[发明专利]面向校车安全的司机身份认证方法

摘要

本发明涉及一种面向校车安全的司机身份认证方法。在摄像机镜头前设置滤镜滤除可见光，并采用红外光源，有效去除环境光带来的影响；然后对红外图像进行人脸关键点检测，基于关键点位置进行面部图像处理，获得正面规整化人脸，从而去除姿态、尺度、位置等因素影响；最后在规整化图像基础上，构造灰度向量计算Jaccard相似度，快速进行人脸比对，实现驾驶员身份认证。采用灰度可快速有效地描述面部特征。基于灰度列向量的Jaccard系数相似度计算简单，速度快，不需要大量样本用于训练，适合于校车管理的运行模式。

主权项

1.面向校车安全的司机身份认证方法，在摄像机镜头前设置滤镜滤除可见光，采用红外光源，去除环境光带来的影响；其特征在于，对红外图像进行人脸关键点检测，基于关键点位置进行面部图像处理，获得正面规整化人脸，从而去除姿态、尺度、位置因素影响；最后在规整化图像基础上，构造灰度向量计算Jaccard相似度，快速进行人脸比对，实现驾驶员身份认证，处理流程为：Step（1）：获取驾驶员面部红外光照图像，具体为基于红外光源的人脸面部图像采集，采集分为两种模式：注册模式和认证模式；Step（2）：从图像中检测人脸及五官关键点；Step（3）：基于人脸五官关键点，对面部区域图像进行旋转校正和裁剪，并归一化尺寸，实现面部图像规整，具体为基于两次Flandmark五官关键点定位的人脸图像规整；Step(4)：针对规整化后的图像，提取其灰度向量，并分别计算其与注册时采集的司机面部规整化图像灰度向量的Jaccard系数，获得两幅人脸的相似度，根据阈值进行判别，实现身份验证，具体为基于灰度向量计算Jaccard系数的人脸比对；所述基于两次Flandmark五官关键点定位的人脸图像规整具体为：采集到的人脸图像，其面部区域灰度图像为，图像坐标原点为左上角，进行下列处理：Step1：利用Flandmark方法，从中定位精简的五官关键点，，分别为关键点的横纵坐标，为关键点序号，面朝人脸方向，关键点按顺序分别为左侧外眼角、左侧内眼角、右侧内眼角、右侧外眼角、上嘴唇外沿中点、下嘴唇外沿中点，Step2：计算人脸旋转角度：，其中arc为反正切函数，tan为正切函数，；将旋转‑度，得到角度规整化的面部区域灰度图像；Step3：再次利用Flandmark方法，从中定位并刷新精简的五官关键点，计算下述变量：瞳距：；脸宽：；脸高：；脸部中心点：，其横坐标，纵坐标，其中min为取最小值函数；脸部起始点：，其横坐标，纵坐标；以为起点，、为宽、高，从中裁剪位置规整化的核心面部区域图像；Step4：针对，采用双线性插值法，将其宽高从、缩放为、，其中，，得到尺度规整化的面部区域图像；所述为基于灰度向量计算Jaccard系数的人脸比对具体为：假设驾驶员在注册模式下采集到图像，其规整化后的面部图像为，将其二维矩阵按行向量从第1行至第行相连，构造一维灰度向量，；类似地，假设驾驶员在认证模式下采集到图像，其规整化后的面部图像为，将其二维矩阵按行向量从第1行至第行相连，构造灰度向量，；计算两幅人脸图像的Jaccard系数：的范围为[0,1]，两个向量完全一致时为1，完全不同时为0，越接近1越相似，设定阈值，，当时，判断为同一人，否则不为同一人。