对象识别系统技术方案

对象识别系统使用从主体图像内提取遮蔽区域［Ｍ］的遮蔽定位器，以识别遮蔽区域［Ｍ］和主体图像。该遮蔽定位器（４０）参考分别由图像大小模板和主体图像转换而来的密度梯度方向图像，并分析这些密度梯度方向图像，尤其对于分配给每个方向图像内的每个象素的密度梯度方向值（θＴ，θＳ），以得到将图像大小模板和遮蔽区域［Ｍ］连接的参数以用图像大小模板登记。遮蔽定位器具有通过改变参数给出遮蔽区域中心的候选点，并对候选点进行表决的表决模块（６０）。根据候选点的表决数，检测模块（７０）指定具有最大表决数的候选点之一作为遮蔽区域［Ｍ］的中心，因此在主体图像内确定围绕指定候选点的遮蔽区域［Ｍ］，以便准确识别主体图像内的对象。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是涉及一种对象识别系统，尤其涉及一种有效地识别所拍摄的主体图像(subject image)中的特殊物体或人面孔的存在的系统。
技术介绍
对象识别要求在主体图像中提取特别的遮蔽区域，以便通过与对象图像模板比较确认该遮蔽区域。例如，如在US2001-002932和JP09-73544中公开的，已经提出了提取遮蔽区域的方案。US2001-002932公开了一种人面孔图像提取系统，该系统选择合适的模板以从匹配该模板的主体图像中提取遮蔽区域。选择该模板包括圆形、椭圆或多边形，预料人面孔与这些简单形状具有类似的轮廓。然而，使用这些简单形状作为模板，可能会得不到遮蔽区域，因此在提取真实的遮蔽区域来确认是不可靠的。JP09-73544公开了一个类似系统，该系统使用椭圆模板并改变椭圆的参数以得到与将确认的遮蔽区域最佳匹配的最适宜的椭圆。每次改变参数以得到暂时的椭圆时，该方案必需选择临时遮蔽区域，且要分析临时遮蔽区域与暂时的椭圆之间的相关性，直到该相关性满足预定的标准。因此，该方案需要大量的数学运算以得到最适宜的参数，即，与将确认的遮蔽区域最佳匹配的最适宜的椭圆，并且不适合用于人面孔的快速识别。
技术实现思路
鉴于上述不足，本专利技术已经完成提出一种对象识别系统，为了可靠和易于识别，该系统能准确快速地确定出主体图像内的遮蔽区域(mask area)。根据本专利技术的系统包括存储图像大小模板的模板存储器、获取要验证的主体图像的图像读取器、以及从主体图像内定位与图像大小模板相应的遮蔽区域的遮蔽定位器。设计出的该遮蔽定位器具有图像转换器、特征分析器、表、表决模块和检测模块。该图像转换器被配置成将图像大小模板以及主体图像分别转换成密度梯度方向模板图像和密度梯度方向主体图像。每个方向图像都具有象素阵列，每个都存储分配给它的密度梯度方向值(θT，θS)。该特征分析器被配置成在方向模板图像内围绕预定的中点(CT)选择多个参考点(R0，...Rn)，并为每个参考点得到距离(L)和角度(α)。距离(L)是从中点(CT)延伸到参考点的直线的长度，而角度(α)是那条直线对于水平轴的角度。该表被配置成对于每个参考点存储与给予每个参考点(R0，...Rn)的密度梯度方向值(θT)相关的距离(L)和角度(α)。该表决模块被配置成对于方向主体图像的每个象素得到密度梯度方向值(θS)，并从表中读取关于由具有相同密度梯度方向值(θT＝θS)的参考点的距离(L)、角度(α)和坐标组成的参数，以便根据这些参数为遮蔽区域的中点(C)计算多个候选点，并对每个候选点进行表决。该检测模块被配置成按照表决数指定候选点中的至少一个为遮蔽区域的中心，从而在主体图像内确定围绕所指定的候选点的遮蔽区域。因此，遮蔽定位器依靠密度梯度方向模板图像和密度梯度方向主体图像，根据方向值、通过参考方向模板图像，为方向主体图像的所有象素，对遮蔽区域的中心的候选点分别进行表决，并根据表决数指定该候选点作为代表遮蔽区域的中心。结果，可能易于为可靠识别主体图像内的对象而准确确定遮蔽区域。本专利技术的系统特别适合用于识别人面孔。在这种情况下，构成确定作为与人面孔类似的遮蔽区域的基础的图像大小模板被选择以取得人面孔，并因此识别在主体图像内的人面孔的存在。优选地，检测模块被配置成得到表决的最大值并指定具有最大表决数的候选点之一作为遮蔽区域的中心。表决模块可以被配置成改变预定范围内的距离(L)，以便为每个改变的距离计算多个候选点，并对每个候选点进行表决。所述距离(L)表示与图像大小模板相关的遮蔽区域的大小。在这种情况下，检测模块被配置成从具有最大表决数的候选点中提取改变的距离，从而得到与图像大小模板相关的遮蔽区域的大小。因此，即使当主体图像包括在大小上与图像大小模板不同的目标对象时，该遮蔽定位器也能确定相对于图像大小模板的遮蔽区域的相对大小，从而准确提取与图像大小模板相应的遮蔽。当对象识别系统关联地应用于保安摄像机或对象验证设备时，所得到的遮蔽区域的相对大小能被用于在遮蔽区域上进行变焦以易于确认物体或人面孔或者为对象的验证在遮蔽上进行详细分析。因此，当与验证图像模板比较而进行对象验证时，验证图像模板根据遮蔽区域的相对大小能够容易地与遮蔽区域匹配。而且，为了得到遮蔽区域的相对大小，遮蔽定位器可以选择性地被安排以包括在预定的范围内改变图像大小模板的大小的倍增器，这样表决模块为每个改变的大小计算多个候选点，并对每个候选点进行表决。此外，表决模块可以被设计成在预定的范围内改变角度(α+)，以便为每个改变的角度(α+)计算多个候选点，并对每个候选点进行表决。在这种情况下，该检测模块被设计成从具有最大表决数的候选点中提取改变的角度(α+)，从而得到相对于图像大小模板的遮蔽区域的旋转角度()，以及将模板的角度与遮蔽区域相匹配。因此，甚至当主体图像包括了相对于图像大小模板的被倾斜或旋转的物体或人面孔时，该遮蔽定位器也能提取与图像大小模板相应的遮蔽区域，并因此给出相对于图像大小模板的遮蔽区域的相对旋转角度。因此，所得到的相对旋转角度能够被最好地利用来控制相关的摄像机，以便给出容易确认的竖直的面孔部图像，或为了可靠的物体或人面孔验证而将验证图像模板与遮蔽区域进行匹配。可选地，遮蔽定位器可以被设计成包括旋转器，该旋转器在预定的范围内按照变化的角度()旋转该图像大小模板，这样该表决模块为每个改变的角度计算出多个候选点，并对每个候选点进行表决。由该检测模块能够从具有最大表决数的候选点中提取角度()，并得到相对于图像大小模板的遮蔽区域的旋转角度()。在一个优选实施例中，检测模块包括选择具有超过预定的表决阈值的表决数的候选点的选择器，以及围绕由每个选择的候选点确定的中点设置遮蔽区域的遮蔽提供器。检测模块还包括复制检查器，如果设置多于一个遮蔽区域并且如果遮蔽区域相互之间部分重叠，则复制检查器就得到每个重叠的遮蔽区域的表决数，并仅指定一个具有最大表决数的重叠的遮蔽区域作为代表遮蔽区域。在该方案中，当得到的主体图像包括将被各自提取作为遮蔽区域的部分重叠的物体或人面孔时，可以提取真实表示将被识别的物体或人面孔的遮蔽区域。此外，检测模块可以被设计成包括用于具有超过预定表决阈值的表决数的候选点的类似选择器，围绕由每个选择的候选点确定的中心设置遮蔽区域的类似遮蔽提供器，以及背景噪声过滤器。该背景噪声过滤器被配置成得到表示为每个围绕候选点所选择的象素所给定的表决数的参数，并过滤出具有超过预定的参数阈值的参数的遮蔽区域。因此，可以为了可靠验证容易地消除背景噪声。而且为了消除背景噪声，背景噪声过滤器可以被配置成具有为标准对象的预先定义的密度梯度方向值的标准分布，该标准对象可以是包括在图像大小模板中的标准对象。背景噪声过滤器给出了为在遮蔽区域内的主体图像得到的密度梯度方向值的主体分布，并统计上分析与标准分布进行比较的该主体分布，以便确认遮蔽区域，并过滤出未被确认的遮蔽区域。背景噪声过滤器可以被选择性地配置成给出关于在该遮蔽区域内的象素的密度梯度方向值的频率分布，从那里得到该遮蔽区域的方差，并过滤出具有超出预定的方差阈值的方差的遮蔽区域。进一步地，背景噪声过滤器可以被配置成给出关于在该遮蔽区域内的象素的密度梯度方向值的频率分布，为遮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对象识别系统，包括模板存储器（２０），被配置成存储图像大小模板［Ｔ］；图像读取器（３０），被配置成取得将被识别的主体图像［Ｓ］；遮蔽定位器（４０），被配置成从所述主体图像内定位遮蔽区域［Ｍ］，所述遮蔽区域［Ｍ］对 应于所述图像大小模板［Ｔ］，以及其中所述遮蔽定位器（４０）包括：图像转换器（４２），被配置成将所述的图像大小模板［Ｔ］以及所述的主体图像［Ｓ］分别转换成密度梯度方向模板图像［ＤＴ］和密度梯度方向主体图像［ＤＳ］，每个所述方向 的图像都具有象素阵列，每个都存储分配它的密度梯度方向值（θＴ，θＳ）；特征分析器（５０），被配置成在所述的方向模板图像［ＤＴ］内围绕预定的中点（Ｃ↓［Ｔ］）选择多个参考点（Ｒ↓［０］，…Ｒ↓［ｎ］），并为每个所述的参考点得到距离（Ｌ ）和角度（α），所述的距离（Ｌ）是从所述的中点延伸到所述的参考点的线的长度，而所述的角度（α）是所述的直线关于水平轴的角度；表（５２），被配置成为每个所述的参考点存储与为每个所述的参考点（Ｒ↓［０］，…Ｒ↓［ｎ］）给定的所述密度梯度 方向值（θＴ）相关的所述的距离（Ｌ）和角度（α）；表决模块（６０），被配置成：为所述方向主体图像（ＤＳ）的每个象素得到所述密度梯度方向值（θＳ），从所述表（５２）中读取由关于具有相同密度梯度方向值（θＴ＝θＳ）的参考 点的距离（Ｌ）、角度（α）和坐标组成的参数，以便根据这些参数为所述遮蔽区域［Ｍ］的中点计算出多个候选点并对每个所述候选点进行表决；检测模块（７０；７０Ａ；７０Ｂ；７０Ｃ；７０Ｄ），被配置成按照所述表决数指定所述候选点中的至少一个作为 所述遮蔽区域［Ｍ］的中心，从而在所述主体图像内确定围绕所指定中心的所述遮蔽区域［Ｍ］。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：中元荣次，萩尾健一，广野淳之，古川聪，
申请(专利权)人：松下电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]