CN113158991B - 一种嵌入式智能人脸检测与跟踪系统 - Google Patents

一种嵌入式智能人脸检测与跟踪系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种嵌入式智能人脸检测与跟踪系统，包括视频图像输入模块，所述视频图像输入模块连接有图像检测模块，所述图像检测模块连接有人脸区域限定模块与调取模块，所述人脸区域限定模块连接有关键点检测模块，所述关键点检测模块连接有活体检测结果输出模块，所述活体检测结果输出模块连接有人脸信息库，所述人脸信息库的端口与调取模块的端口相连接，所述调取模块连接有目标追踪模块，本发明有效提升了人脸录入过程中对人脸识别结果的准确性，可以在人脸识别跟踪的过程中对陌生人脸进行记录更新，提升了人脸追踪过程中的识别精准度，可以对系统进行评估，利于后期系统的维护更新。

Description

一种嵌入式智能人脸检测与跟踪系统
技术领域
本发明涉及一种嵌入式智能人脸检测与跟踪系统，属于人脸检测系统技术领域。
背景技术
近年来，人脸检测与跟踪技术有了稳健的发展，使得其在智能监控、身份验证、人机交互等领域具有了极大的应用潜能，人脸检测主要指根据人的脸部特征，自动检测通过摄像头采集的图像或视频流中的人脸信息，人脸跟踪则在连续的视频流图像序列中跟踪人脸信息的位置，但现有系统存在弊端，录入人脸时不够精准，为后续跟踪带来不利影响，对于陌生人脸不具备暂存处理的功能，不利于系统的更新，对于人脸判断不够精准，不利及时追踪。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种嵌入式智能人脸检测与跟踪系统，从而解决上述技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种嵌入式智能人脸检测与跟踪系统，视频图像输入模块，其特征在于：所述视频图像输入模块连接有图像检测模块，所述图像检测模块连接有人脸区域限定模块与调取模块，所述人脸区域限定模块连接有关键点检测模块，所述关键点检测模块连接有活体检测结果输出模块，所述活体检测结果输出模块连接有人脸信息库，所述人脸信息库的端口与调取模块的端口相连接，所述调取模块连接有目标追踪模块，其中：
所述视频图像输入模块用以将人脸图像捕捉送入；
所述图像检测模块用来检测图像中的人脸部分；
所述人脸区域限定模块用来限定在人脸部分的区域范围；
所述关键点检测模块用来对人脸的关键点部分特征进行检测；
所述人脸信息库用来记录人脸信息；
所述调取模块用来调取图像检测模块中的图像以及人脸信息库的图像。
进一步的，所述目标追踪模块连接有评估模块，所述目标追踪模块对拍摄的图像进行人脸识别并进行人脸追踪，所述评估模块对人脸识别的准确率进行评估反馈。
进一步的，所述评估模块连接有正确率计算模块，所述正确率计算模块连接有评价级设定模块，所述评价级设定模块连接有评价模块，所述正确率计算模块用以计算人脸识别的正确率，所述评价级设定模块用来人为设定评价级别，所述评价模块根据正确率作出评价等级。
进一步的，所述目标追踪模块包括图像输入模块，所述图像输入模块连接有判断模块，所述判断模块连接有追踪模块与人脸信息暂缓模块，所述人脸信息暂缓模块连接有过滤模块，所述过滤模块连接有更新模块，所述图像输入模块将图像输入至判断模块中，判断模块判断人脸信息与人脸信息库中的已有人脸信息比对，若存在则发出信号使得追踪模块对该人脸进行追踪，若不存在则发出信号使得人脸信息暂缓模块对人脸信息暂时缓存，所述过滤模块用来供使用者筛选暂时缓存下的陌生人脸信息，所述更新模块用来对人脸信息库中的人脸信息增加与更新。
进一步的，所述判断模块包括位置捕捉模块，所述位置捕捉模块连接有人脸验证模块，所述人脸验证模块连接有仿射变换模块，所述仿射变换模块连接有关键点匹配模块，所述关键点匹配模块连接有结果输出模块，所述位置捕捉模块用来捕捉图像中的人脸部分，所述人脸验证模块用来将图像人脸与人脸信息库中调取的人脸进行对比验证，所述仿射变换模块将人脸图像上的特征点向量化，所述关键点匹配模块用来将人脸信息库中的已有人脸特定点进行比对，比对结果通过结果输出模块发出。
进一步的，所述视频图像输入模块包括图像摄取设备，所述图像摄取设备连接有传输电路单元，所述图像摄取设备用来对人员进行捕捉拍摄，所述传输电路单元用来将图像信息发出至图像检测模块中。
进一步的，所述图像摄取设备包括暂存电路单元，所述暂存电路单元连接有人脸检测电路单元，所述人脸检测电路单元连接有缓存单元，所述缓存单元连接有人脸提取电路单元，所述暂存电路单元用来将拍摄图像暂存，所述人脸检测电路单元可以对图像中的人脸部分进行检测，所述缓存单元将检测的人脸图像暂存，所述人脸提取电路单元用来配合调取模块将缓存单元中的人脸图像部分调取出。
进一步的，所述关键点检测模块包括有第一人脸检测模块与第二人脸检测模块，所述第一人脸检测模块与第二人脸检测模块共同连接有双线性运输模块，所述双线性运输模块连接至活体检测结果输出模块中，所述第一人脸检测模块与第二人脸检测模块分布对图像中的人脸特征进行检测并通过双线性运算模块计算出结果，通过活体检测结果输出模块发出至人脸信息库内。
本发明的有益效果是：1、通过设置的人脸区域限定模块、关键点检测模块，在录入人脸信息的过程中，所述第一人脸检测模块与第二人脸检测模块分布对图像中的人脸特征进行检测并通过双线性运算模块计算出结果，通过活体检测结果输出模块发出至人脸信息库内，有效提升了人脸录入过程中对人脸识别结果的准确性。
2、通过设置的目标追踪模块，图像输入模块将图像输入至判断模块中，判断模块判断人脸信息与人脸信息库中的已有人脸信息比对，若存在则发出信号使得追踪模块对该人脸进行追踪，若不存在则发出信号使得人脸信息暂缓模块对人脸信息暂时缓存，过滤模块用来供使用者筛选暂时缓存下的陌生人脸信息，更新模块用来对人脸信息库中的人脸信息增加与更新，可以在人脸识别跟踪的过程中对陌生人脸进行记录更新。
3、通过设置的判断模块，位置捕捉模块用来捕捉图像中的人脸部分，人脸验证模块用来将图像人脸与人脸信息库中调取的人脸进行对比验证，仿射变换模块将人脸图像上的特征点向量化，关键点匹配模块用来将人脸信息库中的已有人脸特定点进行比对，比对结果通过结果输出模块发出，提升了人脸追踪过程中的识别精准度。
4、通过在目标追踪模块处设置评估模块，正确率计算模块用以计算人脸识别的正确率，评价级设定模块用来人为设定评价级别，评价模块根据正确率作出评价等级，可以对追踪结果进行评级，以对系统进行评估，利于后期系统的维护更新。
附图说明
图1为本发明一种嵌入式智能人脸检测与跟踪系统的工作原理图；
图2为本发明一种嵌入式智能人脸检测与跟踪系统的目标追踪模块原理图；
图3为本发明一种嵌入式智能人脸检测与跟踪系统的判断模块原理图；
图4为本发明一种嵌入式智能人脸检测与跟踪系统的视频图像输入模块原理图；
图5为本发明一种嵌入式智能人脸检测与跟踪系统的评估模块原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，包括视频图像输入模块，视频图像输入模块连接有图像检测模块，图像检测模块连接有人脸区域限定模块与调取模块，人脸区域限定模块连接有关键点检测模块，关键点检测模块连接有活体检测结果输出模块，活体检测结果输出模块连接有人脸信息库，人脸信息库的端口与调取模块的端口相连接，调取模块连接有目标追踪模块，其中：
视频图像输入模块用以将人脸图像捕捉送入；
图像检测模块用来检测图像中的人脸部分；
人脸区域限定模块用来限定在人脸部分的区域范围；
关键点检测模块用来对人脸的关键点部分特征进行检测；
人脸信息库用来记录人脸信息；
调取模块用来调取图像检测模块中的图像以及人脸信息库的图像。
本实施例优选的，目标追踪模块连接有评估模块，目标追踪模块对拍摄的图像进行人脸识别并进行人脸追踪，评估模块对人脸识别的准确率进行评估反馈。
本实施例优选的，评估模块连接有正确率计算模块，正确率计算模块连接有评价级设定模块，评价级设定模块连接有评价模块，正确率计算模块用以计算人脸识别的正确率，评价级设定模块用来人为设定评价级别，评价模块根据正确率作出评价等级。
本实施例优选的，目标追踪模块包括图像输入模块，图像输入模块连接有判断模块，判断模块连接有追踪模块与人脸信息暂缓模块，人脸信息暂缓模块连接有过滤模块，过滤模块连接有更新模块，图像输入模块将图像输入至判断模块中，判断模块判断人脸信息与人脸信息库中的已有人脸信息比对，若存在则发出信号使得追踪模块对该人脸进行追踪，若不存在则发出信号使得人脸信息暂缓模块对人脸信息暂时缓存，过滤模块用来供使用者筛选暂时缓存下的陌生人脸信息，更新模块用来对人脸信息库中的人脸信息增加与更新。
本实施例优选的，判断模块包括位置捕捉模块，位置捕捉模块连接有人脸验证模块，人脸验证模块连接有仿射变换模块，仿射变换模块连接有关键点匹配模块，关键点匹配模块连接有结果输出模块，位置捕捉模块用来捕捉图像中的人脸部分，人脸验证模块用来将图像人脸与人脸信息库中调取的人脸进行对比验证，仿射变换模块将人脸图像上的特征点向量化，关键点匹配模块用来将人脸信息库中的已有人脸特定点进行比对，比对结果通过结果输出模块发出。
本实施例优选的，视频图像输入模块包括图像摄取设备，图像摄取设备连接有传输电路单元，图像摄取设备用来对人员进行捕捉拍摄，传输电路单元用来将图像信息发出至图像检测模块中。
本实施例优选的，图像摄取设备包括暂存电路单元，暂存电路单元连接有人脸检测电路单元，人脸检测电路单元连接有缓存单元，缓存单元连接有人脸提取电路单元，暂存电路单元用来将拍摄图像暂存，人脸检测电路单元可以对图像中的人脸部分进行检测，缓存单元将检测的人脸图像暂存，人脸提取电路单元用来配合调取模块将缓存单元中的人脸图像部分调取出。
本实施例优选的，关键点检测模块包括有第一人脸检测模块与第二人脸检测模块，第一人脸检测模块与第二人脸检测模块共同连接有双线性运输模块，双线性运输模块连接至活体检测结果输出模块中，第一人脸检测模块与第二人脸检测模块分布对图像中的人脸特征进行检测并通过双线性运算模块计算出结果，通过活体检测结果输出模块发出至人脸信息库内。
本发明通过设置的人脸区域限定模块、关键点检测模块，在录入人脸信息的过程中，所述第一人脸检测模块与第二人脸检测模块分布对图像中的人脸特征进行检测并通过双线性运算模块计算出结果，通过活体检测结果输出模块发出至人脸信息库内，有效提升了人脸录入过程中对人脸识别结果的准确性；通过设置的目标追踪模块，图像输入模块将图像输入至判断模块中，判断模块判断人脸信息与人脸信息库中的已有人脸信息比对，若存在则发出信号使得追踪模块对该人脸进行追踪，若不存在则发出信号使得人脸信息暂缓模块对人脸信息暂时缓存，过滤模块用来供使用者筛选暂时缓存下的陌生人脸信息，更新模块用来对人脸信息库中的人脸信息增加与更新，可以在人脸识别跟踪的过程中对陌生人脸进行记录更新；通过设置的判断模块，位置捕捉模块用来捕捉图像中的人脸部分，人脸验证模块用来将图像人脸与人脸信息库中调取的人脸进行对比验证，仿射变换模块将人脸图像上的特征点向量化，关键点匹配模块用来将人脸信息库中的已有人脸特定点进行比对，比对结果通过结果输出模块发出，提升了人脸追踪过程中的识别精准度；通过在目标追踪模块处设置评估模块，正确率计算模块用以计算人脸识别的正确率，评价级设定模块用来人为设定评价级别，评价模块根据正确率作出评价等级，可以对追踪结果进行评级，以对系统进行评估，利于后期系统的维护更新。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种嵌入式智能人脸检测与跟踪系统，视频图像输入模块，其特征在于：所述视频图像输入模块连接有图像检测模块，所述图像检测模块连接有人脸区域限定模块与调取模块，所述人脸区域限定模块连接有关键点检测模块，所述关键点检测模块连接有活体检测结果输出模块，所述活体检测结果输出模块连接有人脸信息库，所述人脸信息库的端口与调取模块的端口相连接，所述调取模块连接有目标追踪模块，其中：
所述视频图像输入模块用以将人脸图像捕捉送入；
所述图像检测模块用来检测图像中的人脸部分；
所述人脸区域限定模块用来限定在人脸部分的区域范围；
所述关键点检测模块用来对人脸的关键点部分特征进行检测；
所述人脸信息库用来记录人脸信息；
所述调取模块用来调取图像检测模块中的图像以及人脸信息库的图像；
所述目标追踪模块包括图像输入模块，所述图像输入模块连接有判断模块，所述判断模块连接有追踪模块与人脸信息暂缓模块，所述人脸信息暂缓模块连接有过滤模块，所述过滤模块连接有更新模块，所述图像输入模块将图像输入至判断模块中，判断模块判断人脸信息与人脸信息库中的已有人脸信息比对，若存在则发出信号使得追踪模块对该人脸进行追踪，若不存在则发出信号使得人脸信息暂缓模块对人脸信息暂时缓存，所述过滤模块用来供使用者筛选暂时缓存下的陌生人脸信息，所述更新模块用来对人脸信息库中的人脸信息增加与更新；
所述判断模块包括位置捕捉模块，所述位置捕捉模块连接有人脸验证模块，所述人脸验证模块连接有仿射变换模块，所述仿射变换模块连接有关键点匹配模块，所述关键点匹配模块连接有结果输出模块，所述位置捕捉模块用来捕捉图像中的人脸部分，所述人脸验证模块用来将图像人脸与人脸信息库中调取的人脸进行对比验证，所述仿射变换模块将人脸图像上的特征点向量化，所述关键点匹配模块用来将人脸信息库中的已有人脸特定点进行比对，比对结果通过结果输出模块发出。
2.根据权利要求1所述的一种嵌入式智能人脸检测与跟踪系统，其特征在于，所述目标追踪模块连接有评估模块，所述目标追踪模块对拍摄的图像进行人脸识别并进行人脸追踪，所述评估模块对人脸识别的准确率进行评估反馈。
3.根据权利要求2所述的一种嵌入式智能人脸检测与跟踪系统，其特征在于，所述评估模块连接有正确率计算模块，所述正确率计算模块连接有评价级设定模块，所述评价级设定模块连接有评价模块，所述正确率计算模块用以计算人脸识别的正确率，所述评价级设定模块用来人为设定评价级别，所述评价模块根据正确率作出评价等级。
4.根据权利要求1所述的一种嵌入式智能人脸检测与跟踪系统，其特征在于，所述视频图像输入模块包括图像摄取设备，所述图像摄取设备连接有传输电路单元，所述图像摄取设备用来对人员进行捕捉拍摄，所述传输电路单元用来将图像信息发出至图像检测模块中。
5.根据权利要求4所述的一种嵌入式智能人脸检测与跟踪系统，其特征在于，所述图像摄取设备包括暂存电路单元，所述暂存电路单元连接有人脸检测电路单元，所述人脸检测电路单元连接有缓存单元，所述缓存单元连接有人脸提取电路单元，所述暂存电路单元用来将拍摄图像暂存，所述人脸检测电路单元可以对图像中的人脸部分进行检测，所述缓存单元将检测的人脸图像暂存，所述人脸提取电路单元用来配合调取模块将缓存单元中的人脸图像部分调取出。
6.根据权利要求1所述的一种嵌入式智能人脸检测与跟踪系统，其特征在于，所述关键点检测模块包括有第一人脸检测模块与第二人脸检测模块，所述第一人脸检测模块与第二人脸检测模块共同连接有双线性运输模块，所述双线性运输模块连接至活体检测结果输出模块中，所述第一人脸检测模块与第二人脸检测模块分布对图像中的人脸特征进行检测并通过双线性运算模块计算出结果，通过活体检测结果输出模块发出至人脸信息库内。
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