[发明专利]一种用于复杂环境下的人脸检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种用于复杂环境下的人脸检测系统，包括采集单元、预处理单元、特征提取单元和识别单元。本发明将待识别人脸图像中眼、耳、口、鼻和眉五大主要部分进行单独提取，并对这五大部分分别进行主成分分析降维获得包含主要特征信息的眼、耳、口、鼻和眉特征向量，在识别过程中待识别人脸图像的眼、耳、口、鼻和眉之间相互独立，在识别图像缺失其中任何部位时依旧可以计算剩余部位的特征向量与人脸数据库中的特征向量矩阵之间的欧式距离，从而依旧可以获得识别结果，满足其在复杂环境中的使用。

技术领域

本发明涉及人脸识别技术领域，具体涉及一种用于复杂环境下的人脸检测系统及方法。

背景技术

人脸识别作为一项重要的生物识别技术，在公安刑侦、企业管理、自助服务、视频监控、人脸身份认证等方面都取得了广泛的应用，人脸识别研究已经在图像处理、模式识别、计算机视觉等领域引起了极大的关注；

目前的人脸识别技术主要是将采集到的人脸图像进行特征提取，将提取的特征与人像数据库中的特征进行比对计算，从而获得识别结果，此种识别方式需要人像处于某种较为理想的拍摄情景下；

但在复杂环境下，比如有如表情、视角、光照、遮挡等方面的变化，对于这些图像，当前的人脸识别系统识别效果不理想，提取到的特征不完整，易丢失有效信息，从而影响识别效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于复杂环境下的人脸检测系统，以解决现有技术中复杂环境下识别效果差的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种用于复杂环境下的人脸检测系统，包括采集单元、预处理单元、特征提取单元和识别单元；

所述采集单元由单个或多个摄像头组成，所述采集单元通过摄像头以拍摄方式获取待识别人脸图像并将待识别人脸图像传输到预处理单元；

所述预处理单元先将来自于采集单元的人脸图像进行区域选择，所述区域选择是将待识别人脸图像中的眼、耳、口、鼻和眉单独提取并构成若干独立的图像矩阵，所述预处理单元再将所述区域选择形成的若干图像矩阵传输到特征提取单元；

所述特征提取单元先将来自于预处理单元的若干图像矩阵映射为若干特征向量并对若干特征向量分别进行主成分分析，所述主成分分析用于对若干特征向量进行逐条降维去除噪声和不重要特征从而保留主要特征提高效率的操作，所述特征提取单元再将经过主成分分析降维后的特征向量传输到识别单元；

所述识别单元是由若干服务器和计算主机构成的分布式处理系统，所述分布式处理系统对内部服务器中存储的包含若干已知人脸图像的人像数据库进行主成分分析，选取来自于所述特征提取单元降维后的特征向量与人像数据库中存储的特征向量的欧氏距离获得人脸识别结果。

作为本发明的一种优选方案，所述预处理单元将待识别人脸图像中的眼、耳、口、鼻和眉采用固定规格的框形或圆形进行提取获得分别与眼、耳、口、鼻和眉相对应的由像素构成的图像矩阵。

作为本发明的一种优选方案，若干所述图像矩阵映射成若干特征向量的具体过程：

步骤一：依次将代表眼、耳、口、鼻和眉的图像矩阵i*j中矩阵排列的像素转变为条形连续排列的像素，其中i*j＝n，i为图像矩阵行，j为图像矩阵列，n为像素总数；

步骤二：依次将条形连续排布的像素存储成1*n的向量形式获得描述眼、耳、口、鼻和眉的特征向量分别为眼[1*n]、耳[1*n]、口[1*n]、鼻[1*n]和眉[1*n]。

4、根据权利要求3所述的一种用于复杂环境下的人脸检测系统，其特征在于：所述主成分分析方法如下：

步骤一：依次对眼[1*n]、耳[1*n]、口[1*n]、鼻[1*n]和眉[1*n]中的每一列减去该列的均值；