[发明专利]一种基于LBPH与特征点的人脸识别方法

权利要求书

1.一种基于LBPH与特征点的人脸识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采集人脸图像，进行预处理，所述S1包括：

S11、对人脸图像进行采集，不同人脸不同角度采集多张图像，记为Am[n]，其中，n表示不同角度人脸，n≥1，m表示不同人脸，m≥1；同时预先存储的不同人脸标准图像记为Am[0]；

S12、对采集的人脸图像Am[n]进行裁剪，统一resize(200，200)；

S13、对Am[n]进行灰度化处理、将图像沿中心线平均分割为左右两个区域，对左右两个区域直方图均衡化处理、归一化处理，将左右两个区域图像合并后双边滤波，处理后的图像记为为Bm[n]；

S14、将预处理完的人脸图像Bm[n]存入数据库；

S2、使用LBPH方法对人脸图像Bm[n]提取局部特征，所述S2包括：

S21、首先将人脸图像Bm[n]通过检测窗口划分为16×16的小区域；

S22、对于每个小区域中的一个像素，将相邻的8个像素的灰度值与该像素进行比较，若周围像素值大于中心像素值，则该像素点的位置被标记为1，否则为0；

S23、计算每个小区域的直方图，然后对该直方图进行归一化处理；

S24、将得到的每个小区域的统计直方图进行连接成为一个特征向量，即为不同人脸图像的LBP纹理特征向量，记为Cm[n]，并将Cm[n]存入数据库；

S3、人脸图像模型训练，所述S3包括：

S31、从数据库中提取人脸图像的LBP纹理特征向量Cm[n]；

S32、采用opencv人脸检测联级分类器对提取快速Harr、侧视、左眼、右眼、嘴巴和鼻子的LBP纹理特征向量Cm[n]进行训练；

S4：置信度条件下图像过滤，所述S4包括：

S41、使用所述步骤S3训练得到的人脸图像模型与实时采集的人脸图像A¹m比对；

S42、多人识别场合时，若实时采集到的不同人脸图像A¹m与人脸标准图像Am[0]的置信度值超过设定阈值T1，筛选出符合条件的实时采集到的不同人脸图像A²m予以通过，否则，不予通过；将符合条件的人脸图像A²m存入数据库中，并进行步骤S5、S6、S7；

S5、人脸图像特征点采集和中心点标定，所述S5包括：

S51、调用opencv中FacemarkAPI，加载lbp人脸检测器用于检测人脸；

S52、加载人脸关键点检测器；

S53、加载实时采集到的人脸图像A²m以及Am[0]；

S54、运行人脸关键点检测器，得到人脸图像A²m和Am[0]的68个人脸特征点坐标；

S55、将人脸图像A²m和Am[0]分为四个关键区域：左眼、右眼、鼻子、嘴巴，取各个区域最左端与最右端特征点的中心点作为该区域的中心点，嘴巴最左端特征点坐标为(a1,b1)，最右端特征点坐标(a2,b2)，嘴巴区域的中心点p(x4，y4)为依次分别得到其他三个区域的中心点：鼻子m(x1，y1)，左眼n(x2，y2)，右眼o(x3，y3)；

S6、设定整体距离比例，通过加权进行第一次阀值判断，所述S6包括：

S61、以鼻宽值为基准，计算出眼睛距离鼻尖、两眼之间、嘴巴到鼻子、眼睛到嘴巴的距离值，除以鼻宽值得到：两眼之间的几何比例、左眼与鼻尖的几何比例、右眼与鼻尖的几何比例、嘴巴中心点与鼻尖的几何比例、左眼与嘴巴中心点的几何比例和右眼与嘴巴中心点的几何比例＝1：1.513：1.513：1.428：1.45：1.45，归一化后的几何比例＝0.12：0.18：0.18：0.17：0.175：0.175；

其中，两眼之间中心点与鼻尖的距离为b，鼻宽为a，以黄金比例人脸为例：两眼之间的几何比例：左眼与鼻尖的几何比例：右眼与鼻尖的几何比例为1.513；嘴巴中心点与鼻尖的几何比例：左眼与嘴巴中心点的几何比例：右眼与嘴巴中心点的几何比例＝1.45；

S62、以左右眼之间的欧式距离为基准，计算左右眼间的欧式距离几何比例G1、左眼到鼻尖的欧式距离几何比例G2、右眼到鼻尖的欧式距离几何比例G3、嘴巴到鼻尖的欧式距离几何比例G4、左眼到嘴巴的欧式距离几何比例G5、右眼到嘴巴的欧式距离几何比例G6；

左右眼之间的欧式距离：

左右眼间的欧式距离几何比例：G1＝1；

左眼到鼻尖的欧式距离几何比例：

右眼到鼻尖的欧式距离几何比例：

嘴巴到鼻尖的欧式距离几何比例：

左眼到嘴巴的欧式距离几何比例：

左眼到嘴巴的欧式距离几何比例：

S63、设置人脸欧式距离几何比例公式：M＝0.12×G1+0.18×G2+0.18×G3+0.17×G4+0.175×G5+0.175×G6；

S64、利用人脸欧式距离几何比例公式M计算人脸标准图像Am[0]的人脸欧式距离几何比例得到Mm[0]，计算实时采集的人脸图像A²m通过公式M计算得到M²m，M²m与Mm[0]通过误差计算公式：其中，T2为欧式距离误差阈值；筛选出符合阈值条件的人脸图像A³m，存入数据库；否则，不予通过；

S7、比较局部欧式距离比例，进行第二次阀值判断。