用于生物計(jì)量標(biāo)識(shí)的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通過(guò)圖像和信號(hào)處理的生物計(jì)量標(biāo)識(shí)的領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及 通過(guò)人物的頭發(fā)的譜分析標(biāo)識(shí)人物。
【背景技術(shù)】
[0002] 用于主體的圖像標(biāo)識(shí)的當(dāng)前生物計(jì)量方法是基于干凈面部、虹膜、手印等的，并且 需要特殊準(zhǔn)備以及來(lái)自特殊地安裝的相機(jī)的干凈照片。由于標(biāo)準(zhǔn)治安相機(jī)具有相對(duì)低的分 辨率，它們通常是以高角度放置的，并且在非受控的光照條件的情況下運(yùn)作，因此所有當(dāng)前 生物計(jì)量方法當(dāng)隨之使用時(shí)是不起作用的。這些缺點(diǎn)的結(jié)果之一是，來(lái)自這些相機(jī)的人物 標(biāo)識(shí)是低效的?，F(xiàn)今，跟蹤方法基于這樣的事實(shí)：相機(jī)可以跟蹤特定對(duì)象，直到該對(duì)象退出 相機(jī)的視場(chǎng)。當(dāng)人物退出特定相機(jī)的視場(chǎng)并且進(jìn)入相鄰相機(jī)的視場(chǎng)時(shí)，第一相機(jī)的跟蹤終 止，并且第二相機(jī)開(kāi)始新的跟蹤。無(wú)論第一相機(jī)跟蹤如何，第二相機(jī)的跟蹤都是獨(dú)立地實(shí)現(xiàn) 的。特定對(duì)象的從一個(gè)相機(jī)的視場(chǎng)到另一相機(jī)的視場(chǎng)的自動(dòng)化連續(xù)跟蹤包括不精確的并且 頻繁地往往會(huì)出故障的復(fù)雜跟蹤應(yīng)用。此外，非常需要一種即使當(dāng)主體退出相機(jī)的視場(chǎng)(或 受另一對(duì)象模糊)并且稍后返回時(shí)也能夠進(jìn)行跟蹤的跟蹤方法。
[0003] 此外，需要當(dāng)分析事后視頻并且關(guān)于特定人物找尋事件的時(shí)間線時(shí)跟蹤人物的下 落。現(xiàn)今，僅有的解決方案是使得治安分析員觀看視頻并且手動(dòng)地標(biāo)記特定個(gè)體的外貌。
[0004] 圖1示出目的在于覆蓋倉(cāng)庫(kù)的周圍視場(chǎng)的現(xiàn)有技術(shù)相機(jī)系列（50a_50e)。每個(gè)相機(jī) 覆蓋特定視場(chǎng)。每個(gè)相機(jī)的相鄰相機(jī)覆蓋與其相機(jī)的視場(chǎng)相鄰的視場(chǎng)。當(dāng)嫌疑主體穿過(guò)一 個(gè)相機(jī)的視場(chǎng)進(jìn)入另一個(gè)相機(jī)的視場(chǎng)時(shí)，在遠(yuǎn)程位置處觀看相機(jī)拍攝記錄的治安人員將具 有跟蹤嫌疑主體的難度。當(dāng)前系統(tǒng)允許在相機(jī)觀看屏幕上標(biāo)記主體。于是，使用適當(dāng)?shù)膽?yīng)用 跟蹤主體，直到主體退出相機(jī)的視場(chǎng)。治安人員將不得不在相鄰相機(jī)的屏幕上再次標(biāo)記嫌 疑主體，歸因于人物在治安相機(jī)上看起來(lái)很像的事實(shí)，這樣可能是非常令人費(fèi)解的。此外， 沿著相機(jī)系列的持續(xù)跟蹤需要頻繁的手動(dòng)介入。
[0005] 此外，需要即使主體退出系統(tǒng)相機(jī)視場(chǎng)也跟蹤并且標(biāo)識(shí)他達(dá)長(zhǎng)時(shí)間段的手段。
[0006] 因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于基于人類頭發(fā)和頭部輪廓以及形態(tài)的獨(dú)特特 質(zhì)以新型生物計(jì)量特質(zhì)對(duì)人物進(jìn)行相干標(biāo)識(shí)的方法和裝置。
[0007] 本發(fā)明的又一目的是提供一種用于基于特定人物的頭發(fā)和顱骨結(jié)構(gòu)生成具有關(guān) 于他的高相干性的數(shù)字簽名并且關(guān)于各種視頻分析任務(wù)使用所述簽名的方法和裝置。
[0008] 本發(fā)明的又一目的是提供一種用于對(duì)主體執(zhí)行簽名的方法和裝置以及用于稍后 當(dāng)返回到系統(tǒng)相機(jī)視場(chǎng)時(shí)標(biāo)識(shí)所簽署的主體的裝置。
[0009] 本發(fā)明的又一目的是提供用于分析事后視頻以在視頻運(yùn)行時(shí)間期間確定特定人 物的下落的裝置。
[0010] 本發(fā)明的又一目的是根據(jù)照片集合生成用于人物的相干簽名，并且于在不同時(shí) 間、在線或事后分析中所生成的視頻中搜索該特定人物。
[0011 ]根據(jù)前面的描述，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將變得顯然。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明涉及一種用于分析并且處理人物的照片圖像從而獲得人物的頭發(fā)特征(或 顱骨結(jié)構(gòu)或二者）并且將人物的頭發(fā)特征（或顱骨結(jié)構(gòu)或二者)變換到頻域中的系統(tǒng)和方 法。所獲人物的頭發(fā)頻率特征在該人物的特定頭部定向上通常是相同的。頭發(fā)的量、頭發(fā)的 厚度等在各個(gè)定向處是相似的，并且即使在不同的頭部定向的情況下也可以進(jìn)行人物的肯 定性標(biāo)識(shí)。各種圖像處理裝置用于獲得頭發(fā)的優(yōu)化部分，并且相應(yīng)地獲得指示人物的僅對(duì) 于該人物唯一的良好頻域表示。當(dāng)與(相應(yīng)地受處理并且產(chǎn)生頻域表示的）該人物的另一圖 像進(jìn)行比較時(shí)，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)頻率表示的相干性是高的，給出二者之間的肯定性匹配。
[0013] 本發(fā)明涉及一種用于標(biāo)識(shí)人物的方法，其包括以下步驟：
[0014] A)獲得人物的圖像；
[0015] B)獲得圖像中的人物的頭發(fā)或顱骨部分；
[0016] C)將頭發(fā)或顱骨部分圖像變換到頻域中，并且將其保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中；
[0017] D)對(duì)步驟C的所獲頻域圖像與數(shù)據(jù)庫(kù)中的頻域圖像進(jìn)行比較，其中，當(dāng)這兩個(gè)所比 較的頻域圖像之間的相干性大于特定閾值時(shí)，標(biāo)識(shí)結(jié)果看作肯定性的。
[0018] 本發(fā)明涉及一種包括連接到處理裝置的一個(gè)或多個(gè)相機(jī)的系統(tǒng)，其中，處理裝置 包括：
[0019] A)數(shù)據(jù)庫(kù)；
[0020] B)頻域變換單元；
[0021] C)比較相干函數(shù)單元。
[0022] 本發(fā)明涉及一種用于生成并且比較人物的生物計(jì)量特有簽名的方法，其包括以下 步驟：
[0023] A)獲得人物的第一圖像；
[0024] B)獲得人物的頭發(fā)部分圖像；
[0025] C)將頭發(fā)部分圖像變換為其頻域圖像，并且可選地將所述頻域圖像保存在數(shù)據(jù)庫(kù) 中。
[0026] 優(yōu)選地，所述方法還包括步驟:通過(guò)對(duì)步驟C的所獲頻域圖像與數(shù)據(jù)庫(kù)中的頻域圖 像進(jìn)行比較進(jìn)行標(biāo)識(shí)，其中，當(dāng)這兩個(gè)所比較的頻域圖像之間的相干性大于特定閾值時(shí)，標(biāo) 識(shí)結(jié)果看作肯定性的。
[0027] 優(yōu)選地，通過(guò)還包括以下步驟中的一個(gè)或多個(gè)獲得步驟B)的頭發(fā)部分圖像：
[0028] a.從相機(jī)獲得在第一圖像后不久或在第一圖像前不久拍攝的第二圖像；
[0029] b.將第一和第二圖像變換為1-D信號(hào)；
[0030] c.對(duì)步驟b的信號(hào)執(zhí)行2-D中位數(shù)函數(shù)；
[0031] d.重構(gòu)表征步驟c的信號(hào)以及第一和第二圖像的大小的背景2-D圖像；
[0032] e.獲得第一或第二圖像并且將其亮度調(diào)整為步驟d的背景圖像的亮度;其中，所獲 圖像包括有界部分；
[0033] f.從步驟d的圖像減去步驟e的圖像(或反之亦然）；
[0034] g.對(duì)步驟f的圖像執(zhí)行絕對(duì)值函數(shù)，以接收對(duì)象前景；
[0035] h.獲得作為對(duì)象前景的一部分的新圖像，其中，所述對(duì)象前景的部分處于對(duì)應(yīng)于 步驟e中所提及的有界部分的位置的位置處；
[0036] i.通過(guò)頭部部分模板對(duì)步驟h的圖像執(zhí)行FIR卷積，以接收還包括具有對(duì)應(yīng)于每個(gè) 圖像像素的系數(shù)值的附加維度的步驟h的圖像；
[0037] j.獲得作為步驟i的圖像的部分的新圖像，其中，所述步驟i的圖像的部分包括具 有大于閾值的對(duì)應(yīng)系數(shù)值的像素；
[0038] k.通過(guò)頭發(fā)部分模板對(duì)步驟j的圖像執(zhí)行FIR卷積，以接收還包括具有對(duì)應(yīng)于每個(gè) 圖像像素的系數(shù)值的附加維度的步驟j的圖像；
[0039] 1.獲得作為步驟k的圖像的部分的新圖像，其中，所述步驟k的圖像的部分包括具 有大于閾值的對(duì)應(yīng)系數(shù)值的像素；
[0040] 優(yōu)選地，步驟C包括:通過(guò)在數(shù)據(jù)庫(kù)中保存頻域圖像并且為其提供標(biāo)識(shí)以執(zhí)行簽 名。
[0041] 優(yōu)選地，通過(guò)以下操作進(jìn)一步處理步驟g的圖像:將圖像轉(zhuǎn)變?yōu)?-D信號(hào)；以及將信 號(hào)傳遞通過(guò)FIR濾波器，F(xiàn)IR濾波器進(jìn)一步對(duì)背景部分的噪聲進(jìn)行濾波；以及重構(gòu)表征FIR濾 波器的輸出信號(hào)和步驟g的圖像的大小的2-D圖像。
[0042] 優(yōu)選地，在步驟g之后對(duì)于對(duì)象前景執(zhí)行對(duì)比度調(diào)整。
[0043] 優(yōu)選地，通過(guò)將人工背景值分配給具有小于閾值的對(duì)應(yīng)系數(shù)值的像素進(jìn)一步修改 步驟1的圖像。
[0044] 本發(fā)明涉及一種用于標(biāo)識(shí)人物的方法，其包括以下步驟：
[0045] A)獲得人物的第一圖像；
[0046] B)獲得人物的頭發(fā)部分圖像，其還包括以下步驟中的至少一個(gè)：
[0047] a.從相機(jī)獲得在第一圖像后不久或在第一圖像前不久拍攝的第二圖像；
[0048] b.將第一和第二圖像變換為1-D信號(hào)；
[0049] c.對(duì)步驟b的信號(hào)執(zhí)行2-D中位數(shù)函數(shù)；
[0050] d.重構(gòu)表征步驟c的信號(hào)以及第一和第二圖像的大小的背景2-D圖像；
[0051] e.獲得第一或第二圖像并且將其亮度調(diào)整為步驟d的背景圖像的亮度;其中，所獲 圖像包括有界部分；
[0052] f.從步驟d的圖像減去步驟e的圖像(或反之亦然）；
[0053] g.對(duì)步驟f的圖像執(zhí)行絕對(duì)值函數(shù)，以接收對(duì)象前景；
[0054] h.獲得作為對(duì)象前景的一部分的新圖像，其中，所述對(duì)象前景的部分處于對(duì)應(yīng)于 步驟e中所提及的有界部分的位置的位置處；
[0055] i.通過(guò)頭部部分模板對(duì)步驟h的圖像執(zhí)行FIR卷積，以接收還包括具有對(duì)應(yīng)于每個(gè) 圖像像素的系數(shù)值的附加維度的步驟h的圖像；
[0056] j.獲得作為步驟i的圖像的部分的新圖像，其中，所述步驟i的圖像的部分包括具 有大于閾值的對(duì)應(yīng)系數(shù)值的像素；
[0057] k.通過(guò)頭發(fā)部分模板對(duì)步驟j的圖像執(zhí)行FIR卷積，以接收還包括具有對(duì)應(yīng)于每個(gè) 圖像像素的系數(shù)值的附加維度的步驟j的圖像；
[0058] 1.獲得作為步驟k的圖像的部分的新圖像，其中，所述步驟k的圖像的部分包括具 有大于閾值的對(duì)應(yīng)系數(shù)值的像素；
[0059] m.界定頭發(fā)區(qū)塊；
[0060] η.將頭發(fā)區(qū)塊劃分為三個(gè)區(qū)帶；
[0061] 〇.從所述區(qū)帶中的每一個(gè)獲得輪廓條帶，其中，所述條帶包括在從區(qū)帶的一個(gè)邊 沿到另一邊沿的特定方向上相鄰像素的行；
[0062] ρ.計(jì)算輪廓條帶中的最高位置像素與輪廓條帶中的最低位置像素的強(qiáng)度值之間 的比率；
[0063] q.將條帶變換為頻域圖像，并且可選地在分配給特定主體的數(shù)據(jù)庫(kù)中保存所述頻 域圖像；
[0064] r.對(duì)所獲頻域圖像之一與數(shù)據(jù)庫(kù)中的主體的頻域圖像進(jìn)行比較，其中，所比較的 兩個(gè)頻域圖像是具有最相近強(qiáng)度比率的頻域圖像;并且其中，標(biāo)識(shí)結(jié)果當(dāng)兩個(gè)所比較的頻 域圖像之間的相干性大于第一閾值時(shí)看作肯定性的，而當(dāng)兩個(gè)所比較的頻域圖像之間的相 干性小于第二閾值時(shí)看作是否定性的。
[0065] 優(yōu)選地，如果在步驟r中相干性結(jié)果處于第一與第二閾值之間，則采取以下步驟：
[0066] s .通過(guò)輕微變動(dòng)所獲步驟〇的輪廓條帶獲得新的輪廓條帶；
[0067] t.將所述新的輪廓條帶變換到頻域中，并且對(duì)其與步驟r中的數(shù)據(jù)庫(kù)主體的同一 頻域條帶進(jìn)行比較;其中，標(biāo)識(shí)結(jié)果當(dāng)兩個(gè)所比較的頻域圖像之間的相干性大于第一閾值 時(shí)看作是肯定性的，而當(dāng)兩個(gè)所比較的頻域圖像之間的相干性小于第二閾值時(shí)看作是否定 性的；
[0068] u.如果在步驟t中相干性結(jié)果處于第一與第二閾值之間，則重復(fù)步驟s-u。
[0069] 本發(fā)明涉及一種用于跟蹤人物的方法，其至少包括以下步驟中的前3個(gè)：
[0070] A)從視頻相機(jī)獲得人物的圖像；
[0071] B)獲得圖像中的人物的頭發(fā)部分；
[0072] C)將頭發(fā)部分圖像變換到頻域中，并且將其保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中；
[0073] D)將步驟B的圖像劃分為像素群組的數(shù)組；
[0074] E)將步驟D的每個(gè)群組變換到頻域中；
[0075] F)對(duì)步驟E的每個(gè)群組頻域與步驟C的頻率圖像之間的相干性進(jìn)行比較；
[0076] G)獲得具有最接近步驟C的圖像的最高相干性的群組；
[0077] H)獲得相機(jī)的連續(xù)幀(或多個(gè)幀）；
[0078] I)將步驟Η的圖像劃分為與步驟D的數(shù)組相似的像素群組的數(shù)組，并且標(biāo)記其先前 幀(或先前多個(gè)幀）的最高相干性群組的位置的周