台湾专利TW201314584A 特徵資料壓縮裝置、多方向人臉偵測系統及其偵測方法

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本發明係揭露一種特徵資料壓縮裝置、多方向人臉偵測系統及其偵測方法。特徵資料壓縮裝置包含一鏡射單元以及一轉置單元。鏡射單元比對複數個特徵值，以運算獲得各相互對稱之特徵值，並捨棄該些特徵值中兩兩相互對稱之其中之一以形成一第一鏡射資料。或者，運算獲得一具有最高比重值之特徵值之位置以形成一第二鏡射資料。轉置單元依據一轉置表單轉置至少一圖版至一角度以運算獲得一轉置資料。
公开号:TW201314584A
申请号:TW100133750
申请日:2011-09-20
公开日:2013-04-01
发明作者:Tai-Chang Yang；Hong-Long Chou；Wen-Yan Chang
申请人:Altek Corp；
IPC主号:H04N5-00

专利说明:
特徵資料壓縮裝置、多方向人臉偵測系統及其偵測方法
本發明是有關於一種人臉特徵資料壓縮裝置，特別是有關於一種利用人臉特徵資料之可鏡射性與可轉置性而進行資料壓縮之特徵資料壓縮裝置，與應用此特徵資料壓縮裝置之多方向人臉偵測系統及其方法。
目前人臉偵測方法係將多筆的待測圖片輸入至一學習模型中。學習模型會根據所預先設定的圖版特徵（Template Feature）來學習如何分辨出待測圖片中是否包含有預先設定的圖版特徵。無論是主動式學習架構例如：類神經網路（Neural Network）、專家系統、模糊系統（Fuzzy）或者是分類式的學習架構例如：支持向量機（Support Vector Machine, SVM）、主軸元件分析（Principal Components Analysis, PCA）、Snow法或Boosting法均需要依據所設定的圖版特徵方能進行學習的行為。
為了區別待測圖片中人臉與背景的區別，經常利用Haar-like演算法來進行人臉特徵的擷取。Haar-like演算法係為一種針對區塊（Pattern）的紋理方向性進行特徵處理的方法。因此Haar-like演算法可以有效地區別出人臉與複雜背景的不同。另外，由於Haar-like演算法係依賴待測圖片中的紋理方向性，因此當待測圖片被轉置至不同方向，例如，將待測圖片轉置90度、180度或270度時，將由於待測圖片中人臉的紋理方向不同，而造成原本由Haar-like演算法所運算出的圖版特徵無法使用於被轉置後的待測圖片。
而為偵測待測圖片中被轉置在不同位置的人臉，則需重新透過Haar-like演算法分別對不同轉置位置的待測圖片進行人臉特徵的學習訓練，以分別產生對應不同轉置位置的圖版特徵。因此，上述此方不僅會耗費大量的記憶體空間，亦會耗費數倍的運算時間。
然而，目前行動裝置，諸如相機、手機或攝影機，為方便攜帶而傾向輕薄短小的設計概念，如此，亦將限縮行動裝置所能提供的記憶體空間。而為達到減少圖版特徵的儲存資料量，可採用縮小人臉偵測的角度，如僅以平面旋轉角度或側臉角度進行偵測，或者，亦可採用簡化圖版特徵的精密度。然而，此些方法可能因角度的限制、低亮度或深膚色等因素而造成人臉的偵測度降低。
有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種特徵資料壓縮裝置、應用特徵資料壓縮裝置之多方向人臉偵測系統及其方法，以解決為偵測被轉置至不同位置之人臉而需耗費數位的運算時間及耗費大量的記憶體空間的問題。
根據本發明之其中一目的，提出一種特徵資料壓縮裝置，其包含一轉換單元、一鏡射單元以及一轉置單元。轉換單元係藉由一人臉影像，運算獲得人臉影像之複數個特徵值，並依據此些特徵值形成至少一圖版，且各特徵值包括一比重值。鏡射單元係連接轉換單元，可逐一比對各特徵值，運算獲得各相互對稱之特徵值之位置，並捨棄此些特徵值中兩兩相互對稱之其中之一，形成一第一鏡射資料。或者，鏡射單元可逐一比對各特徵值，以運算獲得一具有最高比重值之特徵值之位置，形成一第二鏡射資料。轉置單元係連接轉換單元，且依據一轉置表單轉置此至少一圖版至一角度，並藉由此轉置之至少一圖版運算獲得複數個轉置特徵值，形成一轉置資料。
根據本發明之另一目的，提出一種應用一特徵資料壓縮裝置之多方向人臉偵測系統，其包含一影像擷取裝置、一如上所述之特徵資料壓縮裝置以及一人臉偵測裝置。影像擷取裝置擷取一人臉影像，且特徵資料壓縮裝置連接影像擷取裝置，接收人臉影像。人臉偵測裝置連接影像擷取裝置以及特徵資料壓縮裝置，且人臉偵測裝置依據第一鏡射資料、第二鏡射資料或轉置資料進行一正臉偵測、一側臉偵測、一轉置正臉偵測或一轉置側臉偵測。
其中，藉由第一鏡射資料形成一正臉模版，且人臉偵測裝置係依據正臉模版進行正臉偵測。而藉由第二鏡射資料形成一側臉模版，且人臉偵測裝置依據側臉模版進行側臉偵測。並藉由轉置資料形成一轉置正臉模版或一轉置側臉模版，且人臉偵測裝置依據轉置正臉模版或轉置側臉模版進行轉置正臉偵測或轉置側臉偵測。
根據本發明之再一目的，提出一種特徵資料壓縮裝置，包含一轉換手段、一鏡射手段以及一轉置手段。轉換手段藉由一人臉影像，運算獲得人臉影像之複數個特徵值以形成至少一圖版，且各特徵值包括一比重值。鏡射手段逐一比對各特徵值，以運算獲得各相互對稱之特徵值之位置，並捨棄此些特徵值中兩兩相互對稱之其中之一，形成一第一鏡射資料。或者，鏡射單元逐一比對各特徵值，以運算獲得一具有最高比重值之特徵值之位置，形成一第二鏡射資料。轉置手段依據一轉置表單轉置此至少一圖版至一角度，並藉由此轉置之至少一圖版運算獲得複數個轉置特徵值，以形成一轉置資料。
此外，本發明更提出一種偵測方法，適用於一多方向人臉偵測系統。多方向人臉偵測系統包含一影像擷取裝置、一轉換單元、一鏡射單元、一轉置單元以及一人臉偵測裝置。且人臉偵測方法包含下列步驟：透過影像擷取裝置擷取一人臉影像；以轉換單元運算人臉影像；獲得人臉影像之複數個特徵值，並依據此些特徵值形成至少一圖版，且各特徵值包括一比重值；使鏡射單元逐一比對各特徵值，以運算獲得各相互對稱之特徵值之位置，並捨棄此些特徵值中兩兩相互對稱之其中之一，形成一第一鏡射資料；或者，使鏡射單元逐一比對各特徵值，以運算獲得一具有最高比重值之特徵值之位置，形成一第二鏡射資料；使轉置單元依據一轉置表單轉置此至少一圖版至一角度，並藉由此轉置之至少一圖版運算獲得複數個轉置特徵值，形成一轉置資料；以及依據第一鏡射資料、第二鏡射資料或轉置資料，人臉偵測裝置進行一正臉偵測、一側臉偵測、一轉置正臉偵測或一轉置側臉偵測。
更包括下列步驟：依據第一鏡射資料形成一正臉模版；以及透過正臉模版，人臉偵測裝置進行正臉偵測。
更包括下列步驟：依據第二鏡射資料形成一側臉模版；以及透過側臉模版，人臉偵測裝置進行側臉偵測。
更包括下列步驟：依據轉置資料形成一轉置正臉模版或一轉置側臉模版；以及人臉偵測裝置進行該轉置正臉偵測或該轉置側臉偵測。
承上所述，依本發明之特徵資料壓縮裝置、應用特徵資料壓縮裝置之多方向人臉偵測系統及其方法，其可具有一或多個下述優點：
（1）此特徵資料壓縮裝置可藉由人臉特徵的可鏡射性而簡化原始特徵資料，藉此可減少特徵資料的資料量，以降低記憶體空間的耗費量。
（2）此特徵資料壓縮裝置可藉由人臉特徵的可轉置性而將原始特徵資轉置至一需求角度，藉此可解決需以轉置後之待測圖片重新進行特徵取樣，以重新產生一對應之比對圖版的問題，從而降低運算時間。
（3）此特徵資料壓縮裝置可藉由人臉特徵的可鏡射性與轉置性而壓縮人臉特徵資料的資料量，藉此可避免為減少資料量而縮小人臉偵測角度或簡化比對圖版精密度，卻使得偵測率降低的問題。
以下將參照相關圖式，說明依本發明之特徵資料壓縮裝置、應用特徵資料壓縮裝置之多方向人臉偵測系統及其方法之實施例，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。
請參閱第1圖，其係為本發明之特徵資料壓縮裝置之方塊圖。如圖所示，適用於一多方向人臉偵測系統2中之特徵資料壓縮裝置1可包含一轉換單元11、一鏡射單元12、一轉置單元13以及一儲存單元14。轉換單元11可藉由一人臉影像200進行人臉特徵的擷取，其可將人臉影像200劃分成複數個區塊，並透過此些區塊而運算獲得複數個特徵值110。且依據人臉臉部的紋理差異性，各特徵值110可設置有不同的比重值，亦即，各特徵值110可具有不同強度的的特徵代表性。並且，轉換單元11可依據此些特徵值110而形成至少一圖版111。各圖版111即可為多方向人臉偵測系統2進行人臉偵測時之一臉部比對圖樣，例如正向臉部或側向臉部的比對圖樣。
鏡射單元12可連接轉換單元11，接收並比對此些特徵值110。若鏡射單元12逐一比對各特徵值110後，發現此些特徵值110可具有對稱性時，則鏡射單元12將記載此些具有對稱性之特徵值110之位置，並捨棄複數個特徵值110中兩兩相互對稱之其中之一，形成第一鏡射資料120。藉此，亦可簡化特徵值110之資料量。由此可知，由於此些特徵值110具有兩兩相互對稱的特性，因此，依據此些特徵值110而形成的圖版111可為一正臉的臉部比對圖樣。進一步地，透過人臉正臉的特徵可鏡射性，鏡射單元12可僅儲存左半部臉或右半部臉的特徵值110而形成第一鏡射資料120。藉此，相較於儲存全臉的特徵值110而可有效地縮小資料量。
或者，若鏡射單元12逐一比對各特徵值110後，發現此些特徵值110並未具有對稱性時，鏡射單元12可依據各特徵值110的比重值而分別排序並記錄各特徵值110的位置，以取得具有最高比重值的特徵值110的位置，形成一第二鏡射資料121。簡言之，由於此些特徵值110並具有兩兩相互對稱的特性，因此，依據此些特徵值110而形成的圖版111可為一左側臉或右側臉的臉部比對圖樣。進一步地，透過人臉左右側臉的特徵可鏡射性，鏡射單元12可僅儲存左側臉或右側臉其中之一側臉的特徵值110而形成第二鏡射資料121，藉此，可有效地縮小資料量。同時，鏡射單元12可具有一鏡射表單122，並可依據鏡射表單122形成第一鏡射資料120或第二鏡射資料121。
轉置單元13可連接轉換單元11，並可依據一轉置表單130而將此至少一圖版111轉置至一角度，例如順時鏡旋轉90度、180度或270度，並運算各具有一角度之圖版111獲得複數個轉置特徵值，以形成一轉置資料131。簡言之，依據轉置表單130可使此些特徵值110具有可轉置性，因此，轉置單元13可藉由查表的動作而獲得一多方向的轉置資料131，進一步地形成一多方向的轉置臉部比對圖樣，藉此，可有效地縮小資料量。
儲存單元14連接轉換單元11、鏡射單元12以及轉置單元13，用以儲存上述之複數個特徵值110、第一鏡射資料120、第二鏡射資料121以及轉置資料131。
於本實施例中，當多方向人臉偵測系統2接收到待測影像200時，系統可藉由特徵資料壓縮裝置1進行查表作業方式而由儲存單元14中提取第一鏡射資料120、第二鏡射資料121或轉置資料131。使系統運算第一鏡射資料120以獲得一正臉的臉部比對圖樣，或使系統運算第二鏡射資料121以獲得一側臉的臉部比對圖樣。又或者，系統亦可經由運算轉置資料131而獲得一多方向的轉置臉部比對圖樣。因此，本發明之多方向人臉偵測系統2可僅儲存一份取樣圖版，再經由特徵資料壓縮裝置1進行查表而取得鏡射或轉置之特徵值資料，藉此，可避免因儲存多種類的臉部比對圖樣，諸如正臉、左側臉、右側臉或旋轉至90度的正臉、旋轉至270度的正臉比對圖樣，而使系統需儲存大量的資料量，造成記憶體的耗費。
承上所述，請一併參閱第2圖，其係為本發明之多方向人臉偵測系統之方塊圖。如圖所示，多方向人臉偵測系統2可藉由一上述之特徵資料壓縮裝置1利用人臉特徵之可鏡射性與可轉置性而壓縮特徵資料量。同時，系統亦可經由特徵資料壓縮裝置1進行查表而取得鏡射或轉置之特徵值資料，藉此取得多方向之人臉比對圖樣，使而偵測待測圖片中之人臉。多方向人臉偵測系統2更可包含一影像擷取裝置20以及一人臉偵測裝置21。影像擷取裝置20可為相機、手機相機、攝影機或監視器等影像擷取元件，其可連接特徵資料壓縮裝置1，擷取複數個待測影像。
轉換單元11可連接影像擷取裝置20，並可藉由此些待測影像中之一包含人臉之人臉影像200進行人臉特徵的擷取。轉換單元11可以複數個區塊劃分此人臉影像200，並透過此些區塊而運算獲得複數個特徵值110。且由於人臉臉部的紋理可具有不同的方向性或特徵明顯性，因此，各特徵值110可設置有不同的比重值。並且，轉換單元11可依據此些特徵值110而形成至少一圖版111。各圖版111即可為多方向人臉偵測系統2進行人臉偵測時之一臉部比對圖樣，例如正向臉部或側向臉部的比對圖樣。
人臉偵測裝置21可連接特徵資料壓縮裝置1，且人臉偵測裝置21可依據其偵測動作而讀取圖版111之複數個特徵值110，或亦可藉由特徵資料壓縮裝置1進行查表作業方式使由儲存單元14中提取第一鏡射資料120、第二鏡射資料121或轉置資料131，以進行正臉偵測22、側臉偵測23或轉置正臉偵測24。藉此，人臉偵測裝置21可透過此些特徵值110、第一鏡射資料120、第二鏡射資料121或轉置資料131比對及偵測待測影像中之各式人臉圖樣。
亦即，當待測影像中具有正向臉部時，人臉偵測裝置21可直接使用上述此至少一圖版111形成正臉模版220，或者，可透過特徵資料壓縮裝置1查取第一鏡射資料120以形成正臉模版220。並且，人臉偵測裝置21可藉由此正臉模版220而進行正向臉部的正臉偵測22。而當待測影像中具有側向臉部時，人臉偵測裝置21可直接使用上述此至少一圖版111形成側臉模版230，或者，可透過特徵資料壓縮裝置1查取第二鏡射資料121以形成側臉模版230。並且，人臉偵測裝置21藉由此側臉模版230而進行側向臉部的側臉偵測23。並且，當待測影像中具有旋轉之正向臉部或旋轉之側向臉部時，人臉偵測裝置21則可透過特徵資料壓縮裝置1查取轉置資料131以形成轉置正臉模版240或轉置側臉模版250。接著，人臉偵測裝置21藉由轉置正臉模版240進行轉置之正向臉部的轉置正臉偵測24，又或人臉偵測裝置21藉由轉置側臉模版250進行轉置之側向臉部的轉置側臉偵測25。
於本實施例中，第一鏡射資料120可為正向臉部中左半臉或右半臉之特徵資料，而第二鏡射資料121則可為左側臉或右側臉之特徵資料。轉置資料131可為旋轉至90度、180度或270度的正臉特徵資料。因此，正臉模版220則可藉由運算此左半臉或右半臉之特徵資料而還原形成一正向臉之比對模版。且側臉模版230亦可藉由運算左側臉之特徵資而對稱形成一右側臉之比對模版，或藉由運算右側臉之特徵資而對稱形成一左側臉之比對模版。而轉置正臉模版240亦可因轉置後的特徵資料的方向不同，而可具有90度、180度或270度等方向的模版樣式。
藉此，多方向人臉偵測系統2可僅儲存一份取樣圖版，再經由特徵資料壓縮裝置1進行查表而取得鏡射或轉置之特徵值資料，藉此，可避免因儲存多種類的臉部比對圖樣，諸如正臉、左側臉、右側臉或旋轉至90度的正臉、旋轉至270度的正臉等比對圖樣，而使系統需儲存大量的資料量，造成記憶體的耗費。
請參閱第3圖，其係為本發明之多方向人臉偵測方法之流程圖。如圖所示，多方向人臉偵測方法可為一多方向人臉偵測系統之人臉偵測方法，且多方向人臉偵測系統可包含一影像擷取裝置、一特徵資料壓縮裝置以及一人臉偵測裝置，而特徵資料壓縮裝置更可具有一轉換單元、一鏡射單元以及一轉置單元。其人臉偵測方法可包含下列步驟：
於步驟S30中，透過影像擷取裝置擷取複數個影像，亦即待測影像，並進入步驟S300：以此些待測影像中之一包含人臉之影像畫面作為用以擷取人臉特徵之人臉影像，且影像擷取裝置將此人臉影像輸入至轉換單元中。
於步驟S31中，轉換單元接收人臉影像後，可以複數個區塊劃分人臉影像，藉由此些區塊可運算獲得人臉影像之複數個特徵值。且依據人臉臉部的紋理差異性，各特徵值可設置有不同的比重值，亦即，各特徵值可具有不同強度的的特徵代表性。因此，執行步驟S310：記載各特徵值之比重值，並藉由此些特徵值形成至少一圖版。
於步驟S32中，鏡射單元接收並逐一比對此些特徵值。進入步驟S320：若於比對結果中，發現此些特徵值具有對稱性時，則鏡射單元將記載此些具有對稱性之特徵值之位置，並捨棄複數個特徵值中兩兩相互對稱之其中之一，以形成第一鏡射資料。而若鏡射單元逐一比對各特徵值後，發現此些特徵值並未具有對稱性時，鏡射單元可依據各特徵值的比重值而分別排序並記錄各特徵值的位置，以取得具有最高比重值的特徵值的位置，形成一第二鏡射資料。
同時，於步驟S33中，轉置單元可接收此些特徵值，並依據一轉置表單而將上述之至少一圖版旋轉至一角度。進入步驟S330：運算各具有一角度之圖版而獲得複數個轉置特徵值，記錄此些轉置特徵值以形成一轉置資料。
於步驟S34中，特徵值、圖版、第一鏡射資料、第二鏡射資料以及轉置資料皆可儲存於儲存單元中。
於步驟S35中，當人臉偵測裝置欲偵測待測影像中之正向臉部時，可依據圖版還原形成正臉模版，或亦可由第一鏡射資料運算形成正臉模版，藉此進行一正臉偵測。
於步驟S36中，當人臉偵測裝置欲偵測待測影像中之旋轉的正向臉部時，人臉偵測裝置可依據轉置特徵資料形成轉置正臉模版，以進行一轉置正臉偵測。
於步驟S37中，當人臉偵測裝置欲偵測待測影像中之側向臉部時，可依據圖版還原形成側臉模版，或亦可由第二鏡射資料運算形成側臉模版，藉此進行一側臉偵測。
本發明之多方向人臉偵測方法的詳細說明以及實施方式已於前面敘述本發明之多方向人臉偵測系統時描述過，在此為了簡略說明便不再綴述。
進一步地，請一併參閱第4圖，第4圖係為本發明之多方向人臉偵測方法之模版之形成流程圖。如圖所示，人臉偵測裝置可以原始之特徵值、鏡射資料或轉置資料而分別形成正臉模版、側臉模版、轉置正臉模版或轉置側臉模版，並藉由此些模版進行人臉偵測。形成模版之流程更包含下列步驟：
於步驟S40中，當多方向人臉偵測系統藉由擷取裝置擷取複數個待測影像時，人臉偵測裝置可讀取由特徵資料壓縮裝置所運算獲得的特徵值。
於步驟S41中，根據此些特徵值，人臉偵測裝置透過特徵資料壓縮裝置還原至少一圖版。
於步驟S42中，經由特徵資料壓縮裝置的查表動作，上述之特徵值可經由鏡射單元進行特徵資料的簡化，使初始正向臉部之圖版簡化為左半臉或右半臉之圖版。或許，使初始左側臉之圖版對稱為右側臉之圖版，而右側臉之圖版對稱為左側臉之圖版。另外，上述之特徵值亦可經由轉置單元使初始正向臉部的圖版旋轉至90度、180度或270度等方向，以形成旋轉正臉之圖版。
於步驟S43中，轉換單元運算上述之左右半臉、左右側臉或旋轉正臉之圖版，以於步驟S44中取得經鏡射簡化或轉置處理的鏡射或轉置特徵值，亦即為鏡射資料或轉置資料。
請參閱第5圖，其係為本發明之多方向人臉偵測方法之第一鏡射資料之形成示意圖。如圖所示，當影像擷取裝置20擷取複數個待測影像後，轉換單元11可將待測影像中之一包含正臉之人臉影像200劃分成複數個區塊，並透過此些區塊進行特徵運算而取得複數個正臉之特徵值110而形成至少一圖版111。接著，鏡射單元12可逐一比對此些特徵值110，若此些特徵值110具有對稱性，則此些圖版111可為一正向臉部之比對圖樣。因此，藉由此些特徵值110的鏡射性，鏡射單元12可捨棄複數個特徵值110中兩兩相互對稱之其中之一，而保留其中任一半部臉的特徵，形成半臉圖版3，例如，可保留正向臉部中的左半部或右半部，藉此可達到有效地簡化特徵資料量的功效。
鏡射單元12記載此具有對稱性之特徵值110之位置，再透過轉換單元11運算此經鏡射簡化之半臉圖版3，取得鏡射特徵值，即第一鏡射資料120。
接著，當多方向人臉偵測系統2進行人臉偵測時，人臉偵測裝置21可依據此第一鏡射資料120還原形成正臉模版220，以進行正臉偵測22。
請參閱第6圖，其係為本發明之多方向人臉偵測方法之第二鏡射資料之形成示意圖。如圖所示，當影像擷取裝置20擷取複數個待測影像後，轉換單元11可將待測影像中之一包含正臉之人臉影像200劃分成複數個區塊，並透過此些區塊進行特徵運算而取得複數個正臉之特徵值110而形成至少一圖版111。接著，鏡射單元12可逐一比對此些特徵值110，若此些特徵值110並未具有對稱性時，則此些圖版111可為一側臉圖版，亦即為側向臉部之比對圖樣。
本實施例中，此至少一側臉圖版可為左側臉之比對圖樣，且經由鏡射單元12比對後，發現代表鼻子4的特徵值110具有最高的比重。因此，鏡射單元12將依序記錄此左側臉之比對圖樣之特徵值110之位置。並經由查表，鏡射單元12可以此具有最高比重之特徵值110之鼻子4為中心點進行鏡射，而獲得右側臉之比對圖樣，亦即一對稱側臉圖版40。記錄此至少一右側向臉部之比對圖樣之特徵值110之位置，再透過轉換單元11運算此經鏡射處理之對稱側臉圖版40，取得鏡射特徵值，即第二鏡射資料121。
當多方向人臉偵測系統2進行人臉偵測時，人臉偵測裝置21可依據此第二鏡射資料121對稱形成側臉模版230，以進行側臉偵測23。請參閱第7圖，其係為本發明之多方向人臉偵測方法之轉置資料之形成示意圖。如圖所示，當影像擷取裝置20擷取複數個待測影像後，轉換單元11可將待測影像中之一包含正臉之人臉影像200劃分成複數個區塊，並透過此些區塊進行特徵運算而取得複數個正臉之特徵值110而形成至少一圖版111。接著，轉置單元13可依據一轉置表單130而將此至少一圖版111轉置至一角度，例如順時鏡旋轉90度、180度或270度，而形成一旋轉圖版5，亦即為一具有轉置角度之正臉比對圖樣。轉換單元11運算此旋轉圖版5而可獲得複數個轉置特徵值，記錄形成一轉置資料131。
當多方向人臉偵測系統2進行人臉偵測時，人臉偵測裝置21可依據此轉置資料131形成轉置正臉模版240，以進行轉置正臉偵測24。簡言之，轉置單元13可藉由查表的動作而獲得一多方向的轉置資料131，進一步地形成一多方向的轉置臉部比對圖樣，藉此，多方向人臉偵測系統2可不須重覆擷取不同方向的人臉特徵，亦即可不須儲存不同方向的正臉比對圖樣。因此，本發明之多方向人臉偵測系統2可藉由一相同的正臉比對圖樣而轉置取得多種方向的轉置正臉模版240，以有效地達到縮小資料量的功效。
綜上所述，特徵資料壓縮裝置、應用特徵資料壓縮裝置之多方向人臉偵測系統及其方法可藉由人臉特徵的可鏡射性而簡化特徵值，藉此可減少特徵資料的資料量，以降低記憶體空間的耗費量。並且，亦可藉由可轉置性而將原始之圖版轉置至一需求角度，藉此可減少系統儲存的圖版數量，或縮短自多種圖版擷取特徵之運算時間。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
1．．．特徵資料壓縮裝置
11．．．轉換單元
110．．．特徵值
111．．．圖版
12．．．鏡射單元
120．．．第一鏡射資料
121．．．第二鏡射資料
122．．．鏡射表單
13．．．轉置單元
130．．．轉置表單
131．．．轉置資料
14．．．儲存單元
2．．．多方向人臉偵測系統
20．．．影像擷取裝置
200．．．人臉影像
21．．．人臉偵測裝置
22．．．正臉偵測
220．．．正臉模版
23．．．側臉偵測
230．．．側臉模版
24．．．轉置正臉偵測
240．．．轉置正臉模版
25．．．轉置側臉偵測
250．．．轉置側臉模版
3．．．半臉圖版
4．．．鼻子
40．．．對稱側臉圖版
5．．．旋轉圖版
以及
S30~S37、S40~S44．．．流程步驟
第1圖　係為本發明之特徵資料壓縮裝置之方塊圖；第2圖　係為本發明之多方向人臉偵測系統之方塊圖；第3圖　係為本發明之多方向人臉偵測系統之流程圖；第4圖　係為本發明之多方向人臉偵測方法之模版之形成流程圖；第5圖　係為本發明之多方向人臉偵測方法之第一鏡射資料之形成示意圖；第6圖　係為本發明之多方向人臉偵測方法之第二鏡射資料之形成示意圖；以及第7圖　係為本發明之多方向人臉偵測方法之轉置資料之形成示意圖。
1．．．特徵資料壓縮裝置
11．．．轉換單元
110．．．特徵值
111．．．圖版
12．．．鏡射單元
120．．．第一鏡射資料
121．．．第二鏡射資料
122．．．鏡射表單
13．．．轉置單元
130．．．轉置表單
131．．．轉置資料
14．．．儲存單元
以及
200．．．人臉影像

权利要求:
Claims (13)
[1] 一種特徵資料壓縮裝置，包含：一轉換單元，係藉由一人臉影像，運算獲得該人臉影像之複數個特徵值，並依據該些特徵值形成至少一一圖版，且各該特徵值包括一比重值；一鏡射單元，係連接該轉換單元，該鏡射單元逐一比對各該特徵值，以運算獲得各該相互對稱之特徵值之位置，並捨棄該些特徵值中兩兩相互對稱之其中之一，形成一第一鏡射資料，或者，該鏡射單元逐一比對各該特徵值，以運算獲得一具有最高比重值之特徵值之位置，形成一第二鏡射資料；以及一轉置單元，係連接該轉換單元，該轉置單元依據一轉置表單轉置該至少一圖版至一角度，並藉由該轉置之至少一圖版運算獲得複數個轉置特徵值，形成一轉置資料。
[2] 如申請專利範圍第1項所述之特徵資料壓縮裝置，其中藉由該第一鏡射資料形成一正臉模版。
[3] 如申請專利範圍第1項所述之特徵資料壓縮裝置，其中藉由該第二鏡射資料形成一側臉模版。
[4] 如申請專利範圍第1項所述之特徵資料壓縮裝置，其中藉由該轉置資料形成一轉置正臉模版或一轉置側臉模版。
[5] 一種應用一特徵資料壓縮裝置之多方向人臉偵測系統，其包含：一影像擷取裝置，係擷取一人臉影像；一如申請專利範圍第1項所述之特徵資料壓縮裝置，係連接該影像擷取裝置；以及一人臉偵測裝置，係連接該影像擷取裝置以及該特徵資料壓縮裝置，且該人臉偵測裝置依據該第一鏡射資料、該第二鏡射資料或該轉置資料進行一正臉偵測、一側臉偵測、一轉置正臉偵測或一轉置側臉偵測。
[6] 如申請專利範圍第5項所述之多方向人臉偵測系統，其中藉由該第一鏡射資料形成一正臉模版，且該人臉偵測裝置係依據該正臉模版進行該正臉偵測。
[7] 如申請專利範圍第5項所述之多方向人臉偵測系統，其中藉由該第二鏡射資料形成一側臉模版，且該人臉偵測裝置係依據該側臉模版進行該側臉偵測。
[8] 如申請專利範圍第5項所述之多方向人臉偵測系統，其中藉由該轉置資料形成一轉置正臉模版或一轉置側臉模版，且該人臉偵測裝置係依據該轉置正臉模版或該轉置側臉模版進行該轉置正臉偵測或該轉置側臉偵測。
[9] 一種偵測方法，適用於一多方向人臉偵測系統，且該多方向人臉偵測系統包含一影像擷取裝置、一特徵資料壓縮裝置以及一人臉偵測裝置，而該特徵資料壓縮裝置具有一轉換單元、一鏡射單元以及一轉置單元，該人臉偵測方法包含下列步驟：透過該影像擷取裝置擷取一人臉影像；以該轉換單元運算該人臉影像；獲得該人臉影像之複數個特徵值，並依據該些特徵值形成至少一圖版，且各該特徵值包括一比重值；使該鏡射單元逐一比對各該特徵值，以運算獲得各該相互對稱之特徵值之位置，並捨棄該些特徵值中兩兩相互對稱之其中之一，形成一第一鏡射資料；或者，使該鏡射單元逐一比對各該特徵值，以運算獲得一具有最高比重值之特徵值之位置，形成一第二鏡射資料；使該轉置單元依據一轉置表單轉置該至少一圖版至一角度，並藉由該轉置之至少一圖版運算獲得複數個轉置特徵值，形成一轉置資料；以及依據該第一鏡射資料、該第二鏡射資料或該轉置資料，該人臉偵測裝置進行一正臉偵測、一側臉偵測、一轉置正臉偵測或一轉置側臉偵測。
[10] 如申請專利範圍第9項所述之偵測方法，更包括下列步驟：藉由該第一鏡射資料形成一正臉模版；以及透過該正臉模版，該人臉偵測裝置進行該正臉偵測。
[11] 如申請專利範圍第9項所述之偵測方法，更包括下列步驟：藉由該第二鏡射資料形成一側臉模版；以及透過該側臉模版，該人臉偵測裝置進行該側臉偵測。
[12] 如申請專利範圍第9項所述之偵測方法，更包括下列步驟：藉由該轉置資料形成一轉置正臉模版或一轉置側臉模版；以及透過該轉置正臉模版或該轉置側臉模版，該人臉偵測裝置進行該轉置正臉偵測或該轉置側臉偵測。
[13] 一種特徵資料壓縮裝置，係包含：一轉換手段，係藉由一人臉影像，運算獲得該人臉影像之複數個特徵值以形成至少一圖版，且各該特徵值包括一比重值；一鏡射手段，逐一比對各該特徵值，以運算獲得各該相互對稱之特徵值之位置，並捨棄該些特徵值中兩兩相互對稱之其中之一，形成一第一鏡射資料，或者，該鏡射單元逐一比對各該特徵值，以運算獲得一具有最高比重值之特徵值之位置，形成一第二鏡射資料；以及一轉置手段，依據一轉置表單轉置該至少一圖版至一角度，並藉由該轉置之至少一圖版運算獲得複數個轉置特徵值，以形成一轉置資料。

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TWI511056B|2015-12-01|

US8421877B2|2013-04-16|

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引用文献:

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