[发明专利]一种基于嵌入式平台的三维人脸识别系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于嵌入式平台的三维人脸识别系统，属于三维人脸识别技术领域。 

背景技术

在目前的三维人脸识别市场中，绝大多数的三维人脸识别系统都是基于PC平台实现，如公司、企业的门禁系统，电脑中的三维人脸识别身份认证系统等，众所周知，由于PC机平台系统稳定性较差，产品制造成本较高，体积庞大，对工作环境的要求比较苛刻，因此限制了该系统在很多领域的应用。今年来，也有一些基于嵌入式平台上的自动三维人脸识别系统的研究和应用，一般都是使用单核MPU微处理芯片，但是这些基于单核MPU芯片的嵌入式平台的系统，往往只是实现了自动三维人脸识别系统的一部分功能，目前应用比较广泛的嵌入式平台微处理主要是ARM和DSP芯片，当把三维人脸识别的算法在ARM或者DSP芯片上实现之后，这些系统的应用层程序（图形用户界面等）往往还需要依赖于PC机实现，因而整个系统显得非常臃肿。 

基于ARM核的处理器在进行人机交互设备管理、支持实时操作系统（RTOS）等方面拥有比较明显的优势。ARM的缺点在于对数字信号的处理能力和速度有限，而在一个实用的三维人脸识别系统当中，必然涉及到大量图像数据存储于传输，高复杂度数据的处理与应用，因此，在该领域的应用中，ARM处理器的瓶颈显得尤为突出。而DSP核从适应复杂数字信号处理的角度出发进行芯片的构架与设计，因此具有原生的处理优势，尤其适合对各种多媒体信号，如声音、图像等进行诸如编码、解码、转换等复杂算法运算。但在构件用户交互接口程序等方面，则显得力不从心。基于ARM核与DSP核各自的优缺点， 

将ARM核和DSP核的优点综合利用起来，实现ARM+DSP双核架构的嵌入式处理平台具有重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术中的上述缺陷，本发明提供一种三维人脸识别系统。 

一种基于嵌入式平台的三维人脸识别系统，其特征在于：包括 

应用层模块，用于驱动和管理外围设备，获取外围设备采集进来的人脸数据信息，并对数据信息进行预处理；

算法层模块，用于人脸数据信息的人脸检测、特征点定位、特征提取以及特征对比等的算法模块的具体实现，并将比对结果返回给所述应用层模块；

中间通讯层，用于完成所述应用层模块和所述算法层模块之间的数据和参数的传递。

优选的，所述应用层模块部署在ARM平台上，所述算法层模块部署在DSP平台上，整个系统采用双核架构。 

优选的，所述中间通讯层在ARM平台和DSP平台上均设有收发端。 

优选的，所述人脸数据信息的预处理包括：提取人脸图像中的多阶高斯导数滤波特征，将其转换成单帧数据，储存在中间通讯层的存储器中，等待算法层调用。 

优选的，所述人脸数据信息包括：双眼、鼻子和嘴巴的形状特征以及相对位置特征。 

本发明一种基于嵌入式平台的三维人脸识别系统，在ARM核上实现应用层，在DSP核上实现算法层，ARM核管理外围采集设备得到的人脸图像数据，经预处理后送入DSP核进行人脸检测和识别处理，并将算法运算的结果送回ARM核的外围显示设备，这种利用ARM+DSP双核架构处理平台实现三维人脸识别系统，发挥了ARM核与DSP核各自的处理优势，提高了整个系统的运行效率，兼顾了实际系统中效率与实用性的考量。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 

图1是本发明实施例的软件系统分层结构图。 

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例及实施例附图对本发明作进一步详细的说明。 

图1是本发明实施例的软件系统分层结构图，整个软件系统分为应用层模块、算法层模块、中间通讯层。整个系统采用双核结构。 

应用层模块，部署在ARM平台上，用于驱动和管理外围设备，这里的外围设备包括摄像头、显示器、鼠标、键盘。通过摄像头拍摄人脸部视频信息，从中获取双眼、鼻子和嘴巴的形状特征以及相对位置特征，进而提取多阶高斯导数滤波特征，将其转换成单帧数据，储存在中间通讯层的存储器中，等待算法层调用。 

算法层模块，部署在DSP核上，包括5个算法模块，人脸检测、特征点定位、人脸标准化、特征提取、特征对比。就各个模块分析如下：