CN104866806A - 具有人脸定位辅助功能的自拍***及方法 - Google Patents

具有人脸定位辅助功能的自拍***及方法 Download PDF

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张�成
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Abstract

本发明提供一种具有人脸定位辅助功能的自拍方法，该方法包括：设置自拍角度；接收摄像头根据所述角度捕捉的人脸图像信息，并利用多重判别分析算法对其进行实时分析，并将所述人脸图像与模板图像的特征值和特征向量通过最近邻居法进行相似度比对；当所述人脸图像与所述模板图像的相似度达到某一门限值时，提示用户开始拍照。本发明还提供一种具有人脸定位辅助功能的自拍***，通过本发明可以解决用户用自拍时无法拍全的困惑，提升效率并优化用户体验。

Description

具有人脸定位辅助功能的自拍***及方法
技术领域
本发明涉及一种自拍***及方法，尤其是一种具有人脸定位辅助功能的自拍***及方法。
背景技术
现如今，手机已经成为人们生活中必不可少的东西，现在的手机具有很高的娱乐性，闲暇外出旅游观光时我们常常会用手机来拍照留念。说到拍照，随着目前手机相机的像素不断提高，图像处理的能力的增强，以及其特有的便携性，渐渐地我们更习惯于用手机来拍照，而逐渐地去替代了传统的卡片式数码相机。因此，消费者越来越在意手机的拍照质量以及操作的便捷性。
在众多拍照形式中，现在的年轻消费者大多喜欢采用自拍的形式来展示自己的个性，而目前大多智能手机的前置摄像头的像素都比较低，很难满足用户的需求，所以通常还是会采用后置摄像头来进行自拍。但是因为无法看到正面的显示屏上的图像，所以用户无法掌握正确的方位来拍出完整的图像，因此其效果也不尽人意，这种情况下只有在反复尝试调整拍照方位，多次拍照后也许可以勉强获得一张相对满意的照片，如此的用户体验是很差的。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种具有人脸定位辅助功能的自拍***来解决用户用自拍时无法拍全的困惑，提升效率并优化用户体验。
此外，还有必要提供一种具有人脸定位辅助功能的自拍方法。
一种具有人脸定位辅助功能的自拍***，运行于电子装置中，该***包括：设置模块，用于设置自拍角度；匹配模块，用于接收摄像头根据所述角度捕捉的人脸图像信息，并利用多重判别分析算法进行降维提取其人脸特征值和特征向量，再将所述人脸图像与模板图像的特征值和特征向量通过最近邻居法进行相似度比对；提示模块，用于当所述人脸图像与所述模板图像的相似度达到某一门限值时，提示用户开始拍照。
一种具有人脸定位辅助功能的自拍方法，应用于电子装置中，该方法包括：
设置自拍角度；
接收摄像头根据所述角度捕捉的人脸图像信息，并利用多重判别分析算法对其进行实时分析，并将所述人脸图像与模板图像的特征值和特征向量通过最近邻居法进行相似度比对；
当所述人脸图像与所述模板图像的相似度达到某一门限值时，提示用户开始拍照。
相较于现有技术，所述的具有人脸定位辅助功能的自拍***及方法，在用户自拍过程中，将通过摄像头捕捉人脸图像与预拍摄的图像进行相似度匹配，当相识度达到一定阈值发出提示音来告知用户，以此来解决自拍时无法拍全的难题，达到最佳的拍摄效果。
附图说明
图1是本发明具有人脸定位辅助功能的自拍***的较佳实施例的运行环境示意图。
图2是本发明具有人脸定位辅助功能的自拍方法的较佳实施例的流程图。
图3是图2的流程图中步骤S02的详细描述。
图4是模板图像的人脸示意图。
主要元件符号说明
电子装置 1
自拍*** 10
摄像头 11
显示屏 12
存储设备 13
处理器 14
采集模块 101
预处理模块 102
设置模块 103
匹配模块 104
提示模块 105
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
如图1所示，是本发明具有人脸定位辅助功能的自拍***较佳实施例的运行环境示意图。在本较佳实施例中，所述的具有人脸定位辅助功能的自拍***10（以下称为“自拍***10”）运行于电子装置1中。所述电子装置1可以是手机、相机或PAD等。所述电子装置1包括通过数据总线相连的摄像头11、显示屏12、存储设备13和处理器14。所述显示屏12用于显示自拍图像等资料，该显示屏12可以是手机或者平板电脑的触摸屏等。所述存储设备13用于存储所述自拍***10的程序代码和数据资料等，该存储设备13可以是电子装置1的内存，也可以是智能媒体卡（smart media card）、安全数字卡（securedigital card）、快闪存储器卡（flash card）等储存设备。所述处理器14可以是单核或多核处理器。
在本实施例中，所述自拍***10可以被分割成一个或多个模块，所述一个或多个模块被存储在所述存储设备13中并被处理器14执行，以完成本发明提供的功能。所述自拍***10被分割成采集模块101、预处理模块102、设置模块103、匹配模块104以及提示模块105。关于各模块的功能将于图2和图3的流程图中作详细描述。
参考图2所示，是本发明具有人脸定位辅助功能的自拍方法的流程图。根据不同的需求，图2所示的流程图中的步骤的执行顺序可以改变，某些步骤可以省略。
步骤S01，采集模块101接收摄像头11对自拍者一定角度的人脸图像（记该人脸图像为模板图像）采集信息。
具体而言，在首次使用所述自拍***10时，自拍者依赖另一个人通过摄像头11对自己人脸正面，上方或者下方45°角度或其他预定值以及左方或者右方90°角度或其他预定值进行人脸图像采集。
步骤S02，预处理模块102对所述模板图像进行***分割和归一化处理。例如，对所述模板图像的主要器官进行定位和分析，从而实现灰度归一和位置校准的目的。关于步骤S02的详细过程在图3的流程图中作详细描述。
步骤S03，预处理模块102利用多重判别分析（MultipleDiscriminate Analysis，MDA）算法对所述模板图像进行降维提取其人脸特征值和特征向量，并将所述人脸特征值和特征向量保存于存储设备13中，以便后续匹配。所述的多重判别分析算法是一种现有技术，通过此技术可以将所述模板图像这一高维向量组进行降维，从而获得维数较低，便于分析处理的人脸特征值及特征向量。
通过步骤S01至S03，可以实现对用户人脸模板图像的采集与分析，从而得到所述模板图像的人脸特征值与特征向量。并且经上述步骤处理后能消除所述模板图像中头发和背景的干扰，便于后续的对比匹配分析。
步骤S04，设置模块103设置自拍角度。例如，在本实施例中，提供一个自拍角度常量输入的操作界面，用户可根据自身喜好从***提供的多组常量中选择一组作为自拍角度常量，所述的自拍角度是采集模块101中所述的一定角度。另外，***还设置有一默认的自拍角度常量，以供用户在没有选择该常量的情况下使用。
步骤S05，匹配模块104接收摄像头11根据所述角度捕捉的人脸图像信息，并利用多重判别分析算法进行降维提取其特征值和特征向量，并将所述人脸图像与所述模板图像的特征值和特征向量通过最近邻居法来进行相似度比对分析。所述的最近邻居法是一种现有技术，是将在特征空间中最接近的训练样本进行分类的方法。最近邻居法采用向量空间模型来分类，概念为相同类别的案例，彼此的相似度高，而可以借由计算与已知类别案例之相似度，来评估位置类别案例可能的分类。
步骤S06，当所述人脸图像与所述模板图像的相似度达到某一门限值时，提示模块105提示用户开始拍照。例如，当摄像头11与用户人脸之间的角度与所述自拍角度接近时，所述人脸图像与所述模板图像的相似度最高，若此时所述相似度达到某一门限值（如90%），则提示用户开始拍照。
参阅图3是图2中步骤S02的详细流程图。
步骤S021，在人脸区域采用形态方法分别定位两眼的中心点。例如，分别将所述左眼与右眼的中心点记录为Er和Ei（如图4所示）。
步骤S022，以所述中心点为基准进行旋转校正。具体而言，所述旋转校正使得所述中心点的连接线保持水平，保证了人脸水平方向上的一致性。
步骤S023，根据人脸各部分比例关系裁剪出人脸矩形区域。在本实施例中，假设o点为Er和Ei的中点，且在2d×2d的图像内，保证o点固定于（d，0.5d）处，对所述人脸图像进行裁剪，同时保证了人脸位置上的一致性。
步骤S024，对裁剪出来的人脸图像采用双线性插值方法进行缩小和放大的变换，得到统一大小的校准图像。例如，假设规定校准图像的大小为M×N，那么裁剪图像与校准图像的边长比分别为2d/M、2d/N，通常这个比例不是整数。裁剪图像的第（i，j）个像素点可以通过边长比对应到所述校准图像中的像素点，其对应坐标为（i×2d/M，j×2d/N）。显然，这个对应坐标一般不是整数，而非整数的坐标是无法在图像的离散数据上使用。因此通过双线性插值算法寻找距离这个对应坐标最近的四个像素点来计算该点的灰度值或者RGB值。通过校准后，不仅在一定程度上获得了人脸图像的几何不变性，同时还基本消除了头发和背景的干扰。
步骤S025，将所述校准图像进行灰度拉伸，并采用直方图修正技术使其具有统一的均值和方差。所述灰度拉伸是最基本的一种灰度变换，使用的是最简单的分段线性变换函数，主要用于提高图像处理时灰度级的动态范围。所述直方图修正技术是一种现有技术，通常有直方图均衡化和直方图规定化两类，通过其修正后部分消除光照强度的影响。经过上述步骤S021至S025可以对所述模板图像进行分析处理得到人脸部分的图像，消除了头发和背景的干扰，便于后续的运算和对比匹配分析。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种具有人脸定位辅助功能的自拍***，运行于电子装置中，其特征在于，该***包括：
设置模块，用于设置自拍角度；
匹配模块，用于接收摄像头根据所述角度捕捉的人脸图像信息，并利用多重判别分析算法进行降维提取其人脸特征值和特征向量，再将所述人脸图像与模板图像的特征值和特征向量通过最近邻居法进行相似度比对；
提示模块，用于当所述人脸图像与所述模板图像的相似度达到某一门限值时，提示用户开始拍照。
2.如权利要求1所述具有人脸定位辅助功能的自拍***，其特征在于，该***还包括：
采集模块，用于接收对自拍者的人脸一定角度的模板图像采集信息；
预处理模块，用于对所述模板图像进行***分割和归一化处理，并利用多重判别分析算法对所述模板图像进行降维提取其人脸特征值和特征向量，并将上述人脸特征值和特征向量保存于存储设备。
3.如权利要求2所述具有人脸定位辅助功能的自拍***，其特征在于，所述的预处理模块对所述模板图像进行***分割和归一化处理包括：
（a）在所述模板图像的人脸区域采用形态方法分别定位两眼的中心点；
（b）以所述中心点为基准进行旋转校正；
（c）根据人脸各部分比例关系裁剪出人脸矩形区域；
（d）对裁剪出来的人脸图像采用双线性插值方法进行缩小和放大的变换，得到统一大小的校准图像；
（e）将所述校准图像进行灰度拉伸，并采用直方图修正技术使所述校准图像具有统一的均值和方差。
4.如权利要求1所述具有人脸定位辅助功能的自拍***，其特征在于，所述的自拍角度是指获得模板图像时的一定角度，设置有多组，由用户在使用时预先选定其中的一组。
5.如权利要求1所述具有人脸定位辅助功能的自拍***，其特征在于，所述的电子装置包括手机、相机和PAD。
6.一种具有人脸定位辅助功能的自拍方法，应用于电子装置中，其特征在于，该方法包括：
设置自拍角度；
接收摄像头根据所述角度捕捉的人脸图像信息，并利用多重判别分析算法对其进行实时分析，并将所述人脸图像与模板图像的特征值和特征向量通过最近邻居法进行相似度比对；
当所述人脸图像与所述模板图像的相似度达到某一门限值时，提示用户开始拍照。
7.如权利要求6所述的具有人脸定位辅助功能的自拍方法，其特征在于，该方法还包括：
接收对自拍者的人脸一定角度的模板图像采集信息；
对所述模板图像进行***分割和归一化处理；
利用多重判别分析算法对所述模板图像进行降维提取其人脸特征值和特征向量，并将上述人脸特征值和特征向量保存于存储设备。
8.如权利要求7所述的具有人脸定位辅助功能的自拍方法，其特征在于，所述对模板图像进行***分割和归一化处理的步骤包括：
（a）在所述模板图像的人脸区域采用形态方法分别定位两眼的中心点；
（b）以所述中心点为基准进行旋转校正；
（c）根据人脸各部分比例关系裁剪出人脸矩形区域；
（d）对裁剪出来的人脸图像采用双线性插值方法进行缩小和放大的变换，得到统一大小的校准图像；
（e）将所述校准图像进行灰度拉伸，并采用直方图修正技术使所述校准图像具有统一的均值和方差。
9.如权利要求6所述的具有人脸定位辅助功能的自拍方法，其特征在于，所述的自拍角度是指获得模板图像时的一定角度，设置有多组，由用户在使用时预先选定其中的一组。
10.如权利要求6所述具有人脸定位辅助功能的自拍方法，其特征在于，所述的电子装置包括手机、相机和PAD。
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