專利名稱：一種圖像方向校正裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，特別涉及一種圖像方向校正裝置及方法。
背景技術(shù)：
生活中，我們可以通過各種途徑得到包含有面部圖像的圖像，一般習(xí)慣上以面部豎直向上的方向為正向，如圖1a所示，人面即為正向。但在某些時候，經(jīng)常會得到處于非正向的包含有面部的圖像，如用數(shù)碼相機拍攝人物相片時，因為取景或方便抓握相機的需要，有時相機是豎立、翻轉(zhuǎn)或斜向的，但在圖像保存時，仍按圖像的一般保存方向來保存，即保存為如圖1b或圖1c所示的非正向的圖像。這樣人們在用相機回放這些相片時，需要根據(jù)相片中人物的方向，不時的調(diào)整相機的豎立或翻轉(zhuǎn)以便觀看，非常不便；而且，在把相片導(dǎo)入電腦后，也需要手工把相片一張張進行旋轉(zhuǎn)校正，以方便觀看及編輯。隨著數(shù)碼相機和大容量存儲卡的普遍使用，相片的數(shù)量成倍增長，從而給手工旋轉(zhuǎn)校正相片帶來了巨大的工作量。而且如果圖像的量很大，手動校正圖像工作量大，錯誤率也會相應(yīng)增加。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明的目的就在于提供一種圖像方向校正裝置及方法，能夠自動校正含有面部特征的圖像方向，使相片中的面部圖像基本處于正向，以便預(yù)覽和后期處理。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種圖像方向校正裝置，包括面部檢測器，用于檢測圖像中是否含有有效面部圖像，如有，則根據(jù)預(yù)先設(shè)定的正向，檢測出所述面部圖像與所述正向的相對方向；圖像旋轉(zhuǎn)器，用于根據(jù)所述面部的相對方向?qū)D像進行旋轉(zhuǎn)，以得到面部基本呈正向的圖像。
進一步地，所述面部檢測器是通過檢測圖像中的眼睛、鼻子、嘴巴、耳朵、面部輪廓等面部特征的任意特征的組合來得到是否含有面部圖像，以及面部相對方向的結(jié)果。
進一步地，所述面部檢測器檢測得到嘴巴中心A，以及兩眼之間的中點M，以所述A為起點將所述A、M相連得到一條射線AM，計算所述AM與所述預(yù)設(shè)正向的夾角θ；所述圖像旋轉(zhuǎn)器根據(jù)所述夾角θ值對圖像進行旋轉(zhuǎn)，使經(jīng)過旋轉(zhuǎn)后的AM’與正向的夾角θ落在預(yù)定的基本呈正向的夾角β范圍內(nèi)。
進一步地，所述旋轉(zhuǎn)的角度為90度的整數(shù)倍。
進一步地，所述面部檢測器在圖像中取一點作為原點，建立一坐標系，以水平向右的方向為0度，設(shè)定豎直向上的角度90度為正向角度；預(yù)先設(shè)定所述基本呈正向的夾角β的范圍是45度≤β≤135度，則所述圖像旋轉(zhuǎn)器對圖像的旋轉(zhuǎn)具體為1)當(dāng)0度≤θ＜45度及315度＜θ＜360度時，順時針旋轉(zhuǎn)270度或逆時針旋轉(zhuǎn)90度；2)當(dāng)45度≤θ≤135度時，不旋轉(zhuǎn)；3)當(dāng)135度＜θ＜225度時，逆時針旋轉(zhuǎn)270度或順時針旋轉(zhuǎn)90度；4)當(dāng)225度＜θ＜315度時，逆時針旋或順時針旋轉(zhuǎn)180度；5)當(dāng)θ＝225度時，旋轉(zhuǎn)至45度角或135度角處，可順時鐘或逆時鐘方向旋轉(zhuǎn)；6)當(dāng)θ＝315度時，旋轉(zhuǎn)至45度角或135度角處，可順時鐘或逆時鐘方向旋轉(zhuǎn)。
進一步地，如果圖像中有多個有效面部圖像，則對每個面部圖像都求出其相對正向的方向，然后取其均值，得到一個平均的相對方向，據(jù)此平均相對方向?qū)λ鰣D像進行旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明還提供一種圖像方向校正方法，包括檢測圖像中是否含有有效的面部圖像，如有，則根據(jù)預(yù)先設(shè)定的正向檢測出所述面部圖像與所述的正向的相對方向；根據(jù)所述面部的相對方向?qū)D像進行旋轉(zhuǎn)，以得到面部基本呈正向的圖像。
進一步地，通過檢測圖像中的眼睛、鼻子、嘴巴、耳朵、面部輪廓等面部特征的任意特征的組合來得到是否含有面部圖像，以及面部相對方向的結(jié)果。
進一步地，首先檢測得到嘴巴中心A，以及兩眼之間的中點M，然后以所述A為起點將所述A、M相連得到一條射線AM，計算所述AM與所述正向的夾角θ；然后根據(jù)所述夾角θ值對圖像進行旋轉(zhuǎn)，使經(jīng)過旋轉(zhuǎn)后的AM’與正向的夾角θ′落在預(yù)定的基本呈正向的夾角β范圍內(nèi)。
進一步地，所述旋轉(zhuǎn)的角度為90度的整數(shù)倍。
進一步地，在圖像中取一點作為原點，建立一坐標系，以水平向右的方向為0度，設(shè)定豎直向上的角度90度為正向角度；預(yù)先設(shè)定所述基本呈正向的夾角β的范圍是45度≤β≤135度，則所述對圖像的旋轉(zhuǎn)具體為1)當(dāng)0度≤θ＜45度及315度＜θ＜360度時，順時針旋轉(zhuǎn)270度或逆時針旋轉(zhuǎn)90度；2)當(dāng)45度≤θ≤135度時，不旋轉(zhuǎn)；3)當(dāng)135度＜θ＜225度時，逆時針旋轉(zhuǎn)270度或順時針旋轉(zhuǎn)90度；4)當(dāng)225度＜θ＜315度時，逆時針旋或順時針旋轉(zhuǎn)180度；5)當(dāng)θ＝225度時，旋轉(zhuǎn)至45度角或135度角處，可順時鐘或逆時鐘方向旋轉(zhuǎn)；6)當(dāng)θ＝315度時，旋轉(zhuǎn)至45度角或135度角處，可順時鐘或逆時鐘方向旋轉(zhuǎn)。
進一步地，如果圖像中有多個面部圖像，則對每個面部圖像都求出其相對正向的方向，然后取其均值，得到一個平均的相對方向，據(jù)此平均相對方向?qū)λ鰣D像進行旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的裝置包括面部檢測器及圖像旋轉(zhuǎn)器，利用面部檢測器檢測相片中是否含有面部圖像，如有，則檢測出面部的相對方向；利用圖像旋轉(zhuǎn)器根據(jù)面部的相對方向來對相片進行一定角度的旋轉(zhuǎn)，以得到面部基本呈正向的相片。利用本發(fā)明的裝置和方法，可以對含有面部圖像的相片進行自動旋轉(zhuǎn)，以方便預(yù)覽和后期處理，同時大量節(jié)省了人力和時間。


圖1為圖像的正向及非正向的示意圖像；圖2為本發(fā)明圖像方向校正裝置的原理框圖；圖3為本發(fā)明面部檢測的原理示意圖；圖4為圖1中處于非正向的圖像經(jīng)旋轉(zhuǎn)后得到的正向圖像；圖5為本發(fā)明方法流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的核心思想是首先檢測圖像中是否含有有效面部圖像，如有，則檢測出面部與正向的相對方向；利用圖像旋轉(zhuǎn)器根據(jù)面部與正向的相對方向來對圖像進行一定角度的旋轉(zhuǎn)，以得到面部基本呈正向的圖像。
本發(fā)明所指的有效面部圖像，為足夠用以得到面部相對方向的面部圖像。例如，在現(xiàn)有技術(shù)中的人臉檢測中，一般面部側(cè)向偏轉(zhuǎn)在20度以內(nèi)，都可以得到面部的相對方向，即在目前偏轉(zhuǎn)20度以內(nèi)的面部圖像都可以視為有效面部。
下面結(jié)合附圖，進一步詳細說明本發(fā)明的裝置和方法。
如圖2所示，本發(fā)明的圖像方向校正裝置包括面部檢測器，用于檢測圖像中是否含有有效的面部圖像，如有，則根據(jù)預(yù)先設(shè)定的正向檢測出所述面部圖像的相對方向；還包括圖像旋轉(zhuǎn)器，用于根據(jù)所述面部的相對方向?qū)D像進行旋轉(zhuǎn)，以得到面部基本呈正向的圖像。
所述面部可以為人物或動物的面部，下面的敘述以包含人物面部的圖像旋轉(zhuǎn)為例，對于人物之外的面部檢測及圖像旋轉(zhuǎn)可參照下述方法進行，不再予以贅述。
人的面部有眼睛、鼻子、嘴巴、面部輪廓等多個特征，下面的敘述以檢測圖像中人物的眼睛和嘴巴為例，來得到是否含有人物面部圖像，以及人物面部與正向的相對方向。通過其它面部特征的組合，如眼睛和鼻子、鼻子和面部輪廓、面部輪廓和耳朵等來檢測面部方向的方法在現(xiàn)有技術(shù)中有體現(xiàn)，且不是本發(fā)明的重點所在，所以在此不予贅述。
如圖3所示，面部檢測器可以在圖像中取一點作為原點，該點可以為嘴巴的中心，建立一坐標系，以水平向右的方向為0度，設(shè)定豎直向上的角度90度為正向角度。
檢測人物面部相對方向的步驟具體可以為1)得到嘴巴中心A，以及兩眼之間的中點M，檢測嘴巴及眼睛的方法是現(xiàn)有技術(shù)，此處不予詳述；2)以所述A為起點將所述A、M相連得到一條射線AM，計算所述AM與所述正向的夾角θ，假設(shè)θ＝325度，即可得到人物面部相對正向的方向。
所述圖像旋轉(zhuǎn)器根據(jù)所述夾角θ值對圖像進行旋轉(zhuǎn)，使經(jīng)過旋轉(zhuǎn)后的AM′與正向的夾角θ落在預(yù)定的基本呈正向的夾角β范圍內(nèi)。在本實施例中，所述β的范圍為45度≤β≤135。即，當(dāng)人物面部圖像位于該夾角范圍內(nèi)時，認為圖像為正向。
所述圖像旋轉(zhuǎn)器對圖像進行旋轉(zhuǎn)時，可以順時鐘方向旋轉(zhuǎn)，也可逆時鐘方向旋轉(zhuǎn)。所旋轉(zhuǎn)的角度可以為任意值，只要經(jīng)旋轉(zhuǎn)后的夾角θ在β范圍內(nèi)即可。但旋轉(zhuǎn)角度最好為90度的整數(shù)倍，如90度、180度、270度。這樣經(jīng)過旋轉(zhuǎn)后的圖像的兩條邊仍與水平面平行，給人較穩(wěn)定的感覺。
對于具體旋轉(zhuǎn)多少角度，可由下面的規(guī)則確定。參考圖3，因為本例中已經(jīng)預(yù)先設(shè)定正向為90度，基本呈正向的夾角β的范圍是45度≤β≤135度，則所述圖像旋轉(zhuǎn)器對圖像的旋轉(zhuǎn)具體為1)當(dāng)0度≤θ＜45度及315度＜θ＜360度時，順時針旋轉(zhuǎn)270度或逆時針旋轉(zhuǎn)90度；2)當(dāng)45度≤θ≤135度時，不旋轉(zhuǎn)；注意，當(dāng)θ＝45度或135度，也可進行旋轉(zhuǎn)，但旋轉(zhuǎn)后的效果與旋轉(zhuǎn)前基本無異，所以可以不旋轉(zhuǎn)；3)當(dāng)135度＜θ＜225度時，逆時針旋轉(zhuǎn)270度或順時針旋轉(zhuǎn)90度；4)當(dāng)225度＜θ＜315度時，逆時針旋或順時針旋轉(zhuǎn)180度；5)當(dāng)θ＝225度時，旋轉(zhuǎn)至45度角或135度角處，可順時鐘或逆時鐘方向旋轉(zhuǎn)；6)當(dāng)θ＝315度時，旋轉(zhuǎn)至45度角或135度角處，可順時鐘或逆時鐘方向旋轉(zhuǎn)。
如圖1b和圖1c的兩張圖像經(jīng)過旋轉(zhuǎn)后，可以為圖4b和圖4c所示的圖像。其人物頭像基本呈正向。
另外，如果圖像中有多個人物面部圖像，則可對每個人物頭像都求出θ，然后對所述多個θ值取平均值，以得到一個平均的相對正向的方向，據(jù)此平均值對所述圖像進行旋轉(zhuǎn)。或者，也可以選定其中的一個頭像，計算其θ值。在實際使用中，可根據(jù)具體情況而定。
下面介紹本發(fā)明圖像方向校正的方法。如圖5所示，包括以下步驟100)檢測輸入的圖像中是否含有人物的面部圖像，如有，則執(zhí)行步驟200)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的正向檢測出所述面部圖像的相對方向；否則結(jié)束對該圖像的處理；300)根據(jù)所述面部的相對方向?qū)D像進行旋轉(zhuǎn)，以得到人物面部基本呈正向的圖像。
本發(fā)明所述面部檢測器可以通過檢測圖像中人物的眼睛和嘴巴，來得到是否含有人物面部圖像，以及人物面部與正向的相對方向。
檢測人物面部方向的方法及旋轉(zhuǎn)的具體方法在前述對裝置的描述中都有詳細的介紹，在些不予贅述。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種圖像方向校正裝置，其特征在于，包括面部檢測器，用于檢測圖像中是否含有有效面部圖像，如有，則根據(jù)預(yù)先設(shè)定的正向，檢測出所述面部圖像與所述正向的相對方向；圖像旋轉(zhuǎn)器，用于根據(jù)所述面部的相對方向?qū)D像進行旋轉(zhuǎn)，以得到面部基本呈正向的圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述面部檢測器是通過檢測圖像中的眼睛、鼻子、嘴巴、耳朵、面部輪廓等面部特征的任意特征的組合來得到是否含有面部圖像，以及面部相對方向的結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述面部檢測器檢測得到嘴巴中心A，以及兩眼之間的中點M，以所述A為起點將所述A、M相連得到一條射線AM，計算所述AM與所述預(yù)設(shè)正向的夾角θ；所述圖像旋轉(zhuǎn)器根據(jù)所述夾角θ值對圖像進行旋轉(zhuǎn)，使經(jīng)過旋轉(zhuǎn)后的AM’與正向的夾角θ落在預(yù)定的基本呈正向的夾角β范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)的角度為90度的整數(shù)倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述面部檢測器在圖像中取一點作為原點，建立一坐標系，以水平向右的方向為0度，設(shè)定豎直向上的角度90度為正向角度；預(yù)先設(shè)定所述基本呈正向的夾角β的范圍是45度≤β≤135度，則所述圖像旋轉(zhuǎn)器對圖像的旋轉(zhuǎn)具體為1)當(dāng)0度≤θ＜45度及315度＜θ＜360度時，順時針旋轉(zhuǎn)270度或逆時針旋轉(zhuǎn)90度；2)當(dāng)45度≤θ≤135度時，不旋轉(zhuǎn)；3)當(dāng)135度＜θ＜225度時，逆時針旋轉(zhuǎn)270度或順時針旋轉(zhuǎn)90度；4)當(dāng)225度＜θ＜315度時，逆時針旋或順時針旋轉(zhuǎn)180度；5)當(dāng)θ＝225度時，旋轉(zhuǎn)至45度角或135度角處，可順時鐘或逆時鐘方向旋轉(zhuǎn)；6)當(dāng)θ＝315度時，旋轉(zhuǎn)至45度角或135度角處，可順時鐘或逆時鐘方向旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，如果圖像中有多個有效面部圖像，則對每個面部圖像都求出其相對正向的方向，然后取其均值，得到一個平均的相對方向，據(jù)此平均相對方向?qū)λ鰣D像進行旋轉(zhuǎn)。
7.一種圖像方向校正方法，其特征在于，包括檢測圖像中是否含有有效的面部圖像，如有，則根據(jù)預(yù)先設(shè)定的正向檢測出所述面部圖像與所述的正向的相對方向；根據(jù)所述面部的相對方向?qū)D像進行旋轉(zhuǎn)，以得到面部基本呈正向的圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，通過檢測圖像中的眼睛、鼻子、嘴巴、耳朵、面部輪廓等面部特征的任意特征的組合來得到是否含有面部圖像，以及面部相對方向的結(jié)果。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，首先檢測得到嘴巴中心A，以及兩眼之間的中點M，然后以所述A為起點將所述A、M相連得到一條射線AM，計算所述AM與所述正向的夾角θ；然后根據(jù)所述夾角θ值對圖像進行旋轉(zhuǎn)，使經(jīng)過旋轉(zhuǎn)后的AM’與正向的夾角θ′落在預(yù)定的基本呈正向的夾角β范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)的角度為90度的整數(shù)倍。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在圖像中取一點作為原點，建立一坐標系，以水平向右的方向為0度，設(shè)定豎直向上的角度90度為正向角度；預(yù)先設(shè)定所述基本呈正向的夾角β的范圍是45度≤β≤135度，則所述對圖像的旋轉(zhuǎn)具體為1)當(dāng)0度≤θ＜45度及315度＜θ＜360度時，順時針旋轉(zhuǎn)270度或逆時針旋轉(zhuǎn)90度；2)當(dāng)45度≤θ≤135度時，不旋轉(zhuǎn)；3)當(dāng)135度＜θ＜225度時，逆時針旋轉(zhuǎn)270度或順時針旋轉(zhuǎn)90度；4)當(dāng)225度＜θ＜315度時，逆時針旋或順時針旋轉(zhuǎn)180度；5)當(dāng)θ＝225度時，旋轉(zhuǎn)至45度角或135度角處，可順時鐘或逆時鐘方向旋轉(zhuǎn)；6)當(dāng)θ＝315度時，旋轉(zhuǎn)至45度角或135度角處，可順時鐘或逆時鐘方向旋轉(zhuǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，如果圖像中有多個面部圖像，則對每個面部圖像都求出其相對正向的方向，然后取其均值，得到一個平均的相對方向，據(jù)此平均相對方向?qū)λ鰣D像進行旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種圖像方向校正裝置，其包括1)面部檢測器，用于檢測圖像中是否含有面部圖像，如有，則根據(jù)預(yù)先設(shè)定的正向檢測出所述面部圖像與正向的相對方向；2)圖像旋轉(zhuǎn)器，用于根據(jù)所述面部的相對方向?qū)D像進行旋轉(zhuǎn)，以得到面部圖像基本呈正向的圖像。本發(fā)明還公開了一種圖像方向校正方法。該裝置和方法可以用于所有含有面部圖像且需要旋轉(zhuǎn)的情況下，如在用數(shù)碼相機照相然后保存相片時，或利用電腦處理圖像時，可以自動對不處于正向的圖像進行旋轉(zhuǎn)，大大節(jié)省人力和時間。
文檔編號G06K9/32GK1963840SQ20061016483
公開日2007年5月16日 申請日期2006年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月6日
發(fā)明者馮備戰(zhàn), 游明琦 申請人:北京中星微電子有限公司