[發(fā)明專利]人臉識(shí)別監(jiān)控視頻的圖像預(yù)處理方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810731822.5
• 申請(qǐng)日: 2018-07-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108960146A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭永春;周飛標(biāo);陳建苗;胡林;孫莉;章立楊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭永春
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/54
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

本發(fā)明提供一種人臉識(shí)別監(jiān)控視頻的圖像預(yù)處理方法，采集到實(shí)時(shí)數(shù)字視頻，對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)字視頻中的原始圖像進(jìn)行預(yù)處理，篩選出可用于比對(duì)識(shí)別的人臉的圖像；利用差分技術(shù)分離原始圖像的前景和背景，將原始圖像的中前景圖像與背景圖像進(jìn)行分離，得到前景圖像，對(duì)前景圖像與高通濾波模板進(jìn)行卷積運(yùn)算找出物體的邊界輪廓，根據(jù)輪廓的連續(xù)性與封閉性分離出獨(dú)立的物體，對(duì)每個(gè)物體的圖像進(jìn)行歸一化處理，再與人臉特征模板進(jìn)行卷積運(yùn)算，得到物體圖像。本發(fā)明能夠在超高分辨率的數(shù)字視頻圖像中，實(shí)時(shí)找出人臉圖像，為遠(yuǎn)方的后臺(tái)人臉識(shí)別服務(wù)器或便攜設(shè)備提供高價(jià)值的人臉圖像，極大地降低所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，提高監(jiān)控系統(tǒng)的人臉識(shí)別準(zhǔn)確率和速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種人臉識(shí)別監(jiān)控視頻的圖像預(yù)處理方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有人臉識(shí)別服務(wù)器可以做到兩張人臉圖片的比對(duì)，通常是一張實(shí)時(shí)拍到的人臉圖像，和一張數(shù)據(jù)庫(kù)里的標(biāo)準(zhǔn)證件照片比較，找出現(xiàn)在這個(gè)人是誰(shuí)，比如飛機(jī)場(chǎng)和高鐵站，要求旅客正對(duì)安檢攝像頭足夠長(zhǎng)的時(shí)間拍照，然后和提交的身份證比對(duì)，確認(rèn)是同一個(gè)人。

然而，在更多的應(yīng)用場(chǎng)景，比如公共場(chǎng)所監(jiān)控系統(tǒng)和執(zhí)法儀等，不可能要求每一個(gè)路過(guò)的人都站到攝像頭前面拍張標(biāo)準(zhǔn)照，然后等待幾十秒讓服務(wù)器識(shí)別。在監(jiān)控系統(tǒng)和執(zhí)法儀上，攝像頭得到的圖像錯(cuò)綜復(fù)雜，瞬息萬(wàn)變，很多時(shí)候根本連人臉都看不見(jiàn)。而且攝像頭安裝的位置都遠(yuǎn)離控制平臺(tái)，如何把高分辨率數(shù)字視頻圖像送到人臉識(shí)別服務(wù)器，以及如何獲得人臉圖像是監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別的瓶頸。

為解決高分辨率數(shù)字視頻圖像傳輸?shù)膯?wèn)題，現(xiàn)在的做法有兩種，一種是把人臉識(shí)別服務(wù)器放到攝像頭安裝的地方，攝像頭的高分辨率視頻圖像直接接入服務(wù)器對(duì)圖像進(jìn)行處理和識(shí)別；另外一種方法是把攝像頭的高清數(shù)字視頻圖像進(jìn)過(guò)壓縮處理后，通過(guò)專用有線高速通道送到遠(yuǎn)方的控制平臺(tái)，再接入到人臉識(shí)別服務(wù)器進(jìn)行處理和識(shí)別。

以上這兩種方法都不能滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。在前一種方案中，每個(gè)攝像頭都在現(xiàn)場(chǎng)安裝一臺(tái)昂貴的服務(wù)器不現(xiàn)實(shí)，而且服務(wù)器中的數(shù)據(jù)庫(kù)是保密性要求非常高的證件等信息，很容易造成泄密，再加上這些數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容是由控制平臺(tái)控制的，也就是說(shuō)這些分布在各個(gè)攝像頭的服務(wù)器必須和控制平臺(tái)的內(nèi)網(wǎng)連接，這不能滿足網(wǎng)絡(luò)安全的要求。在后一種方案中，由于數(shù)字視頻圖像的數(shù)據(jù)量極大，4K高分辨率視頻圖像大約有每秒12Gb的數(shù)據(jù)。這樣大的數(shù)據(jù)量沒(méi)法在現(xiàn)有的電信通道內(nèi)傳輸，需要用H.265等壓縮算法壓縮到原來(lái)的千分之一以下，才能在專用有線通道里傳輸。但是，高分辨率視頻圖像經(jīng)過(guò)壓縮后，圖像的細(xì)節(jié)大量被丟失，極大地降低了人臉識(shí)別的準(zhǔn)確度，尤其是當(dāng)圖像中有多個(gè)人臉時(shí)，每個(gè)人臉的信息量被壓縮后沒(méi)辦法識(shí)別。在執(zhí)法儀等可穿戴設(shè)備中，由于傳輸方式只能是無(wú)線，而且只能是電池供電，圖像傳輸問(wèn)題更加嚴(yán)重，攝像頭的視頻圖像需要萬(wàn)分之一以下才有可能傳輸。而且無(wú)線傳輸費(fèi)用非常高，不能滿足實(shí)用要求。

參考圖1所示，圖1為現(xiàn)有人臉識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，服務(wù)器和圖像采集攝像頭在同一個(gè)地方，服務(wù)器把攝像頭采集到的圖像進(jìn)行濾波，物體分離，人臉檢測(cè)等處理，把人臉?lè)蛛x出來(lái)后，與身份證的圖片進(jìn)行比較，確認(rèn)是同一個(gè)人。這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可用于機(jī)場(chǎng)和高鐵等特制的安檢卡口，因?yàn)檫@些地方屬于專門的安全場(chǎng)所，有足夠的空間，有專人看守，服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)都比較安全。但這樣的系統(tǒng)不能用在公共場(chǎng)所監(jiān)控系統(tǒng)，比如道路，廣場(chǎng)，商場(chǎng)等地方，安裝攝像頭的地方?jīng)]有地方放服務(wù)器。即使有地方放服務(wù)器，也存在很大的安全隱患，不能滿足應(yīng)用要求。尤其是服務(wù)器需要與遠(yuǎn)方的控制平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)連接，這些網(wǎng)絡(luò)上的證件等數(shù)據(jù)都屬于保密數(shù)據(jù)，外部設(shè)備存取這些內(nèi)網(wǎng)的數(shù)據(jù)會(huì)造成很多安全漏洞，違反數(shù)據(jù)安全規(guī)定。