本發(fā)明涉及特征識(shí)別，特別涉及一種基于數(shù)字圖像處理的人臉特征識(shí)別系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、基于數(shù)字圖像處理的人臉特征識(shí)別是一種利用數(shù)字圖像處理技術(shù)來分析和識(shí)別人臉圖像中的特征信息的技術(shù)，將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，減少數(shù)據(jù)量的同時(shí)突出圖像的輪廓和紋理等關(guān)鍵信息，便于后續(xù)處理，通過調(diào)整圖像的對(duì)比度、亮度等參數(shù)，使圖像中的人臉特征更加明顯，便于后續(xù)的特征提取。

2、公開號(hào)cn112651301a公開了一種整合人臉全局和局部特征的表情識(shí)別方法，模型特征提取階段，設(shè)計(jì)三個(gè)分支；分支一使用整張人臉圖片提取人臉全局特征；分支二將人臉從上到下切割成兩部分，分支三將人臉從上到下切割成三部分，提取人臉局部特征；將提取的全局和局部特征融合后輸入到softmax分類器中進(jìn)行人臉表情分類，得到一個(gè)整合人臉全局和局部特征的識(shí)別模型。實(shí)驗(yàn)表明，將全局和局部特征分別提取后再融合的方法能夠提高人臉表情識(shí)別的準(zhǔn)確率。

3、經(jīng)過檢索上述專利發(fā)出基于數(shù)字圖像處理的人臉特征識(shí)別時(shí)仍存在一些不足：1、在進(jìn)行人臉特征識(shí)別時(shí)，臉上的斑點(diǎn)瑕疵無法精準(zhǔn)識(shí)別，導(dǎo)致雙胞胎人臉識(shí)別時(shí)容易忽略臉上的斑點(diǎn)瑕疵，導(dǎo)致人臉特征識(shí)別存在偏離，影響人臉特征識(shí)別出現(xiàn)誤差；2、人臉特征識(shí)別出得到的圖像進(jìn)行修圖處理時(shí)，無法實(shí)時(shí)根據(jù)修圖后的調(diào)整比例判斷修圖是否異常，導(dǎo)致人臉特征識(shí)別后容易出現(xiàn)修圖的局部偏離，局部偏離時(shí)無法及時(shí)提醒，影響圖像處理的效果；3、在人臉特征識(shí)別時(shí)，出現(xiàn)的修圖異常通常根據(jù)人工觀察是否修圖偏離，無法根據(jù)局部偏離進(jìn)行人臉面部的整體修正，導(dǎo)致圖像處理的效率大大降低，造成人工修圖的復(fù)雜度高。

4、因此，現(xiàn)提出一種基于數(shù)字圖像處理的人臉特征識(shí)別系統(tǒng)解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于數(shù)字圖像處理的人臉特征識(shí)別系統(tǒng)，以解決上述背景中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種基于數(shù)字圖像處理的人臉特征識(shí)別系統(tǒng)，包括瑕疵識(shí)別端、修圖預(yù)警端和異常糾正端；

3、所述瑕疵識(shí)別端用于通過對(duì)人臉面部進(jìn)行局部掃描和全部掃描的隨意切換，實(shí)時(shí)進(jìn)行人臉面部特征的多區(qū)域識(shí)別，確定人臉面部五官的位置，并在多區(qū)域識(shí)別時(shí)實(shí)時(shí)進(jìn)行人臉面部瑕疵的實(shí)時(shí)確定；

4、所述修圖預(yù)警端用于通過人臉面部特征的識(shí)別結(jié)果自動(dòng)生成人臉面部圖像，根據(jù)五官標(biāo)準(zhǔn)比例實(shí)時(shí)進(jìn)行圖像的五官面部比例調(diào)整，并實(shí)時(shí)判斷局部特征的調(diào)整是否影響全部特征，多方向多角度多位置實(shí)時(shí)進(jìn)行五官比例調(diào)整的異常判斷，并在判斷五官比例的局部調(diào)整影響全部特征時(shí)，實(shí)時(shí)進(jìn)行修圖偏離預(yù)警提醒；

5、所述異常糾正端用于通過數(shù)據(jù)接收器實(shí)時(shí)接收?qǐng)D像處理的局部修圖異常判斷結(jié)果，并在修圖發(fā)生局部偏離實(shí)時(shí)進(jìn)行全部的多方向多角度多位置的實(shí)時(shí)計(jì)算修圖修正值，使得圖像處理的局部偏離時(shí)能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行全部修正調(diào)整，并在圖像修正后實(shí)時(shí)進(jìn)行修圖評(píng)估。

6、所述瑕疵識(shí)別端包括局部切換模塊、多效識(shí)別模塊和識(shí)別分類模塊；

7、所述局部切換模塊包括局部掃描單元、全部掃描單元和五官識(shí)別定位單元；

8、所述局部掃描單元用于通過3d面部掃描儀實(shí)時(shí)采集人臉面部的局部特征，局部特征包括眼球顏色、眼球紋理、嘴巴顏色、嘴巴厚度、眉毛形狀、眉毛長度、眉毛寬度、臉頰顏色、臉頰形狀、人中長度、人中寬度、斑點(diǎn)、疤痕、痘印、斑點(diǎn)顏色、疤痕大小、疤痕顏色、痘印大小、痘印顏色、耳朵顏色和耳朵形狀，并通過數(shù)據(jù)記錄儀實(shí)時(shí)記錄人臉面部的局部特征；

9、所述全部掃描單元用于通過3d面部掃描儀實(shí)時(shí)采集人臉面部的全部特征，全部特征包括鼻子、眼睛、嘴巴、眉毛、臉頰、人中和耳朵，并通過數(shù)據(jù)記錄儀實(shí)時(shí)記錄人臉面部的全部特征；

10、所述五官識(shí)別定位單元用于設(shè)定人臉面部特征的五官模型，根據(jù)3d掃描儀的掃描結(jié)果實(shí)時(shí)確定人臉面部特征的五官實(shí)時(shí)位置，并通過局部顯示頁面實(shí)時(shí)進(jìn)行五官顯示。

11、所述多效識(shí)別模塊用于在多區(qū)域識(shí)別時(shí)實(shí)時(shí)進(jìn)行人臉面部瑕疵的實(shí)時(shí)確定，面部瑕疵包括斑點(diǎn)、斑點(diǎn)顏色、疤痕和痘印，實(shí)時(shí)計(jì)算人臉面部的顏色特征，將面部瑕疵的平均值、飽和度的平均值和明度的平均值作為該面部瑕疵的顏色特征，計(jì)算公式如下：

12、；

13、；

14、；

15、其中，h表示色調(diào)，s表示飽和度，v表示明度，表示面部瑕疵的顏色特征分量，、和分別是第個(gè)像素的色調(diào)、飽和度和明度值；

16、設(shè)定面部特征的標(biāo)準(zhǔn)顏色特征，計(jì)算面部瑕疵顏色與標(biāo)準(zhǔn)顏色特征之間的差異，計(jì)算公式如下：

17、；

18、其中，d表示面部瑕疵顏色與標(biāo)準(zhǔn)顏色特征之間的差異，、和分別是標(biāo)準(zhǔn)顏色的色調(diào)、飽和度和明度的平均值，將d不等于0的位置進(jìn)行顏色標(biāo)識(shí)，表示此處出現(xiàn)面部瑕疵。

19、所述識(shí)別分類模塊包括瑕疵分類單元、特征標(biāo)識(shí)單元和特征尺寸單元；

20、所述瑕疵分類單元用于根據(jù)面部瑕疵的特征識(shí)別結(jié)果，并結(jié)合3d掃描儀瑕疵特征實(shí)時(shí)進(jìn)行瑕疵分類，即將圓形紅腫的面部瑕疵記為痘印，不規(guī)則形狀的記為疤痕面部瑕疵，圓形褐色和圓形黑色的面部瑕疵記為斑點(diǎn)；

21、所述特征標(biāo)識(shí)單元用于通過顏色標(biāo)識(shí)儀對(duì)顏色不同的斑點(diǎn)進(jìn)行不同顏色的標(biāo)識(shí)；

22、所述特征尺寸單元用于實(shí)時(shí)計(jì)算面部瑕疵的尺寸大小，計(jì)算公式如下：

23、圓形斑點(diǎn)的面積為：a=n×l×w；

24、其中，n表示圓形斑點(diǎn)在圖像中的像素?cái)?shù)量，w代表每個(gè)像素對(duì)應(yīng)的實(shí)際寬度，l代表每個(gè)像素對(duì)應(yīng)的實(shí)際長度。

25、所述修圖預(yù)警端包括圖像生成模塊、修圖調(diào)整模塊、異常判斷模塊和偏離預(yù)警模塊；

26、所述圖像生成模塊用于圖像轉(zhuǎn)換器將3d掃描儀掃描出的人臉面部特征自動(dòng)生成面部圖像；

27、所述修圖調(diào)整模塊包括五官標(biāo)準(zhǔn)比例單元和五官比例調(diào)整單元；

28、所述五官標(biāo)準(zhǔn)比例單元用于設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)五官比例參數(shù)，即根據(jù)不同身高不同體重得出的標(biāo)準(zhǔn)五官比例參數(shù)，得到標(biāo)準(zhǔn)五官比例圖像；

29、所述五官比例調(diào)整單元用于將自動(dòng)生成的面部圖像與標(biāo)準(zhǔn)五官比例圖像進(jìn)行五官比例的實(shí)時(shí)調(diào)整，調(diào)整時(shí)采用不同大小的觸點(diǎn)筆進(jìn)行。

30、所述異常判斷模塊用于結(jié)合多方向多角度多位置實(shí)時(shí)進(jìn)行五官比例調(diào)整異常判斷，具體如下：

31、步驟1、計(jì)算多方向多角度多位置的全部特征變化值，計(jì)算公式如下：

32、；

33、其中，表示全部特征變化值，表示第個(gè)預(yù)定義的全局比例特征，表示被調(diào)整的局部特征點(diǎn)集合，表示局部特征點(diǎn)的調(diào)整量，表示全局比例對(duì)局部特征的敏感度，和分別表示局部點(diǎn)的坐標(biāo)變化，和分別表示局部點(diǎn)的坐標(biāo)；

34、步驟2、若不等于0，則表示五官比例異常需要調(diào)整，若等于0，則表示五官比例正常不需要調(diào)整。

35、所述偏離預(yù)警模塊包括修圖偏離預(yù)警單元，所述修圖偏離預(yù)警單元用于實(shí)時(shí)計(jì)算修圖偏離值，計(jì)算方法如下：

36、設(shè)定五官上的每兩點(diǎn)分別為p1(x1,y1,z1)和p2(x2,y2,z2)，每兩點(diǎn)根據(jù)鼻子、嘴巴、眉毛、耳朵和眼睛依次切換，計(jì)算修圖偏離值的計(jì)算公式如下：

37、；

38、設(shè)定偏離閾值，若的絕對(duì)值大于偏離閾值，則表示修圖出現(xiàn)偏離，上報(bào)系統(tǒng)發(fā)出修圖異常預(yù)警提醒，若否，則表示修圖正常。

39、所述異常糾正端包括數(shù)據(jù)接收模塊、全局計(jì)算模塊、修正同步模塊和修正評(píng)估模塊；

40、所述數(shù)據(jù)接收模塊用于通過數(shù)據(jù)接收器實(shí)時(shí)接收?qǐng)D像處理的局部修圖異常判斷結(jié)果。

41、所述全局計(jì)算模塊包括局部偏離影響單元和全局計(jì)算調(diào)整單元；

42、所述局部偏離影響單元用于將五官按照距離從小到大的順序進(jìn)行遞進(jìn)式偏離修正值，偏離修正值計(jì)算方法如下：

43、s1：計(jì)算回歸方程的一次項(xiàng)系數(shù)，公式如下：

44、；

45、其中，為一次項(xiàng)系數(shù)，且表示第一個(gè)修圖點(diǎn)俯仰角度數(shù)值與修正角度數(shù)據(jù)之間構(gòu)成的一元二次關(guān)系，具體如下：表示第一個(gè)修正角度偏離的基礎(chǔ)數(shù)值，表示第一個(gè)修正角度到達(dá)指定點(diǎn)偏離的基礎(chǔ)數(shù)值，表示第二個(gè)修正角度偏離的基礎(chǔ)數(shù)值，表示第二個(gè)修正角度到達(dá)指定點(diǎn)偏離的基礎(chǔ)數(shù)值，表示當(dāng)前時(shí)刻修正角度偏離的基礎(chǔ)數(shù)值，此處表示不同時(shí)間點(diǎn)以及不同修正角度的偏離數(shù)值，且修正角度表示五官的俯仰修正角度以及與對(duì)應(yīng)修正點(diǎn)之間的修正角度；

46、s2：計(jì)算回歸方程的二次項(xiàng)系數(shù)，公式如下：

47、；

48、其中，表示二次項(xiàng)系數(shù)，且表示第一個(gè)修圖點(diǎn)俯仰角度數(shù)值與修正角度數(shù)據(jù)之間構(gòu)成的二元二次關(guān)系；

49、；

50、其中，表示常數(shù)項(xiàng)系數(shù)，表示當(dāng)前時(shí)刻修正角度偏離值的平均值，此處的修正角度表示修正的俯仰角度以及與指定修正點(diǎn)之間的修正角度，表示第個(gè)修正角度的偏離值，表示修圖點(diǎn)修正時(shí)俯仰角度數(shù)據(jù)集中所有形變數(shù)據(jù)的平均值，表示修正角度數(shù)據(jù)集中所有修正角度數(shù)據(jù)的平均值，表示第個(gè)修正點(diǎn)修正角度的偏離值，即一個(gè)修正點(diǎn)與五官的若干點(diǎn)修正角度的偏離值總和；

51、s3：根據(jù)一次項(xiàng)系數(shù)、二次項(xiàng)系數(shù)和常數(shù)項(xiàng)系數(shù)，建立回歸方程，從而得到圖像修正時(shí)與多個(gè)五官之間俯仰角度的修正偏離值，設(shè)定修正安全參數(shù)；

52、所述全局計(jì)算調(diào)整單元用于根據(jù)局部偏離影響單元計(jì)算出的遞進(jìn)式偏離修正值實(shí)時(shí)進(jìn)行全局特征的修圖點(diǎn)調(diào)整。

53、所述修正同步模塊用于通過數(shù)據(jù)追蹤儀實(shí)時(shí)追蹤遞進(jìn)式偏離修正值，并根據(jù)遞進(jìn)式偏離修正值同步進(jìn)行修圖調(diào)整；

54、所述修正評(píng)估模塊用于在修圖偏離修正后實(shí)時(shí)進(jìn)行圖像處理評(píng)估，評(píng)估方式是將偏離修正后的五官比例參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)五官比例參數(shù)進(jìn)行差值計(jì)算，若等比例放大或縮小后的差值小于等于0.02mm，則表示圖像處理后的五官比例正常，若等比例放大或縮小后的差值大于0.02mm，則表示圖像處理后的五官比例異常，并在修圖后的五官比例異常時(shí)上報(bào)系統(tǒng)，通過頁面顯示進(jìn)行異常位置的自動(dòng)顯示。

55、本發(fā)明具有如下有益效果：

56、1.本發(fā)明中，通過設(shè)置瑕疵識(shí)別端，在基于圖像處理的人臉特征識(shí)別操作時(shí)，通過對(duì)人臉面部進(jìn)行局部掃描和全部掃描的隨意切換，實(shí)時(shí)進(jìn)行人臉面部特征的多區(qū)域識(shí)別，實(shí)時(shí)確定人臉面部五官的位置，并在多區(qū)域識(shí)別時(shí)實(shí)時(shí)進(jìn)行人臉面部瑕疵的實(shí)時(shí)確定，面部瑕疵包括斑點(diǎn)、斑點(diǎn)顏色、疤痕、痘印和紋路，并對(duì)面部瑕疵進(jìn)行實(shí)時(shí)分類，對(duì)瑕疵的位置進(jìn)行特征標(biāo)識(shí)，并進(jìn)行特征尺寸的實(shí)時(shí)計(jì)算，使得系統(tǒng)在進(jìn)行人臉特征識(shí)別時(shí)，能夠精準(zhǔn)識(shí)別人臉面部的斑點(diǎn)瑕疵，避免雙胞胎進(jìn)行人臉識(shí)別時(shí)臉上的斑點(diǎn)瑕疵無法有效識(shí)別，防止人臉特征識(shí)別存在偏離，進(jìn)一步降低人臉特征識(shí)別誤差。

57、2.本發(fā)明中，通過設(shè)置修圖預(yù)警端，在基于圖像處理的人臉特征識(shí)別操作時(shí)，通過人臉面部特征的識(shí)別結(jié)果自動(dòng)生成人臉面部圖像，根據(jù)五官標(biāo)準(zhǔn)比例實(shí)時(shí)進(jìn)行圖像的五官面部比例調(diào)整，并實(shí)時(shí)判斷局部特征的調(diào)整是否影響全部特征，多方向多角度多位置實(shí)時(shí)進(jìn)行五官比例調(diào)整異常判斷，并在判斷五官比例的局部調(diào)整影響全部特征時(shí)，實(shí)時(shí)進(jìn)行修圖偏離預(yù)警提醒，使得系統(tǒng)在進(jìn)行修圖處理時(shí)，能夠?qū)崟r(shí)根據(jù)修圖后的調(diào)整比例判斷修圖是否異常，避免人臉特征識(shí)別后出現(xiàn)修圖的局部偏離，并在局部偏離時(shí)能夠及時(shí)提醒修圖者人體面部特征修圖異常，提高圖像處理的修圖便捷效果。

58、3.本發(fā)明中，通過設(shè)置異常糾正端，在基于圖像處理的人臉特征識(shí)別操作時(shí)，通過數(shù)據(jù)接收器實(shí)時(shí)接收?qǐng)D像處理的局部修圖異常判斷結(jié)果，并在修圖發(fā)生局部偏離實(shí)時(shí)進(jìn)行全部的多方向多角度多位置的實(shí)時(shí)計(jì)算修圖修正值，使得圖像處理的局部偏離時(shí)能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行全部修正調(diào)整，防止局部修圖影響整體圖像的處理效果，解決了人工觀察無法精準(zhǔn)識(shí)別出修圖偏離的問題，并通過全局計(jì)算同步進(jìn)行修圖調(diào)整，使得系統(tǒng)能夠根據(jù)局部偏離進(jìn)行人臉面部的整體修正，提高圖像處理的效率，并通過在圖像修正后實(shí)時(shí)進(jìn)行修圖評(píng)估，使得圖像處理后能夠清晰的知道修圖反饋，避免人工修圖出現(xiàn)偏離而影響面部特征整體的問題，降低人工修圖的復(fù)雜度。