CN101131727A - 一种图像采集的方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像采集的方法及其应用。图像采集的方法包括：将摄像机和光学反射装置按预先设定的位置和角度进行安放；摄像机采集被拍摄对象在光学反射装置中的图像。图像采集的***包括：摄像机、光学反射装置。人脸识别的方法包括图像采集，并根据采集的图像进行人脸识别，其中，所述图像采集过程具体包括：将摄像机和光学反射装置按预先设定的位置和角度进行安放；摄像机采集被检查人员在光学反射装置中的图像。人脸识别的***包括：摄像机、光学反射装置和人脸识别器，所述人脸识别器还包括图像翻转模块。本发明通过光学反射装置扩大了摄像机摄取图像的有效覆盖范围，从而达到提高人脸识别准确率的目的。

Description

一种图像采集的方法及其应用

技术领域

本发明涉及图像处理应用技术领域，尤其涉及一种图像采集的方法及应用。

背景技术

目前，图像采集技术已经得到广泛的应用，尤其是在人脸识别技术领域。

人脸识别技术具有直接、友好、方便的特点，更易于被用户接受，所以人脸识别成为当前特征识别中最为广泛应用的技术之一。

目前，人脸识别的一般过程如图1所示，包括人脸检测、眼睛定位、特征抽取和特征比较/人脸对比四个主要步骤。

目前，人脸识别器主要应用在需要用户配合的场景中，比如在门禁、考核等***中，由于特定的使用环境，用户会主动配合人脸识别器的工作，摄像机可以很容易的获取整张人脸，然后人脸识别器根据获得的人脸图像完成识别过程。

但在用户不配合的情况下，人类识别器就不容易顺利进行工作，因为在这种情况下，人脸识别器不能或者很难获取整张人脸，比如，在机场或海关，犯罪分子会有意识的躲避摄像机的捕捉，使得摄像机捕获的人脸图像不完整，而人脸识别器是无法对不完整的人脸图像进行识别的，这样，就使得人脸识别器不能最大限度地发挥作用，使得人脸识别准确率大大降低。

另外，在机场或海关的检查通道等狭长空间中，即便犯罪分子或被检查人员不刻意躲避摄像机的捕捉，但由于摄像机物理位置的局限，会造成其捕捉图像的有效区域和角度都比较小，同样使得人脸识别的准确率大大降低。

在这种情况下，可以通过架设多台摄像机来扩大其捕捉图像的有效区域和角度，但是，这就要求同时对多个摄像机的输出进行处理，而造成后台处理服务器的处理量和人脸数据库的访问量都大大增加，而现有的设备又无法满足这样的要求。同时，由于摄像机本身的成本和后台设备更换升级的成本都比较昂贵，因而这种办法并不能得到广泛的应用。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种图像采集的方法及其应用，本发明通过光学反射装置扩大了摄像机摄取图像的有效覆盖范围，从而达到在低成本的条件下提高人脸识别准确率的目的。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种图像采集的方法，包括：

A、将摄像机和光学反射装置按预先设定的位置和角度进行安放，所述摄像机与所述光学反射装置的反射面相对；

B、摄像机采集被拍摄对象在光学反射装置中的图像。

其中，所述步骤A中所述预先设定的位置和角度是指：

已知摄像机采集通道中的被拍摄对象的图像，所述通道宽度为L，被拍摄对象的最大高度为Xa，最小高度为Xm，摄像机拍摄范围的广度为2δ时，摄像机安放的位置为在光学反射装置中心前方D处，垂直光学反射装置距离为W，离地面高度为H；

摄像机安放的角度为：仰角为α；

上述参数D、W、H、λ、α是通过以下公式计算得出的：

$\mathrm{\λ}=\frac{\sqrt[2]{D^2+W^2}}{W},$ $\tan =(\mathrm{\α}+\mathrm{\δ})\≤\frac{\mathrm{W\λ}}{H-\mathrm{Xa}},$ $\tan \left(\mathrm{\α}\right)\≤\frac{(L-W)\mathrm{\λ}}{H-\mathrm{Xm}},$ $D\≤\sqrt{W^2+H^2},$ $\frac{H-\mathrm{Xa}}{\mathrm{Xa}-\mathrm{Xm}}=\frac{W}{L}.$

设定摄像机采集图像的区域为第一有效区域，虚拟摄像机采集图像的区域为第二有效区域和第三有效区域，其中虚拟摄像机为摄像机在光学反射装置中成的像，第三有效区域为第一有效区域和第二有效区域的交集，

摄像机在第一有效区域中采集被拍摄对象的图像，

和/或

在第二有效区域中采集被拍摄对象在光学反射装置中的图像，

和/或

在第三有效区域采集被检测人员的图像和/或被拍摄对象在光学反射装置中的图像。

本发明还包括一种图像采集***，所述***包括：摄像机和光学反射装置，所述摄像机与所述光学反射装置的反射面相对

光学反射装置：通过光学反射原理，显现被拍摄对象的图像；

摄像机：负责采集被拍摄对象在光学反射装置中的图像。

并且，在已知摄像机采集通道中的被拍摄对象的图像，所述通道宽度为L，被拍摄对象的最大高度为Xa，最小高度为Xm，摄像机拍摄范围的广度为2δ时，所述摄像机位于所述光学反射装置中心前方D处，距离光学反射装置垂直距离W处，离地面高度为H，摄像机的仰角为α；

上述参数D、W、H、λ、α是通过以下公式计算得出的：

$\mathrm{\λ}=\frac{\sqrt[2]{D^2+W^2}}{W},$ $\tan (\mathrm{\α}+\mathrm{\δ})\≤\frac{\mathrm{W\λ}}{H-\mathrm{Xa}},$ $\tan \left(\mathrm{\α}\right)\≤\frac{(L-W)\mathrm{\λ}}{H-\mathrm{Xm}},$ $D\≤\sqrt{W^2+H^2},$ $\frac{H-\mathrm{Xa}}{\mathrm{Xa}-\mathrm{Xm}}=\frac{W}{L}.$

所述光学反射装置包括平面镜或凸面反射镜。

本发明还包括一种人脸识别的方法，包括图像采集，并根据采集的图像进行人脸识别，所述图像采集过程包括：

A、将摄像机和光学反射装置按预先设定的位置和角度进行安放，使摄像机与所述光学反射装置的反射面相对；

B、摄像机采集被检查人员在光学反射装置中的图像。

所述步骤A中所述预先设定的位置和角度是指：

已知摄像机采集通道中的被拍摄对象的图像，所述通道宽度为L，被测人员的最大高度为Xa，最小高度为Xm，摄像机拍摄范围的广度为2δ时，摄像机安放的位置为在光学反射装置中心前方D处，垂直光学反射装置距离为W，离地面高度为H；

摄像机安放的角度为：仰角为α；

上述参数D、W、H、λ、α是通过以下公式计算得出的：

$\mathrm{\λ}=\frac{\sqrt[2]{D^2+W^2}}{W},$ $\tan (\mathrm{\α}+\mathrm{\β})\≤\frac{\mathrm{W\λ}}{H-\mathrm{Xa}},$ $\tan \left(\mathrm{\α}\right)\≤\frac{(L-W)\mathrm{\λ}}{H-\mathrm{Xm}},$ $D\≤\sqrt{W^2+H^2},$ $\frac{H-\mathrm{Xa}}{\mathrm{Xa}-\mathrm{Xm}}=\frac{W}{L}.$

设定摄像机采集图像的区域为第一有效区域，虚拟摄像机采集图像的区域为第二有效区域和第三有效区域，其中虚拟摄像机为摄像机在光学反射装置中成的像，第三有效区域为第一有效区域和第二有效区域的交集，

根据摄像机在第一有效区域中采集到的被检测人员的图像进行人脸识别，和/或

在第二有效区域中采集到的被检测人员在光学反射装置中的图像进行人脸识别，和/或

在第三有效区域采集到的被检测人员的图像和/或被检测人员在光学反射装置中的图像进行人脸识别。

当摄像机正常采集到的被检测人员的图像、或摄像机采集到的被检测人员在光学反射装置中的图像与人脸模板进行对比的结果之一超过设定域值时，则对比成功。

并且，所述根据采集的图像进行人脸识别的过程还包括：将摄像机采集到的被检查人员在光学反射装置中的图像左右翻转。

本发明还包括一种人脸识别的***，其特征在于，所述***包括：摄像机、光学反射装置和人脸识别器，所述摄像机与所述光学反射装置的反射面相对

光学反射装置：通过光学反射原理，显现被检测人员的图像；

摄像机：负责采集被检测人员在光学反射装置中的图像；

人脸识别器：通过摄像机采集到的图像进行人脸识别。

并且，在已知摄像机采集通道中的被拍摄对象的图像，所述通道宽度为L，被测人员的最大高度为Xa，最小高度为Xm，摄像机拍摄范围的广度为2δ时，所述摄像机位于所述光学反射装置中心前方D处，距离光学反射装置垂直距离W处，离地面高度为H，摄像机的仰角为α；

上述参数D、W、H、λ、α是通过以下公式计算得出的：

$\mathrm{\λ}=\frac{\sqrt[2]{D^2+W^2}}{W},$ $\tan (\mathrm{\α}+\mathrm{\δ})\≤\frac{\mathrm{W\λ}}{H-\mathrm{Xa}},$ $\tan \left(\mathrm{\α}\right)\≤\frac{(L-W)\mathrm{\λ}}{H-\mathrm{Xm}},$ $D\≤\sqrt{W^2+H^2},$ $\frac{H-\mathrm{Xa}}{\mathrm{Xa}-\mathrm{Xm}}=\frac{W}{L}.$

所述人脸识别器还包括图像翻转模块，负责将摄像机采集到的光学反射装置中的图像进行左右翻转，人脸识别器根据左右翻转后的图像进行人脸识别。

所述光学反射装置包括平面镜或凸面反射镜。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明中，将摄像机和光学反射装置按预先设定的关系安放，这样，摄像机除了可以正常采集到被检测人员的图像，还可以采集到被检查人员在光学反射装置中的图像，因此，本发明在和现有技术相比，扩大了摄像机摄取图像的有效范围，从而提高了人脸识别准确率，采用本发明，还可以减少摄像机的数量、降低识别服务器的性能要求，从而达到节约成本的目的。

附图说明

图1为现有技术中人脸识别过程的示意图；

图2为本发明实施例的摄像机获取人脸图像的示意图；

图3为本发明实施例的摄像机方位架设示意图；

图4位本发明实施例的镜面和摄像机截面示意图；

图5为本发明实施例的虚拟摄像机架设方位示意图；

图6为本发明实施例的人脸识别过程的示意图；

图7为本发明另一实施例的摄像机获取人脸图像的示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想是通过将摄像机和光学反射装置按照预先设定的关系进行安放，通过光学反射装置，摄像机扩大了其摄取图像的有效范围，提高了人脸识别准确率，从而有效克服现有技术所存在的问题。

下面将结合附图2到附图7，以镜子作为光学反射装置为例，对本发明所述的图像采集的方法及***、人脸识别的方法及***作详细说明。

首先对本发明所述的一种图像采集的方法进行详细说明。

本发明所述的图像采集的方法包括：

首先，将摄像机和镜子按照预先设定的角度和位置进行安装；

如图2所示，摄像机摄取图像的区域为图中所示的有效区域1，根据光学成像原理，摄像机在镜子中成的像，即虚拟摄像机，其摄取图像的区域为图中所示的有效区域2，并且记有效区域1和有效区域2的交集为有效区域3。

下面分别对有效区域1、有效区域2和有效区域3的特性进行详细介绍。

1、当被检查人员处于有效区域1，但不是有效区域3时，摄像机能直接捕获人脸，但在被检查人员刻意或不刻意规避摄像机的情况下，捕获到的人脸都有可能不完整。如果此时被检查人员面向摄像机，摄像机将会捕捉到完整的人脸，人类识别器从而可以根据捕获到的人脸进行准确的识别。

2、当被检查人员处于有效区域2，但不是有效区域3时，根据成像原理，虚拟摄像机能捕获到人脸，但在被检查人员刻意或不刻意规避摄像机的情况下，捕获到的人脸都有可能不完整。如果此时被检查人员面向虚拟摄像机，虚拟摄像机将会捕获到完整的人脸，人脸识别器同样可以根据捕获到的人脸进行准确识别。

3、当被检查人员处于有效区域3时，被检查人员的图像会同时出现在摄像机和虚拟摄像机中，即，摄像机可以同时捕捉到被检查人员和被检查人员在镜子中的成像。此时，无论被检查人员与摄像机的位置关系怎样，被检查人员的整张人脸肯定会出现在摄像机和虚拟摄像机二者之一中，或者同时出现在二者中。这时，即便被检查人员刻意或不刻意的规避摄像机，比如发生相互遮挡问题时，摄像机同样可以捕捉到完整的人脸。

当发生相互遮挡问题，即被检查人员周边有其他人挡住了摄像机对被检查人员的人脸图像的摄取时，这时摄像可能无法捕获到人脸或无法捕获到完整的人脸，但是根据小孔成像原理，如果把虚拟摄像机看作是成像的小孔，那么虚拟摄像机捕获到的范围比真实摄像机捕获到的范围更大，所以从直观上来形容，就相当于从高处拍到两列人在前进，所以虚拟摄像机捕捉到的人脸不会受到遮挡，即，通过虚拟摄像机，仍然可以捕获到完整的人脸。

下面详细阐述本发明中摄像机和镜子的相对关系。

如图3所示，假设已知通道宽度为L，摄像机架设在镜面中心前方D处，其垂直镜面距离为W，离地面高H，摄像机拍摄范围的广度为2δ。同时从统计数字，可以得知被检测人员的最大身高为Xa，最低身高为Xm。通过上述已知参数，可以计算出以下未知参数，具体求解过程如下：

如图4所示，为了方便描述，现截取摄像机和镜面中轴所在的平面，由于W和D互相垂直，即如果以W和D作为直角三角形的两条直角边，设直角三角形斜边与W的比值为λ，则可以得到 $\mathrm{\λ}=\frac{\sqrt{D^2+W^2}}{W}$ (公式1)，进而得出镜面中心到H的距离 $\mathrm{W\λ}=\sqrt{D^2+W^2}.$

根据以上数据，可以推算出截面上摄像机的仰角公式：

$\tan (\mathrm{\α}+\mathrm{\δ})\≤\frac{\mathrm{W\λ}}{H-\mathrm{Xa}}$ 同时 $\tan \left(\mathrm{\α}\right)\≤\frac{(L-W)\mathrm{\λ}}{H-\mathrm{Xm}}$ (公式2)

当 $\mathrm{\α}=\arctan \left[\frac{(L-W)\mathrm{\λ}}{H-\mathrm{Xm}}\right]$ 时，此时α为截面上摄像机的最低线仰角。

通常，D的取值范围为 $D\≤\sqrt{W^2+H^2}$ (公式3)，但为了尽可能大范围的获取完整的脸，应该使摄像机和虚拟摄像机的光轴会相互垂直，即 $D=\sqrt{W^2+H^2},$ 因为此时有效区域3的范围最大。

如图5所示，对于虚拟摄像机，可以得出以下关系：

$\frac{H-\mathrm{Xa}}{\mathrm{Xa}-\mathrm{Xm}}=\frac{W}{L}$ (公式4)

由公式1、公式2、公式3和公式4中五个限制条件，从而可以计算出未知参量D，W，H，λ和角α。

在将摄像机和镜子按照上面所述的位置和角度进行安放后，摄像机摄取的图像包括了被检查人员的图像和/或被检查人员在光学反射装置中的图像，并且，将采集到的被检查人员在光学反射装置中的图像进行左右翻转。

本发明所述的图像采集的***包括：光学反射装置和摄像机。

光学反射装置：利用光学反射原理，将被检测人员的图像显现在光学反射装置中，此时在光学反射装置中的图像与其真实图像是相反的。

摄像机：在所述***里，用于采集图像，所述图像包括被检测人员的图像和被检测人员在光学反射装置中的图像。所述摄像机与所述光学反射装置按照预先设定的关系进行安放，这样，摄像机除了可以正常摄取被检测人员的图像外，还可以摄取到被检测人员在光学反射装置中的图像。

然后对本发明所述的一种人脸识别的方法及***进行详细说明。

本发明所述的人脸识别的方法包括：

首先，将摄像机和镜子按照预先设定的角度和位置进行安装；

如图2所示，摄像机摄取图像的区域为图中所示的有效区域1，根据光学成像原理，摄像机在镜子中成的像，即虚拟摄像机，其摄取图像的区域为图中所示的有效区域2，并且记有效区域1和有效区域2的交集为有效区域3。

下面分别对有效区域1、有效区域2和有效区域3的特性进行详细介绍。

1、当被检查人员处于有效区域1，但不是有效区域3时，摄像机能直接捕获人脸，但在被检查人员刻意或不刻意规避摄像机的情况下，捕获到的人脸都有可能不完整。如果此时被检查人员面向摄像机，摄像机将会捕捉到完整的人脸，人类识别器从而可以根据捕获到的人脸进行准确的识别。

2、当被检查人员处于有效区域2，但不是有效区域3时，根据成像原理，虚拟摄像机能捕获到人脸，但在被检查人员刻意或不刻意规避摄像机的情况下，捕获到的人脸都有可能不完整。如果此时被检查人员面向虚拟摄像机，虚拟摄像机将会捕获到完整的人脸，人脸识别器同样可以根据捕获到的人脸进行准确识别。

3、当被检查人员处于有效区域3时，被检查人员的图像会同时出现在摄像机和虚拟摄像机中，即，摄像机可以同时捕捉到被检查人员和被检查人员在镜子中的成像。此时，无论被检查人员与摄像机的位置关系怎样，被检查人员的整张人脸肯定会出现在摄像机和虚拟摄像机二者之一中，或者同时出现在二者中。这时，即便被检查人员刻意或不刻意的规避摄像机，比如发生相互遮挡问题时，摄像机同样可以捕捉到完整的人脸。

当发生相互遮挡问题，即被检查人员周边有其他人挡住了摄像机对被检查人员的人脸图像的摄取时，这时摄像可能无法捕获到人脸或无法捕获到完整的人脸，但是根据小孔成像原理，如果把虚拟摄像机看作是成像的小孔，那么虚拟摄像机捕获到的范围比真实摄像机捕获到的范围更大，所以从直观上来形容，就相当于从高处拍到两列人在前进，所以虚拟摄像机捕捉到的人脸不会受到遮挡，即，通过虚拟摄像机，仍然可以捕获到完整的人脸。

下面详细阐述本发明中摄像机和镜子的相对关系。

如图3所示，假设已知通道宽度为L，摄像机架设在镜面中心前方D处，其垂直镜面距离为W，离地面高H，摄像机拍摄范围的广度为2δ。同时从统计数字，可以得知被检测人员的最大身高为Xa，最低身高为Xm。通过上述已知参数，可以计算出以下未知参数，具体求解过程如下：

如图4所示，为了方面描述，现截取摄像机和镜面中轴所在的平面，由于W和D互相垂直，即如果以W和D作为直角三角形的两条直角边，设直角三角形斜边与W的比值为λ，则可以得到 $\mathrm{\λ}=\frac{\sqrt{D^2+W^2}}{W}$ (公式1)，进而得出镜面中心到H的距离 $\mathrm{W\λ}=\sqrt{D^2+W^2}.$

根据以上数据，可以推算出截面上摄像机的仰角公式：

$(\mathrm{\α}+\mathrm{\δ})\≤\frac{\mathrm{W\λ}}{H-\mathrm{Xa}}$ 同时 $\tan \left(\mathrm{\α}\right)\≤\frac{(L-W)\mathrm{\λ}}{H-\mathrm{Xm}}$ (公式2)

当 $\mathrm{\α}=\arctan \left[\frac{(L-W)\mathrm{\λ}}{H-\mathrm{Xm}}\right]$ 时，此时α为截面上摄像机的最低线仰角。

通常，D的取值范围为 $D\≤\sqrt{W^2+H^2}$ (公式3)，但为了尽可能大范围的获取完整的脸，应该使摄像机和虚拟摄像机的光轴会相互垂直，即 $D=\sqrt{W^2+H^2},$ 因为此时有效区域3的范围最大。

如图5所示，对于虚拟摄像机，可以得出以下关系：

$\frac{H-\mathrm{Xa}}{\mathrm{Xa}-\mathrm{Xm}}=\frac{W}{L}$ (公式4)

由公式1、公式2、公式3和公式4中五个限制条件，从而可以计算出未知参量D，W，H，λ和角α。

在将摄像机和镜子按照上面所述的位置和角度进行安放后，摄像机摄取的图像包括了被检查人员的图像和/或被检查人员在光学反射装置中的图像，然后，人类识别器通过摄像机摄取的图像进行人脸识别，下面具体说明。

目前的人脸识别的过程如图1所示，一般包括人脸检测、眼睛定位、特征抽取、特征比较/人脸对比四个主要步骤。在本发明的人脸识别过程中，除了对正常取得的人脸，即摄像机正常采集到的被检测人员的人脸做特征抽取以外，还要将摄像机采集到的光学反射装置中的人脸进行左右翻转，取得另一特征(这是因为由于被测人员的图像在镜子中是和被测人员的图像是相反的)，并将正常取得的特征或翻转后取得的特征分别与数据库中的人脸模板进行比对，当两个特征之一超过设定域值时，比对成功，说明被检查人员就是人别识别器的识别目标，否则，比对失败，说明被检查人员不是人脸识别器的识别目标。

当然，在将从光学反射装置中提取的人脸特征与人脸模板进行对比时，也可以对取得的人脸特征不做处理，而是人脸模板进行翻转，然后将所述人脸特征与翻转后的人脸模板进行对比。

另外，上述人脸左右翻转除了可以包含在特征抽取步骤中，还可以安排在摄像机采集图像之后，人脸检测步骤之前。

本发明所述的人脸识别的***，包括：摄像机、光学反射装置和人脸识别器。

光学反射装置：利用光学反射原理，将被检测人员的图像显现在光学反射装置中，此时在光学反射装置中的图像与其真实图像是相反的。

摄像机：在所述***里，用于采集图像，所述图像包括被检测人员的图像和被检测人员在光学反射装置中的图像。所述摄像机与所述光学反射装置按照预先设定的关系进行安放，这样，摄像机除了可以正常摄取被检测人员的图像外，还可以摄取到被检测人员在光学反射装置中的图像。

人脸识别器：用于接收摄像机采集到的被检测人员的图像和被检测人员在光学反射装置中的图像，并根据所述图像进行人脸识别。

并且，在已知通道宽度为L，被测人员的最大高度为Xa，最小高度为Xm，摄像机拍摄范围的广度为2δ时，将所述摄像机安放在所述光学反射装置中心前方D处，垂直光学反射装置距离为W，离地面高度为H，并调整摄像机的角度，使其仰角为α；

上述参数D、W、H、λ、α是通过以下公式计算得出的：

$\mathrm{\λ}=\frac{\sqrt[2]{D^2+W^2}}{W},$ $\tan (\mathrm{\α}+\mathrm{\δ})\≤\frac{\mathrm{W\λ}}{H-\mathrm{Xa}},$ $\tan \left(\mathrm{\α}\right)\≤\frac{(L-W)\mathrm{\λ}}{H-\mathrm{Xm}},$ $D\≤\sqrt{D^2+H^2},$ $\frac{H-\mathrm{Xa}}{\mathrm{Xa}-\mathrm{Xm}}=\frac{W}{L}.$

摄像机和镜子的相对位置关系和公式的具体推导过程在论述本发明所述方法时已经进行过详细说明，在此就不再赘述。

本发明所述人脸识别器还包括图像翻转模块，所述图像翻转模块用于将摄像机采集到的光学反射装置中的人脸图像进行左右翻转，人脸识别器根据左右翻转后的图像进行人脸识别。

即，在本发明的人脸识别过程中，除了对正常取得的人脸做特征抽取以外，还要通过图像翻转模块将光学反射装置中的人脸左右翻转，取得另一特征(这是因为由于被测人员的图像在镜子中是和被测人员的图像是相反的)，并将正常取得的特征或翻转后取得的特征与人脸识别器中的数据库的人脸模板进行比对，当两个特征之一超过一设定域值时，比对成功，说明被检查人员就是人别识别器的识别目标，否则，比对失败，说明被检查人员不是人脸识别器的识别目标。

当然，在将从光学反射装置中提取的人脸特征与人脸模板进行对比时，也可以对取得的人脸特征不做处理，而是利用图像翻转模块对人脸模板进行翻转，然后将所述人脸特征与翻转后的人脸模板进行对比。

如图7所示，在这里，也可以用凸面反射镜来获得更大的摄取范围。而且在这种情况下，摄像头和镜子之间的关系就更自由了。然而，由于凸面反射镜会带来一定的图像畸变，人脸识别的准确率会稍有下降，但从整个实时识别过程的来说，凸面反射镜还是能提升人脸识别的准确率。

而且，本发明中的光学反射装置还可以包括多个镜子，根据光学反射原理，被检测人员在一个镜子中成的像还可以在另外的镜子中多次成像，这样，摄像机就可以获得更大的摄取范围。

在上述对本发明的说明中，仅以镜子作为光学反射装置为例，对本发明所述的方法及***进行说明，但本领域的普通技术人员应该知道，所述光学反射装置并不限于镜子。另外，本发明是以有界的通道为例进行说明的，但实际上，本发明同样适用于开放性的通道或区域。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种图像采集的方法，其特征在于，包括：

A、将摄像机和光学反射装置按预先设定的位置和角度进行安放，使摄像机与所述光学反射装置的反射面相对；

B、摄像机采集被拍摄对象在光学反射装置中的图像。

2.根据权利要求1所述的一种图像采集的方法，其特征在于，所述步骤A中所述预先设定的位置和角度是指：

所述被拍摄对象处于通道上，所述通道宽度为L，被拍摄对象的最大高度为Xa，最小高度为Xm，摄像机拍摄范围的广度为2δ时，摄像机安放的位置为在光学反射装置中心前方D处，垂直光学反射装置距离为W，离地面高度为H；

摄像机安放的角度为：仰角为α；

上述参数D、W、H、λ、α是通过以下公式计算得出的：

$\mathrm{\λ}=\frac{\sqrt[2]{D^2+W^2}}{W},$ $\tan (\mathrm{\α}+\mathrm{\δ})\≤\frac{\mathrm{W\λ}}{H-\mathrm{Xa}},$ $\tan \left(\mathrm{\α}\right)\≤\frac{(L-W)\mathrm{\λ}}{H-\mathrm{Xm}},$ $D\≤\sqrt{W^2+H^2},$ $\frac{H-\mathrm{Xa}}{\mathrm{Xa}-\mathrm{Xm}}=\frac{W}{L}.$

3.根据权利要求1或2所述的一种图像采集的方法，其特征在于，设定摄像机采集图像的区域为第一有效区域，虚拟摄像机采集图像的区域为第二有效区域和第三有效区域，其中虚拟摄像机为摄像机在光学反射装置中成的像，第三有效区域为第一有效区域和第二有效区域的交集，

所述步骤B具体包括：

在第二有效区域中采集被拍摄对象在光学反射装置中的图像，

和/或

在第三有效区域采集被检测人员的图像和/或被拍摄对象在光学反射装置中的图像。

4.一种图像采集的***，其特征在于，所述***包括：摄像机和光学反射装置，所述摄像机与所述光学反射装置的反射面相对；

光学反射装置：通过光学反射原理，显现被拍摄对象的图像；

摄像机：采集被拍摄对象在光学反射装置中的图像。

5.根据权利要求4所述的一种图像采集的***，其特征在于，在已知摄像机采集通道中的被拍摄对象的图像，所述通道宽度为L，被拍摄对象的最大高度为Xa，最小高度为Xm，摄像机拍摄范围的广度为2δ时，所述摄像机位于所述光学反射装置中心前方D处，距离光学反射装置垂直距离W处，离地面高度为H，摄像机的仰角为α；

上述参数D、W、H、λ、α是通过以下公式计算得出的：

$\mathrm{\λ}=\frac{\sqrt[2]{D^2+W^2}}{W},$ $\tan (\mathrm{\α}+\mathrm{\δ})\≤\frac{\mathrm{W\λ}}{H-\mathrm{Xa}},$ $\tan \left(\mathrm{\α}\right)\≤\frac{(L-W)\mathrm{\λ}}{H-\mathrm{Xm}},$ $D\≤\sqrt{W^2+H^2},$ $\frac{H-\mathrm{Xa}}{\mathrm{Xa}-\mathrm{Xm}}=\frac{W}{L}.$

6.根据权利要求4或5所述的一种图像采集的***，其特征在于，所述光学反射装置包括平面镜或凸面反射镜。

7.一种人脸识别的方法，其特征在于，所述方法具体包括：

A、将摄像机和光学反射装置按预先设定的位置和角度进行安放使摄像机与所述光学反射装置的反射面相对；

B、摄像机采集被检查人员在光学反射装置中的图像；

C、根据所述采集到的图像进行人脸识别。

8.根据权利要求7所述的一种人脸识别方法，其特征在于，所述步骤A中所述预先设定的位置和角度是指：

所述被拍摄对象处于通道上，所述通道宽度为L，被测人员的最大高度为Xa，最小高度为Xm，摄像机拍摄范围的广度为2δ时，摄像机安放的位置为在光学反射装置中心前方D处，垂直光学反射装置距离为W，离地面高度为H；摄像机安放的角度为：仰角为α；

上述参数D、W、H、λ、α是通过以下公式计算得出的：

$\mathrm{\λ}=\frac{\sqrt[2]{D^2+W^2}}{W},$ $\tan (\mathrm{\α}+\mathrm{\δ})\≤\frac{\mathrm{W\λ}}{H-\mathrm{Xa}},$ $\tan \left(\mathrm{\α}\right)\≤\frac{(L-W)\mathrm{\λ}}{H-\mathrm{Xm}},$ $D\≤\sqrt{W^2+H^2},$ $\frac{H-\mathrm{Xa}}{\mathrm{Xa}-\mathrm{Xm}}=\frac{W}{L}.$

9.根据权利要求7或8所述的一种人脸识别的方法，其特征在于，设定摄像机采集图形的区域为第一有效区域，虚拟摄像机采集图形的区域为第二有效区域和第三有效区域，其中虚拟摄像机为摄像机在光学反射装置中成的像，第三有效区域为第一有效区域和第二有效区域的交集，

所述步骤B具体包括：

在第二有效区域中采集到的被检测人员在光学反射装置中的图像进行人脸识别，和/或

在第三有效区域采集到的被检测人员的图像和/或被检测人员在光学反射装置中的图像进行人脸识别。

10.根据权利要求9所述的一种人脸识别的方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：

当摄像机正常采集到的被检测人员的图像、或摄像机采集到的被检测人员在光学反射装置中的图像与人脸模板进行对比的结果之一超过设定域值时，则对比成功。

11.根据权利要求7所述的一种人脸识别方法，其特征在于，所述步骤C还包括：将摄像机采集到的被检查人员在光学反射装置中的图像左右翻转。

12.一种人脸识别的***，其特征在于，所述***包括：摄像机、光学反射装置和人脸识别器，所述摄像机与所述光学反射装置的反射面相对，

光学反射装置：通过光学反射原理，显现被检测人员的图像；

摄像机：采集被检测人员在光学反射装置中的图像；

人脸识别器：根据摄像机采集到的图像进行人脸识别。

13.根据权利要求12所述的一种人脸识别的***，其特征在于，在已知摄像机采集通道中的被拍摄对象的图像，所述通道宽度为L，被测人员的最大高度为Xa，最小高度为Xm，摄像机拍摄范围的广度为2δ时，所述摄像机位于所述光学反射装置中心前方D处，距离光学反射装置垂直距离W处，离地面高度为H，摄像机的仰角为α；

上述参数D、W、H、λ、α是通过以下公式计算得出的：

$\mathrm{\λ}=\frac{\sqrt[2]{D^2+W^2}}{W},$ $\tan (\mathrm{\α}+\mathrm{\δ})\≤\frac{\mathrm{W\λ}}{H-\mathrm{Xa}},$ $\tan \left(\mathrm{\α}\right)\≤\frac{(L-W)\mathrm{\λ}}{H-\mathrm{Xm}},$ $D\≤\sqrt{W^2+H^2},$ $\frac{H-\mathrm{Xa}}{\mathrm{Xa}-\mathrm{Xm}}=\frac{W}{L}.$

14.根据权利要求12所述的一种人脸识别的***，其特征在于，所述人脸识别器还包括图像翻转模块，负责将摄像机采集到的光学反射装置中的图像进行左右翻转，人脸识别器根据左右翻转后的图像进行人脸识别。

15.根据权利要求12或13或14所述的一种人脸识别的***，其特征在于，所述光学反射装置包括平面镜或凸面反射镜。

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