專利名稱：一種降低人臉檢測(cè)存儲(chǔ)量的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種降低人臉檢測(cè)存儲(chǔ)量的方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著視頻監(jiān)控的推廣，人臉檢測(cè)技術(shù)而變得越來(lái)越重要。在各種人臉檢測(cè)技術(shù)中， 采用AdaBoost自適應(yīng)增強(qiáng)算法的人臉檢測(cè)技術(shù)準(zhǔn)確率較高，并且已經(jīng)被硬件芯片實(shí)現(xiàn)。該技術(shù)一般采用CCD或CMOS攝像機(jī)輸出的8比特位寬的灰度圖像作為輸入。圖1是基于AdaBoost自適應(yīng)增強(qiáng)算法的人臉檢測(cè)技術(shù)中所采用的微特征的示例圖。如圖1所示，在該技術(shù)的人臉檢測(cè)處理過(guò)程中，這種技術(shù)采用了很多典型的微特征。例如，最左邊的微特征表示一種模板。在處理中，需要先求出白塊對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)的像素和，再求出黑塊對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)的像素和，然后將兩者相減。在人臉與非人臉圖片的相同位置上，計(jì)算得出的值的大小是不一樣的，因此這些微特征可以用來(lái)區(qū)分人臉和非人臉。由此可見，在人臉檢測(cè)中，大量運(yùn)算涉及到求某個(gè)區(qū)域內(nèi)的像素和。為了加速這一計(jì)算過(guò)程，需要一個(gè)專門用于計(jì)算積分圖像和平方積分圖像的環(huán)節(jié)，而這個(gè)環(huán)節(jié)占用的存儲(chǔ)量比較多。圖2是計(jì)算積分圖像和平方積分圖像的示意圖。如圖2所示，圖像被分為A、B、C、D四個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域右下角的點(diǎn)分別是1、2、3、 4點(diǎn)，圖像右下角的坐標(biāo)為(X，y)。在坐標(biāo)點(diǎn)(X，y)，積分圖像的取值是由所示圖像左上角和右下角之間構(gòu)成的矩形區(qū)域內(nèi)所有點(diǎn)的灰度值的總和。例如，在1點(diǎn)的值表示區(qū)域A內(nèi)各點(diǎn)的灰度值總和，簡(jiǎn)記為 Il ；在2點(diǎn)的值表示區(qū)域A+B內(nèi)各點(diǎn)的灰度值總和，記為12 ；類似的，在3點(diǎn)的值記為13 ； 在4點(diǎn)的值記為14。于是，矩形區(qū)域D的灰度值總和可以表示為11+14-12-13。類似的，平方積分圖像在1點(diǎn)的值表示區(qū)域A的各點(diǎn)灰度值平方的總和，簡(jiǎn)記為A， 在2點(diǎn)的值為A+B，在3點(diǎn)的值為A+C，在4點(diǎn)的值為A+B+C+D。于是，矩形區(qū)域D的灰度值平方的總和也可以由第1、2、3、4點(diǎn)的平方積分圖像值簡(jiǎn)單得出。應(yīng)當(dāng)理解，一個(gè)像素點(diǎn)可表達(dá)的不同顏色數(shù)取決于比特每像素(bpp，bitper pixel)，比如Sbpp代表每個(gè)像素點(diǎn)用8比特表示，即像素位寬為8比特。一般來(lái)說(shuō)，可以將像素位寬稱之為圖像位寬。如果一幅圖像寬為W像素，高為H像素，像素位寬為8比特；則在積分圖像中， 某個(gè)像素點(diǎn)可能需要的最大位寬為8+10 (W*H)，因此整個(gè)積分圖像需要的存儲(chǔ)量約為 (8+log2(ff*H))比特；同理，在平方積分圖像中，某個(gè)像素點(diǎn)可能需要的最大位寬為 16+10 (W* H)，因此整個(gè)平方積分圖像需要的存儲(chǔ)量約為(16+10 (W* H))比特。從上述公式可以看出，積分圖像和平方積分圖像所需的存儲(chǔ)量與像素位寬有著很直接的關(guān)系，像素位寬過(guò)高會(huì)造成積分圖像和平方積分圖像所需要的存儲(chǔ)量很大，從而增加硬件芯片的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種能解決以上問(wèn)題的降低人臉檢測(cè)存儲(chǔ)量的方法及設(shè)備。在第一方面，提供了一種降低人臉檢測(cè)存儲(chǔ)量的方法，包括降低待檢測(cè)圖像的像素位寬；采用誤差擴(kuò)散法將每個(gè)像素點(diǎn)的灰度值在降低像素位寬過(guò)程中所產(chǎn)生的誤差擴(kuò)散到相鄰像素點(diǎn)上；對(duì)降低了像素位寬并進(jìn)行了誤差擴(kuò)散的圖像，求取其積分圖像和平方積分圖像；其中，積分圖像所需存儲(chǔ)量為(像素位寬+10 (W* H)) 比特，平方積分圖像所需存儲(chǔ)量為(像素位寬* 2+10 (W * H) ” W * H比特，W為圖像寬度的像素?cái)?shù)量，H為圖像高度的像素?cái)?shù)量。優(yōu)選地，誤差擴(kuò)散法是將像素點(diǎn)的灰度值在降低像素位寬中所產(chǎn)生的誤差擴(kuò)散到所述像素點(diǎn)的右方、左下方、下方和右下方的四個(gè)相鄰像素點(diǎn)上。優(yōu)選地，誤差擴(kuò)散中所采用的誤差分配比例為3 :3:5: 5，分別對(duì)應(yīng)所述像素點(diǎn)的右方、左下方、下方和右下方的相鄰像素點(diǎn)。優(yōu)選地，像素位寬降低是將像素位寬從8比特降低到6比特.在第二方面，提供了一種降低人臉檢測(cè)存儲(chǔ)量的設(shè)備，包括降低待檢測(cè)圖像的像素位寬的模塊；采用誤差擴(kuò)散法將每個(gè)像素點(diǎn)的灰度值在降低像素位寬過(guò)程中所產(chǎn)生的誤差擴(kuò)散到相鄰像素點(diǎn)上的模塊；對(duì)降低了像素位寬并進(jìn)行了誤差擴(kuò)散的圖像，求取其積分圖像和平方積分圖像的模塊；其中，積分圖像所需存儲(chǔ)量為(像素位寬+10 (W* H)) *ff*H 比特，平方積分圖像所需存儲(chǔ)量為(像素位寬* 2+10 (W* H)) 比特，W為圖像寬度的像素?cái)?shù)量，H為圖像高度的像素?cái)?shù)量。本發(fā)明通過(guò)在人臉檢測(cè)過(guò)程中降低待檢圖像的像素位寬，節(jié)省了硬件芯片中計(jì)算積分圖像和平方積分圖像時(shí)所需的存儲(chǔ)空間，降低了芯片成本；并且對(duì)在像素位寬降低過(guò)程中產(chǎn)生的誤差進(jìn)行擴(kuò)散，降低了對(duì)積分圖像和平方積分圖像的計(jì)算結(jié)果的影響，從而維持了圖像的能量基本不變。


下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方案進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明，在附圖中圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的降低人臉檢測(cè)硬件存儲(chǔ)量的方法示意圖；以及圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的誤差擴(kuò)散法的示意圖。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明中，為了在人臉檢測(cè)處理中降低計(jì)算積分圖像和平方積分圖像所需要的存儲(chǔ)量，在進(jìn)行所述計(jì)算時(shí)采用精度較低的圖像。例如，將圖像中每像素用6比特或5比特表示，降低了圖像精度。圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的降低人臉檢測(cè)硬件存儲(chǔ)量的方法示意圖。如圖3所示，首先降低待檢測(cè)圖像的像素位寬；然后，采用誤差擴(kuò)散法將將像素位寬中產(chǎn)生的誤差擴(kuò)散開去；最后，對(duì)降低了像素位寬并進(jìn)行了誤差擴(kuò)散的圖像，求取其積分圖像和平方積分圖像。應(yīng)當(dāng)指出，可以采用各種方法來(lái)降低圖像的像素位寬。比如，可以將像素點(diǎn)的灰度值轉(zhuǎn)換成期待像素位寬所對(duì)應(yīng)的灰度值，從而降低像素位寬。
圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的誤差擴(kuò)散法的示意圖。例如，8比特位寬的圖像，S卩256級(jí)灰度圖像上有一個(gè)像素點(diǎn)，其灰度值是110(0 255)。如果要將這個(gè)像素點(diǎn)轉(zhuǎn)換成6比特、即64級(jí)灰度的像素值，一種方法是將該像素值除以4。那么，轉(zhuǎn)換后的灰度值為110/4 = 27. 5，保留整數(shù)位后就是27，可見在轉(zhuǎn)換后存在 0.5的誤差。為了使轉(zhuǎn)換后的圖像接近原始圖像，需要用誤差擴(kuò)散法將轉(zhuǎn)換過(guò)程中引入的誤差擴(kuò)散開去。所謂誤差擴(kuò)散，就是當(dāng)像素深度降低時(shí)，將像素顏色的變化誤差擴(kuò)散開去。通過(guò)誤差擴(kuò)散，使得肉眼在觀察圖片的時(shí)候，相鄰像素點(diǎn)的集合整體的誤差變小，更貼近原始圖像。如圖4所示，當(dāng)前一個(gè)8比特像素點(diǎn)的灰度值為P，變?yōu)?比特后其灰度值為P’， 則此過(guò)程中引入的誤差d(相對(duì)于8比特灰度值)為d = P_4*P，(乘以4是因?yàn)镻，是6比特值)該誤差被乘以相應(yīng)的權(quán)重之后，疊加到相鄰的4個(gè)像素點(diǎn)上右方、左下方、下方、 右下方，其相應(yīng)的權(quán)重為3/16、3/16、5/16、5/16。權(quán)重表示了所采用的誤差擴(kuò)散方案，即針對(duì)對(duì)應(yīng)的相鄰像素點(diǎn)的誤差分配比例為3 3 5 5。應(yīng)當(dāng)理解，可以將誤差擴(kuò)散到相鄰的更少和/或更多的像素點(diǎn)上，還可以在誤差擴(kuò)散中采用其他的誤差分配比例，比如7 :3:5: 1之類的誤差分配比例。例如，原來(lái)下方的8比特像素點(diǎn)的灰度值為Q，疊加誤差之后，其灰度值Q’變?yōu)镼' = Q+d* 5/16依此類推，可以得出其他相鄰像素點(diǎn)的灰度值。例如，在疊加誤差之后，該像素點(diǎn)右方、左下方和右下方的相鄰像素點(diǎn)的灰度值分別為Q+cT 3/16，Q+cT 3/16，Q+cT 5/16。通過(guò)這樣的誤差擴(kuò)散，進(jìn)而可以得到一幅寬、高與原始圖像相同，像素位寬為6比特的圖像。 然后，對(duì)像素位寬為6比特的圖像計(jì)算其積分圖像和平方積分圖像。從上對(duì)積分圖像和平方積分圖像的計(jì)算可知，在降低像素位寬之前，積分圖像的存儲(chǔ)量為(8+10 (W* H)) *ff*H 比特，平方積分圖像的存儲(chǔ)量為(16+10 (W*H)) *W*H，在降低圖像的像素位寬之后，積分圖像的存儲(chǔ)量降低到(6+log2(W*H)) 比特，平方積分圖像的存儲(chǔ)量降低到(12+10 (W *H)) 比特。由此可見，積分圖像和平方積分圖像所需存儲(chǔ)量在像素位寬降低之后有了明顯的降低。通過(guò)采用誤差擴(kuò)散法，使得圖像的像素位寬降低對(duì)積分圖像影響較小。因?yàn)樵谀硞€(gè)區(qū)域內(nèi)，各像素點(diǎn)因?yàn)榻档臀粚挾鴰?lái)的誤差一般都擴(kuò)散到同一區(qū)域內(nèi)相鄰的像素點(diǎn)上。另外，相對(duì)于對(duì)積分圖像的影響來(lái)說(shuō)，采用誤差擴(kuò)散法對(duì)平方積分圖像的影響稍大，但一般也可以忽略不計(jì)。采用誤差擴(kuò)散法來(lái)減低圖像的像素位寬，可以保持圖像的能量基本不變。這樣，在基本不影響人臉檢測(cè)算法的前提下，節(jié)省了硬件芯片保存積分圖像和平方積分圖像所需要的存儲(chǔ)空間，降低芯片的成本。另外，圖像的像素位寬降低之后，還可以對(duì)相應(yīng)的運(yùn)算單元(如乘法器、除法器等)做出簡(jiǎn)化。在其他例子中，也可以將8比特位寬的圖像降低為5比特、4比特或其他位寬的圖像。應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)合，可以選取合適的位寬。
顯而易見，在不偏離本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍的前提下，在此描述的本發(fā)明可以有許多變化。因此，所有對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見的改變，都應(yīng)包括在本權(quán)利要求書所涵蓋的范圍之內(nèi)。本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍僅由所述的權(quán)利要求書進(jìn)行限定。
權(quán)利要求
1.一種降低人臉檢測(cè)存儲(chǔ)量的方法，包括 降低待檢測(cè)圖像的像素位寬；采用誤差擴(kuò)散法將每個(gè)像素點(diǎn)的灰度值在降低像素位寬過(guò)程中所產(chǎn)生的誤差擴(kuò)散到相鄰像素點(diǎn)上；對(duì)降低了像素位寬并進(jìn)行了誤差擴(kuò)散的圖像，求取其積分圖像和平方積分圖像； 其中，積分圖像所需存儲(chǔ)量為(像素位寬+10 (W * H)) * W * H比特，平方積分圖像所需存儲(chǔ)量為(像素位寬* 2+10 (W * H)) * W * H比特，W為圖像寬度的像素?cái)?shù)量，H為圖像高度的像素?cái)?shù)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，誤差擴(kuò)散法是將像素點(diǎn)的灰度值在降低像素位寬中所產(chǎn)生的誤差擴(kuò)散到所述像素點(diǎn)的右方、左下方、下方和右下方的四個(gè)相鄰像素點(diǎn)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，誤差擴(kuò)散中所采用的誤差分配比例為 3:3:5: 5，分別對(duì)應(yīng)所述像素點(diǎn)的右方、左下方、下方和右下方的相鄰像素點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，像素位寬降低是將像素位寬從8比特降低到6比特。
5.一種降低人臉檢測(cè)存儲(chǔ)量的設(shè)備，包括 降低待檢測(cè)圖像的像素位寬的模塊；采用誤差擴(kuò)散法將每個(gè)像素點(diǎn)的灰度值在降低像素位寬過(guò)程中所產(chǎn)生的誤差擴(kuò)散到相鄰像素點(diǎn)上的模塊；對(duì)降低了像素位寬并進(jìn)行了誤差擴(kuò)散的圖像，求取其積分圖像和平方積分圖像的模塊；其中，積分圖像所需存儲(chǔ)量為(像素位寬+10 (W * H)) * W * H比特，平方積分圖像所需存儲(chǔ)量為(像素位寬* 2+10 (W * H)) * W * H比特，W為圖像寬度的像素?cái)?shù)量，H為圖像高度的像素?cái)?shù)量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種降低人臉檢測(cè)存儲(chǔ)量的方法和設(shè)備，其中，該方法包括降低待檢測(cè)圖像的像素位寬；采用誤差擴(kuò)散法將每個(gè)像素點(diǎn)的灰度值在降低像素位寬過(guò)程中所產(chǎn)生的誤差擴(kuò)散到相鄰像素點(diǎn)上；對(duì)降低了像素位寬并進(jìn)行了誤差擴(kuò)散的圖像，求取其積分圖像和平方積分圖像；其中，積分圖像所需存儲(chǔ)量為(像素位寬+log2(W＊H))＊W＊H比特，平方積分圖像所需存儲(chǔ)量為(像素位寬＊2+log2(W＊H))＊W＊H比特，W為圖像寬度的像素?cái)?shù)量，H為圖像高度的像素?cái)?shù)量。本發(fā)明通過(guò)降低圖像的像素位寬并進(jìn)行誤差擴(kuò)散，在不影響人臉檢測(cè)算法的前提下，節(jié)省了硬件芯片中積分圖像和平方積分圖像所需的存儲(chǔ)空間，降低了芯片成本。
文檔編號(hào)G06T1/00GK102194203SQ20101012596
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月16日
發(fā)明者王浩 申請(qǐng)人:北京中星微電子有限公司