[發明專利]基于人臉識別的視頻監控系統及其數據處理方法

有效

• 申請號: 201310259743.6
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN103324919A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 余學平;楊坤
• 申請（專利權）人: 鄭州吉瑞特電子科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/64
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 陳勇

（一）、技術領域：本發明涉及一種視頻監控系統及其數據處理方法，特別是涉及一種基于人臉識別的視頻監控系統及其數據處理方法。

（二）、背景技術:在傳統的視頻監控環境下，監控管理人員往往要對監控視頻畫面中搜索出的人臉進行仔細觀察并與嫌疑犯人的圖片進行比對，一旦需要關注的前端視頻畫面或嫌疑人過多，將十分耗費人的精力。隨著人工智能和計算機圖像技術的飛速發展，實時人臉檢測和識別技術不斷取得新的發展，這些技術在一定程度上能夠替代管理人員對監控畫面中出現的人臉自動進行檢測、識別。相對于指紋、虹膜、掌紋、語音等其他識別技術，人臉識別具有可以隱藏操作，非接觸式采集，沒有侵犯性，圖像采集設備成本低等特點。人臉識別技術將廣泛地應用于公安、銀行、機場、車站、碼頭、商場、考場等眾多公共場所與領域。

視頻監控下的人臉識別技術涉及到多個領域的專業知識。雖在國內外取得一些應用成果，還未取得類似指紋識別和虹膜識別的類似的滿意結果。目前的人臉識別監控系統有還有以下缺點：

1）視頻拍攝角度限制過死，不利于前端監控設備的架設；

2）受制于處理器技術的發展，DSP、FPGA等芯片無法做到實時的監控識別；

3）受人臉區域的光照、遮擋、尺度或移動等因素影響，人臉識別算法性能達不到預想效果；

4）市場上多數系統無法集中式實現人臉識別；

目前的視頻監控下的人臉識別技術絕大多數都有上述共性的缺陷，這些缺陷致使視頻控系統只能運用到一些特定的或者預先定制好的場景，無法處理復雜的監控環境。

（三）、發明內容：

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的缺陷，提供一種識別速度快、準確性高的基于人臉識別的視頻監控系統及其數據處理方法。

本發明的技術方案：

一種基于人臉識別的視頻監控系統，含有N路數據采集電路、中心服務器單元和顯示輸出單元，N路數據采集電路的輸出通訊端與中心服務器單元的通訊端口連接，中心服務器單元的輸出端與顯示輸出單元連接，每路數據采集電路含有視頻采集單元、信號處理單元和數據傳輸單元，視頻采集單元的輸出端與信號處理單元的輸入端連接，信號處理單元的輸出通訊端通過數據傳輸單元與中心服務器單元的通訊端口連接，N為大于等于1的自然數。

在每一路數據采集電路中，視頻采集單元含有M個CCD傳感器，CCD傳感器的數量可根據實際情況和系統的整體性能確定，信號處理單元含有中央處理器和存儲器，存儲器與中央處理器的存儲器端口連接，數據傳輸單元為傳輸網絡，M個CCD傳感器的輸出信號進入中央處理器的信號輸入端，中央處理器的輸出信號經傳輸網絡進入中心服務器單元的通訊端口；M為大于等于1的自然數。

中心服務器單元中含有工作站或高性能計算機，用Linux系統或Windows系統作為運行環境，顯示輸出單元中含有顯示器，中央處理器的輸出信號經傳輸網絡進入服務器的通訊端口，服務器的顯示輸出端與顯示器連接。

中央處理器為ARM處理器，或為DSP處理器，或為FPGA處理器；存儲器含有SDRAM存儲器和FLASH存儲器，傳輸網絡為Internet網。

一種基于人臉識別的視頻監控系統的數據處理方法，含有下列步驟：

步驟1：視頻采集單元進行實時畫面的采集；視頻采集單元可分布在各個不同的特定地點，以便于進行視頻采集；視頻采集單元的軟件采用用嵌入式系統開發。

步驟2：信號處理單元對步驟1中采集的視頻數據進行處理：采用ASM（Active?Shape?Model）人臉檢驗算法對人臉進行檢測，然后將檢測到的視頻數據和人臉檢測信息編碼，并將編碼后的視頻數據和人臉檢測信息壓縮打包；ASM人臉檢測算法使得前端視頻采集單元的架設、采光等受到很小的限制；

步驟3：數據傳輸單元將信號處理單元壓縮打包后傳輸來的數據傳送到中心服務器單元；數據傳輸單元采用端對端的流媒體傳輸機制，以保證視頻數據的傳輸質量；

步驟4：中心服務器單元按預定的協議接收并解碼各數據傳輸單元傳輸來的數據，然后匯總數據，進行集中式人臉識別，最后將識別結果存儲并送顯示輸出單元；

步驟5：顯示輸出單元根據中心服務器單元傳送來的識別結果進行顯示。顯示輸出單元有選擇地顯示人臉識別的部分結果。

步驟2中，信號處理單元中的中央處理器進行ASM人臉檢驗算法的運算，并進行數據的編碼和壓縮打包；信號處理單元還控制、修正視頻采集單元的參數，調整視頻采集單元中的鏡頭參數，使鏡頭聚焦跟蹤人臉區域，重點對人臉畫面區域進行采集。