用于采集專人數據的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于采集人員的專人數據的裝置、采集人員的專人數據的方法和計算機程序產品。
【背景技術】
[0002]證明文件例如像個人身份證必須是個人化的。個人化所需要的數據(如配發有證件的人員的姓名和通信地址)須由相應的官方工作人員人工采集。另外，請求該證件的人員通常可以在攝影師處制作證件所需的護照圖像并將該圖像移交給簽發該證件的官方或證件辦理處。證明文件的簽發此時對于證件接收方和證件簽發方來說都很復雜且費用高昂O
[0003]例如EP I 563 452 BI公開了一種用于身份證或類似物的制造方法以及一種用于制造這樣的卡的裝置。

【發明內容】

[0004]本發明任務在于提供采集專人數據的裝置、采集專人數據的方法以及計算機程序
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[0005]本發明所基于的任務將通過獨立權利要求的特征來完成。在從屬權利要求中給出了本發明的優選實施方式。
[0006]提出一種用于采集人員的專人數據的優選獨立的裝置，其中，該專人數據包括人員臉孔圖像，在這里，該裝置具有用于拍攝人員臉孔圖像的照相機、照明裝置和半透明反射鏡。該半透明反射鏡布置在人員和照相機之間，其中，該半透明反射鏡如此取向，即在該半透明反射鏡的朝向人員的一側，入射至該半透明反射鏡的光的光路平行于由該半透明反射鏡反射回來的部分光的光路。另外，該照明裝置用于人員的前方照亮，即照亮人員的朝向該照相機的部分。該裝置還具有用于執行圖像采集的控制單元，包括以下步驟:
[0007]-通過該照明裝置產生光以照亮人員的臉孔，并且在照亮時通過該照相機采集人員的臉孔的第一圖像，
[0008]-在沒有產生光的情況下，通過該照相機采集人員的臉孔的第二圖像，
[0009]-形成第一圖像與第二圖像的第一差異圖像，其中，在第一差異圖像中人員的臉孔是脫離背景的，其中，該專人數據包含第一差異圖像作為臉孔圖像。
[0010]本發明的實施方式可以有以下優點:通過該裝置，與其設立位置、所用圖像背景無關且無需專業攝影師就能采集人員的臉孔圖像，該臉孔圖像不包含襯以拍攝圖像的背景。顯示人員臉孔且摳除背景的臉孔圖像可以具有以下優點:尤其在制作證明文件時位于證明文件上的安全特征可以被直接轉移至人員臉孔的輪廓。即，如果證明文件帶有連同背景的臉孔圖像，則相應的安全特征無法被如此緊密移近至真正的人員臉孔。即，在此情況下，連同或許也是單色背景或中性背景在內的整個圖像用作“圖像”，在這里，根據臉孔形狀，該背景可能或大或小。
[0011]現在，如果要自動將安全特征一同加入證明文件中，則只能很困難地自動將安全特征移近至臉孔輪廓，這是因為總是有以下危險，即該安全特征隨即遮住臉孔的一部分，因而使得臉孔面目全非。而根據上述圖像采集，全自動地得到了不帶背景的人員臉孔，其能以自動化方式被進一步處理。即，在制作證明文件時，一開始就知道臉孔輪廓在哪個部位開始并且直到哪個部位可將該安全特征移近至臉孔輪廓。
[0012]在圖像采集時，不僅在采集第一圖像時，也在采集第二圖像時，所述背景具有相同的或近似相同的照明情況。即，被用于采集第一圖像的臉孔照明僅被設計成臉孔被最佳照亮。任何存在的背景由此未受影響。就是說，在第一圖像和第二圖像之間有顯著差異，一次是人員臉孔被照亮且因而清晰可辨，一次是人員臉孔看上去黯淡，這是因為臉孔未被照亮。但在這兩者情況下，所述背景的亮度是相同的或近似相同的。這種差異允許在形成第一差異圖像時刪除該背景，進而使人員的完整臉孔從所述背景脫離出來。
[0013]按照上述方式在人員和照相機之間采用半透明反射鏡可以有以下優點，自動得到了對生物識別圖像最佳的、待采集的人員臉孔與照相機的取向。人員按照“生物識別的正確方式”自動注視于照相機，因為人本身看上去是半透明反射鏡內的鏡像。另外，由此一來，人自動調整頭部向左、向右或向上、向下的傾斜，從而得到自然看向照相機。
[0014]根據本發明的一個實施方式，所產生的光是白光，其中該控制單元還被構造用于:
[0015]-控制該照明裝置以通過該照明裝置產生彩色光或紅外光來照亮人臉孔，并控制該照相機以便在照亮時通過該照相機采集人員臉孔的第三圖像，
[0016]-在沒有產生光的情況下，通過該照相機采集人員臉孔的第四圖像，
[0017]-形成所述第三圖像與所述第四圖像的第二差異圖像，其中，在所述第二差異圖像中人員臉孔從背景脫離出來，并且根據所述第二差異圖像計算出臉孔的外輪廓，
[0018]-用從所述第二差異圖像中計算出的外輪廓來修正所述第一差異圖像。
[0019]在此要注意的是，第四圖像和第二圖像可以是相同的，即在此情況下在沒有產生光的情況下只一次性通過照相機采集人員臉孔的第二圖像，該第二圖像隨后在形成第二差異圖像時被引用為第四圖像。
[0020]使用彩色光來計算臉孔外輪廓可能有以下優點，即因為使用了顏色例如黃色、藍色或紅色，實現了以該顏色所照亮的臉孔相對于環境即背景的很強烈的差異。雖然例如在灰色景下在采用白色照明時灰發顯示出相當弱的對比，但通過使用顏色如黃色就可以在這種情況下也給包括頭發在內的臉部提供明顯凸顯于背景的配色。這種配色隨后可以通過照相機來采集并且被用于準確確定臉孔的外輪廓(即包括頭發在內的皮膚部分)。
[0021]在此要注意，可針對用以照亮人員臉孔的不同彩色光多次執行外輪廓計算。就是說，完全可以用不同顏色先后照亮人員臉孔并接著在采用其中一個如此采集的彩色圖像或所有采集的彩色圖像情況下執行外輪廓計算。最好，人員臉孔的第三圖像的采集根據彩色光或紅外光的使用被相應過濾地進行。
[0022]紅外光的產生和隨后在紅外范圍內優選采集人員臉孔的第三圖像可以有以下優點:由此可以加強形式看到臉孔對比度。這以優化方式支持臉孔外輪廓的計算。
[0023]根據本發明的一個實施方式，為了形成差異圖像而采用了被用來形成差異圖像的像素的亮度差，在這里，其亮度差小于預定閾值的所有像素被歸為背景。即，第一差異圖像的情況下涉及到在第一和第二圖像的相同位置上的像素的亮度差，而在第二差異圖像中涉及到在第三和第四圖像的相同位置上的所用像素的亮度差。如上所述，可以認為在臉孔的照亮和未照亮狀態下所述背景具有幾乎相同的亮度，因而在背景處看不到第一圖像和第二圖像之間的亮度差。其亮度差小于預定的最大閾值的所有區域隨后可以作為第一差異圖像的背景被除去。
[0024]根據本發明的一個實施方式，該照相機具有物鏡，其中該物鏡被構造用于只銳利采集人員臉孔并且不銳利地采集背景，其中該控制單元還被構造用于從人員臉孔和背景的銳度差異中計算臉孔外輪廓并用算出的外輪廓來修正第一差異圖像。
[0025]例如可以規定，如此選擇該物鏡的景深，即只有人員臉孔示出細節，而從焦點起比在照相機和照相機焦點之間的距離遠1/3的所有其它物體可稱為明顯不銳利。因此，在照相機和焦點之間距離的所述1/3的距離內的可分辨的線條對的數量應該最多是可由照相機在焦點處分辨的每厘米線條對的數量的20%，最好是10%。
[0026]通過從人員臉孔和背景的清晰度差異中計算臉孔外輪廓，提供以下替代方式或附加可能性，即盡量準確地完成利用計算出的外輪廓來修正第一差異圖像。
[0027]根據本發明的另一個實施方式，該照明裝置被構造用于以偏振光照亮人員，其中該照相機具有偏光濾鏡，偏振光的偏振方向和經過偏光濾鏡射入照相機的光的偏振方向彼此旋轉相差90°。
[0028]這可能有以下優點，例如在被照亮的人員的眼鏡片中的不希望有的反射被顯著減小。由此能以自動化方式實現采集人員的高質量的臉孔圖像，該臉孔圖像也還滿足生物識別圖像的標準。
[0029]根據本發明的一個實施方式，該控制單元還被構造用于分析人員的臉孔圖像，在此，所述分析包括確定頭部姿勢和/或眼睛姿勢，其中該控制單元還被構造用于在其頭部姿勢和/或眼睛姿勢未達到預定標準情況下自動舍棄人員的臉孔圖像。
[0030]最好該照相機被構造用于在視頻流中先后采集多個圖像，在這里，該控制單元還被構造用于在形成第一差異圖像和/或第二差異圖像時只采用該視頻流的達到預定質量標準的圖像。該質量標準例如可以包括人員的眼睛部分的預定空間位置和/或人員的最大允許顫動模糊和/或在圖像中的人員臉孔的預定大小。
[0031]視頻流的使用可能有以下優點，可在最短時間里采集許多圖像。為此，可以可觀地提高至少其中一個在短時間內采集的圖像具有高質量以便最終被考慮用于形成第一差異圖像的概率。另外，通過照相機采集的人不用承受長時間連續注視照相機的負擔，這通常可能導致扭曲而不自然的面部表情。
[0032]另外，視頻流的使用可以有以下優點，在人員活動情況下可能等候這樣的瞬間，此時人員的臉孔最佳對準該照相機。如果人員的活動此時足夠漫長，則現有的顫動模糊是可忽略的或它或許根本就沒有。因為人也可能移向照相機或離開照相機，因而人臉孔的預定大小或許相關，因為在這里也可能等候達到人臉孔和照相機之間的最佳距離，從而所用的照明裝置能均勻照亮人臉孔。
[0033]根據本發明的一個實施方式，該照相機可通過驅動單元來升降調節，其中該控制單元還被構造成
[0034]-檢測人員的眼睛部分的相對于照相機位置的空間位置，和
[0035]-在該眼睛部分的空間位置未位于相對于照相機位置的預定范圍內的情況下，控制該驅動單元以通過該驅動單元