[發明專利]暴力場景中人臉檢測定位與實時跟蹤方法

有效

• 申請號: 201710718630.6
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107527357B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 吳占雄;吳東南;曾毓;楊宇翔;何志偉;高明煜;黃繼業
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06T7/269
• 分類號: G06T7/269;G06T7/246;G06K9/00
• 代理公司: 31253 上海精晟知識產權代理有限公司
• 代理人: 馮子玲<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種暴力場景中人臉檢測定位與實時跟蹤方法，其特征在于，包括：

步驟一，獲取監控視頻幀內每個像素的光流矢量幅度：

其中，(u_i,j,t,v_i,j,t)為像素p(i,j,t)的光流量，其中(i,j)為監控視頻幀內像素的位置，t為視頻幀序列索引；

步驟二，暴力場景判斷，當滿足以下條件時，表征監控視頻幀為暴力場景監控視頻幀：

其中，Th為光流量判斷閾值，N為一幀圖像內像素的個數；

步驟三，將暴力場景監控視頻幀從RGB空間轉換到YCbCr顏色空間并建立圖像顏色直方圖；

步驟四，根據YCbCr空間內的膚色均值與膚色方差計算初始暴力場景監控視頻幀內人臉跟蹤區域的中心位置O⁰；

步驟五，根據初始暴力場景監控視頻幀內人臉跟蹤區域的中心位置O⁰利用以下公式獲得后續暴力場景監控視頻幀內人臉跟蹤區域的中心位置O^m+1：

其中，k＝1…L，m≡0…t，L為直方圖段數索引，t為視頻幀序列索引，O^m為當前暴力場景監控視頻幀內人臉跟蹤區域的中心位置，O^m+1為下一幀監控視頻幀內人臉跟蹤區域的中心位置，I'(i,j)為暴力場景監控視頻幀內其它像素的Cb亮度，δ為狄拉克函數，c(i,j)為像素p(i,j,t)所在直方圖段數，N1為圖像垂直方向的像素個數，N2為圖像水平方向的像素個數；I(O^m)表示的是當前暴力場景監控視頻幀內人臉跟蹤區域的中心位置O^m的圖像亮度；

步驟六，以O^m+1為中心利用邊緣檢測算子來獲得人臉跟蹤區域的臨界像素，并對臨界像素進行曲線擬合來形成第m+1幀暴力場景視頻幀的人臉跟蹤區域直至不再滿足暴力場景的判斷條件。

2.根據權利要求1所述的暴力場景中人臉檢測定位與實時跟蹤方法，其特征在于，光流量(u_i,j,t,v_i,j,t)采用差分的方式進行計算，計算公式如下：

其中I為像素p(i,j,t)的圖像亮度，為橫向亮度梯度，為縱向亮度梯度，為時間軸上亮度梯度。

3.根據權利要求1所述的暴力場景中人臉檢測定位與實時跟蹤方法，其特征在于，初始暴力場景監控視頻幀內人臉跟蹤區域的中心位置O⁰的確定采用如下步驟：

首先，計算初始暴力場景監控視頻幀內每一像素的Cb亮度與膚色的差異S(I(i,j))：

其中，μ膚色均值，σ為膚色的標準差；I(i,j)為暴力場景監控視頻幀內每一像素的Cb亮度；

其次，人臉區域判斷，當S(I(i,j))>Th_skin時則表征像素p(i,j,t)屬于人臉區域，其中Th_skin為膚色的差異閾值；

最后，人臉區域提取，根據S(I(i,j))和Th_skin的關系提取臨界像素并進行曲線擬合，形成初始暴力場景監控視頻幀內人臉跟蹤區域并獲得初始暴力場景監控視頻幀內人臉跟蹤區域的中心位置O⁰。

4.根據權利要求1所述的暴力場景中人臉檢測定位與實時跟蹤方法，其特征在于，采用以下公式將監控視頻幀從RGB空間轉換到YCbCr顏色空間：

Y＝0.257*R+0.564*G+0.098*B+16 (7)

Cb＝-0.148*R-0.291*G+0.439*B+128 (8)

Cr＝0.439*R-0.368*G-0.071*B+128 (9)

其中，Y表示亮度，Cb反映的是RGB輸入的藍色分量與亮度的差異，Cr反映的是RGB輸入的紅色分量與亮度的差異。

5.根據權利要求1或3所述的暴力場景中人臉檢測定位與實時跟蹤方法，其特征在于，采用橢圓曲線擬合的方式對臨界像素進行曲線擬合從而形成人臉跟蹤區域。

6.根據權利要求1所述的暴力場景中人臉檢測定位與實時跟蹤方法，其特征在于，在步驟六中所述邊緣檢測算子為局部差分算子、Sobel算子或Canny算子中的任一種。