发明名称 脸部摄影/辨识之方法与装置
摘要 本发明系有关一种藉由摄影机将其所摄取到的物件,拍摄其照片的脸部摄影及辨识之方法与装置。特别是指一种,藉由将一部能按照该物件动作而自动调整焦距的构影机来精确拍摄及辨识该人士的脸孔,进而识别特定人士,以及对危险人物发出警报讯号,以便能应用于保全系统、影像辨识系统、影像电话机、网际网路连线游戏机及虚拟实境系统等的脸部摄影及辨识之方法与装置。
申请公布号 TW466452 申请公布日期 2001.12.01
申请号 TW088119671 申请日期 1999.11.11
申请人 新太吉股份有限公司 发明人 金云龙;金俊铉
分类号 G06K9/78 主分类号 G06K9/78
代理机构 代理人 郑念祖 台北巿长安东路一段二十三号十楼十之一室
主权项 1.一种拍摄脸孔的方法,包括:藉由预先输入于一安装在预设位置的摄影机中的影像讯号中所取得之脸孔的取样资料进而确认该脸孔的位置,再选定检视区域以便能追踪需要识别之脸孔的初步分析步骤;将摄影机朝着左/右、上/下或前/后等方向移动以便能追踪位在选定区域中需要识别之脸孔的倾斜式转盘或变焦距式镜头的控制步骤;藉由取样及分析位于检视区域中要识别之脸孔轮廓,以判断出该脸孔是已经存在的或是为异常的判断步骤;储存已判断过之脸孔影像资料或可将该影像资料直接传送至另一套辨识系统之储存及传送步骤。2.如申请专利范围第1项所述之拍摄脸孔的方法,其进一步包括:在完成分析及判断取样自检视区域中的脸部轮廓后,即可以针对异常脸孔发出警报的步骤。3.如申请专利范围第2项所述之拍摄脸孔的方法,其中,该初步分析步骤包括下列步骤:藉由比较一现有取样的影像资料与先前储存的影像资料来侦测一个移动的部分;从现在取样的影像资料中来侦测一个部位,而其中彩色要素的比例是在肤色范围内;选择一个部位,其中的肤色和动作皆可当作是一检视区域而加以侦测。4.如申请专利范围第3项所述之拍摄脸孔的方法,其中,该初步分析步骤会以先前选择过之追踪物件为基础,并选择和它比较接近的影像来作为新的追踪物件,以防止在该检视区域中至少会有二个以上的脸孔需要辨识。5.如申请专利范围第4项所述之拍摄脸孔的方法,其中,该初步分析步骤会选择一个靠近拍摄区域中心位置的影像来作为要追踪的新物件,以免在先前无任何选择之物件可供追踪。6.如申请专利范围第2项所述之拍摄脸孔的方法,其中,该判断步骤对轮廓之调整幅度会依据各人特性,及/或周遭的环境,并在存在于检视区域中之影像资料的平均亮度为基础,来调整脸部轮廓的取样作业。7.如申请专利范围第6项所述之拍摄脸孔的方法,其中,该判断步骤会将于检视区域中所取样的影像资料之轮廓拿来与预设的脸孔样板互作比较,并能在其中出现的一个轮廓系相似于该脸孔样板时,判断该脸孔已经存在于检视区域中。8.如申请专利范围第7项所述之拍摄脸孔的方法,其中,判断步骤藉由将先前储存于预设的脸孔样板中的尺寸直接转换成检视区域之尺寸的方式,来比较先前预设的脸孔样板以及在检视区域中的轮廓。9.如申请专利范围第7项所述之拍摄脸孔的方法,其中,该判断步骤包括下列步骤:以取样的脸孔轮廓替代眼睛周围的预设样板后,藉着撷取部分眼部之方式来判断该眼部是否为正常的;在完成撷取部分眼部,及以取样的脸孔轮廓替代鼻部和嘴部周围的预设样板后,藉着撷取部分鼻部和嘴部之方式来判断该鼻部和嘴部是否为正常的;在完成撷取部分的鼻部和嘴部后,藉由以取样的脸孔轮廓之数値资料替代位于眼部、鼻部及嘴部之预设数値,来判断该脸部是否为完全正常。10.如申请专利范围第2项所述之拍摄脸孔的方法,其中,该脸孔影像之储存与传送步骤针对已输入的资料分开撷取及储存其中的脸孔影像。11.一种辨识脸孔的方法,包括:藉由预先输入于一安装在预设位置的摄影机中的影像讯号中所取得之脸孔取样资料进而确认该脸孔的位置,再选定检视区域以便追踪需要识别之脸孔的初步分析步骤;将摄影机朝着左/右、上/下或前/后等方向移动以便能追踪位在选定区域中需要识别之脸孔的倾斜式转盘或变焦距式镜头的控制步骤;藉由取样及分析位于检视区域中要识别之脸孔轮廓,以便判断出该脸孔是已经存在的或是为异常的判断步骤;藉由在检视区域中产生一个三次元的脸孔影像资料来构成一个个人的面模,然后藉着以互相比较此个人的面模和先前所储存的个人的面模之方式,来辨识特定人士。12.如申请专利范围第11项所述之辨识脸孔的方法,其进一步包括:在完成分析及判断取样自检视区域中的脸部轮廓后,即可以针对异常的脸孔发出警报的步骤。13.如申请专利范围第12项所述之辨识脸孔的方法,其中,该初步分析步骤包括下列的步骤:藉由比较一个现有取样的影像资料与先前储存的影像资料之方式来侦测一个移动的部分;从现在取样的影像资料中进行侦测一个部位,而其中彩色要素的比例是在肤色范围内;选择一个部位,其中的肤色和动作皆可当作是一检视区域而加以侦测。14.如申请专利范围第13项所述之辨识脸孔的方法,其中,该初步分析步骤会以先前选择过之追踪物件为基础,并选择和它比较接近的影像来作为新的追踪物件,以防止在检视区域中至少会有二个以上的脸孔需要辨识。15.如申请专利范围第14项所述之辨识脸孔的方法,其中,该初步分析步骤会选择一个靠近拍摄区域中心位置的影像来作为要追踪的新物件,以防止在先前并无任何选择之物件可供追踪。16.如申请专利范围第12项所述之辨识脸孔的方法,其中,判断步骤对轮廓之调整幅度会依据各人特性及/或周遭环境,并以存在于检视区域中之影像资料的平均亮度为基础,来调整脸部轮廓的取样作业。17.如申请专利范围第16项所述之辨识脸孔的方法,其中,该判断步骤会将于检视区域中所取样的影像资料之轮廓拿来与预设的脸孔样板互作比较,并能在其中出现的一个轮廓近似于该脸孔之样板时,判断该脸孔已经存在于检视区域中。18.如申请专利范围第17项所述之辨识脸孔的方法,其中,该判断步骤藉由将先前储存于预设的脸孔样板中的尺寸直接转换成检视区域之尺寸的方式,来比较先前预设的脸孔样板以及在检视区域中的轮廓。19.如申请专利范围第17项所述之辨识脸孔的方法,其中,该判断步骤包括下列步骤:以取样的脸孔轮廓替代眼睛周围的预设样板后,藉着撷取部分眼部之方式来判断该眼部是否为正常的;在完成撷取部分眼部,及以取样的脸孔轮廓替代鼻部和嘴部周围的预设样板后,藉着撷取部分鼻部和嘴部之方式来判断该鼻部和嘴部是否为正常的;在完成撷取部分的鼻部和嘴部后,藉由以取样的脸孔轮廓之数値资料替代位于眼部、鼻部及嘴部之预设数値,来判断该脸部是否为完全正常。20.一种辨识脸孔的方法,包括下列步骤:藉由一部摄影机来摄取其中相关影像讯号的多个检视区域,藉由判断一个脸孔是否已经存在于相对应的检视区域中之方式来选择一个特定的检视区域,并按照一个物件在其所选定区域中的动作来调整摄影机的方向;在完成判断一个脸孔是否存在之后,在存有该脸孔之检视区域内侦测其影像讯号之特性以重新整理其影像,依照重新整理过的影像间的移动结果来产生三次元的资讯;藉着在资料库内之个人的面模注册档案中搜寻其所构成的个人脸孔面模之方式,来判断某一特定人士的影像是否已经注册登记过了。21.一种辨识脸孔的方法,包括下列的步骤:藉由从一部摄影机所输入的影像讯号中,分别取样肤色资料及动作资料,来选择多个检视区域;藉由检查位在相对应的检视区域中的影像讯号相关的脸孔元件,并透过恢复一个特定的检视区域之方式,来选择一个特定的检视区域;藉由恢复已经选定之检视区域特性之方式来重新整理影像,并配合使用重新整理的影像以及判断一个脸孔是否存在之方式来进行调整摄影机之方向;对已存有一个脸孔的检视区域重新进行整理和影像讯号相关的影像资料,依照重新整理过的影像之间的移动结果来产生三次元的资讯,并藉由互相比较三次元资料和一个参考资料之方式,来构成一个个人的脸孔面模;藉由搜寻位于资料库中之进行判断是否某一特定人士的影像是否已经注册登记。22.一种拍摄脸孔的装置,其包括:一影像输入机构,用以撷取由安装于预设位置的摄影机所拍摄到之物件影像,并能接收一连串的影像讯号;一倾斜式转盘或变焦距式镜头的驱动机构,用以将该影像输入机构上的摄影机朝着左/右、上/下或前/后等方向移动;一主控制机构,用以控制倾斜式转盘或变焦距式镜头的驱动机构,使摄影机顺利地追踪该物件的动作,并可藉由侦测先前输入于影像输入机构中的影像讯号中之该物件的肤色和动作之方式,来选择一个检视区域,亦可自位在检视区域中之影像讯号中撷取脸部,以及能储存和显示该脸孔之部位;一储存或撷取机构,用以储存主控制机构中的影像讯号或自影像讯号中撷取脸部;一显示机构,用以将影像讯号输出至由主控制机构中输出之相对应脸部。23.如申请专利范围第22项所述之拍摄脸孔的装置,其进一步包括一警报生成机构,能依据主控制机构所撷取之脸孔的辨识结果而发出警报讯号。24.如申请专利范围第23项所述之拍摄脸孔的装置,其中,该主控制机构包括:一初步的分析装置,用以从影像输入机构的输入影像所显示的肤色或动作的取样部位,来选择一个检视区域;一判断单元,用以在检视区域进行脸孔轮廓之取样作业,将轮廓与预设的脸孔样板互作比较,并依照比较结果来判断该脸孔已经存在或为异常的,然后再选择一追踪物件;一物件管理单元,能藉由设置于摄影机拍摄区域中心位置的判断单元来判断是否要选择该物件作为追踪对象,并计算及输出一摄影机之调整値以进行相对应物件之追踪动作;一倾斜式转盘或变焦距式镜头的控制装置,用以控制倾斜式转盘或变焦距式镜头,以便能依照由物件管理单元所提供的摄影机调整値,将该影像输入机构朝着左/右、上/下或前/后等方向移动;一影像储存与传送装置,可储存经由影像输入机构所撷取之脸孔影像并能将该影像传送给显示机构;一脸部辨识及撷取装置,用以辨识和撷取液晶储存之脸孔影像。25.如申请专利范围第24项所述之拍摄脸孔的装置,其中,该初步分析装置可藉由比较一个现有取样的影像资料与先前储存的影像资料之方式来侦测一个移动的部分,而对于侦测到的部分,其彩色要素的比例是在肤色范围之内,且其所选择的部位,其中的肤色和动作皆可当作是一检视区域而加以侦测。26.如申请专利范围第24项所述之拍摄脸孔的装置,其中,该判断单元会在比较侦测到的轮廓与先前储存的脸孔样板后,对于其所侦测到其中之一个轮廓近似于该脸孔样板时,即判断该脸孔是已经存在于检视区域中。27.如申请专利范围第26项所述之拍摄脸孔的装置,其中,该判断单元藉由将先前储存于预设的脸孔样板中的尺寸直接转换成检视区域之尺寸的方式,来比较先前预设的脸孔样板以及在检视区域中的轮廓。28.如申请专利范围第27项所述之拍摄脸孔的装置,其中,当比较一现有取样的影像资料与先前储存的影像资料,以便选择一追踪物件时,为了防止会侦测到二个或更多个的追踪物件,该判断单元即会选择一个最近似于先前所选择之追踪物件,并将它当成一个新的追踪物件。29.如申请专利范围第27项所述之拍摄脸孔的装置,其中,当比较一现有取样的影像资料与先前储存的影像资料,以便选择一追踪物件时,为了防止会侦测到二个或更多个的追踪物件,并防止万一在先前并无任何选择的追踪物件,该判断单元即会选择一个最接近于拍摄区域之中心点位置的一个影像,以便将它当成一个新的追踪物件。图式简单说明:第一图系本发明之概要方块图。第二图系第一图中所示之主控制器的功能性方块图。第三图系一影像输入程序的信号流程图。第四图系一初步分析程序的信号流程图。第五图系一判断程序的信号流程图。第六图系在一倾斜式转盘或变焦距式镜头的控制程序中的一个萤幕以及一个萤幕的活动位置等之参考图。第七图系当一物件被摄取至一拍摄区域时,由适当距离拍摄一位在萤幕中心端的物件之程序参考图。第八图系一储存及传送影像程序的功能性方块图。第九图系一可用于撷取一脸孔部位之脸孔样板(a)及一输入影像(b)的图式。第十图系用来说明摄影/辨识脸孔之方法的处理影像讯号之概要步骤流程图。第十一图系一脸孔资料标准化程序的流程图。第十二图系一脸孔资料轮廓取样阵列。第十三图系一依照不同亮度来调整脸孔资料轮廓强度的流程图。第十四图系一眼部周围之样板。第十五图系一嘴部周围之样板(a)及轮廓资料(b)。第十六图系本发明另一实施例,拍摄/辨识脸孔之方法的方块图。第十七图系如第十六图所示之拍摄/辨识脸孔之方法的流程图。第十八图系如第十六图所示之另一拍摄/辨识脸孔之方法的流程图。
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