專利名稱：人臉自動識別系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種人臉自動識別系統，是從網絡流媒體數據中自動 進行人臉識別的專用嵌入式技術，屬于電子自動識別技術領域，特別適用 于對智能要求較高的網絡監控系統，如城市治安監控報警系統使用，通 過人臉識別確認身份，還可在海關、機場等場合將其作為視頻監控系統使 用，記錄并保存視頻錄像。技術背景-計算機人臉識別是指基于已知的人臉樣本庫，利用計算機分析圖像和 模式識別技術從靜態或動態場景中，識別或驗證一個或多個人臉。通常識 別處理后可得到的基本信息包括人臉的位置、尺度和姿態信息。利用特征 提取技術還可進一步抽取出更多的生物特征(如種族、性別、年齡)。計算 機人臉識別是目前一個非常活躍的研究課題，它可以廣泛應用于保安系統、 罪犯識別以及身份證明等重要場合。雖然人類對于人臉的識別能力很強， 能夠記住并辨識上千個不同的人臉，可是對于計算機則困難多了，其表現在人臉表情豐富，人臉隨年齡的增長而變化，發型、胡須、眼鏡等裝飾對人臉造成的影響，人臉所成圖像受光照、成像角度以及成像距離等影響 等。在本實用新型提出以前已有人臉自動識別技術大多是基于PC機，人臉 識別的工作都是交給PC機上的識別軟件來完成的。也有部分是利用了嵌入 式的架構，但整體的結構并沒有發生改變，均為從攝像機取得圖像，然后 進行處理的模式，無法進行遠程監控處理。并且這類產品具有成本高、穩 定性差、難以升級和維護以及與現有監控網絡難以兼容等缺點。發明內容本實用新型的目的是克服現有技術的缺點，提供一種人臉自動識別系統，它能夠對來自網絡的視頻流進行人臉識別，擁有足夠高的識別率和 高的識別速度，和強有力的數據處理能力，與現有監控網絡能很好兼容， 且工作穩定、易于升級和維護、成本低。本實用新型技術方案是 一種人臉自動識別系統，它有一個網絡接口模塊，它用來接收來自網絡的視頻流或圖形；一個雙核芯片SOC模塊，用來對接收來自網絡的視頻流圖像與圖形進 行檢測，判斷其中是否含有人臉信息，并對該人臉進行識別；所述的網絡接口模塊與雙核芯片SOC模塊相連接； -個CPLD的地址譯碼，用于管理雙核芯片SOC模塊的外圍設備；一個DDR2高速運算內存，作為雙核芯片SOC模塊的內存； 一個外部程序存儲器NAND Flash，用于存儲檢測與識別程序，或同 時具有一個IDE的硬盤，用于實現本地數據的大容量存取；上述的雙核芯片SOC模塊與DDR2高速運算內存通過DDR2數據總線 連接；CPLD的地址譯碼通過EMIF總線與外部程序存儲器NAND Flash 連接，或同時與IDE硬盤連接；為整個系統提供電源的是電源模塊。在上述方案的基礎上具有附加技術特征的進一步的技術方案是-所述的人臉自動識別系統，其網絡接口模塊，它采用標準為10M/100M， 通過網絡直接對局域網或者Internet上的網絡攝像機或硬盤錄像機進行管 理和訪問，或通過WEB網頁對系統進行管理和參數設置工作。所述的人臉自動識別系統，其雙核芯片SOC模塊選自TI公司的雙核芯 片ARM9+DM64X SOC模塊、即片上系統模塊；該雙核芯片SOC模塊包括 一塊ARM9控制芯片和一塊專用圖像處理的DSP芯片，同時包括了高速內 部二級緩存芯片。所述的人臉自動識別系統，其DDR2高速運算內存是根據實際應用的需 要擴展了的高速DDR2 SDRAM，用于實現高速運算，在DSP內核中實現 特定的人臉算法，并在另一個ARM9內核中內移植了 Linux操作系統，用 于實現網絡和系統管理的功能。所述的人臉自動識別系統，其外部程序存儲器NAND Flash有一個 64MB的NARD FLASH程序空間存儲器用于固化代碼和實現本地小數據的 處理。所述的人臉自動識別系統，其外部程序存儲器NAND Flash還有一個 IDE的硬盤，用于固化代碼和實現本地數據的大容量存取。本實用新型的一種人臉自動識別系統技術效果顯著，集成了人臉識別、 網絡數據庫、人像組合、視頻圖像采集與處理等多種技術，通過網絡獲取 遠程視頻圖像信息，與數據庫中的人像進行快速比對，達到及時確定被鑒 別者真實身份的目的。具備精確的計算方法和強有力的數據處理能力，因 而具有足夠高的識別率和高的識別速度；該系統的應用領域極為廣泛，以 機場通關為例，乘客在辦理安檢手續時，其臉部圖像將被系統所配備的多 臺攝像機從不同角度進行拍攝，之后，采集到的畫面將回傳至服務器；通 過將采集到的人臉圖像與數據庫中的人臉圖像進行比對，機場安檢部門在 短短1秒鐘內就可識別通關者的"真面目"，并可傳輸到遙遠的總部監控管 理，即便被識別者采用了佩帶眼鏡、粘貼胡須等易容手段，系統也能準確 地進行判定。
圖1:本實用新型的人臉自動識別系統的硬件結構框圖。 圖2:本實用新型人臉自動識別系統的處理流程簡圖。
具體實施方式
結合附圖1和實施例對本實用新型一種人臉自動識別系統作進一步說 明如下實施例1:它有一個網絡接口模塊1，用來接收來自網絡的視頻流或圖 形； 一個雙核芯片SOC模塊2，用來對接收來自網絡的視頻流圖像與圖形 進行檢測，判斷其中是否含有人臉信息，并對該人臉進行識別；所述的網 絡接口模塊1與雙核芯片SOC模塊2相連接；一個CPLD的地址譯碼3，用 于管理雙核芯片SOC模塊2的外圍設備； 一個DDR2高速運算內存4，作 為雙核芯片SOC模塊2的內存； 一個外部程序存儲器NAND Flash5，用 于存儲檢測與識別程序，同時具有一個IDE的硬盤6，用于實現本地數據 的大容量存取；上述的雙核芯片SOC模塊2與DDR2高速運算內存4通過 DDR2數據總線連接；CPLD的地址譯碼3通過EMIF總線與外部程序存儲器NAND Flash 5連接，同時與IDE硬盤6連接；為整個系統提供電源 的是電源模塊7;所述的網絡接口模塊l，它采用標準為10M/100M，通過 網絡直接對局域網或者Internet上的網絡攝像機或硬盤錄像機進行管理和 訪問，也可以通過WEB網頁對系統進行管理和參數設置工作；所述的雙核 芯片SOC模塊2選自TI公司的雙核芯片ARM9+DM64X SOC模塊、即片 上系統模塊；該雙核芯片SOC模塊2有一塊ARM9控制芯片和一塊專用圖 像處理的DSP芯片，同時具有高速內部二級緩存芯片；所述的DDR2高速 運算內存4是根據實際應用的需要擴展了的高速DDR2 SDRAM，用于實現 高速運算，在DSP內核中實現特定的人臉算法，并在另一個ARM9內核中 內移植了 Limix操作系統，用于實現網絡和系統管理的功能；DDR2高速 運算內存4采用64MB的NAND的高速程序存儲器，當系統上電的時候， 存儲在FALSH上面的程序加載到高速程序存儲器內執行，可以滿足系統全 速運行的需要；所述的外部程序存儲器NAND Flash 5有一個64MB的 NARDFLASH程序空間存儲器用于固化代碼，還有一個IDE的硬盤6，用 于固化代碼和實現本地數據的大容量存取。實施例2:與上述實施例不同的是不帶硬盤，實現本地小數據的處理， 在本地檢測人臉并提取特征值，并將提取出來的提取特征值及人臉歸一化 圖像傳給監控中心服務器，在服務器端實現比對算法部分，這種設計適合 于海量圖像庫數據的對比與識別。如附圖2所示，本實用新型一種人臉自動識別系統的識別步驟如下A、 壓縮視頻解碼對網絡傳輸的流媒體數據進行壓縮視頻解碼，獲 取數字圖像序列；輸入流媒體數據；輸出解壓后的數字圖像；B、 預處理對輸入的原始圖像進行包括灰度化，光照補償預處理， 提高圖像的質量，得到灰度圖象；輸入解壓后的數字圖像輸出灰度 圖像；C、 運動檢測將輸入的灰度圖像采用幀差法和混合高斯背景建模共 同來確定有運動，或無運動發生；當兩種方法檢測出來的前景連通區域均大 于閾值則認為有運動發生，若檢測到有運動發生，則進行后續的人臉檢測， 若檢測到無運動發生，則不進行后續的人臉檢測，而進行復査；輸入相 鄰兩幀的灰度圖像；輸出運動檢測結果；D、 人臉定位對正面人臉實時檢測，確定人臉在圖象中的位置；包 括微特征計算單元和分類器單元;所述的微特征計算單元是對待檢測的灰 度圖像進行縮放，窮舉搜索候選人臉窗口，計算出各個窗口的微結構特征， 并將其傳給AdaB00St神經網絡分類器單元進行判決；輸入灰度圖像；輸 出人臉窗口在圖像中的位置；E、 器官定位器官定位是確定人臉在圖象中的位置，包括雙眼、雙眉、 鼻子、嘴巴、下頜的定位；根據人臉的五官形狀特征和AdaBoost分類器對C 步中檢測到的人臉窗口的區域進行雙眼、雙眉、鼻子、嘴巴、下頜定位，對于潛在的偽器官，采用最大后驗概率的判別原則進行濾除；輸入灰度 圖像，人臉窗口的位置；輸出器官在圖像中的位置；F、歸一化根據器官的位置信息，求得歸一化的灰度圖像，它是對 圖像包括旋轉、縮放、剪切操作，使雙眼水平，下顎的高度一定；輸入 灰度圖像，器官在圖像中的位置；輸出歸一化的灰度圖像G、特征提取從整個人臉中提取出人臉部件特征，包括裸臉、眉毛、 眼睛、鼻尖、嘴人臉部件；利用主分量分析方法提取人臉部件的特征值； 輸入歸一化的灰度圖像，器官在圖像中的位置；輸出部件特征；H、 人臉比對得出人臉相似度它是在已知人臉數據庫中對待識別 的人臉采用計算相似度和按相似度排序的方法進行多模式的全局人臉識別 和局部人臉識別；輸入待檢測圖像的部件特征，數據庫中的樣本的部件 特征；輸出相似度；I、 數據通訊將檢測或識別結果通過網絡發送給服務器；輸入通信 控制信號；輸出TCP/IP數據包；上述的流媒體數據進行壓縮視頻解碼支持包括MPEG2， MPEG4， H.263， H.264各類視頻格式；所述的預處理是通過網絡接口得到的人臉圖 像，將人臉圖像進行數字化后提交給DM6446里DSP芯片上的程序進行圖像處理；所述的從整個人臉中提取出人臉部件特征為五種部件；利用主分量分析方法提取五種部件的特征值。本實用新型的保護范圍不限于上述實施例。
權利要求1. 一種人臉自動識別系統，其特征在于，它包括一個網絡接口模塊(1)，它用來接收來自網絡的視頻流或圖形；一個雙核芯片SOC模塊(2)，用來對接收來自網絡的視頻流圖像與圖形進行檢測，判斷其中是否含有人臉信息，并對該人臉進行識別；所述的網絡接口模塊(1)與雙核芯片SOC模塊(2)相連接；一個CPLD的地址譯碼(3)，用于管理雙核芯片SOC模塊(2)的外圍設備；一個DDR2高速運算內存(4)，作為雙核芯片SOC模塊(2)的內存；一個外部程序存儲器NAND Flash(5)，用于存儲檢測與識別程序，或同時具有一個IDE的硬盤(6)，用于實現本地數據的大容量存取；上述的雙核芯片SOC模塊(2)與DDR2高速運算內存(4)通過DDR2數據總線連接；CPLD的地址譯碼(3)通過EMIF總線與外部程序存儲器NAND Flash(5)連接，或同時與IDE硬盤(6)連接；為整個系統提供電源的是電源模塊(7)。
2、根據權利要求1所述的人臉自動識別系統，其特征在于，所述的網 絡接口模塊(1)，它采用標準為10M/100M，通過網絡直接對局域網或者 Internet上的網絡攝像機或硬盤錄像機進行管理和訪問，或通過WEB網頁 對系統進行管理和參數設置工作。
3、 根據權利要求1所述的人臉自動識別系統，其特征在于，所述的雙 核芯片SOC模塊(2)選自TI公司的雙核芯片ARM9+DM64X SOC模塊、 即片上系統模塊；該雙核芯片SOC模塊(2)包括一塊ARM9控制芯片和一 塊專用圖像處理的DSP芯片，同時包括了高速內部二級緩存芯片。
4、 根據權利要求1所述的人臉自動識別系統，其特征在于，所述的DDR2 高速運算內存(4)是根據實際應用的需要擴展了的高速DDR2 SDRAM, 用于實現高速運算，在DSP內核中實現特定的人臉算法，并在另一個ARM9 內核中內移植了 Linux操作系統，用于實現網絡和系統管理的功能。
5、 根據權利要求1所述的人臉自動識別系統，其特征在于，所述的外 部程序存儲器NAND Flash ( 5 )有 一個64MB的NARD FLASH程序空間存儲器用于固化代碼和實現本地小數據的處理。
6、根據權利要求1或5所述的人臉自動識別系統，其特征在于，所述 的外部程序存儲器NAND Flash ( 5 )還有 一 個IDE的硬盤(6 )，用于固 化代碼和實現本地數據的大容量存取。
專利摘要本實用新型涉及一種人臉自動識別系統，它有一個網絡接口模塊；一個雙核芯片SOC模塊；所述的網絡接口模塊與雙核芯片SOC模塊相連接；一個CPLD的地址譯碼；一個DDR2高速運算內存；一個外部程序存儲器，或同時具有一個IDE的硬盤；上述的雙核芯片模塊與高速運算內存通過數據總線連接；CPLD的地址譯碼通過EMIF總線與外部程序存儲器NAND Flash連接，或同時與IDE硬盤連接；為整個系統提供電源的是電源模塊。本實用新型優點是擁有足夠高的識別率和高的識別速度，和強有力的數據處理能力，與現有監控網絡能很好兼容，且工作穩定、易于升級和維護、成本低。
文檔編號G06K9/00GK201111085SQ20072008519
公開日2008年9月3日 申請日期2007年6月11日 優先權日2007年6月11日
發明者暉 聶, 趙忠祥, 昆 陳, 黎 陳, 馬天宇 申請人:湖北東潤科技有限公司