CN103605466A - 一种基于面部识别操控终端的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及人机交互技术，其公开了一种基于面部识别操控终端的方法，使得人机交互更加人性化、便捷化，并将交互和运动紧密结合达到在交互的同时也能活动头部、颈部的目的。该方法包括以下步骤：a.通过摄像头采集图像数据；b.对采集的图像进行预处理；c.在处理后的图像中对人脸器官进行跟踪定位，识别面部位置；d.对面部位置的图像进行归一化处理后提取相关特征图像，形成图像序列；e.利用图像序列之间的相关性信息，获得相应的图像序列子空间，判断序列属于哪一种模式，实现针对人脸的姿态识别；f.将对人脸姿态识别的结果转化为对应的控制指令发送给终端；g.终端执行收到的控制指令，实现相应动作。本发明适用于用户与终端进行人机交互。

Description

一种基于面部识别操控终端的方法

技术领域

本发明涉及人机交互技术，特别涉及一种基于面部识别操控终端的方法。

背景技术

从计算机诞生的那一刻起，就产生了操作者与计算机之间密切的交流互动关系。简单来说，使用者需要不断地给计算机发出指令，同时也接收着计算机对指令执行结果的反馈。这样就形成了一个概念--人机交互，而软件则成为人机交互其中最关键的介质之一。

随着科技的发展，使得人机交互变得更加全面、深入；计算机的操作者们，现在已经可以通过各种各样操控方式来实现与计算机进行对话交流，如：通过按键交互、遥控交互、触摸屏交互、手势交互等；交互方式在不断向着人性化、便捷化的方向发展。

近年来有部分终端生产厂商提出了另一种新的交互方式—面部交互，但是由于面部识别需要复杂计算，实时性和支撑平台问题一直是面部识别应用中的一个主要障碍。而随着DSP和嵌入式技术的迅猛发展，以及智能终端操作***和计算机视觉技术的深入普及，给面部交互的产品级应用提供了平台基础和支撑。

因此，本发明有必要提出一种基于面部识别来实现对终端操控的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种基于面部识别操控终端的方法，使得人机交互更加人性化、便捷化，并将交互和运动紧密结合达到在交互的同时也能活动头部、颈部的目的。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种基于面部识别操控终端的方法，包括以下步骤：

a.通过摄像头采集图像数据；

b.对采集的图像进行预处理；

c.在处理后的图像中对人脸器官进行跟踪定位，识别面部位置；

d.对面部位置的图像进行归一化处理后提取相关特征图像，形成图像序列；

e.利用图像序列之间的相关性信息，获得相应的图像序列子空间，判断序列属于哪一种模式，实现针对人脸的姿态识别；

f.将对人脸姿态识别的结果转化为对应的控制指令发送给终端；

g.终端执行收到的控制指令，实现相应动作。

进一步，步骤a中所述摄像头为终端自带摄像头或者连接到终端的摄像头。

进一步，步骤b中所述预处理包括光照处理、图像增强处理。

进一步，步骤c的具体实现包括：利用统计的方法建立模型，利用建立的模型在处理后的图像中对眼睛、鼻子、嘴等人脸器官进行跟踪定位，确定面部在图像中的位置。

进一步，步骤e中，所述人脸的姿态包括：左侧脸，右侧脸，上脸，下脸，正脸，左上脸，左下脸，右上脸，右下脸等，当然也可以以其它方式定义。

进一步，步骤f的具体实现包括：预先定义人脸姿态或姿态组合与相应控制指令的映射关系，根据对人脸姿态识别的结果查找映射关系中对应的控制指令，将查找到的对应控制指令发送给终端。

进一步，所述姿态组合是指由两个或两个以上的人脸的姿态形成的组合。

本发明的有益效果是：利用面部姿态的变化来实现对终端的操控，无需遥控器也不需要接触屏幕，方便用户操作，改善用户体验；同时在交互的过程中还能使用户活动头部、颈部，有利于健康；本发明的方法实现成本低、稳定性好。

附图说明

图1为本发明中基于面部识别操控终端的方法流程图。

具体实施方式

本发明旨在提出一种基于面部识别操控终端的方法，使得人机交互更加人性化、便捷化，并将交互和运动紧密结合达到在交互的同时也能活动头部、颈部的目的。在本发明中通过摄像头采集图像数据，利用统计的方法建立模型对人脸的姿态进行分析，并在该基础上利用该模型的参数自适应，实现眼睛等器官的自动跟踪与定位，在获得相应的面部器官的具***置值后，对定位后的人脸图像进行相关处理，提取特征图像，并利用序列图像之间的相关性信息，获得相应的图像序列子空间，判断序列属于哪一种模式类别，从而实现针对人脸姿态的识别，将识别出来的姿态转化为对应的控制指令发送给终端，终端接收并解析执行该控制指令，从而达到操控终端的目的。

在具体实施上，参见图1，本发明中的基于面部识别操控终端的方法包括以下实现步骤：

1、图像获取：通过摄像头采集图像数据;本步骤中所述的摄像头可以是终端自带的，也可以是通过其他方式连接到终端上的。这里的终端可以是机顶盒、电视机、空调或者其他智能终端。

2、图像预处理：对采集的图像进行预处理，预处理包括光照处理、图像增强等处理；

3、面部定位：在处理后的图像中对人脸器官进行跟踪定位，识别面部位置；在本步骤中，利用统计的方法建立模型，利用建立的模型在处理后的图像中对眼睛、鼻子、嘴等人脸器官进行跟踪定位，确定面部在图像中的位置；

4、特征提取：对面部位置的图像进行归一化处理后提取相关特征图像，形成图像序列；

5、姿态识别：利用图像序列之间的相关性信息，获得相应的图像序列子空间，判断序列属于哪一种模式，实现针对人脸的姿态识别；本步骤中人脸的姿态包括：左侧脸，右侧脸，上脸，下脸，正脸，左上脸，左下脸，右上脸，右下脸等，当然也可以以其它方式定义；

6、控制指令转发：将对人脸姿态识别的结果转化为对应的控制指令发送给终端；在本步骤中，预先定义人脸姿态或姿态组合与相应控制指令的映射关系，根据对人脸姿态识别的结果查找映射关系中对应的控制指令，将查找到的对应控制指令发送给终端；这里的“人脸姿态”是指单个的姿态如：左侧脸或右侧脸，“姿态组合”是指由两个或两个以上的人脸的姿态（单个的姿态）形成的组合如：左侧脸+正脸；

7、终端执行控制指令：终端执行收到的控制指令，实现相应动作。

本发明中对于人脸姿态和对应控制指令的映射关系可以根据需求任意自定义，如：定义下脸为“确定”，定义上脸为“退出”，定义正脸-右侧脸（正脸和右侧脸的组合姿态）为“频道减少”等等；

对于本发明来说，根据终端的类型其实现的功能可以多样化：如操控终端主界面，实现切换模式，增减音量、温度等主要功能；操控播放器界面，实现播放、暂停、快进、快退等主要功能；操控体感游戏，实现游戏中的跳跃，滑动等主要功能；操控浏览器，实现浏览器中的确定、翻页、后退等主要功能。在实现对终端操控的同时，更加可以活动用户的头部、颈部位置，有利于健康。

Claims (7)

1.一种基于面部识别操控终端的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.通过摄像头采集图像数据；

b.对采集的图像进行预处理；

c.在处理后的图像中对人脸器官进行跟踪定位，识别面部位置；

d.对面部位置的图像进行归一化处理后提取相关特征图像，形成图像序列；

e.利用图像序列之间的相关性信息，获得相应的图像序列子空间，判断序列属于哪一种模式，实现针对人脸的姿态识别；

f.将对人脸姿态识别的结果转化为对应的控制指令发送给终端；

g.终端执行收到的控制指令，实现相应动作。

2.如权利要求1所述的一种基于面部识别操控终端的方法，其特征在于，步骤a中所述摄像头为终端自带摄像头或者连接到终端的摄像头。

3.如权利要求1所述的一种基于面部识别操控终端的方法，其特征在于，步骤b中所述预处理包括光照处理、图像增强处理。

4.如权利要求1所述的一种基于面部识别操控终端的方法，其特征在于，步骤c的具体实现包括：利用统计的方法建立模型，利用建立的模型在处理后的图像中对眼睛、鼻子、嘴等人脸器官进行跟踪定位，确定面部在图像中的位置。

5.如权利要求1所述的一种基于面部识别操控终端的方法，其特征在于，步骤e中，所述人脸的姿态包括：左侧脸，右侧脸，上脸，下脸，正脸，左上脸，左下脸，右上脸，右下脸等，当然也可以以其它方式定义。

6.如权利要求1-5任意一项所述的一种基于面部识别操控终端的方法，其特征在于，步骤f的具体实现包括：预先定义人脸姿态或姿态组合与相应控制指令的映射关系，根据对人脸姿态识别的结果查找映射关系中对应的控制指令，将查找到的对应控制指令发送给终端。

7.如权利要求6所述的一种基于面部识别操控终端的方法，其特征在于，所述姿态组合是指由两个或两个以上的人脸的姿态形成的组合。