CN103996033A - 一种基于人脸五官坐标跟踪的真人识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于人脸五官坐标跟踪的真人识别方法，被识别人员面对摄像头并左右转动头部，摄像头捕获视频帧并将帧数据送入五官坐标采集模块，五官坐标采集模块提取、过滤出人脸图像清晰的有效视频帧，并从中识别出人脸五官坐标，每一组五官坐标构成一个五官坐标信息单元，五官坐标分析模块提取五官坐标信息单元数据，并进行特征分析，根据转动头的真人，其五官坐标相对位置会发生变化，两眼到鼻子距离的比值波动较大；平面照片中五官坐标的相对位置固定不变，两眼到鼻子的距离比值保持不变的原理，区分出被识别人员是真人还是照片，简单、易用、交互性好。

Description

一种基于人脸五官坐标跟踪的真人识别方法

技术领域

本发明涉及一种基于人脸五官坐标跟踪的真人识别方法。

背景技术

人脸识别技术，特指利用分析比较人脸视觉特征信息进行身份鉴别的计算机技术。随着光电技术、微计算机技术、图像处理技术与模式识别等技术的进步，人脸识别技术也得到了迅猛发展。相对于传统的生物识别技术，人脸识别具有自然、友好、对用户干扰少、易被用户接受等优势。因此人脸识别技术被越来越多地应用在例如门禁***、视频监控、电子护照及身份证、公安和司法刑侦、自助服务、信息安全、智能人机交互等领域，具有广阔的市场空间和应用前景。

真人识别是人脸识别技术中的一个重要环节。利用真人识别技术，能够有效防止利用人脸照片获取授权的欺骗手段，进一步加强使用人脸识别技术***的安全性。但许多现有的真人识别方法需要增加辅助设备，例如辅助光源，或者需要特殊的背景参照物等。这些方法增加了***的复杂度，并且降低了***的易用性。

发明内容

本发明提供了一种简单、易用、交互性好的基于人脸五官坐标跟踪的真人识别方法。

本发明一种基于五官坐标跟踪的真人识别方法，包括如下步骤：

步骤S01、被识别人员面对摄像头并左右转动头部，摄像头捕获视频帧并将视频帧数据送入五官坐标采集模块；

在步骤S02、五官坐标采集模块提取、过滤出人脸图像清晰的有效视频帧，并识别出人脸五官坐标，每一组五官坐标构成一个五官坐标信息单元，五官坐标采集模块将持续采集到的五官坐标信息单元存储在缓存中；

步骤S103、当五官坐标采集模块中缓存的五官坐标信息单元的数量达到触发条件值时，触发五官坐标分析模块工作，五官坐标分析模块从五官坐标采集模块的缓存中提取所有五官坐标信息单元数据，并对这些单元数据进行特征分析，五官坐标分析模块提取所有五官坐标信息单元，通过跟踪五官坐标信息单元数据变化并进行统计计算，区分该被识别人员是真人还是照片；

五官坐标分析模块对五官坐标信息单元数据的跟踪和统计计算方法为：

假设五官坐标采集模块缓存的五官坐标信息单元总数为n，对于每一个五官坐标信息单元i，五官坐标分析模块提取其中左眼x轴坐标left_eye_x_i，右眼x轴坐标right_eye_x_i和鼻子x轴坐标nose_x_i，并计算两眼到鼻子在x轴上距离的比值： $\mathrm{Dis}{\mathrm{Div}}_i=\frac{\mathrm{left}\_\mathrm{eye}\_x_i-\mathrm{nose}\_x_i}{\mathrm{nose}\_x_i-\mathrm{right}\_\mathrm{eye}\_x_i},$ 对于提取到的n个五官坐标信息单元数据，计算相应n个DisDiv的方差： ${\mathrm{Var}}_{\mathrm{DisDiv}}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{({\mathrm{DisDiv}}_i-\stackrel{\‾}{\mathrm{DisDiv}})}^2,$ 得到真人识别指数，将该真人识别指数与真人识别判定阈值常量相比较，，如果真人识别指数大于真人识别判定阈值常量，则判定被识别人员为真人；如果真人识别指数小于真人识别判定阈值常量，则判定被识别人员为照片。

对于转动头的真人，由于立体特征，其五官坐标相对位置会发生变化，两眼到鼻子距离的比值波动较大；对于平面照片，五官坐标的相对位置固定不变，两眼到鼻子的距离比值保持不变。本发明根据该原理通过五官坐标分析模块跟踪五官坐标信息单元数据变化并进行统计计算，区分出真人和照片，简单、易用、交互性好。

附图说明

图1是本发明的工作流程图。

以下结合具体实施例和附图对本发明做进一步详述。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种基于五官坐标跟踪的真人识别方法，包括如下步骤：

步骤S01、被识别人员面对摄像头并左右转动头部，摄像头捕获视频帧并将视频帧数据送入五官坐标采集模块，真人识别***外接的摄像头，可以是USB摄像头或网络摄像头；

在步骤S02、五官坐标采集模块提取、过滤出人脸图像清晰的有效视频帧，并识别出人脸五官坐标，每一组五官坐标构成一个五官坐标信息单元，五官坐标采集模块将持续采集到的五官坐标信息单元存储在缓存中；

其中，五官坐标信息单元结构体定义如下：

步骤S103、当五官坐标采集模块中缓存的五官坐标信息单元的数量达到触发条件值时，触发五官坐标分析模块工作，五官坐标分析模块从五官坐标采集模块的缓存中提取所有五官坐标信息单元数据，并对这些单元数据进行特征分析，五官坐标分析模块提取所有五官坐标信息单元，通过跟踪五官坐标信息单元数据变化并进行统计计算，区分该被识别人员是真人还是照片；

对于转动头的真人，由于立体特征，其五官坐标相对位置会发生变化，两眼到鼻子距离的比值波动较大；对于平面照片，五官坐标的相对位置固定不变，两眼到鼻子的距离比值保持不变。五官坐标分析模块对五官坐标信息单元数据的跟踪和统计计算方法为：

假设五官坐标采集模块缓存的五官坐标信息单元总数为n，对于每一个五官坐标信息单元i，五官坐标分析模块提取其中左眼x轴坐标left_eye_x_i，右眼x轴坐标right_eye_x_i和鼻子x轴坐标nose_x_i，并计算两眼到鼻子在x轴上距离的比值： $\mathrm{Dis}{\mathrm{Div}}_i=\frac{\mathrm{left}\_\mathrm{eye}\_x_i-\mathrm{nose}\_x_i}{\mathrm{nose}\_x_i-\mathrm{right}\_\mathrm{eye}\_x_i},$ 对于提取到的n个五官坐标信息单元数据，计算相应n个DisDiv的方差： ${\mathrm{Var}}_{\mathrm{DisDiv}}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{({\mathrm{DisDiv}}_i-\stackrel{\‾}{\mathrm{DisDiv}})}^2,$ 得到真人识别指数，将该真人识别指数与真人识别判定阈值常量相比较，，如果真人识别指数大于真人识别判定阈值常量，则判定该被识别人员为真人；如果真人识别指数小于真人识别判定阈值常量，则判定该被识别人员为照片。其中，五官坐标信息单元采集数量n和真人识别判定阈值不固定，可以根据摄像头帧率、计算机性能和所需精确度做相应调整。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于五官坐标跟踪的真人识别方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤S01、被识别人员面对摄像头并左右转动头部，摄像头捕获视频帧并将视频帧数据送入五官坐标采集模块；

在步骤S02、五官坐标采集模块提取、过滤出人脸图像清晰的有效视频帧，并识别出人脸五官坐标，每一组五官坐标构成一个五官坐标信息单元，五官坐标采集模块将持续采集到的五官坐标信息单元存储在缓存中；

步骤S103、当五官坐标采集模块中缓存的五官坐标信息单元的数量达到触发条件值时，触发五官坐标分析模块工作，五官坐标分析模块从五官坐标采集模块的缓存中提取所有五官坐标信息单元数据，并对这些单元数据进行特征分析，五官坐标分析模块提取所有五官坐标信息单元，通过跟踪五官坐标信息单元数据变化并进行统计计算，区分该被识别人员是真人还是照片；

五官坐标分析模块对五官坐标信息单元数据的跟踪和统计计算方法为：

假设五官坐标采集模块缓存的五官坐标信息单元总数为n，对于每一个五官坐标信息单元i，五官坐标分析模块提取其中左眼x轴坐标left_eye_x_i，右眼x轴坐标right_eye_x_i和鼻子x轴坐标nose_x_i，并计算两眼到鼻子在x轴上距离的比值： $\mathrm{Dis}{\mathrm{Div}}_i=\frac{\mathrm{left}\_\mathrm{eye}\_x_i-\mathrm{nose}\_x_i}{\mathrm{nose}\_x_i-\mathrm{right}\_\mathrm{eye}\_x_i},$ 对于提取到的n个五官坐标信息单元数据，计算相应n个DisDiv的方差： ${\mathrm{Var}}_{\mathrm{DisDiv}}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{({\mathrm{DisDiv}}_i-\stackrel{\‾}{\mathrm{DisDiv}})}^2,$ 得到真人识别指数，将该真人识别指数与真人识别判定阈值常量相比较，，如果真人识别指数大于真人识别判定阈值常量，则判定该被识别人员为真人；如果真人识别指数小于真人识别判定阈值常量，则判定该被识别人员为照片。