[發明專利]一種具有密集人流中的抗干擾功能的三維人體數據識別方法

有效

• 申請號: 201210413380.2
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN102968615A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 馮偉;馮鏡洋
• 申請（專利權）人: 上海威鏡信息科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

技術領域

本發明涉及三維圖像處理領域，尤其涉及一種具有密集人流中的抗干擾功能的三維人體數據跟蹤識別方法。

背景技術

人機凌空互動是指用戶不用實際接觸任何顯示設備，就可對該顯示設備進行操作和控制，給用戶帶來神奇和科幻的體驗感。隨著硬件和軟件技術的成熟，凌空互動技術日漸成熟。凌空互動系統具有新穎、容易實現和維護、方便靈活等特點。

凌空互動技術可以應用在很多領域。從廣告宣傳的角度來說，商家可以跟消費者互動的方式來展現他們的商品，互動的過程可以增強消費者的興趣以及購買欲，同時商家也可以省去描述的痛苦。撇去傳統的鼠標和鍵盤，這種技術可以創造一種新型的控制手段，手術醫生可以在手術期間凌空翻動手術所需要的資料，這樣省卻了額外的細菌感染。在很多不適合人類工作的場合，機器人具有很高的應用價值，這種技術可以提供方式控制機器人。對愛好網絡購物的人來說，能在家試一下網店的衣服將是非常誘人的想法，這種技術也提供了這個想法實現的可能性。

采用三維攝像機對人體三維數據進行識別和跟蹤，可以使用人體的三維數據來非接觸式的控制數字屏幕。但是這種技術往往只能用于簡單背景的家庭環境，在密集人流的場景下，很難將控制人和背景圍觀人群進行區分，因此很難用于公共商業場合。

景深攝像頭利用紅外原理形成三維成像，因為其簡單且有效的技術，近幾年引起了很多人的關注。跟普通攝像頭不同的是，景深攝像頭考慮了物體與攝像頭的距離，因此，比起多個普通攝像頭的信息融合，它省去了算法上的麻煩。普通的RGB攝像頭則具有價格便宜，且數字圖像技術發展迅速。將兩者結合有效地結合，能很好地實現運動物體檢測、識別和跟蹤。

各種基于景深攝像頭的研究層出不窮，景深攝像頭與普通RGB攝像頭的校準匹配，基于景深攝像頭的三維重建、手勢識別一直是科學家們在致力研究的課題。基于三維的手勢識別比傳統的二維處理增加了手勢的類型，對三維空間的應用更靈活。隨著微軟的Kinect的面世，更加深了對體感應用的開發。然而要確保各種研究的精度，一般都應用在簡單的背景下，具有干擾的復雜背景下，這些系統方法往往會不盡人意。

因此在密集人流的復雜背景下的抗干擾方法以及多目標的檢測、跟蹤，是比較難卻有意義的課題。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種在多目標的密集人流的背景下能夠穩定地鎖定主目標人，將背景和圍觀的人群有效地區分開的具有密集人流中抗干擾功能的三維人體數據跟蹤識別方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種具有密集人流中抗干擾功能的人體三維數據跟蹤識別方法，其特征在于，采用三維人體數據跟蹤識別和人臉數據跟蹤識別相結合，具體包括如下步驟：

1)確定作為跟蹤和識別對象的主目標人；

2)對步驟1)中所確定的主目標人的動作進行跟蹤識別；

其中，所述步驟1)包括：尋找主目標人，當有新的目標出現時判斷所述新目標是否為新的主目標人，若是則更新主目標人，否則保持原有主目標人以及當前主目標人丟失時重新找回主目標人，所述尋找主目標人是根據三維攝像頭捕捉的三維人體數據來進行的，所述判斷新的目標是否為新的主目標人是采用三維攝像頭捕捉的三維人體數據和RGB攝像頭捕捉的人臉數據相結合進行的，所述重新找回主目標人是采用三維攝像頭捕捉的三維人體數據和RGB攝像頭捕捉的人臉數據相結合進行的。

進一步地，所述三維人體數據是由三維攝像頭捕捉的圖像得到的，人臉數據是由RGB攝像頭捕捉的圖像得到的。

進一步地，所述步驟1)中的所述尋找主目標人是根據所述三維攝像頭捕捉到的多個目標人體的三維數據集合中所對應的景深最小的三維數據所對應的目標人體作為主目標人的。

進一步地，所述步驟1)中的所述判斷新目標是否為新的主目標人的步驟是通過兩個目標人的人臉是否遮擋為原則來判斷的。

進一步地，所述重新找回主目標人的步驟是重新找回主目標人的算法來實現的。

進一步地，人臉數據跟蹤識別中的主目標人的確定是由所述步驟1)中根據三維攝像頭捕捉的三維人體數據所確定的主目標人在三維成像中的位置信息再根據三維成像的位置坐標與RGB成像的位置坐標的一一對應關系得到主目標人的RGB成像位置坐標，再經過人臉檢測得到人臉位置信息和人臉大小信息而實現的。

進一步地，所述人臉是否遮擋是以新目標人與攝像頭的距離是否小于主目標人與攝像頭的距離并且兩個目標人的臉部在水平面上是否重疊為原則來判斷的。