淺談視頻安保系統(tǒng)中人臉的快速檢測(cè)和定位

王微

摘要：安保系統(tǒng)同人臉檢測(cè)和定位相結(jié)合，形成視頻安保系統(tǒng)，其有著更強(qiáng)安全保護(hù)作用，更加直接和友好，能更加方便使用在各個(gè)安防設(shè)施中。本篇文章就視頻安保系統(tǒng)中人臉快速檢測(cè)與定位相關(guān)內(nèi)容做簡要分析，希望其能夠被更加廣泛地應(yīng)用在各類安防設(shè)施中。

關(guān)鍵詞：視頻安保系統(tǒng)；人臉；快速檢測(cè)；定位

中圖分類號(hào)：TP391.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）11-0051-01

信息化時(shí)代的到來，人們更加重視使用一些智能化的設(shè)備，其中視頻安保系統(tǒng)就是其中之一，這種新型監(jiān)控手段得到了人們廣泛地關(guān)注，其核心為視頻處理技術(shù)，將光電傳感器、計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制、人工智能等科學(xué)技術(shù)綜合在一起，研究形成視頻安保系統(tǒng)，被廣泛應(yīng)用在各個(gè)安防工作領(lǐng)域中。視頻安保系統(tǒng)中，有一項(xiàng)技術(shù)性非常高的人臉快速檢測(cè)和定位技術(shù)，其在整個(gè)安保系統(tǒng)中有著重要的作用。

1 人臉的快速檢測(cè)和定位重要意義

人臉的快速檢測(cè)和識(shí)別更加直接和友好，并且方便的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在各類安防工作中，比如政府機(jī)關(guān)安全監(jiān)控、考場(chǎng)監(jiān)控、物業(yè)管理的安全監(jiān)控、金融保險(xiǎn)業(yè)的安全監(jiān)控。為此可以說，這一技術(shù)在安全防范以及信息獲取，指揮調(diào)度等方面，均能發(fā)揮出強(qiáng)大的作用，具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值[1]。

2 視頻安保系統(tǒng)中人臉的快速檢測(cè)

視頻安保系統(tǒng)中的人臉快速檢測(cè)和定位技術(shù)，應(yīng)該在質(zhì)量較高的人臉檢測(cè)技術(shù)之上才能實(shí)現(xiàn)人臉的快速定位，如果沒能將人臉信息正確地檢測(cè)到計(jì)算機(jī)中，那么使用何種識(shí)別技術(shù)也不能將想要得到的人臉信息迅速檢測(cè)出來進(jìn)而進(jìn)行定位。為此，必須要重視檢測(cè)的重要性。當(dāng)前條件下，人臉檢測(cè)系統(tǒng)中重要模塊分別是圖像采集、存儲(chǔ)、運(yùn)動(dòng)信息的提取、色彩信息的提取、人臉驗(yàn)證、特征定位。

2.1 圖像采集、視頻存儲(chǔ)

當(dāng)前在人臉檢測(cè)系統(tǒng)中應(yīng)用比較廣泛的一種圖像采集技術(shù)和視頻存儲(chǔ)技術(shù)，以及視頻預(yù)覽技術(shù)為DirectShow 系統(tǒng)，其是一種多媒體開發(fā)包，特點(diǎn)是比其他方法更加靈活。其核心技術(shù)為過濾器插件式模塊的系統(tǒng)，將其設(shè)置在過濾器圖表上面，能夠?qū)^濾器內(nèi)部或者之間需要處理的不同音頻、視頻數(shù)據(jù)流進(jìn)行管理。其經(jīng)過一定的程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)圖像的采集，并且將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，然后也可以實(shí)現(xiàn)視頻的預(yù)覽。

2.2 運(yùn)動(dòng)信息的提取

2.2.1 運(yùn)動(dòng)區(qū)域分割

在人臉檢測(cè)系統(tǒng)中，運(yùn)動(dòng)區(qū)域分割的具體過程就是在序列圖像里面，把變化的那部分區(qū)域，從背景圖像中獲取出來。這其中，有效地將運(yùn)動(dòng)區(qū)域分割出來非常重要，因?yàn)槠湓诜诸惸繕?biāo)和跟蹤，以及理解行為，這些后期處理技術(shù)上有著重要作用。正確分割了各個(gè)區(qū)域之后，檢測(cè)識(shí)別功能僅需要對(duì)圖像具體對(duì)應(yīng)的運(yùn)行區(qū)域進(jìn)行像素的考慮。但是，背景圖像不是靜止不變的，其處于動(dòng)態(tài)變化狀態(tài)，會(huì)受到天氣、光照、噪音的影響，加大了運(yùn)動(dòng)檢測(cè)難度。通常使用運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法有，背景減除法、時(shí)間差分法、光流法。

2.2.2 提取運(yùn)動(dòng)信息的方法

在提取運(yùn)動(dòng)信息主要原理為，視頻中的物體不斷運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)體現(xiàn)出一種連續(xù)圖像灰度的變化，為此，就可以運(yùn)用圖像的序列中，那段相鄰時(shí)間存在一對(duì)圖像差值變化，表現(xiàn)強(qiáng)度上變化，進(jìn)而將其中信息提取出來；使用不同的濾波算法做去噪處理，研究人員在經(jīng)過了一系列的實(shí)驗(yàn)后，得出使用中值濾波方法和形態(tài)學(xué)濾波兩種方法去處理圖像，得出圖像的質(zhì)量，均不如使用局部統(tǒng)計(jì)濾波方法得出的效果好。局部統(tǒng)計(jì)濾波方法在處理圖像的時(shí)候，在去噪方面顯示出更好評(píng)的效果，而且這一方法應(yīng)用起來更加簡單，有著更快的處理速度。

2.2.3 提取運(yùn)動(dòng)信息的注意事項(xiàng)

在提取運(yùn)動(dòng)信息時(shí)需要注意到，實(shí)時(shí)錄制的視頻，產(chǎn)生了大量的視頻信息，監(jiān)控系統(tǒng)將所有視頻全部記錄的話，將會(huì)占用非常大的硬盤儲(chǔ)存空間。研究者提出，視頻壓縮儲(chǔ)存一圖像攫取一同進(jìn)行，那么也可以實(shí)現(xiàn)在攫取圖像序列里面，將運(yùn)動(dòng)信息提取出來，對(duì)場(chǎng)景變化是否存在進(jìn)行判斷，場(chǎng)景變化，記錄視頻；沒有變化，記錄停止，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化存儲(chǔ)視頻。然后運(yùn)用時(shí)間差分方法將運(yùn)行信息提取出來，然后在進(jìn)行去噪處理，獲得有效的人臉信息。

2.3 膚色信息的提取

2.3.1 膚色區(qū)域分割

人臉最基本的一個(gè)特征就是人臉表面顏色的不同。會(huì)因?yàn)椴煌瑐€(gè)體、不同光源顏色、不同光照角度，形成一種高光或者陰影，人臉表面顏色會(huì)受到一定影響，為此，不存在一種模型將人臉上所有的膚色點(diǎn)精確檢測(cè)出來，并且需要數(shù)量較大的前期試驗(yàn)知識(shí)，才能確定出臉部所在，也就形成了膚色的特點(diǎn)，經(jīng)常使用才初次檢驗(yàn)和輔助檢測(cè)中，把面積較大的不是人臉區(qū)域剔除出去，以便減少后期的計(jì)算數(shù)量，讓檢測(cè)變得簡單。

2.3.2 建立和運(yùn)用膚色模型

以膚色模型為基礎(chǔ)的膚色檢測(cè)通常包括兩個(gè)部分，一個(gè)是建立模型，另一個(gè)是運(yùn)用模型。建立模型時(shí)，通常需要先對(duì)膚色樣本開展一些統(tǒng)計(jì)分析工作，將模型闡述確定出來；運(yùn)用模型，對(duì)輸入像素區(qū)域是否為膚色，通過膚色模型進(jìn)行判斷。建立膚色模型通常使用簡單高斯模型、高斯混合模型、直方圖模型。在提取膚色信息時(shí)還會(huì)使用到色彩偏移消除技術(shù)、高光區(qū)域膚色矯正技術(shù)、候選人臉區(qū)域合并技術(shù)，最終完成膚色信息的提取。

3 視頻安保系統(tǒng)中人臉的定位

第一，裁剪候選人臉的圖像：人臉中人眼通常在臉中上位置處，依據(jù)人臉的這一特征，在得到了初步候選人臉區(qū)域的基礎(chǔ)上，做一些裁剪。將不需要的部分裁剪掉，比較有效地排除掉衣服和頸部產(chǎn)生的影響。那種寬大于高區(qū)域不做裁剪，那種高大于寬的部分，依據(jù)裁剪方式，裁剪成正方形，實(shí)現(xiàn)人臉的快速定位[2]。

第二，Sobel卷積處理：人臉灰度圖像，人們的眼、眉、嘴、鼻，這些特征部位，在邊緣上有著明顯的特征。這一處理技術(shù)就以這些部位邊緣特征為分別方法，對(duì)人臉進(jìn)行定位。

4 結(jié)語

綜上所述，在視頻安保系統(tǒng)中人臉快速檢測(cè)和定位對(duì)于當(dāng)前安防工作有著積極作用，人臉快速檢測(cè)模塊包括了圖像采集、視頻存儲(chǔ)方法、運(yùn)動(dòng)信息提取方法、膚色信息提取方法；人臉快速定位則是在快速檢測(cè)的基礎(chǔ)上應(yīng)用人眼定位技術(shù)，將人臉快速定位，這一技術(shù)的研發(fā)為提升我國安保系統(tǒng)的實(shí)用性做出了積極的貢獻(xiàn)，促使視頻安保系統(tǒng)能夠應(yīng)用在更多安防工作中。

參考文獻(xiàn)

[1]鄒盛瑜.人臉定位算法在視頻監(jiān)控中的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué)，2011.

[2]屠添翼.視頻監(jiān)視系統(tǒng)中的快速人臉檢測(cè)和識(shí)別[D].湘潭大學(xué)，2005.

Abstract：Security system combines human face detection and positioning to form a video security system， which has a stronger security role， more direct and friendly， and can be more convenient to use in various security facilities. This article makes a brief analysis of the content of fast face detection and location in video security system， hoping it can be more widely used in various security facilities.

Key Words：Video security system； face； rapid detection； location