基于智能手機(jī)人臉識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于智能手機(jī)人臉識(shí)別系統(tǒng)，該系統(tǒng)的人臉識(shí)別過(guò)程如下：用戶通過(guò)智能手機(jī)自身的拍照功能對(duì)需要確認(rèn)的人物進(jìn)行面部特征拍攝，將圖片發(fā)送至服務(wù)器，服務(wù)器利用圖像特征提取器將其與數(shù)據(jù)庫(kù)中存貯的圖像進(jìn)行匹配比對(duì)處理，找出程度高的圖片信息，再將其發(fā)送回手機(jī)用戶，用于進(jìn)行人物確認(rèn)。其不僅具有一般的人臉識(shí)別系統(tǒng)確認(rèn)和查證的功能，而且充分利用了無(wú)線通訊的優(yōu)勢(shì)，具有移動(dòng)性、便攜的優(yōu)點(diǎn)，因而有著更為廣泛的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】基于智能手機(jī)人臉識(shí)別系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種人臉識(shí)別系統(tǒng)，具體涉及一種基于智能手機(jī)人臉識(shí)別系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]人臉識(shí)別特指通過(guò)人物面部進(jìn)行身份確認(rèn)或身份查找。目前，人臉識(shí)別技術(shù)已趨成熟，不同類(lèi)型的商用系統(tǒng)已投入使用。人臉識(shí)別系統(tǒng)通過(guò)建立自動(dòng)人臉識(shí)別報(bào)警網(wǎng)絡(luò)，對(duì)特定區(qū)域的特定人員進(jìn)行攝像機(jī)自動(dòng)識(shí)別發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)登記授權(quán)進(jìn)入特定區(qū)域的人員，系統(tǒng)即定向報(bào)警。目前的人臉識(shí)別系統(tǒng)設(shè)備體積較大，移動(dòng)性能差，不便于攜帶，難以普及和廣泛應(yīng)用。
[0003]CBIR(Content Based Image Retrieval)即基于內(nèi)容的圖像檢索。屬于圖像分析和信息處理的研究領(lǐng)域.是指直接采用圖像內(nèi)容進(jìn)行圖像信息的查詢，目的是在給定查詢圖像的前提下，依據(jù)其內(nèi)容信息或指定的查詢標(biāo)準(zhǔn)，在圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行內(nèi)容上一致或相似性匹配，最終提供符合查詢條件的相應(yīng)圖像。
[0004]通信技術(shù)日新月異，智能手機(jī)的攝錄等功能愈加強(qiáng)大和普及，設(shè)計(jì)融合CBIR技術(shù)與手機(jī)通信技術(shù)的便攜式人臉識(shí)別系統(tǒng)已成為可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種基于智能手機(jī)人臉識(shí)別系統(tǒng)，其不僅具有一般的人臉識(shí)別系統(tǒng)確認(rèn)和查證的功能，而且充分利用了無(wú)線通訊的優(yōu)勢(shì)，具有移動(dòng)性、便攜的優(yōu)點(diǎn)，因而有著更為廣泛的應(yīng)用前景。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種基于智能手機(jī)人臉識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)的人臉識(shí)別過(guò)程如下:用戶通過(guò)智能手機(jī)自身的拍照功能對(duì)需要確認(rèn)的人物進(jìn)行面部特征拍攝，將圖片發(fā)送至服務(wù)器，服務(wù)器利用圖像特征提取器將其與數(shù)據(jù)庫(kù)中存貯的圖像進(jìn)行匹配比對(duì)處理，找出程度高的圖片信息，再將其發(fā)送回手機(jī)用戶，用于進(jìn)行人物確認(rèn)。
[0007]上述基于智能手機(jī)人臉識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于智能手機(jī)與服務(wù)器之間的通訊是以短信或微信或QQ傳送的方式通訊。
[0008]上述數(shù)據(jù)庫(kù)包括圖像數(shù)據(jù)庫(kù)和圖像特征庫(kù)，所述圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中要對(duì)面部特征進(jìn)行提取和標(biāo)引等有序化處理，并存儲(chǔ)圖像，所述圖像特征庫(kù)存儲(chǔ)圖像面部特征的面紋編碼。
[0009]上述圖像特征提取器包括特征向量法和面紋模板是提取器用到的兩種主要算法；所述特征向量法是先確定眼虹膜、鼻翼、嘴角等面像五官輪廓的大小、位置、距離等屬性，然后再計(jì)算出它們的幾何特征量，這些特征量形成一描述該面部的特征向量；所述面紋模板法是在庫(kù)中存貯若干標(biāo)準(zhǔn)面像模板或面像器官模板，在進(jìn)行比對(duì)時(shí)，將采樣面像所有像素與庫(kù)中所有模板采用歸一化相關(guān)量度量進(jìn)行匹配。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:成功地融合并應(yīng)用了 CBIR技術(shù)、Internet技術(shù)和手機(jī)通信等現(xiàn)有的技術(shù)成果，利用了無(wú)線通訊的優(yōu)勢(shì)，使智能手機(jī)具備人臉識(shí)別系統(tǒng)確認(rèn)和查證的功能，具有移動(dòng)性、便攜的優(yōu)點(diǎn)，因而有著更為廣泛的應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0011]CBIR—般由圖像標(biāo)引系統(tǒng)和圖像檢索系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。圖像標(biāo)引系統(tǒng)索引圖像文件并按設(shè)計(jì)要求設(shè)置檢索標(biāo)目即檢索點(diǎn)，形成一個(gè)可供匹配檢索的有序的標(biāo)目索引系統(tǒng)。該系統(tǒng)按設(shè)計(jì)功能提供顏色、紋理、形狀和對(duì)象等不同圖像底層視覺(jué)特征的檢索人口。CBIR的主要檢索內(nèi)容有顏色、紋理、形狀和對(duì)象等。顏色特征包括圖像顏色分布、相互關(guān)系和組成等；紋理是指圖像紋理結(jié)構(gòu)、方向、組合及對(duì)稱關(guān)系等；形狀是指圖像輪廓組成、形狀、大小等；對(duì)象包括圖像子對(duì)象的關(guān)系、數(shù)量、屬性和旋轉(zhuǎn)等。
[0012]CBIR可以直接從圖像中抽取特征和語(yǔ)義，檢索過(guò)程與語(yǔ)義提取直接相連，使得檢索過(guò)程更加有效，適應(yīng)性更強(qiáng)；用相似匹配(Similar Match)代替精確匹配(ExactMatch)，即采用相似比對(duì)的方法獲得類(lèi)似圖像結(jié)構(gòu)，漸近趨同，直至獲得符合要求的結(jié)果；用戶可以通過(guò)瀏覽選擇示例或自己繪制圖形來(lái)查詢，并可不斷改進(jìn)檢索式，細(xì)化檢索過(guò)程；提供基于客觀屬性(關(guān)鍵詞)的205檢索,基于內(nèi)容的檢索,基于對(duì)象關(guān)聯(lián)檢索以及概念檢索等多層次的高效檢索。
[0013]在CBIR領(lǐng)域，經(jīng)過(guò)十幾年的理論研究，產(chǎn)生了許多比較成熟的算法和一些有價(jià)值的系統(tǒng)?，F(xiàn)普遍采用低層次的圖像信息(如圖像顏色、紋理、形狀等)來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像內(nèi)容查詢。如IBM研究中心開(kāi)發(fā)的QBIC (QueryBy Image Content)圖像檢索系統(tǒng),哥倫比亞大學(xué)的Visual SEEK圖像查詢系統(tǒng)，麻省理工學(xué)院實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的PhotoBook系統(tǒng)，美國(guó)UIUC大學(xué)的MARS系統(tǒng)等[6]。為進(jìn)一步提高檢索的準(zhǔn)確性，CBIR系統(tǒng)采用相似度算法，計(jì)算用戶提交結(jié)果與索引數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄的相似度大小，提取出滿足閾值的信息作為結(jié)果并按照相似度降序的方式輸出，并在同一次檢索過(guò)程中不斷地與用戶進(jìn)行交互，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)這些反饋的相關(guān)信息進(jìn)行學(xué)習(xí)，再次進(jìn)行下一輪檢索，從而達(dá)到用戶的要求。
[0014]基于CBIR技術(shù)的Web應(yīng)用實(shí)例
上述“基于CBIR技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)”中的系統(tǒng)主要利用圖像的顏色、紋理、形狀等進(jìn)行相似度比較，多數(shù)是基于圖像的底層視覺(jué)特征進(jìn)行檢索的，沒(méi)有完整的Web實(shí)現(xiàn)方案，距離普遍使用相去甚遠(yuǎn)[7]。目前，完整實(shí)現(xiàn)Web化的CBIR技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站主要有l(wèi)ike.COrnwww.polarrose.corn。www.like, corn是一個(gè)商業(yè)性的服飾購(gòu)物網(wǎng)站，它以獨(dú)特的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)服飾圖像的查詢和檢索。用戶提交衣服、鞋帽、手飾等的照片，通過(guò)匹配檢索后，網(wǎng)站會(huì)返回該服飾的品名、價(jià)格等相關(guān)信息。該系統(tǒng)的最大局限性在于搜索的內(nèi)容只能是服飾，并且是世界知名產(chǎn)品。有趣的是提交一張名人照片，就可以搜索出名人穿戴的東西。返回一系列類(lèi)似服飾的價(jià)格列表供購(gòu)物參考。WWW.polarrose.tom利用其自有的二維圖像三維模型轉(zhuǎn)化技術(shù)，提供免費(fèi)的面部圖像檢索服務(wù)。該服務(wù)是結(jié)合客戶端的運(yùn)行軟件和服務(wù)器端的處理功能而實(shí)現(xiàn)的?？蛻舳塑浖噪娔X網(wǎng)絡(luò)瀏覽器Firefox和IE的客戶端軟件形式對(duì)外公開(kāi)。當(dāng)用戶瀏覽網(wǎng)站并顯示含有人物面部圖像的靜態(tài)圖像時(shí)，上述客戶端軟件就會(huì)在人物面部產(chǎn)生二一個(gè)小標(biāo)志，點(diǎn)擊該標(biāo)志，就能檢索出面部與該人物類(lèi)似的圖像。假如該人物的名字已經(jīng)登記到PolarRose數(shù)據(jù)庫(kù)，還可確認(rèn)其名字。如果選擇的人物尚未登記名字，用戶還可自行登記名字或更正錯(cuò)誤的
名字。PolarRose公司的副總裁尼古拉斯這樣描述它的功能:“利用我們的人臉?biāo)阉骷夹g(shù)，你就可以根據(jù)人臉部的一些基本特征，實(shí)現(xiàn)在不同場(chǎng)景、燈光的照片里尋206‘找同一個(gè)人，只要能看清他的臉?！?br> 本發(fā)明基于Internet的普及、CBIR技術(shù)的日趨成熟及其Web實(shí)現(xiàn)方案的成功實(shí)踐,提出CBIR、Internet和無(wú)線通訊技術(shù)三位一體的設(shè)計(jì)思想，以實(shí)現(xiàn)一種新型的以手機(jī)為載體的移動(dòng)人臉識(shí)別系統(tǒng)。
[0015]該系統(tǒng)的工作原理和人臉識(shí)別過(guò)程如下:用戶通過(guò)智能手機(jī)自身的拍照功能對(duì)需要確認(rèn)的人物進(jìn)行面部特征拍攝，將圖片以手機(jī)短信形式發(fā)送至服務(wù)器，服務(wù)器將其與數(shù)據(jù)庫(kù)中存貯的圖像進(jìn)行“基于內(nèi)容的”匹配處理后，再將匹配程度高的圖片信息以短信形式發(fā)送回手機(jī)用戶，用于進(jìn)行人物確認(rèn)。
[0016]系統(tǒng)運(yùn)行流程
首先建立CBIR技術(shù)支持的人物面部圖像數(shù)據(jù)庫(kù)，在人物面部圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中要對(duì)面部特征進(jìn)行提取和標(biāo)引等有序化處理，進(jìn)而建立存貯面紋編碼的面部特征庫(kù)。這是系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)和前提。在此基礎(chǔ)和前提的支持下，用戶將手機(jī)拍攝的圖像通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至服務(wù)器，對(duì)接收到的圖像進(jìn)行面部特征提取，而后在特征庫(kù)內(nèi)進(jìn)行匹配檢索，將相似度高的圖片信息用SMS形式回發(fā)至手機(jī)用戶，用于身份確認(rèn)。
[0017]系統(tǒng)模塊說(shuō)明
(I)數(shù)據(jù)庫(kù)
圖像數(shù)據(jù)庫(kù):利用Spider網(wǎng)絡(luò)蜘蛛程序抓取網(wǎng)頁(yè)中的人物圖像及其說(shuō)明文字存入圖片數(shù)據(jù)庫(kù)，用以彌補(bǔ)專業(yè)圖像庫(kù)數(shù)量上的不足；由專業(yè)圖像及其注釋組成，目的是為用戶提供權(quán)威性的解釋。
[0018]圖像特征庫(kù):提取圖像數(shù)據(jù)庫(kù)I中的圖像面部特征，將面紋編碼存入圖像特征庫(kù)I ;用來(lái)存放圖像數(shù)據(jù)庫(kù)2中圖像的面紋編碼?！懊婕y編碼”是根據(jù)臉部的本質(zhì)特征和形狀來(lái)工作的.它可以抵抗光線、皮膚色調(diào)、面部毛發(fā)、發(fā)型、眼鏡、表情和姿態(tài)的變化，具有強(qiáng)大的可靠性，可以從百萬(wàn)人中精確地辨認(rèn)出一個(gè)人。
[0019](2)圖像特征提取器
該模塊由算法組成，特征向量法和面紋模板是提取器用到的兩種主要算法。特征向量法是先確定眼虹膜、鼻翼、嘴角等面像五官輪廓的大小、位置、距離等屬性，然后再計(jì)算出它們的幾何特征量，這些特征量形成一描述該面部的特征向量；面紋模板法是在庫(kù)中存貯若干標(biāo)準(zhǔn)面像模板或面像器官模板，在進(jìn)行比對(duì)時(shí)，將采樣面像所有像素與庫(kù)中所有模板采用歸一化相關(guān)量度量進(jìn)行匹配。此外，還有采用模式識(shí)別的自相關(guān)網(wǎng)絡(luò)或特征與模板相結(jié)合的方法。
[0020]⑶索引器
Index是一個(gè)圖像整序模塊，它對(duì)圖像數(shù)據(jù)庫(kù)和圖像特征庫(kù)進(jìn)行分類(lèi)索引。對(duì)圖像數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行索引是優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)組織結(jié)構(gòu)和提高系統(tǒng)工作效率的有效方法，實(shí)際上它是對(duì)圖像的面紋編碼進(jìn)行有序化處理，可以有效
縮小檢索范圍，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。
[0021](4)⑶ I
⑶I (Graphical User Interface),是屏幕產(chǎn)品的視覺(jué)體驗(yàn)和互動(dòng)操作部分。⑶I是一種結(jié)合計(jì)算機(jī)科學(xué)、美學(xué)、心理學(xué)、行為學(xué)及各商業(yè)領(lǐng)域需求分析的人機(jī)系統(tǒng)工程，強(qiáng)調(diào)人一機(jī)一環(huán)境三者作為一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。這種面向客戶的系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的目的是優(yōu)化產(chǎn)品的性能，使操作更人性化，減輕使用者的認(rèn)知負(fù)擔(dān)，使其更適合用戶的操作需求，本系統(tǒng)的⑶I主要涉及網(wǎng)絡(luò)查詢部分和手機(jī)部分。
[0022](5)主要接口
手機(jī)通過(guò)基站與系統(tǒng)服務(wù)器的連接，主要通過(guò)CMPP或SGIP協(xié)議實(shí)現(xiàn)。CMPP和SGIP (在CD-MA上是ETIP)協(xié)議分別是解決中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通提供的短消息互聯(lián)網(wǎng)接入方案，它們規(guī)定信息資源站實(shí)體與互聯(lián)網(wǎng)短信息網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用層接口協(xié)議。CMPP和SGIP可以為實(shí)現(xiàn)移動(dòng)數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)提供服務(wù)，包括以下業(yè)務(wù)=Email通知、語(yǔ)音信箱通知、Internet發(fā)送短信息、移動(dòng)平臺(tái)發(fā)Email、催費(fèi)通知、自動(dòng)綜合業(yè)務(wù)信息臺(tái)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于智能手機(jī)人臉識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)的人臉識(shí)別過(guò)程如下:用戶通過(guò)智能手機(jī)自身的拍照功能對(duì)需要確認(rèn)的人物進(jìn)行面部特征拍攝，將圖片發(fā)送至服務(wù)器，服務(wù)器利用圖像特征提取器將其與數(shù)據(jù)庫(kù)中存貯的圖像進(jìn)行匹配比對(duì)處理，找出程度高的圖片信息，再將其發(fā)送回手機(jī)用戶，用于進(jìn)行人物確認(rèn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于智能手機(jī)人臉識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于智能手機(jī)與服務(wù)器之間的通訊是以短信或微信或QQ傳送的方式通訊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于智能手機(jī)人臉識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)庫(kù)包括圖像數(shù)據(jù)庫(kù)和圖像特征庫(kù)，所述圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中要對(duì)面部特征進(jìn)行提取和標(biāo)引等有序化處理，并存儲(chǔ)圖像，所述圖像特征庫(kù)存儲(chǔ)圖像面部特征的面紋編碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于智能手機(jī)人臉識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述圖像特征提取器包括特征向量法和面紋模板是提取器用到的兩種主要算法；所述特征向量法是先確定眼虹膜、鼻翼、嘴角等面像五官輪廓的大小、位置、距離等屬性，然后再計(jì)算出它們的幾何特征量，這些特征量形成一描述該面部的特征向量；所述面紋模板法是在庫(kù)中存貯若干標(biāo)準(zhǔn)面像模板或面像器官模板，在進(jìn)行比對(duì)時(shí)，將采樣面像所有像素與庫(kù)中所有模板采用歸一化相關(guān)量度量進(jìn)行匹配。
【文檔編號(hào)】H04M1/725GK103514447SQ201310490162
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月18日
【發(fā)明者】王耀斌 申請(qǐng)人:陜西高新實(shí)業(yè)有限公司