[实用新型]一种基于主动视觉的面部表情识别数据采集系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种图像采集系统，具体涉及一种基于主动视觉的面部表情识别数据采集系统

背景技术

人脸表情识别是人机交互与情感计算研究的重要组成部分。由于人脸包含丰富的行为信息，因此对人脸表情进行识别有利于了解人类的情感等心理状态并可进行有效的人机交互。目前人机交互模式已从语言命令交互阶段、图像用户界面交互阶段发展到自然和谐的人机交互阶段。但是现有的面部表情数据采集系统都是使用USB摄像头来采集数据获取面部表情的信息。这种方法存在着以下的局限性。

1)USB摄像头是被安放在固定的位置来采集面部表情信息，这样就会造成面部表情数据采集范围有限。就是被采集人只能在摄像机前方的一定范围内小范围的活动，一旦面部图像有部分离开摄像头的采集区域就会造成无法识别的现象发生。

2)当外部光照发生变化时，摄像机只能被动的接受此时的背景情况，只有通过加入一些去除光照的算法来减少影响，这样就会加大算法的复杂性和在线运算的速度。

3)当需要对表情进行动态跟踪时，这种数据采集系统所能跟踪的范围有限，并且当面部做深度和水平旋转时，所能跟踪的角度都是有限的。

4)现有的技术很难适应目前“自然和谐”的人机交互方式。

综上所述，现有的技术难以保证在任意大范围场景中，十分准确的检测到面部表情并获取质量稳定的图像来对面部表情进行识别。

技术内容

本实用新型提供一种基于主动视觉的面部表情识别数据采集系统，自动寻找任意场景中的人脸面部表情图片，并获取质量稳定面部表情图像及动态序列图像，其目的在于解决现有的技术中难以保证在任意大范围的环境中获取面部表情图片，难以获得多方位多角度的质量稳定的面部表情图片，不能从数据采集方面减少光照等因素的影响。

本实用新型所提供主动视觉面部表情采集系统既能获得质量稳定的表情图片，也能得到足够时间长度的动态序列图片，并且还能够从多角度大范围的获取被研究对象的面部表情图片，这样就能从数据采集环节提高系统的鲁棒性，更能使人机更加自然和谐的交换。如果服务性机器人安装上此数据采集系统，就能在服务的场景中根据不同服务对象的表情信息为其提供相应的服务方式，并且能够锁定需要服务的对象主动为其提供帮助。

本实用新型的上述目的是这样实现的，结合附图说明如下：

1)本实用新型所述的一种基于主动视觉的面部表情识别数据采集系统，主要由主机、相机、镜头、二自由度舵机云台和舵机控制板组成，其硬件结构如图1所示，所述的相机(1)和镜头(2)组成摄像机(3)，摄像机固定在二自由度舵机云台(4)上，舵机云台(4)通过舵机控制板(5)控制进行水平摆动和上下俯仰，从而带动摄像机(3)做相应运动对目标跟踪，舵机控制板(5)与主机(6)连接，所述的主机(6)的交互界面分成四个区域，包括：相机设置区、云台设置区、人脸跟踪显示区、表情识别显示区。

2)所述的摄像机(3)下方安装一套具有两个自由度的舵机云台(4)，这两个自由度分别是能够水平旋转360°和垂直旋转360°，此舵机云台(4)通过舵机控制板(5)与主机(6)的USB接口相连，对舵机的水平和垂直控制。

3)在相机设置区内，对相机的像素、帧率、图像格式及对比度进行在线控制。

4)在云台设置区内，设置串口、波特率和水平及垂直位置，同时调整舵机云台运动速度及进行复位操作。

5)所述的人脸跟踪显示区包括一个显示窗口和一个人脸跟踪按钮，当按下人脸跟踪按钮后，在其上方的图像显示区将显示摄像头的视觉场景，并标定出人脸的位置。

6)所述的表情识别显示区包括一个表情识别功能按钮，一个识别结果显示框和一个表情图像显示窗口，当按下表情识别按钮后，系统将此时的人脸表情图像进行采样，并在显示窗口进行显示，用于跟识别结果进行对照，系统的识别结果显示在结果显示框内。

与现有技术相比，本实用新型的优点和效果在于所提供的主动视觉面部表情采集系统既能获得质量稳定的表情图片，也能得到足够时间长度的动态序列图片，并且还能够从多角度大范围的获取被研究对象的面部表情图片，这样就能从数据采集环节提高系统的鲁棒性，更能使人机更加自然和谐的交换。

附图说明

本实用新型将通过示例，参考下述附图以更进一步的阐述：

图1为本实用新型所用系统硬件结构图。

图2为本实用新型所用系统原理图。

图3为本实用新型所用人机交互界面。

图中：1、相机；2、镜头；3、摄像机；4、二自由度舵机云台；5、舵机控制板；6主机

具体实施方式