隨著軌道安防系統(tǒng)逐步發(fā)展和高清監(jiān)控技術(shù)的完善，目前軌道視頻監(jiān)控正處在由標清“看得見”到高清“看得清”的發(fā)展歷程中。軌道監(jiān)控高清化帶來了實實在在的畫面革新，高清攝像機采集的圖像細節(jié)更多，對監(jiān)控對象局部特征的展現(xiàn)更為細致。高清監(jiān)控系統(tǒng)給視頻智能分析應(yīng)用提供了堅實的基礎(chǔ)。
人臉識別系統(tǒng)
XX市軌道交通一號線共有20個車站，在每個車站的出入口閘機設(shè)置8套人臉識別設(shè)備，共160套，對出入閘機的乘客面部特征實時采集，并與后臺公安部犯罪人員庫進行實時比對報警(系統(tǒng)構(gòu)架如下圖所示)。
系統(tǒng)架構(gòu)圖
通常頭像正面位置是人臉識別系統(tǒng)最佳的工作位置，但只要能同時看到兩只眼睛就可以識別人臉，而姿勢變化在35度范圍內(nèi)也不會影響識別效果。軌道出入口閘機作為特殊的通道具有天然的場景優(yōu)勢，攝像機可以很容易捕捉到乘客的面部特征，為公安機關(guān)抓捕犯罪分子和犯罪嫌疑人提供了一種行之有效的手段。
人臉識別包含人臉檢測、人臉跟蹤與人臉比對等技術(shù)。人臉檢測是指在動態(tài)的場景與復(fù)雜的背景中，判斷是否存在人臉并分離出人臉。人臉跟蹤指對被檢測到的人臉進行動態(tài)目標跟蹤。人臉比對則是對被檢測到的人臉進行身份確認或在人臉庫中進行目標搜索。
人臉檢測分為參考模板、人臉規(guī)則、樣本學習、膚色模型與特征子臉等方法。參考模板方法首先設(shè)計一個或數(shù)個標準人臉模板，然后計算測試樣本與標準模板之間的匹配程度，通過計算機比對來判斷是否存在人臉;人臉具有一定的結(jié)構(gòu)分布特征，人臉規(guī)則即提取這些特征生成相應(yīng)的規(guī)則以判斷是否測試樣本包含人臉;樣本學習則采用模式識別中人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，通過對人臉樣本集和非人臉樣本集的學習產(chǎn)生分類器;膚色模型依據(jù)人臉膚色在色彩空間中分布相對集中的規(guī)律來進行檢測;特征子臉將所有人臉集合視為一個人臉子空間，基于檢測樣本與其在子空間的投影之間的距離判斷是否存在人臉。
人臉跟蹤一般采用基于模型的方法或基于運動與模型相結(jié)合的方法，另外，膚色模型跟蹤也是一種簡單有效的手段。人臉比對從本質(zhì)上講是采樣人臉與庫存人臉的依次比對并找出最佳匹配對象。因此，人臉的描述決定了人臉識別的具體方法與性能。本系統(tǒng)主要采用特征向量法先確定瞳孔、鼻翼、嘴角等人臉五官輪廓的大小、位置、距離、角度等等屬性，然后計算出它們的幾何特征量，這些特征量形成描述該人臉的特征向量。
XX市軌道交通一號線的人臉識別系統(tǒng)采用 "局部特征分析"算法，具有速度快，誤認低，無需學習。其主要利用人臉各器官及特征部位的方位、比例、對應(yīng)幾何關(guān)系等數(shù)據(jù)形成識別參數(shù)，與數(shù)據(jù)庫中所有原始參數(shù)比較、判斷、確認。
局部特征分析源于類似搭建積木的局部統(tǒng)計的原理，是基于以下事實的一種計算方法,即所有的人臉(包括各種復(fù)雜的式樣)都可以從由很多不能再簡化的結(jié)構(gòu)單元子集綜合而成。這些單元使用了復(fù)雜的統(tǒng)計技術(shù)而形成的,它們代表了整個人臉。他們通?？缭蕉鄠€象素(在局部區(qū)域內(nèi))并代表了普遍的面部形狀,但并不是通常意義上的面部特征。實際上面部結(jié)構(gòu)單元比人臉的部位要多得多。
然而,要綜合形成一張逼真,精確的人臉,只需要整個可用集合中很少的單元子集(12-40特征單元)。要確定身份不僅僅取決于特性的單元,還決定于他們的幾何結(jié)構(gòu)(比如他們的相關(guān)位置)。
通過這種方式, 局部特征分析將個人的特性對應(yīng)成一種復(fù)雜的數(shù)字表達方式,實現(xiàn)對比和識別。
人臉識別的步驟
· 建立人臉檔案：可以用攝像機或照片掃描等方法采集人臉文件或直接取照片文件，生成面部特征向量數(shù)據(jù)庫，導(dǎo)入現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫;
· 獲取當前比對對象人臉，用攝像機等捕捉人臉獲取照片輸入，生成比對對象的人臉特征向量數(shù)據(jù);
· 將當前人臉的人臉特征向量數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中的已有數(shù)據(jù)進行檢索比對;
· 確認人臉身份或提出相似人員的相似度列表。
上述整個過程都是自動、連續(xù)、實時地完成。而且系統(tǒng)只需要普通的處理設(shè)備。
系統(tǒng)的工作流程為：
· 自動地在視頻數(shù)據(jù)流中搜索面部圖像;
· 當系統(tǒng)捕捉到出現(xiàn)的完整頭像時;
· 自動使用多種類型的匹配算法來判斷在那個位置是否真的有一張臉。這些算法能夠精確地探測出同時出現(xiàn)的多張臉，并且能夠確定他們的準確位置;一旦探測到一張臉，這張臉的圖像就會被從背景中分離出來，這幅圖像隨后將經(jīng)過一系列的特殊處理來恢復(fù)它的尺寸、光線、表情和姿態(tài);
· 將這幅臉部圖像在系統(tǒng)內(nèi)部轉(zhuǎn)換人臉數(shù)據(jù)，它包含了這張人臉的特有信息;
· 通過把實時獲取的"人臉數(shù)據(jù)"和數(shù)據(jù)庫中已有的"人臉數(shù)據(jù)"進行比對;
· 完成對某張臉進行確認。
人臉識別的比對方式是根據(jù)臉部的本質(zhì)特征和形狀來工作的，它可以排除光線、皮膚色調(diào)、面部毛發(fā)、發(fā)型、眼鏡、表情和姿態(tài)的變化，具有強大的可靠性，使得它可以從百萬人中精確地辨認出一個人。
推薦閱讀：
圖像質(zhì)量自動巡檢系統(tǒng)在軌道安防系統(tǒng)中的應(yīng)用淺析
a&s傳媒是全球知名展覽公司法蘭克福展覽集團旗下的專業(yè)媒體平臺，自1994年品牌成立以來，一直專注于安全&自動化產(chǎn)業(yè)前沿產(chǎn)品、技術(shù)及市場趨勢的專業(yè)媒體傳播和品牌服務(wù)。從安全管理到產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，a&s傳媒擁有首屈一指的國際行業(yè)展覽會資源以及豐富的媒體經(jīng)驗，提供媒體、活動、展會等整合營銷服務(wù)。
粵公網(wǎng)安備 44030402000264號
