的曝光装置的各种功能。上述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart MediaCard,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本发明实施例的计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在计算机程序运行时控制计算机可读存储介质所在的设备执行本发明上述提供的自动调节人脸曝光量的曝光方法。
其中，上述自动调节人脸曝光量的曝光装置集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，上述计算机程序包括计算机程序代码，上述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。上述计算机可读介质可以包括：能够携带上述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，上述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例描述中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本邻域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
本发明实施例采用人脸识别技术对图像进行分割，将人脸所在区域标记为图像感兴趣区域(ROI)，只针对图像感兴趣区域进行曝光，避免了高动态场景下光对人脸的影响，实现了特殊场景下，摄像头传感器对人脸部分自动调节曝光量的功能。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动调节人脸曝光量的曝光方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在摄像头传感器所感应到的画面建立坐标系；
S2：所述摄像头传感器进行第一次全局曝光，获取人脸在图像中的位置，并保存人脸位置信息；
S3：将人脸所在的区域设定为图像感兴趣区域；
S4：对所述图像感兴趣区域进行第二次曝光并获取图像。
2.根据权利要求1所述的一种自动调节人脸曝光量的曝光方法，其特征在于，在步骤S1中：
所述摄像头传感器所感应到的画面全部处于所述坐标系内，所述坐标系以像素为单位长度。
3.根据权利要求1所述的一种自动调节人脸曝光量的曝光方法，其特征在于，在步骤S2中：
所述第一次曝光为对所述摄像头传感器的感知到的整个画面进行曝光，使用图像人脸识别技术获取人脸在图像中的位置。
4.根据权利要求3所述的一种自动调节人脸曝光量的曝光方法，其特征在于，
所述图像人脸识别技术包括通过对比人脸特征库，确定眼睛中心点、鼻子中心点和嘴巴中心点的坐标，进而确定人脸中心点；根据所述人脸中心点与人脸特征库确定人脸的整体轮廓。
5.根据权利要求4所述的一种自动调节人脸曝光量的曝光方法，其特征在于，
所述人脸中心点为所述眼睛中心点所在直线与所述鼻子和嘴巴中心点所在直线的交点。
6.根据权利要求5所述的一种自动调节人脸曝光量的曝光方法，其特征在于，
所述保存人脸位置信息包括：保存眼睛中心点的坐标、鼻子中心点的坐标、嘴巴中心点的坐标、人脸中心点的坐标以及人脸轮廓的采样坐标。
7.根据权利要求6所述的一种自动调节人脸曝光量的曝光方法，其特征在于，在步骤S3中：
所述图像感兴趣区域以人脸轮廓在竖直方向的最高处的长度为高，以人脸轮廓在水平方向的最宽处的长度为宽。
8.根据权利要求7所述的一种自动调节人脸曝光量的曝光方法，其特征在于，
通过所述人脸轮廓的采样坐标确定人脸轮廓在竖直方向上的最高处的长度和人脸轮廓在水平方向上的最宽处的长度。
9.一种自动调节人脸曝光量的曝光装置，其特征在于，包括处理器、存储器、疲劳驾驶检测用摄像头以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8中任意一项所述的自动调节曝光量的人脸曝光方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至8中任意一项所述的自动调节人脸曝光量的曝光方法。
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