CN1567370A

CN1567370A - 影像处理方法及装置

Info

Publication number: CN1567370A
Application number: CN 03146744
Authority: CN
Inventors: 张荣洲
Original assignee: Nuctech Co Ltd
Current assignee: Nuctech Co Ltd
Priority date: 2003-06-23
Filing date: 2003-06-23
Publication date: 2005-01-19

Abstract

本发明公开了一种影像处理方法及装置，其是将取得的脸部影像根据其特征加以分类并储存于各别的群组中。不同群组中的影像可再根据影像品质予以分类，然后再保留品质较佳的影像，其不仅可使记忆体的使用更有效率，并有利于后续的影像辨认。本发明不但可有效率地帮助使用者记忆面孔，更重要的是，本发明使用一种在社交场合中可接受的手段来达到自动辨认的目的。

Description

影像处理方法及装置

技术领域

本发明涉及一种处理影像的方法，尤指一种影像处理方法及装置。

背景技术

由于一般人在心理上有被识别(recognized)的需求，因此，当对方叫出我们名字时的那种喜悦，绝非被通称为“先生”或“小姐”所能比拟。此外，能记得每一张接触过的脸并正确地说出他们的名字或头衔，往往有助于拓展业务及维持良好的人际关系。

就目前发展中的技术而言，智慧型记忆及处理装置的设计需包含神经科学、精神物理学与电脑科学等跨领域的专业知识。通常人们会依赖复杂的“联想”神经网路来记忆脸部影像，例如，“他除了没有胡子外，看起来很像我高中的数学老师”。就演化的观点来看，这是人们为了求生存而具有的本能，如此才可减少犯错的机率。然而，若没有通过更新记忆来加强“联想”，记忆将会消失。

为了强调名字与面孔的关联性以方便记忆，我们经常通过夸大面孔的特征，让脸部影像能够更加鲜明，同时更容易记忆，这样的个人技巧可以靠传授，但是效果不得而知。另外一种改善脸部记忆的方式为使用电子产品绘制面孔轮廓，并附加上相关资讯做日后查寻。许多市面贩售的个人数位助理(PDA)已经提供这样功能。但是这种解决问题的方式极缺乏效率，往往花了许多时间由程式预设的特征中挑出各种脸部特征后，只得到一个既不自然又缺乏可辨认性的脸。因此，最好的方法就是保留真实的脸部影像并辅以相关资讯。但是，在一般场合中为陌生人拍照，不但唐突，同时技术上也有困难，例如，无法空出双手时。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可瞬间取得脸部影像并有效率地加以处理的影像处理方法及装置。

为了达到上述目的，本发明技术解决方案是：

一种影像处理装置，包括：

脸部侦测装置，用以侦测一影像，以找出其中的脸部影像；

脸部分类装置，用以根据脸部特征将该脸部影像加以分类为群组；

品质分类装置，用以根据影像的品质将储存于各群组的脸部影像加以分类；

记忆装置，用以依群组储存该脸部影像。

所述影像处理装置的脸部侦测装置通过类神经网路分析法侦测找出该脸部影像。

所述影像处理装置的脸部侦测装置通过主要元素分析法或特征范本分析法侦测找出该脸部影像。

所述影像处理装置的脸部分类装置通过主要元素分析法分类该脸部影像。

所述影像处理装置的脸部分类装置根据脸部特征来分类该脸部影像。

所述影像处理装置的脸部分类装置根据非脸部特征分类该脸部影像，该非脸部特征包括发型、身高、轮廓、衣服颜色、头发颜色中的至少一项。

所述影像处理装置的品质分类装置通过统计分析法来分类该群组的脸部影像。

所述影像处理装置的品质分类装置通过灰皆分析法来分类该群组的脸部影像。

所述的影像处理装置还包括一终止判断装置，其根据一预设信号或状况决定是否进入省电模式。

所述的影像处理装置还包括一通讯接口，其用以存取一外在资料库。

一种影像处理方法，包括下列步骤：

a)自一取得的影像中找出一脸部影像；

b)将该脸部影像根据其特征加以分类，并储存于个别的群组；

c)将储存于该个别群组的脸部影像根据影像品质加以分类；

d)将储存于该群组的资料输出。

所述影像处理方法的步骤a)通过类神经网路分析法来完成。

所述影像处理方法的步骤a)通过主要元素分析法或特征范本分析法来完成。

所述影像处理方法的步骤b)通过主要元素分析法来完成。

所述影像处理方法的步骤b)根据脸部特征来分类该脸部影像。

所述影像处理方法的步骤b)根据非脸部特征来分类该脸部影像，该非脸部特征包括发型、身高、轮廓、衣服颜色、头发颜色中的至少一项。

所述影像处理方法的步骤c)通过统计分析法来完成。

所述影像处理方法的步骤c)通过灰皆分析法来完成。

所述影像处理方法的步骤d)是将该资料输出至一资料储存装置中。

采用上述方案后，本发明不但可有效率地帮助使用者记忆面孔，更重要的是，本发明使用一种在社交场合中可接受的手段来达到自动辨认的目的。

附图说明

图1为使用本发明装置的典型状况；

图2A为本发明装置较佳实施例的前视图；

图2B为本发明装置较佳实施例的侧视图；

图3为本发明较佳实施例的功能方块图；

图4为本发明较佳实施例的处理流程图。

实施方式

图1为应用本发明装置的典型状况。将该装置以镜头向前的方式夹在衬衫口袋处，通过适当方式启动后，便可主动侦测并储存有效的脸部影像，直到闲置时间超过预设值，亦即未再找到目标，便停止运作。就一般镜头(非广角镜头或伸缩镜头)及320240像素的解析度而言，取得有效脸部影像的距离约为50公分到3公尺。为应用于不同场合，例如较长或者是较广的有效距离，本装置亦可更换适当的镜头。此外，本装置尚可选择不同外观设计，以便隐藏于帽子、领结、眼镜等处。除了可随身携带外，本发明亦可嵌入一位置固定不动的物体或装置中。例如，将本装置设于柜台内，以此自动侦测客户面孔，可自动辨认或协助员工辨认常客，并达到安全或加强服务的目的。

图2A及图2B为本发明装置较佳实施例的前视图与侧视图，其是一口袋型影像处理装置，并命名为“脸部截取器(face grabber)”20。该脸部截取器20的外型有如一支体积较大的笔，因此在佩戴或操作时非常隐密。同时使用一针孔镜头，即使近距离也难以发现。镜头21设置于一旋转帽盖22中，因此可配合使用者的身高作调整。口袋夹24则可将脸部截取器20固定于衬衫口袋或是任何方便操作的地方。脸部截取器20具有可浏览脸部影像及其他资讯的液晶显示器(LCD)25、用于录音的麦克风23、以及控制按钮26。

图3为脸部截取器20的功能方块图30。用于取得数字影像的影像感应器31可以是电荷耦合元件(CCD)或互补式金属氧化半导体(CMOS)。为了节省电力，脸部截取器20通常使用省电模式，直到被启动装置33“唤醒”。启动装置33可包括使用蓝牙(bluetooth)无线传输技术的无线遥控器、控制钮34、红外线感应器、动作感应器等。启动装置33最要紧的是可藉由最不醒目的方式来启动脸部截取器20。中央处理器(CPU)32主要是提供脸部侦测和影像压缩的计算功能。记忆体35包括计算时所需的缓冲器(buffer)以及可永久储存脸部影像及其他资料的储存装置。典型的显示器36为液晶显示器(LCD)，主要用于浏览脸部影像及其它资料。通讯接口37可包含下列各项：以蓝牙科技为基础的无线传输、万用序列汇流排(USB)、红外线接口等。通讯接口37可由其它装置取得资料，或者将资料传送给其它装置。例如，在一台电脑与脸部截取器20之间同步处理脸部影像与联络资讯。控制钮34用于下列基本操作：设定日期和时间、启动影像分类模式、启动脸部辨认模式、启动拍照模式、启动录音模式、以各种方式浏览资讯、以各种模式清除或修正资料、启动与另一装置的通讯功能等。

图4为本发明处理流程的较佳实施例。启动步骤可通过前段所述的启动装置以各种方式达成。一旦开始，流程便进入一个“侦测—分类—侦测—分类......”的回路，亦即重复步骤a)到步骤c)，直到接收到终止讯号或符合预设的终止条件。

通常实际状况使用者在走入人群之前，先按下控制按钮26来启动脸部截取器20，接着，依序或者来回地与许多人握手。此时，影像截取装置(数码相机)将被触发而在步骤a1)产生一个影像。在本发明中，影像资料的形式没有限制，可为数码图片(digitalpicture)、数码影像(digital video)、类比影像(analog video)、影像档(image files)。在步骤a2)中，所取得的影像则通过脸部侦测装置找出脸部区域。该脸部侦测装置可根据特征范本、神经网路等演算法来设计，此为习知技艺，故不再赘述。

步骤b)主要是根据脸部特征将步骤a2)中侦测到的脸部影像加以分类，并于缓冲器中建立个人的群组(cluster)可供储存其影像资料，犹如每一位被拍照者皆拥有一个个人写真集。通常此一步骤是通过主要元素分析法(PCA)完成，其为习知技艺，毋庸详述。除了脸部特征外，非脸部特征亦可作为分类的辅助依据，例如衣物颜色、头发颜色、发型、身高、轮廓等。

步骤c)则再根据影像品质将每个群组中的脸部影像加以分类。使用的技术为统计方法，例如通过灰皆分析法(histogram analysis)来评估眼、鼻、口等脸部特征的清晰度。此种影像品质分类的技术亦为习知，且非常类似摄影机自动对焦的技术。

由上述的步骤b)及c)可知，本发明方法具有两个显著特征：1)可有效控制同一人的影像资料量，因为步骤b)是根据个人特征而将其分类至各自的群组中，而每一群组的容量可加以限制，这种情形可能发生于来回与人握手时，由于经过同一人而重复拍照；2)可避免积存过多品质较差的影像，因为步骤c)是根据影像品质做分类，则品质较差的影像便可被删除。

上述的回路可在下列预设状况发生时终止：超过预设的操作时段、超过预设的闲置时段(亦即找不到任何面孔)或缓冲器中累积的脸部影像数目超过预设值等；上述回路还可在接收到下列装置发出终止讯号时终止：动作感应器、无线遥控器、红外线感应器、按钮等。通常，当超过预设的闲置时段时，例如30秒内找不到任何面孔，程序会自动终止并切换至省电模式。

上述的回路终止后，即进行步骤d)。在步骤d)中，可将品质最佳的影像及缓冲器中的相关资料输出至显示器、内部或外部的资料库或列印装置等。

由于本发明方法仅在程序启动时纪录脸部影像，因此所需的储存容量非常小，甚至以普通的低成本配备，例如64兆的快闪记忆体，便可轻易地储存数千张脸部影像，而仍有空间纪录其他资讯及声音。

此外，本发明装置尚可视情况切换至“辨认模式”。在此模式下，步骤b’)取代了步骤b)及c)。步骤b’)可通过主要元素分析法(PCA)来辨认被侦测的脸部影像。识别的结果(例如资料库中与该脸部影像结合的姓名)则可经由通讯接口37传送至无线耳机。因此，本发明不但有效率地帮助使用者记忆面孔，更重要的是，本发明使用一种在社交场合中可接受的手段来达到自动辨认的目的。

以上所述仅为本发明方法及装置的较佳实施例，因此，凡根据本发明的原理与精神加以修饰者，均应属本发明的范围。

Claims

1、一种影像处理装置，其特征在于该装置包括：

脸部侦测装置，用以侦测一影像，以找出其中的脸部影像；

记忆装置，用以依群组储存该脸部影像。

2、如权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于：该脸部侦测装置通过类神经网路分析法侦测找出该脸部影像。

3、如权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于：该脸部侦测装置通过主要元素分析法或特征范本分析法侦测找出该脸部影像。

4、如权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于：该脸部分类装置通过主要元素分析法分类该脸部影像。

5、如权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于：该脸部分类装置根据脸部特征来分类该脸部影像。

6、如权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于：该脸部分类装置根据非脸部特征分类该脸部影像，该非脸部特征包括发型、身高、轮廓、衣服颜色、头发颜色中的至少一项。

7、如权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于：该品质分类装置通过统计分析法来分类该群组的脸部影像。

8、如权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于：该品质分类装置通过灰皆分析法来分类该群组的脸部影像。

9、如权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于：该装置还包括一终止判断装置，其根据一预设信号或状况决定是否进入省电模式。

10、如权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于：该装置还包括一通讯接口，其用以存取一外在资料库。

11、一种影像处理方法，其特征在于该方法包括下列步骤：

a)自一取得的影像中找出一脸部影像；

c)将储存于该个别群组的脸部影像根据影像品质加以分类；

d)将储存于该群组的资料输出。

12、如权利要求11所述的影像处理方法，其特征在于：该步骤a)通过类神经网路分析法来完成。

13、如权利要求11所述的影像处理方法，其特征在于：该步骤a)通过主要元素分析法或特征范本分析法来完成。

14、如权利要求11所述的影像处理方法，其特征在于：该步骤b)通过主要元素分析法来完成。

15、如权利要求11所述的影像处理方法，其特征在于：该步骤b)根据脸部特征来分类该脸部影像。

16、如权利要求11所述的影像处理方法，其特征在于：该步骤b)根据非脸部特征来分类该脸部影像，该非脸部特征包括发型、身高、轮廓、衣服颜色、头发颜色中的至少一项。

17、如权利要求11所述的影像处理方法，其特征在于：该步骤c)通过统计分析法来完成。

18、如权利要求11所述的影像处理方法，其特征在于：该步骤c)通过灰皆分析法来完成。

19、如权利要求11所述的影像处理方法，其特征在于：该步骤d)是将该资料输出至一资料储存装置中。