快速人體檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理和視覺(jué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種快速人體檢測(cè)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在人們的交談和彼此間的交互過(guò)程中，視覺(jué)信息顯然是很重要的。通過(guò)視覺(jué)的模態(tài)，我們可以立即確定許多顯著的關(guān)于他人的事實(shí)和特征，包括他們的位置、身份、大致的年齡、注意力的焦點(diǎn)、臉部表情、姿勢(shì)、手勢(shì)和一般的活動(dòng)。這些視覺(jué)線索影響到了會(huì)話的內(nèi)容和進(jìn)程，并提供了一些上下文相關(guān)的信息，這些信息與言語(yǔ)不同，但與此相關(guān)，例如，一個(gè)手勢(shì)或面部表情可能是一個(gè)關(guān)鍵的信號(hào)，一個(gè)注視的角度可能可以消除在言語(yǔ)中“這個(gè)”或者“在那邊”的指帶不明。換言之，在人與人的交互中，視覺(jué)和言語(yǔ)是聯(lián)合表達(dá)，相互補(bǔ)充的通道。正如語(yǔ)音自動(dòng)識(shí)別是試圖構(gòu)造能夠感知人們交流的文字方面的機(jī)器，那么計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)是用來(lái)構(gòu)造能夠“觀察人”并自動(dòng)感知相關(guān)視覺(jué)信息的機(jī)器。
[0003]計(jì)算機(jī)視覺(jué)是一門(mén)試圖通過(guò)圖像處理或視頻處理而使計(jì)算機(jī)具備“看”的能力的計(jì)算學(xué)科。通過(guò)理解圖像形成的幾何和輻射線測(cè)定，接受器(相機(jī))的屬性和物理世界的屬性，就有可能(至少在某些情況下)從圖像中推斷出關(guān)于事物的有用信息，例如一塊織物的顏色、一圈染了色的痕跡的寬度、火星上一個(gè)移動(dòng)機(jī)器人面前的障礙物的大小、監(jiān)防系統(tǒng)中一張人臉的身份、海底植物的類型或者是MRI掃描圖中的腫瘤位置。計(jì)算機(jī)視覺(jué)研宄的就是如何能健壯、有效地完成這類的任務(wù)。最初計(jì)算機(jī)視覺(jué)被看作是人工智能的一個(gè)子方向，現(xiàn)在已成為一個(gè)活躍的研宄領(lǐng)域并長(zhǎng)達(dá)50年了。
[0004]傳統(tǒng)上，計(jì)算機(jī)視覺(jué)研宄是被一些主要的應(yīng)用領(lǐng)域所推動(dòng)的，例如生物視覺(jué)建模、機(jī)器人導(dǎo)航和操作、監(jiān)防、醫(yī)療圖像以及各種檢查、檢測(cè)和識(shí)別任務(wù)。近年來(lái)，涌現(xiàn)了多模態(tài)和感知交互，推動(dòng)了一大批關(guān)于機(jī)器視覺(jué)的研宄。這些努力的重心大多是集成多種感知模態(tài)(例如計(jì)算機(jī)視覺(jué)，語(yǔ)音和聲音處理，觸覺(jué)的輸入/輸出)到用戶接口。尤其對(duì)于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，主要的目標(biāo)是在人機(jī)交互中采用視覺(jué)作為有效的輸入模態(tài)。這種基于視頻的傳感是被動(dòng)的、無(wú)插入的，因?yàn)樗恍枰c用戶的交互或任何有特殊用途的裝置；傳感器也能夠被用于視頻會(huì)議和其他成像用途。這種技術(shù)在基于視覺(jué)的交互領(lǐng)域中具有良好的應(yīng)用前景，例如游戲、生物測(cè)定學(xué)和準(zhǔn)入，還有一般的多態(tài)接口，能將視覺(jué)信息和其他的語(yǔ)音、語(yǔ)言技術(shù)，觸覺(jué)以及用戶建模等相結(jié)合。其中人體檢測(cè)技術(shù)，成為這其中一個(gè)重要的組成部分，發(fā)揮著重要的作用。
[0005]隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的發(fā)展，基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的智能監(jiān)控系統(tǒng)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，其功能與傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)相比也有了質(zhì)的變化，不僅極大的擴(kuò)展了傳統(tǒng)的監(jiān)控功能，而且降低了在監(jiān)控方面投入的成本。在攝像機(jī)固定的情況下，對(duì)智能監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研宄，并實(shí)現(xiàn)了具有實(shí)際應(yīng)用功能的智能監(jiān)控系統(tǒng)。目標(biāo)的檢測(cè)是智能監(jiān)控系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的第一步，也是至關(guān)重要的一步，檢測(cè)出的目標(biāo)的質(zhì)量將直接關(guān)系到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的分類和行為淺析等。因此要求檢測(cè)出的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)信息要盡可能的完整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種快速人體檢測(cè)的方法，使得人體檢測(cè)在精度較高的情況下運(yùn)行速度更快。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]一種快速人體檢測(cè)方法，它包括以下步驟:
[0009]S1、分類器訓(xùn)練；
[0010]所述步驟SI具體包括:
[0011]S11、使用攝像頭采集圖像樣本；
[0012]S12、利用步驟Sll采集到的圖像樣本的圖像特征進(jìn)行分類器訓(xùn)練，得到多
[0013]個(gè)圖像尺度對(duì)應(yīng)大小的分類器；
[0014]S2、圖像檢測(cè)；
[0015]所述步驟S2具體包括:
[0016]S21、使用攝像頭采集圖像，并對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理；
[0017]S22、對(duì)被檢測(cè)的圖像采用三幀差分法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)信息檢測(cè)，確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域；
[0018]S23、對(duì)被檢測(cè)的圖像進(jìn)行四次尺度縮放，每個(gè)尺度使用訓(xùn)練好的分類器分
[0019]別進(jìn)行特征提取，然后得到檢測(cè)目標(biāo)，如果上一幀有目標(biāo)被檢測(cè)出，則目
[0020]標(biāo)區(qū)域擴(kuò)大10%做為此幀的特征提取區(qū)域，如果上一幀無(wú)目標(biāo)被檢測(cè)出，則
[0021]只需要對(duì)檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)區(qū)域進(jìn)行特征提?。?br>[0022]S24、輸出檢測(cè)目標(biāo)的位置和數(shù)量。
[0023]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述步驟Sll中的圖像樣本分為正樣本和負(fù)樣本，所述正樣本包括人體的正面、側(cè)面以及背面，所述負(fù)樣本為包含或類似的人體。
[0024]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述步驟Sll中的圖像特征包括灰度通道特征、梯度幅度特征或六個(gè)方向的梯度直方圖特征。
[0025]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述步驟S21中的預(yù)處理包括光照處理或圖像增強(qiáng)處理。
[0026]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述攝像頭安裝在終端上，所述終端包括機(jī)頂盒、電視或空調(diào)。
[0027]本技術(shù)方案中首先實(shí)現(xiàn)和改進(jìn)是基于梯度方向直方圖的人體檢測(cè)方法，在實(shí)際應(yīng)用中要求人體檢測(cè)方法需要比較高的準(zhǔn)確率，同時(shí)還需要有非常高的速度以達(dá)到實(shí)時(shí)的要求，伴隨著這些需求，本機(jī)方案中方法同時(shí)加入了運(yùn)動(dòng)信息檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了基于多分類器的快速人體檢測(cè)方法，使得檢測(cè)速度有大幅度提高；
[0028]本技術(shù)方案中使用了圖像的灰度通道特征，梯度幅度特征以及六個(gè)方向的梯度直方圖等特征，通過(guò)攝像頭采集圖像數(shù)據(jù)，訓(xùn)練多個(gè)圖像尺度對(duì)應(yīng)的分類器，這樣的好處是檢測(cè)時(shí)對(duì)圖像只進(jìn)行很少的尺度縮放，減少了如積分圖和梯度直方圖等時(shí)效較多的計(jì)算，從而提高運(yùn)行速度，同時(shí)加入了運(yùn)動(dòng)信息檢測(cè)，針對(duì)運(yùn)動(dòng)的區(qū)域進(jìn)行特征值計(jì)算，進(jìn)一步提高了運(yùn)行速度。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0030]本發(fā)明的方法能保證在較高精度的情況下，速度大幅提高，并且能在低成本的平臺(tái)上實(shí)時(shí)運(yùn)行，降低成本，且方法簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好。
【具體實(shí)施方式】
[0031]一種快速人體檢測(cè)方法，它包括以下步驟:分類器訓(xùn)練；所述分類器訓(xùn)練具體包括通過(guò)攝像頭采集圖像樣本，采集的圖像樣本分為正樣本和負(fù)樣本，正樣本包括人體的正面、側(cè)面以及背面，所述負(fù)樣本為包含或類似的人體(例如，負(fù)樣本包括沒(méi)有人或類似人體的形狀等)；接著使用圖像的灰度通道特征、梯度幅度特征或六個(gè)方向的梯度直方圖特征等特征，訓(xùn)練多個(gè)圖像尺度對(duì)應(yīng)大小的分類器。所述六個(gè)方向的梯度直方圖特征是指將180度，等分為六個(gè)部分，六條分割線代表六個(gè)方向。
[0032]圖像檢測(cè)，所述圖像檢測(cè)具體包括通過(guò)攝像頭采集圖像，接著對(duì)圖像進(jìn)行光照處理貨圖像增強(qiáng)等圖像預(yù)處理；然后對(duì)被檢測(cè)的圖像采用三幀差分法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)信息檢測(cè)，確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域，三幀差分法利用連續(xù)三幀圖像，通過(guò)圖像間的“差分”、“與”以及“異或”操作，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的準(zhǔn)確檢測(cè)，獲得準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)信息，所述三幀差分法具體為:1、將第一幀圖像與第二幀圖像進(jìn)行“差分”操作，得到第一差分圖像，2、將第二幀圖像與第三幀圖像進(jìn)行“差分”操作，得到第二差分圖像，3、將第一差分圖像與第二差分圖像進(jìn)行“與”操作，得到第三圖像，4、將第二差分圖像與第三圖像進(jìn)行“異或”操作，得到第四圖像，5、將第三圖像與第四圖像進(jìn)行“與”操作，得到檢測(cè)結(jié)果圖像，通過(guò)上述三幀差分法檢測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)效果好，且易于實(shí)現(xiàn)，同時(shí)如需對(duì)多個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)時(shí)，可采用此方法進(jìn)行初始分割；接著被檢測(cè)的圖像進(jìn)行四次尺度縮放，每個(gè)尺度使用訓(xùn)練好的分類器分別進(jìn)行特征提取，然后得到檢測(cè)目標(biāo)，四次尺度縮放的目的是減少積分圖等復(fù)雜運(yùn)算的次數(shù)，只需使用訓(xùn)練的多個(gè)尺度分類器分別進(jìn)行特征提取，從而提高檢測(cè)速度，如果上一幀有目標(biāo)被檢測(cè)出，則目標(biāo)區(qū)域擴(kuò)大10%做為此幀的特征提取區(qū)域，如果上一幀無(wú)目標(biāo)被檢測(cè)出，則只需要對(duì)檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)區(qū)域進(jìn)行特征提取，通過(guò)上述方式檢測(cè)無(wú)需整幀檢測(cè)，從而能提高檢測(cè)速度；最后輸出檢測(cè)目標(biāo)的位置和數(shù)量。
[0033]以上【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但并不能對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍進(jìn)行限制，顯而易見(jiàn)地，在本發(fā)明的啟示下，本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員還可以進(jìn)行許多改進(jìn)和修飾，需要注意的是，這些改進(jìn)和修飾都落在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種快速人體檢測(cè)方法，其特征在于，它包括以下步驟: 51、分類器訓(xùn)練； 所述步驟Si具體包括: 511、使用攝像頭采集圖像樣本； 512、利用步驟Sll采集到的圖像樣本的圖像特征進(jìn)行分類器訓(xùn)練，得到多個(gè)圖像尺度對(duì)應(yīng)大小的分類器； 52、圖像檢測(cè)； 所述步驟S2具體包括: 521、使用攝像頭采集圖像，并對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理； 522、對(duì)被檢測(cè)的圖像采用三幀差分法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)信息檢測(cè)，確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域； 523、對(duì)被檢測(cè)的圖像進(jìn)行四次尺度縮放，每個(gè)尺度使用訓(xùn)練好的分類器分別進(jìn)行特征提取，然后得到檢測(cè)目標(biāo)，如果上一幀有目標(biāo)被檢測(cè)出，則目標(biāo)區(qū)域擴(kuò)大10%做為此幀的特征提取區(qū)域，如果上一幀無(wú)目標(biāo)被檢測(cè)出，則只需要對(duì)檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)區(qū)域進(jìn)行特征提??； 524、輸出檢測(cè)目標(biāo)的位置和數(shù)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速人體檢測(cè)方法，其特征在于所述步驟Sll中的圖像樣本分為正樣本和負(fù)樣本，所述正樣本包括人體的正面、側(cè)面以及背面，所述負(fù)樣本為包含或類似的人體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速人體檢測(cè)方法，其特征在于所述步驟Sll中的圖像特征包括灰度通道特征、梯度幅度特征或六個(gè)方向的梯度直方圖特征。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速人體檢測(cè)方法，其特征在于所述步驟S21中的預(yù)處理包括光照處理或圖像增強(qiáng)處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速人體檢測(cè)方法，其特征在于所述攝像頭安裝在終端上，所述終端包括機(jī)頂盒、電視或空調(diào)。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種快速人體檢測(cè)方法，它包括，通過(guò)攝像頭采集圖像數(shù)據(jù)，使用圖像的灰度通道特征、梯度幅度特征以及六個(gè)方向的梯度直方圖特征等共計(jì)八個(gè)特征，訓(xùn)練多個(gè)圖像尺度對(duì)應(yīng)大小的分類器；對(duì)被檢測(cè)圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)信息檢測(cè)，確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域；使用分類器和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的結(jié)果對(duì)被檢測(cè)圖像進(jìn)行人體檢測(cè)，最后輸出檢測(cè)目標(biāo)的位置和數(shù)量，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的方法能保證在較高精度的情況下，速度大幅提高，并且能在低成本的平臺(tái)上實(shí)時(shí)運(yùn)行，降低成本，且方法簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好。
【IPC分類】G06K9-00, G06K9-66
【公開(kāi)號(hào)】CN104680134
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510059232
【發(fā)明人】張霍
【申請(qǐng)人】四川長(zhǎng)虹電器股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年2月4日