[發明專利]一種人臉跟蹤方法及裝置

在審

• 申請號: 201810767364.0
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN109063593A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 李志國;劉洋;蘇靜靜
• 申請（專利權）人: 北京智芯原動科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種人臉跟蹤方法，該方法包括：輸入視頻圖像，采用基于卷積神經網絡的人臉檢測方法，獲取圖像中的檢測人臉框的位置、寬度和高度；采用雙向金字塔光流跟蹤法，對圖像中的人臉框進行跟蹤，獲取預測人臉框的位置、寬度和高度；對檢測人臉框和預測人臉框進行人臉框匹配，獲取跟蹤框；采用基于卷積神經網絡的跟蹤框后處理網絡，對跟蹤框進行過濾和位置修正處理，輸出跟蹤框。與現有技術相比，本發明能實現復雜場景的人臉跟蹤，并且能夠解決光流跟蹤方法中難以處理遮擋及漂移的問題。

技術領域

本發明涉及圖像處理、視頻監控以及安防，特別涉及人臉跟蹤方法及裝置。

背景技術

人臉跟蹤作為運動分析的關鍵技術之一，已受到國內外的科研機構和眾多學 者的廣泛關注。

經典的人臉跟蹤方法主要包括：Mean shift、Kalman濾波及光流等方法。在 經典跟蹤方法的基礎上，研究者們也進行了相關的改進和結合，但當前的跟蹤方 法中主要關注對跟蹤效果上的提升，難以實現跟蹤效果及效率的平衡。

金字塔光流跟蹤方法作為多目標跟蹤的經典方法之一，其跟蹤效果較好且效 率較高，得到了廣泛的應用。但金字塔光流跟蹤方法不能很好的處理人臉遮擋的 問題，當人臉出現遮擋時，預測框會出現在遮擋物上造成誤判及跟蹤漂移的問題。

為了解決光流跟蹤方法中難以處理遮擋及漂移的問題，需要提出一種結合雙 向金字塔光流和卷積神經網絡的人臉跟蹤方法。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于解決光流跟蹤方法中難以處理遮擋及漂移 的問題，有效地提高人臉跟蹤的準確性。

為達到上述目的，按照本發明的第一個方面，提供了一種人臉跟蹤方法，該 方法包括：

第一步驟，輸入視頻圖像，采用基于卷積神經網絡的人臉檢測方法，獲取圖 像中的檢測人臉框的位置、寬度和高度；

第二步驟，采用雙向金字塔光流跟蹤法，對圖像中的人臉框進行跟蹤，獲取 預測人臉框的位置、寬度和高度；

第三步驟，對檢測人臉框和預測人臉框進行人臉框匹配，獲取跟蹤框；

第四步驟，采用基于卷積神經網絡的跟蹤框后處理網絡，對跟蹤框進行過濾 和位置修正處理，輸出跟蹤框。

進一步地，所述第二步驟包括：

金字塔圖像獲取步驟，設置金字塔的層數，獲取對應金字塔層數的金字塔圖 像，并獲取金字塔圖像中的人臉框；

光流點跟蹤步驟，根據金字塔圖像，從人臉框中選取T₁個光流點，記為第一 點集，從前一幀人臉框到當前幀人臉框，對第一點集進行金字塔光流正向跟蹤， 得到跟蹤的第二點集；從當前幀人臉框到前一幀人臉框，對第二點集進行金字塔 光流反向跟蹤，得到跟蹤的第三點集；

光流點過濾步驟，計算第一點集與第三點集對應點的歐氏距離和中值，計算 第一點集與第三點集對應點在N×N領域內的歸一化相關系數和歸一化中值，如 果歐氏距離大于中值或者歸一化相關系數小于歸一化中值，則刪除第一點集、第 二點集和第三點集中的對應點；

人臉跟蹤判斷步驟：如果第二點集中點的個數大于T₂，則轉入人臉框位置預 測步驟，否則返回跟蹤失敗；

人臉框位置預測步驟，計算前一幀人臉框與當前幀人臉框的尺度變換系數， 根據前一幀人臉框的位置和尺度變換系數，獲取當前幀預測人臉框的位置、寬度 和高度。

進一步地，所述人臉框位置預測步驟包括：