[發明專利]一種基于熱紅外步態的夜間行人識別方法及系統

有效

• 申請號: 200710062820.3
• 申請日: 2007-01-18
• 公開（公告）號: CN101226597A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 譚鐵牛;黃凱奇;覃道亮
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明屬于模式識別應用領域，涉及對步態的生物特征進行數字圖像處理、計算機視覺和模式識別技術。

背景技術

步態意指人的行走方式。廣義來說，步態既包含有行人運動過程中的動態信息也含有人體形這一靜態信息。早期的心理物理學與醫學步態分析研究結果證明步態包含有豐富的個體特性，同時相對個體而言，具有唯一性，因此它可以被用于身份識別。

美國911恐怖襲擊事件之后，各國政府和民眾對安全保障有了比以往更為強烈的需求。傳統的人力密集型監控系統存在一些局限性：

①要求工作人員長時間注意力保持高度集中；

②大量實時視頻數據的監測；

③對多個目標同時監控存在一定的困難性；

④在全天候工作條件下存在欠妥性；

⑤較高的人員工作強度。

這些局限性凸現出傳統人力密集型監控系統的技術不足之處。在這種強烈的市場和技術需求條件下，智能視覺監控受到了人們更為廣泛的關注。智能視覺監控是一個多學科交叉的應用領域，它目前是計算機視覺最為活躍的應用領域之一，智能視覺監控可能的應用領域有銀行安保，邊境檢查，安全敏感場合的訪問控制，流量統計等。目前智能視覺監控研究的目標是實現以計算機為主體，以人為輔，對動態場景實現實時監控目的，以減輕工作人員的勞動強度(注意：“輔”意指人只進行指導計算機如何進行有效學習規則)和提高監控效率。例如，由美國國防高級研究項目署DARPA牽頭的VSAM項目瞄準了智能視覺監控在戰場和民用場景中的應用。卡內基梅隆大學與Sarnoff公司聯合進行視頻監控與監測子項目開發出了利用多個協同工作的視頻傳感器來對復雜的環境中的人和車輛進行監控。MIT視覺監控研究組的集群傳感器項目利用大量廉價攝像頭，開發出一套監控系統，能夠對場景進行持續、全范圍的監控與監測，此外，此系統還具有自動配置和處理的特點。而MIT多媒體實驗室則側重于視頻圖像中行為的理解，即對視頻序列進行解釋，以告知環境中正在發生些什么。從實際應用來考慮，全天候應該是一個魯棒的視覺監控系統的必備條件，因此夜間視覺監控是視覺監控系統的一個不可缺少的有機組成部分。當前視覺監控的研究對象一般只考慮行人和車輛。

另一方面，人運動視覺分析則為智能視覺監控中人的監控部分提供了必要的理論基礎。人運動視覺分析側重于研究：

1.人體各組成部分的運動分析；

2.從單目或多目攝像機中對行人進行跟蹤；

3.從圖像序列中識別人的行為。

人運動分析的廣泛應用前景引起了廣大學術和工業界人士的濃厚興趣。由美國國防高級研究項目署(DARPA)資助的HID(HumanIdentification?at?a?Distance)計劃的目的則是開發自動生物特征識別技術用于在遠距離條件下對人進行檢測、分類、識別，以期提高國防和民用設施對于恐怖分子、犯罪分子和其它人為攻擊的防御能力。許多世界知名大學，如麻省理工，卡內基梅隆，佐治亞理工，馬里蘭等大學均參與到這個計劃當中。HID計劃擬采用人臉和步態特征相結合的策略，對人進行識別。在近距離時，可通過跟蹤人臉實現對人的識別；在遠距離時，由于臉部特征較難獲取，故利用步態特征對人進行識別；在中等距離時，采用多模態融合策略，來產生一個更為快速、準確、無約束的行人識別系統。值得注意的是當前HID研究工作大都集中于日間或可見光范圍內的行人監控識別。這主要是由于夜間的光照條件低，在可見光條件下，一般很難對運動目標進行魯棒有效的檢測。