如何降低藍牙裝置的功耗
(1)膚色判斷
可采用Anil K.Jain的Cb、Cr橢圓聚類(lèi)方法[7]進(jìn)行膚色分割,得到膚色區域在CbCr空間中近似于橢圓,可用如下公式表示:
若該值小于1,則表示落在橢圓內,是膚色,否則不為膚色。對確定的膚色區域進(jìn)行平滑、連通、合并處理,構成一個(gè)候選區域,待進(jìn)一步分析以判斷是否為人臉區域。
(2)區域分割與處理
在確定膚色區域之后,需要根據它們在色度上的相似性和空間上的相關(guān)性分割出可能的人臉區域,再利用區域的幾何特征或灰度特征進(jìn)行是否是人臉的驗證,以排除其他色彩類(lèi)似膚色的物體。本文采用Sobel算子[-1,-2,-1;0,0,0;1,2,1]來(lái)完成邊緣的檢測。經(jīng)過(guò)一系列處理分割出膚色區域,并進(jìn)行形態(tài)學(xué)開(kāi)、閉運算,以消除噪聲或空洞對特征分析的影響。
(3)特征分析
人臉候選區域分割完畢后,需對每一個(gè)區域進(jìn)行分析,以判斷該區域是否是人臉。為了提高檢測速度,可以忽略人臉的面部特征,而主要檢查人臉候選區域的形狀、結構、比例及灰度分布等。若符合人臉的這些特點(diǎn),則認為該區域代表一個(gè)人臉。根據人臉的幾何規則及顏色聚類(lèi)的特點(diǎn),如果一個(gè)區域滿(mǎn)足2個(gè)條件:(a)高度/寬度比例范圍介于1.2與2.0之間;(b)該區域內的像素平均灰度值與距該區域上部達10像素以上的區域的平均灰度值之差介于0.2~0.6之間。符合這兩個(gè)條件,則可認為該區域代表人臉。
(4)人臉區域驗證
對于初步檢測的人臉區域,還需要進(jìn)行驗證才能確定是否為真正的人臉。對于人臉的驗證,一般有3種方法:(1)基于先驗知識的方法;(2)基于局部特征的方法;(3)基于模板的人臉檢測方法?;谙闰炛R的方法識別率不高,如果圖像背景中存在類(lèi)人臉區域,則必然會(huì )導致誤檢測?;谀0宓姆椒〝祿窟\算大,不能滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求。本系統采用的是基于局部特征的方法。
在人臉的特征中,最明顯的特征就是眼睛,因此可把人眼作為驗證的主要依據,同時(shí)配合嘴唇或鼻子進(jìn)行驗證。首先要找到眼睛的位置,在灰度圖像下,眼睛的特征最為明顯,通過(guò)設定適當的閾值很容易確定出人眼的可能區域。通過(guò)計算這兩個(gè)區域的中心距離D,在該距離中心點(diǎn)的位置下方找到嘴部位置,長(cháng)度為L(cháng)。當D/L滿(mǎn)足:1D/L2時(shí),可判斷為人臉。人臉的檢測過(guò)程如圖5所示。
3.3 人臉識別
人臉的識別算法有多種,不同的算法各有優(yōu)缺點(diǎn)。本文主要借鑒彈性圖匹配技術(shù)來(lái)完成人臉的識別。彈性圖匹配是一種基于幾何特征和對灰度分布信息進(jìn)行小波紋理分析相結合的識別算法。由于該算法較好地利用了人臉的結構和灰度分布信息,而且還具有自動(dòng)精確定位面部特征點(diǎn)的功能,因而具有良好的識別效果。在FERET測試中,該技術(shù)的若干指標名列前茅。其缺點(diǎn)是運算量大,實(shí)現稍復雜。通過(guò)對該算法進(jìn)行改進(jìn),配合一定的代碼優(yōu)化措施,可以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)檢測要求。
在人臉識別時(shí),首先要進(jìn)行人臉特征提取。主要采用恰當的小波分解,得到高頻分量和低頻分量,其中的高頻分量主要表示人臉的細節,低頻分量表示人臉的基本特征,對人臉的表情反應比較遲鈍,只提取低頻分量,這樣可以提高準確率和運算速度。對提取的人臉特征,利用支持向量機(SVM)分類(lèi)器識別人臉,和系統自建的人臉庫進(jìn)行匹配,以確定是否為非法入侵者,是否啟動(dòng)報警系統和通知小區監控中心。算法流程如圖6所示。
本文設計的人臉檢測系統,利用運動(dòng)目標檢測方法,大大緩解了硬盤(pán)數據存儲的壓力,同時(shí)提高了系統的智能化程度。利用膚色判斷與特征分析來(lái)確定人臉,可以提高系統的檢測速度。針對膚色判斷受光照影響很大的問(wèn)題,本系統在原有系統的基礎上增加了補光措施光,減少了光照的影響,提高了檢出的準確率。通過(guò)攝像頭輸入720×576的彩色圖片,檢出的人臉在擁有300人的自建人臉庫中識別,平均用時(shí)0.9 s,識別率達93%以上,可以滿(mǎn)足安防監控的要求,具有較高的實(shí)用價(jià)值。
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