[发明专利]一种基于分布式智能补光的人脸识别系统及方法

权利要求书

1.一种基于分布式智能补光的人脸识别系统，其特征在于，包括相机子系统、单个照明单元亮度连续可调的分布式照明单元组、视觉信息处理子系统、照明单元控制子系统；

所述相机子系统用于对前视场景中的人脸图像进行采集；

所述分布式照明单元组用于对所述相机子系统前视场景中的光线补光；

所述视觉信息处理子系统用于根据采集的人脸图像对二维、三维人脸关键点及人脸模型进行计算，并对所述分布式照明单元组中的每个照明单元进行光线辐射计算、面部反射计算、面部光线遮挡计算、相机子系统对入射光响应强度计算、以及最优化控光方法计算；

所述照明单元控制子系统用于根据上述计算结果对所述分布式照明单元组中的单个照明单元的输出方式进行连续控制。

2.根据权利要求1所述的人脸识别系统，其特征在于，所述相机子系统与所述视觉信息处理子系统连接，所述相机子系统采用380nm-780nm光谱响应波段的相机，或者采用380nm-1200nm光谱响应波段的相机。

3.根据权利要求1所述的人脸识别系统，其特征在于，所述分布式照明单元组与所述照明单元控制子系统连接，所述分布式照明单元组由至少一个输出光效可采用电路控制的照明单元组成，所述照明单元为LED灯、OLED灯或激光照明灯。

4.根据权利要求1所述的人脸识别系统，其特征在于，所述视觉信息处理子系统分别与所述相机子系统及所述照明单元控制子系统连接，所述视觉信息处理子系统包括第一处理器，所述第一处理器为单片机电路、FPGA电路、ARM电路、或者上述电路的组合。

5.根据权利要求1所述的人脸识别系统，其特征在于，所述照明单元控制子系统与所述分布式照明单元组及所述视觉信息处理子系统连接，所述照明单元控制子系统包括第二处理器，所述第二处理器为单片机电路、FPGA电路、ARM电路、或者上述电路的组合，所述照明单元控制子系统能够实现对单个照明单元的输出方式的连续控制。

6.一种基于权利要求1-5中任一项所述的人脸识别系统的人脸识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

相机子系统对前视场景中的人脸图像进行采集；

分布式照明单元组对所述相机子系统前视场景中的光线补光；

视觉信息处理子系统根据采集的人脸图像对二维、三维人脸关键点及人脸模型进行计算，并对所述分布式照明单元组中的每个照明单元进行光线辐射计算、面部反射计算、面部光线遮挡计算、相机子系统对入射光响应强度计算、以及最优化控光方法计算；

照明单元控制子系统根据上述计算结果对所述分布式照明单元组中的单个照明单元的输出方式进行连续控制。

7.根据权利要求6所述的人脸识别方法，其特征在于，所述视觉信息处理子系统根据采集的人脸图像对二维、三维人脸关键点及人脸模型进行计算具体包括：

采用基于支持向量机的方式快速检测人脸，再采用回归树集合的方式进行人脸关键点的检测，检测出至少8个人脸特征点；

同时，对所述相机子系统中使用的双目相机进行相机标定，确定所述双目相机的内外参数，并根据标定结果，计算前述人脸特征点在所述双目相机的世界坐标系中的三维坐标；

在完成初步的人脸二维、三维特征点的计算后，建立三维人脸模型用于光照效果分析。

8.根据权利要求7所述的人脸识别方法，其特征在于，在完成三维人脸模型重建后，所述方法还包括：

进行面部眩光与阴影分析及图像增强计算处理；

进行面部预设位置处光源三维光线辐射建模、反射建模与遮挡计算；

计算面部预设位置处相机对入射光响应强度；

进行面部照明效果估计；

进行分布式最优照明估计与控制。

9.根据权利要求8所述的人脸识别方法，其特征在于，所述方法还包括：

针对上述建模和计算结果，采用最优化算法进行最优照明控制方法的计算。