[發明專利]基于多攝像機的人臉識別方法及系統

有效

• 申請號: 201110242426.4
• 申請日: 2011-08-23
• 公開（公告）號: CN102254169A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 汪晉寬;才溪;韓光
• 申請（專利權）人: 東北大學秦皇島分校
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;H04N7/18
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 郭防;王娟

技術領域

本發明涉及在不規則、有遮擋及超大區域內基于多攝像機的人臉識別方法及系統，屬于單個目標的人臉識別技術領域。

背景技術

在現有的眾多生物特征識別技術中，人臉識別技術因其特有的主動性、非侵犯性以及用戶友好性等優點，近年來一直受到廣泛關注。目前，視頻監控系統是人臉識別技術在實際應用中的一個主流方向。通常，視頻監控系統采用多個攝像機協作來完成人臉識別任務，其好處是：1)在不需人目標配合的情況下，能獲得更多的各個視角人臉圖像；2)多個攝像機能更好地覆蓋監控區域，不出現監控盲區。視頻監控系統主要應用于物業管理、海關邊檢、安全防范、公安布控等領域。

現有的基于多攝像機協作的人臉識別系統，通常采用一個廣角(或全方位)攝像機作為主攝像機對人目標進行定位跟蹤。例如，美國發明專利US20070092245采用一個廣角攝像機利用低分辨率圖像對整個監控區域內出現的目標進行檢測、定位、跟蹤，目標進入某個固定的窄角攝像機監控子區域后，該窄角攝像機使用高分辨率圖像提取人臉特征，這一人臉識別系統要求人目標需正面面對攝像機陣列，因此適用于安檢入口等。中國發明專利CN101236599采用一個廣角(或全方位)攝像機對整個監控區域內出現的目標進行檢測、定位和跟蹤，多個球型攝像機轉動對準目標進行人臉圖像采集。

這些由主攝像機定位人目標的人臉識別系統，其局限性在于主攝像機必須能夠覆蓋整個監控區域，否則將出現監控盲區。但是，現代建筑常常有很多不規則區域(例如上海世界博覽會上的日本展館、法國展館、英國展館)，這些不規則的監控區域，由于空間結構復雜無法設置可以覆蓋整個監控區域的主攝像機；或者規則區域內有很多遮擋物(例如擺放很多展柜的藝術館和博物館)，在這類監控區域中，主攝像機會由于遮擋物而產生監控盲區；或者超大區域(例如飛機場、火車站、體育館)，這類監控區域中，主攝像機會由于視場不足而無法覆蓋整個監控區域。

由于上述區域多為公共區域，安全保衛問題關系重大，關系到國家和人民的生命財產安全。因此，研究針對不規則、有遮擋和超大區域的人臉識別方法及系統有重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于，提供基于多攝像機的人臉識別方法及系統，它利用多個攝像機對人目標進行接力式定位跟蹤及動態組建攝像機工作組共同采集多視角人臉圖像來進行人臉識別，避免了在不規則、有遮擋和超大區域內出現監控盲區的現象，從而更好的保衛國家及人民的生命財產安全。

為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：基于多攝像機的人臉識別方法，包括以下步驟：

S1，攝像機對出現在其預置監控子區域中的目標進行定位跟蹤，并判別目標的人臉姿態參數；S2，根據目標位置信息和人臉姿態參數選擇合適的攝像機組建工作組并采集多視角人臉圖像；

S3，利用多視角人臉識別方法來識別目標；

S4，當目標進入另一個攝像機的預置監控子區域時，轉到S1。

前述方法中所述的攝像機采用主動攝像機，即PTZ(Pan-Tilt-Zoom)攝像機，從而可以獲取清晰人臉的圖像。

前述方法中，所述的工作組中用于定位跟蹤的攝像機在工作過程中不動，其他的攝像機進行轉動來采集多視角人臉圖像，其中用于定位跟蹤的攝像機固定不動，可以獲得人臉識別中可用的某一視角的高分辨率人臉圖像，其他攝像機進行轉動，可以獲得更多的多視角人臉圖像；另外，采用這種工作方式克服了現有技術中工作組內的各攝像機都固定不動，多個攝像機協同定位跟蹤目標而需要對目標進行時間、空間上的配準及需要各攝像機之間有較多的重疊覆蓋區域的問題。

前述方法中所述的攝像機包括：圖像傳感器、處理單元和通信單元，圖像傳感器用于獲取場景的圖像信息；處理單元用于對場景中出現的目標進行檢測、定位、跟蹤處理；通信單元用于和中心處理器保持通信。

步驟S2中，隨著人目標的移動的人臉姿態的變化，工作組內的成員動態變化，從而在接力跟蹤監控的同時及時的采集人目標的多視角人臉圖像，便于更加準確的識別人目標。

前述的基于多攝像機的人臉識別方法，步驟S1中，使用六個自由度參數[x，y，z，α，β，γ]來表示目標的位置和人臉姿態，其中x，y，z分別表示在空間坐標中的三個坐標軸，α表示人臉的平面內旋轉角度，β表示人臉的俯仰旋轉角度，γ表示人臉的平面外深度旋轉角度。

前述的基于多攝像機的人臉識別方法，步驟S2中所述的組建工作組的方法包括以下步驟：

S10，攝像機獲取當前目標的位置信息和人臉姿態參數；