RU2014142591A - Способ, система и компьютерный носитель данных для детектирования лица - Google Patents

Abstract

1. Способ детектирования лица, содержащий этапы, на которых:предварительно обрабатывают изображение;выделяют углы из предварительно обработанного изображения, фильтруют и комбинируют упомянутые углы для получения связной компоненты углов;выделяют центроиды из связной компоненты углов; ипроверяют согласование центроидов с лицевым шаблоном, вычисляют вероятность согласования центроидов с лицевым шаблоном и идентифицируют области, образованные центроидами, вероятность согласования которых больше или равна предопределенному значению, в качестве вероятных лицевых областей.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предварительная обработка содержит, по меньшей мере, одно из корректировки уровня изображения, автоматической балансировки белого, нормализации и создания мозаичного изображения.3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выделение углов из предварительно обработанного изображения содержит этапы, на которых:вычисляют разности яркости между текущим пикселем и окружающими пикселями на основании предустановленного шаблона 3X3; иопределяют пиксель, разность яркости которого больше или равна первому пороговому значению, в качестве угла;при этом шаблон 3X3 представляет собой область с центром в текущем пикселе, включающую в себя пиксели слева, справа, сверху, снизу, слева вверху, справа вверху, слева внизу и справа внизу от текущего пикселя.4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фильтрация углов содержит этапы, на которых:идентифицируют точки цвета кожи в предварительно обработанном изображении и отфильтровывают углы, не включающие в себя точку цвета кожи в предустановленном окружающем диапазоне; ивыделяют центр пересечения цве

Claims (24)

1. Способ детектирования лица, содержащий этапы, на которых:

предварительно обрабатывают изображение;

выделяют углы из предварительно обработанного изображения, фильтруют и комбинируют упомянутые углы для получения связной компоненты углов;

выделяют центроиды из связной компоненты углов; и

проверяют согласование центроидов с лицевым шаблоном, вычисляют вероятность согласования центроидов с лицевым шаблоном и идентифицируют области, образованные центроидами, вероятность согласования которых больше или равна предопределенному значению, в качестве вероятных лицевых областей.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предварительная обработка содержит, по меньшей мере, одно из корректировки уровня изображения, автоматической балансировки белого, нормализации и создания мозаичного изображения.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выделение углов из предварительно обработанного изображения содержит этапы, на которых:

вычисляют разности яркости между текущим пикселем и окружающими пикселями на основании предустановленного шаблона 3X3; и

определяют пиксель, разность яркости которого больше или равна первому пороговому значению, в качестве угла;

при этом шаблон 3X3 представляет собой область с центром в текущем пикселе, включающую в себя пиксели слева, справа, сверху, снизу, слева вверху, справа вверху, слева внизу и справа внизу от текущего пикселя.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фильтрация углов содержит этапы, на которых:

идентифицируют точки цвета кожи в предварительно обработанном изображении и отфильтровывают углы, не включающие в себя точку цвета кожи в предустановленном окружающем диапазоне; и

выделяют центр пересечения цветового пространства YcgCr и цветового пространства YcbCr в качестве центра цвета кожи, вычисляют значения компонентов Cb, Cg и Cr углов, вычисляют расстояния между центром цвета кожи и значениями компонентов Cb, Cg и Cr углов и отфильтровывают углы, расстояние от которых до центра цвета кожи превышает второе пороговое значение.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выделение центроидов из связной компоненты углов содержит этапы, на которых:

выбирают связную компоненту, площадь которой больше или равна третьему пороговому значению и/или соотношение сторон которой находится в пределах предустановленного диапазона;

выделяют центр выбранной связной компоненты в качестве центроида; и

вычисляют направление выделенного центроида и удаляют данный центроид, если перпендикулярность его направления находится в пределах заданного диапазона перпендикулярности.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что лицевой шаблон представляет собой прямоугольный шаблон, включающий в себя верхнюю точку левого глаза, верхнюю точку правого глаза и, по меньшей мере, одну третью точку, расположенную на другой линии, параллельной линии, на которой расположены верхняя точка левого глаза и верхняя точка правого глаза.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что проверка согласования центроидов с лицевым шаблоном, вычисление вероятности согласования центроидов с лицевым шаблоном и идентификация области, образованной центроидами, вероятность согласования которых больше или равна предопределенному значению, в качестве вероятной лицевой области, содержат этапы, на которых:

перебирают центроиды, и

для каждого из центроидов выполняют следующие этапы:

выполняют поиск второго центроида, расстояние от которого до верхней точки правого глаза меньше или равно четвертому пороговому значению, используя первый центроид в качестве верхней точки лицевого шаблона;

выполняют поиск третьего центроида, расстояние от которого по вертикали до другой линии, параллельной линии, на которой расположены верхняя точка левого глаза и верхняя точка правого глаза, меньше или равно четвертому пороговому значению;

вычисляют вероятность согласования на основании расстояния между вторым центроидом и верхней точкой правого глаза, расстояния по вертикали между третьим центроидом и упомянутой другой линией и кратчайшего расстояния между третьим центроидом и третьей точкой; и

определяют, является ли вероятность согласования большей или равной предопределенному значению, и идентифицируют область, образованную первым центроидом, вторым центроидом и третьим центроидом, в качестве вероятной лицевой области, если вероятность согласования больше или равна предопределенному значению.

8. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этапы, на которых:

после проверки согласования центроидов с лицевым шаблоном, вычисления вероятности согласования центроидов с лицевым шаблоном и идентификации области, образованной центроидами, вероятность согласования которых больше или равна предопределенному значению, в качестве вероятной лицевой области,

разбивают вероятную лицевую область на заданное число ячеек и вычисляют пропорцию цвета кожи для каждой из данных ячеек; и

выбирают вероятную лицевую область, пропорция цвета кожи которой отвечает предустановленному пропорциональному распределению цвета кожи, в качестве окончательной лицевой области.

9. Система детектирования лица, содержащая:

модуль предварительной обработки, выполненный с возможностью предварительной обработки изображения;

модуль выделения углов, выполненный с возможностью выделения углов из предварительно обработанного изображения;

модуль фильтрации и комбинирования углов, выполненный с возможностью фильтрации и комбинирования упомянутых углов для получения связной компоненты для углов;

модуль выделения центроида, выполненный с возможностью выделения центроида из связной компоненты углов; и

модуль определения вероятной лицевой области, выполненный с возможностью проверки согласования центроидов с лицевым шаблоном, вычисления вероятности согласования центроидов с лицевым шаблоном и идентификации областей, образованных центроидами, вероятность согласования которых больше или равна предопределенному значению, в качестве вероятных лицевых областей.

10. Система по п. 9, отличающаяся тем, что предварительная обработка содержит, по меньшей мере, одно из корректировки уровня изображения, автоматической балансировки белого, нормализации и создания мозаичного изображения.

11. Система по п. 9, отличающаяся тем, что модуль выделения углов выполнен с возможностью вычисления разности яркости между текущим пикселем и окружающими пикселями на основании предустановленного шаблона 3X3 и определения пикселя, разность яркости которого больше или равна первому пороговому значению, в качестве угла;

при этом шаблон 3X3 представляет собой область с центром в текущем пикселе, включающую в себя пиксели слева, справа, сверху, снизу, слева вверху, справа вверху, слева внизу и справа внизу от текущего пикселя.

12. Система по п. 9, отличающаяся тем, что модуль фильтрации и комбинирования углов выполнен с возможностью идентификации точек цвета кожи в предварительно обработанном изображении и отфильтровывания углов, не включающих в себя точку цвета кожи в предустановленном окружающем диапазоне; и

модуль фильтрации и комбинирования углов дополнительно выполнен с возможностью выделения центра пересечения цветового пространства YcgCr и цветового пространства YcbCr в качестве центра цвета кожи, вычисления значений компонентов Cb, Cg и Cr углов, вычисления расстояний между центром цвета кожи и значениями компонентов Cb, Cg и Cr углов и отфильтровывания углов, расстояние от которых до центра цвета кожи превышает второе пороговое значение.

13. Система по п. 9, отличающаяся тем, что модуль выделения центроида содержит:

блок выбора связной компоненты, выполненный с возможностью выбора связной компоненты, площадь которой больше или равна третьему пороговому значению и/или соотношение сторон которой находится в пределах предустановленного диапазона;

блок выделения центроида, выполненный с возможностью выделения центра выбранной связной компоненты в качестве центроида;

блок удаления центроида, выполненный с возможностью вычисления направления выделенного центроида и удаления данного центроида, если направление имеет перпендикулярность, находящуюся в пределах заданного диапазона перпендикулярности.

14. Система по п. 9, отличающаяся тем, что лицевой шаблон представляет собой прямоугольный шаблон, включающий в себя верхнюю точку левого глаза, верхнюю точку правого глаза и, по меньшей мере, одну третью точку, расположенную на другой линии, параллельной линии, на которой расположены верхняя точка левого глаза и верхняя точка правого глаза.

15. Система по п. 14, отличающаяся тем, что модуль определения вероятной лицевой области содержит:

блок поиска, выполненный с возможностью поиска, для каждого центроида, второго центроида, расстояние от которого до верхней точки правого глаза меньше или равно четвертому пороговому значению, используя первый центроид в качестве верхней точки лицевого шаблона, и поиска третьего центроида, расстояние от которого по вертикали до другой линии, параллельной линии верхней точки левого глаза и верхней точки правого глаза, меньше или равно четвертому пороговому значению;

блок вычисления вероятности согласования, выполненный с возможностью вычисления вероятности согласования на основании расстояния между вторым центроидом и верхней точкой правого глаза, расстояния по вертикали между третьим центроидом и упомянутой другой линией и кратчайшего расстояния между третьим центроидом и третьей точкой; и

блок локализации области, выполненный с возможностью определения того, является ли вероятность согласования большей или равной предопределенному значению, и локализации областей, образованных первым центроидом, вторым центроидом и третьим центроидом, в качестве вероятных лицевых областей, если вероятность согласования больше или равна предопределенному значению.

16. Система по п. 9, дополнительно содержащая:

модуль выбора области, выполненный с возможностью разбивки вероятных лицевых областей на заданное число ячеек, вычисления пропорции цвета кожи для каждой из данных ячеек и выбора вероятной лицевой области, пропорция цвета кожи которой отвечает пропорциональному распределению цвета кожи, в качестве окончательной лицевой области.

17. Компьютерный носитель данных, содержащий исполняемые компьютером команды для выполнения способа детектирования лица, причем данный способ содержит этапы, на которых:

предварительно обрабатывают изображение;

выделяют углы из предварительно обработанного изображения, фильтруют и комбинируют упомянутые углы для получения связной компоненты углов;

выделяют центроиды из связной компоненты углов; и

проверяют согласование центроидов с лицевым шаблоном, вычисляют вероятность согласования центроидов с лицевым шаблоном и идентифицируют области, образованные центроидами, вероятность согласования которых больше или равна предопределенному значению, в качестве вероятных лицевых областей.

18. Компьютерный носитель данных по п. 17, отличающийся тем, что предварительная обработка содержит, по меньшей мере, одно из корректировки уровня изображения, автоматической балансировки белого, нормализации и создания мозаичного изображения.

19. Компьютерный носитель данных по п. 17, отличающийся тем, что выделение углов из предварительно обработанного изображения содержит этапы, на которых:

вычисляют разности яркости между текущим пикселем и окружающими пикселями на основании предустановленного шаблона 3X3; и

определяют пиксель, разность яркости которого больше или равна первому пороговому значению, в качестве угла;

при этом шаблон 3X3 представляет собой область с центром в текущем пикселе, включающую в себя пиксели слева, справа, сверху, снизу, слева вверху, справа вверху, слева внизу и справа внизу от текущего пикселя.

20. Компьютерный носитель данных по п. 17, отличающийся тем, что фильтрация углов содержит этапы, на которых:

идентифицируют точки цвета кожи в предварительно обработанном изображении и отфильтровывают углы, не включающие в себя точку цвета кожи в предустановленном окружающем диапазоне; и

выделяют центр пересечения цветового пространства YcgCr и цветового пространства YcbCr в качестве центра цвета кожи, вычисляют значения компонентов Cb, Cg и Cr углов, вычисляют расстояния между центром цвета кожи и значениями компонентов Cb, Cg и Cr углов и отфильтровывают углы, расстояние от которых до центра цвета кожи превышает второе пороговое значение.

21. Компьютерный носитель данных по п. 17, отличающийся тем, что выделение центроидов из связной компоненты углов содержит этапы, на которых:

выбирают связную компоненту, площадь которой больше или равна третьему пороговому значению и/или соотношение сторон которой находится в пределах предустановленного диапазона;

выделяют центр выбранной связной компоненты в качестве центроида; и

вычисляют направление выделенного центроида и удаляют данный центроид, если перпендикулярность его направления находится в пределах заданного диапазона перпендикулярности.

22. Компьютерный носитель данных по п. 17, отличающийся тем, что лицевой шаблон представляет собой прямоугольный шаблон, включающий в себя верхнюю точку левого глаза, верхнюю точку правого глаза и, по меньшей мере, одну третью точку, расположенную на другой линии, параллельной линии, на которой расположены верхняя точка левого глаза и верхняя точка правого глаза.

23. Компьютерный носитель данных по п. 22, отличающийся тем, что проверка согласования центроидов с лицевым шаблоном, вычисление вероятности согласования центроидов с лицевым шаблоном и идентификация области, образованной центроидами, вероятность согласования которых больше или равна предопределенному значению, в качестве вероятной лицевой области, содержат этапы, на которых:

перебирают центроиды, и

для каждого из центроидов выполняют следующие этапы:

выполняют поиск второго центроида, расстояние от которого до верхней точки правого глаза меньше или равно четвертому пороговому значению, используя первый центроид в качестве верхней точки лицевого шаблона;

выполняют поиск третьего центроида, расстояние от которого по вертикали до другой линии, параллельной линии, на которой расположены верхняя точка левого глаза и верхняя точка правого глаза, меньше или равно четвертому пороговому значению.

вычисляют вероятность совпадения на основании расстояния между вторым центроидом и верхней точкой правого глаза, расстояния по вертикали между третьим центроидом и упомянутой другой линией и кратчайшего расстояния между третьим центроидом и третьей точкой; и

определяют, является ли вероятность согласования большей или равной предопределенному значению, и идентифицируют область, образованную первым центроидом, вторым центроидом и третьим центроидом, в качестве вероятной лицевой области, если вероятность согласования больше или равна предопределенному значению.

24. Компьютерный носитель данных по п. 17, причем способ дополнительно содержит этапы, на которых:

после проверки согласования центроидов с лицевым шаблоном, вычисления вероятности согласования центроидов с лицевым шаблоном и идентификации области, образованной центроидами, вероятность согласования которых больше или равна предопределенному значению, в качестве вероятной лицевой области,

разбивают вероятную лицевую область на заданное число ячеек и вычисляют пропорцию цвета кожи для каждой из данных ячеек; и

выбирают вероятную лицевую область, пропорция цвета кожи которой отвечает предустановленному пропорциональному распределению цвета кожи, в качестве окончательной лицевой области.