[发明专利]一种三维人脸体征采集系统及方法

说明书

本发明公开了一种三维人脸体征采集系统及方法，属于图像处理、人脸三维建模和识别技术领域。本发明的系统包括摄影场，摄影场为半环形，用于获取多视图人像的图像，通过摄影场标定技术建立具有真实尺度的坐标系，并采集一正两侧、人脸关键特征和人脸三维模型的信息；摄影场包括镜头支架和背板，镜头支架用于从各个不同角度采集人脸部和上身的照片，背板用于保持背景单一和位置标定；方法包括S1：摄影场标定；S2：脸部关键点提取和量测；S3：一正两侧图像生成；S4：人脸三维建模。本发明的采集数据的兼容性高，可采集人脸三维模型、人证比对小图、人脸关键点特征值、一正两侧图像和身高等信息。

技术领域

本发明涉及图像处理、人脸三维建模和识别技术领域，具体涉及为一种三维人脸体征采集系统及方法。

背景技术

随着刑事侦查、安防等领域信息化建设的深入，个体识别技术越来越丰富，在实战中进一步使用新技术的需求也越来越迫切。不可否认的是，信息采集的数据是识别比对的基础。从现有人员信息标准化采集系统建设的内容来看，人像采集的信息一般包含被采集者的身份、人像照片、身高、一正两侧等数据。传统采集设备的流程和信息的应用还有一定局限，一般都存在如下的几个问题:

(1)相比于三维人像模型，二维图像只是三维模型特定角度下的二维投影，存在与真实纹理和几何信息的缺失，在实际案件侦破中进行信息比对和人脸识别会受到影响；

(2)不能自动采集到真实的人脸关键特征尺度信息。例如，眼宽距离、鼻子高度、嘴巴宽度等；

(3)自动化程度低，采集的速度较慢，人像照片、身高、一正两侧信息不能一体化兼容采集，需要被采集人多次配合；

(4)采集流程繁琐，对采集人的操作技术要求较高，导致单次采集成功率较低。

基于传统的三维人像采集方案通常采用手持式三维扫描设备，对人脸区域进行一段时间的扫描，扫描过程中需要被采集人保持静止状态，约束条件较为严格，操作较为复杂，效率低下，而且采集出来的三维模型不能真实地反应出实际的几何尺度信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现对被采集人的三维人脸模型、一正两侧图像、身高、人脸关键特征量和人像图像采集的三维人脸体征采集系统及方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种三维人脸体征采集系统，包括摄影场，所述摄影场为半环形，用于获取多视图人像的图像，通过摄影场标定技术建立具有真实尺度的坐标系，并采集一正两侧、人脸关键特征和人脸三维模型的信息；所述摄影场包括镜头支架和背板，所述镜头支架用于从各个不同角度采集人脸部和上身的照片，所述背板用于保持背景单一和位置标定；

所述镜头支架包括水平设置的下镜头支架和上镜头支架，所述镜头支架上安装有摄像头，所述下镜头支架距离地板高155cm，所述上镜头支架距离地板高175cm，所述下镜头支架和上镜头支架均包括杆长为50cm的左支杆、中支杆和右支杆，所述左支杆与中支杆的夹角和右支杆与中支杆的夹角均为120°，所述左支杆、中支杆和右支杆上均水平均匀设置有5个摄像头，每根杆上相邻摄像头之间的距离为10cm，所述左支杆和右支杆上靠近中支杆两端的摄像头分别距离中支杆左右两端5cm，所述下镜头支架和上镜头支架的中支杆上的中间摄像头的连线上还设置有一个竖支杆，所述竖支杆上垂直距离下镜头支架和上镜头支架的中支杆上的中间摄像头10cm处分别设置有1个摄像头，在水平距离竖支杆上中间摄像头40cm处设置为摄影场空间中心点，摄像头方向均朝向摄影场空间中心点，所述摄像头提供HTTP API接口，且摄像头通过网线和路由器与采集主机连接，所述采集主机用于发出拍照和下载命令，获取被采集人各个不角度的面部上身的照片进行处理；

在水平距离竖直杆上中间摄像头35cm处竖直对应的地板上设置田字框，所述田字框的尺寸为30cm×30cm，用于被采集人站立拍照；