專利名稱：一種基于人臉特征的固定場景運動目標檢測系統及方法
技術領域：
本發明屬于視頻圖像處理技術領域，涉及一種運動目標檢測系統，尤其涉及一種基于人臉特征的固定場景運動目標檢測系統；同時，本發明還涉及一種基于人臉特征的固定場景運動目標檢測方法。
背景技術：
固定場景視頻領域中，圖像分析運動目標時具有無序性，然而視頻圖像分析應用于課堂教學領域和導錄播系統中(尤其是針對學生和導錄播系統這一特定群體)時，運動目 標其實是有序或者更關注在某個方向的運動量。目前針對該類目標檢測采用方法是通過手動方式，根據桌椅位置設置。一種方案是在每個或幾個相對應的位置手動設置運動目標檢測區域，其他未被設定的區域即使有運動目標也不被關注。第二種方案是根據每個位置通過設置預置位的方式，來調動攝像機到指定位置發現該運動目標。現有方法存在如下缺陷針對目前教學領域的互動教學以及課桌位置的不固定性，操作非常困難，而且失靈。提出的解決方法為提供固定的幾種桌椅擺放次序，但是仍然無法滿足要求。另外，如果按照正常整幅畫面做視頻檢測分析，則面臨干擾問題非常嚴重第一，前排觀眾的舉手圖像尺寸大小會超過后排觀眾站起來時的尺寸大小；第二，后排觀眾在整幅畫面中(針對教學領域和導錄播系統中，一臺攝像機兼顧整個教室畫面，往往需要提供廣角攝像機或者78。以上鏡頭)后排學生在攝像機視野場景中占據的畫面像素量本身就很有限，全屏圖像檢測分析，會出現混亂狀態。此外，現有導錄播系統經常遇到由于人員高矮變動、桌椅擺放位置次序變更等因固定位置的變化而無法使用的尷尬。同時，實時全屏運動目標檢測，干擾信息比較多，遠距離場景中人臉目標非常小，比對過程較為復雜，且無法實現實時捕捉并定位。有鑒于此，如今迫切需要設計一種新的運動目標檢測方法，以便解決上述不足之處。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種基于人臉特征的固定場景運動目標檢測系統，可提聞檢測效率及精準度。此外，本發明還提供一種基于人臉特征的固定場景運動目標檢測方法，可提高檢測效率及精準度。為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案一種基于人臉特征的固定場景運動目標檢測系統，所述系統包括圖像獲取單元，用以獲取設定區域的視頻或/和圖像；目標特征提取單元，用以檢測前一幀或前一段時間內拍攝畫面中人臉，自動提取出人臉特征，然后從人臉特征中提取出人臉目標大小，根據人臉目標大小進而確定運動目標的活動區域；區域分割單元，用以根據所述目標特征提取單元提取的人臉目標大小及活動區域將所述圖像獲取單元拍攝的畫面分割為一個或多個檢測區域和遮蓋區域，所述檢測區域與提取到的活動區域相對應；檢測參數設定單元，用以設定檢測區域中運動目標的運動檢測參數，僅檢測運動目標設定方向上的運動分量；目標檢測單元，用以檢測各個檢測區域內運動目標在設定方向上的運動情況，從而判斷運動目標的運動狀態。作為本發明的一種優選方案，所述系統進一步包括跟蹤定位單元、第二圖像獲取單元；所述跟蹤定位單元用以在目標檢測單元判斷有運動目標運動后，控制第二圖像獲取單元將鏡頭轉至該運動目標，對該運動目標進行定位跟蹤。
作為本發明的一種優選方案，所述檢測參數設定單元設定運動目標的運動檢測參數為僅檢測運動目標在垂直方向上的運動分量。作為本發明的一種優選方案，所述系統包括若干圖像獲取單元，分別獲取設定區域不同角度的畫面；所述目標特征提取單元分別提取不同圖像獲取單元獲取的畫面，進而由區域分割單元分割；當目標檢測單元檢測到一個圖像獲取單元獲取畫面中有人臉在運動時，即判斷該運動目標正在運動。一種上述基于人臉特征的固定場景運動目標檢測系統的檢測方法，所述方法包括如下步驟步驟SI、圖像獲取單元獲取設定區域的視頻或/和圖像；步驟S2、目標特征提取單元檢測前一幀或前一段時間內拍攝畫面中人臉，自動提取出人臉特征，然后從人臉特征中提取出人臉目標大小，根據人臉目標大小進而確定運動目標的活動區域；步驟S3、區域分割單元根據所述目標特征提取單元提取的人臉目標大小及活動區域將所述圖像獲取單元拍攝的畫面分割為一個或多個檢測區域和遮蓋區域，所述檢測區域與提取到的活動區域相對應；步驟S4、檢測參數設定單元設定檢測區域中運動目標的運動檢測參數，僅檢測運動目標設定方向上的運動分量；步驟S5、目標檢測單元檢測各個檢測區域內運動目標在設定方向上的運動情況，從而判斷運動目標的運動狀態。作為本發明的一種優選方案，所述系統進一步包括跟蹤定位單元、第二圖像獲取單元；所述方法進一步包括步驟S6 :跟蹤定位單元在目標檢測單元判斷有運動目標運動后，控制第二圖像獲取單元將鏡頭轉至該運動目標，對該運動目標進行定位跟蹤。作為本發明的一種優選方案，所述檢測參數設定單元設定運動目標的運動檢測參數為僅檢測運動目標在垂直方向上的運動分量。作為本發明的一種優選方案，所述系統包括若干圖像獲取單元，分別獲取設定區域不同角度的畫面；所述方法中，所述目標特征提取單元分別提取不同圖像獲取單元獲取的畫面，進而由區域分割單元分割；當目標檢測單元檢測到一個圖像獲取單元獲取畫面中有運動目標在運動時，即判斷該運動目標正在運動。本發明的有益效果在于本發明提出的基于人臉特征的固定場景運動目標檢測系統及方法，通過將畫面中包含有運動目標(人臉)的區域分割出來，只需要檢測分割區域的運動目標，提高檢測效率及精確度。同時，本發明僅檢測某個設定方向的運動分量，從而進一步提聞檢測效率，避免干擾，提聞檢測精確度。


圖I為本發明目標檢測系統的組成示意圖。圖2為本發明目標檢測方法的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本發明的優選實施例。 實施例一請參閱圖1，本發明揭示了一種基于人臉特征的固定場景運動目標檢測系統，所述系統包括圖像獲取單元20、目標特征提取單元11、區域分割單元12、檢測參數設定單元13、目標檢測單元14、跟蹤定位單元15、第二圖像獲取單元30。所述目標特征提取單元11、區域分割單元12、檢測參數設定單元13、目標檢測單元14、跟蹤定位單元15可以設置于一計算機10內，該計算機10分別與圖像獲取單元20、第二圖像獲取單元30連接。所述系統可以連接若干圖像獲取單元20、若干第二圖像獲取單元30。圖像獲取單元20用以獲取設定區域的視頻或/和圖像。圖像獲取單元20可以為一個固定設置的攝像機。第二圖像獲取單元30則是通過控制系統驅動的可移動攝像機，通常根據計算機10獲取的運動目標(人臉)而被計算機10控制、轉向該目標。目標特征提取單元11用以檢測前一幀或前一段時間內拍攝畫面中人臉，自動提取出人臉特征，然后從人臉特征中提取出人臉目標大小，根據人臉目標大小進而確定運動目標(人臉)的活動區域。區域分割單元12用以根據所述目標特征提取單元提取的人臉目標大小及活動區域將所述圖像獲取單元拍攝的畫面分割為一個或多個檢測區域和遮蓋區域，所述檢測區域與提取到的活動區域相對應。檢測參數設定單元13用以設定檢測區域中運動目標的運動檢測參數，僅檢測運動目標設定方向上的運動分量。由于在教學領域和導錄播系統，針對“學生或觀眾”的活動不需要關注水平運動分量，僅需關注垂直運動分量，進而就可以自動設置不同位置不同情況下的運動目標檢測區域“塊”。本實施例中，所述檢測參數設定單元13設定運動目標的運動檢測參數為僅檢測運動目標(即人臉)在垂直方向上的運動分量。目標檢測單元14用以檢測各個檢測區域內運動目標在設定方向上的運動情況，從而判斷運動目標的運動狀態。具體地，當設定好參數后，系統自動記憶保存當前參數，接下來正常的教學或導錄播開始時，系統將根據該參數作為標準判斷檢測運動目標(人臉)的位置，然后將位置參數發送給受控制的第二圖像獲取單元(第二攝像機)。所述跟蹤定位單元15用以在目標檢測單元判斷有運動目標運動后，控制第二圖像獲取單元30將鏡頭轉至該人臉，對該人臉進行定位跟蹤。以上介紹了本發明基于人臉特征的固定場景運動目標檢測系統的組成，本發明在揭示上述系統的同時，還揭示一種上述檢測系統的檢測方法；請參閱圖2，所述方法包括如下步驟步驟SI圖像獲取單元獲取設定區域的視頻或/和圖像；步驟S2目標特征提取單元檢測前一幀或前一段時間內拍攝畫面中人臉，自動提取出人臉特征，然后從人臉特征中提取出人臉目標大小，根據人臉目標大小進而確定運動目標的活動區域；步驟S3區域分割單元根據所述目標特征提取單元提取的人臉目標大小及活動區域將所述圖像獲取單元拍攝的畫面分割為一個或多個檢測區域和遮蓋區域，所述檢測區域與提取到的活動區域相對應；
步驟S4檢測參數設定單元設定檢測區域中運動目標的運動檢測參數，僅檢測運動目標設定方向上的運動分量；本實施例中，所述檢測參數設定單元設定運動目標的運動檢測參數為僅檢測運動目標在垂直方向上的運動分量。步驟S5目標檢測單元檢測各個檢測區域內運動目標在設定方向上的運動情況，從而判斷運動目標的運動狀態。步驟S6跟蹤定位單元在目標檢測單元判斷有運動目標運動后，控制第二圖像獲取單元將鏡頭轉至該運動目標，對該運動目標進行定位跟蹤。實施例二本實施例與實施例一的區別在于，本實施例中，所述系統包括若干圖像獲取單元，分別獲取設定區域不同角度的畫面；所述目標特征提取單元分別提取不同圖像獲取單元獲取的畫面，進而由區域分割單元分割；當目標檢測單元檢測到一個圖像獲取單元獲取畫面中有運動目標在運動時，即判斷該運動目標正在運動。本實施例可以更好地避免人臉被遮擋而引起檢測不到，從而提高系統的精確度。綜上所述，本發明提出的基于人臉特征的固定場景運動目標檢測系統及方法，通過將畫面中包含有運動目標(人臉)的區域分割出來，只需要檢測分割區域的運動目標，提高檢測效率及精確度。同時，本發明僅檢測某個設定方向的運動分量，從而進一步提高檢測效率，避免干擾，提高檢測精確度。這里本發明的描述和應用是說明性的，并非想將本發明的范圍限制在上述實施例中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領域的普通技術人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本發明的精神或本質特征的情況下，本發明可以以其它形式、結構、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來實現。在不脫離本發明范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實施例進行其它變形和改變。
權利要求
1.一種基于人臉特征的固定場景運動目標檢測系統，其特征在于，所述系統包括 圖像獲取單元，用以獲取設定區域的視頻或/和圖像； 目標特征提取單元，用以檢測前一幀或前一段時間內拍攝畫面中人臉，自動提取出人臉特征，然后從人臉特征中提取出人臉目標大小，根據人臉目標大小進而確定運動目標的活動區域； 區域分割單元，用以根據所述目標特征提取單元提取的人臉目標大小及活動區域將所述圖像獲取單元拍攝的畫面分割為一個或多個檢測區域和遮蓋區域，所述檢測區域與提取到的活動區域相對應； 檢測參數設定單元，用以設定檢測區域中運動目標的運動檢測參數，僅檢測運動目標設定方向上的運動分量； 目標檢測單元，用以檢測各個檢測區域內運動目標在設定方向上的運動情況，從而判斷運動目標的運動狀態。
2.根據權利要求I所述的基于人臉特征的固定場景運動目標檢測系統，其特征在于 所述系統進一步包括跟蹤定位單元、第二圖像獲取單元； 所述跟蹤定位單元用以在目標檢測單元判斷有運動目標運動后，控制第二圖像獲取單元將鏡頭轉至該運動目標，對該運動目標進行定位跟蹤。
3.根據權利要求I所述的基于人臉特征的固定場景運動目標檢測系統，其特征在于 所述檢測參數設定單元設定運動目標的運動檢測參數為僅檢測運動目標在垂直方向上的運動分量。
4.根據權利要求I所述的基于人臉特征的固定場景運動目標檢測系統，其特征在于 所述系統包括若干圖像獲取單元，分別獲取設定區域不同角度的畫面； 所述目標特征提取單元分別提取不同圖像獲取單元獲取的畫面，進而由區域分割單元分割；當目標檢測單元檢測到一個圖像獲取單元獲取畫面中有人臉在運動時，即判斷該運動目標正在運動。
5.一種權利要求I所述基于人臉特征的固定場景運動目標檢測系統的檢測方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 步驟SI、圖像獲取單元獲取設定區域的視頻或/和圖像； 步驟S2、目標特征提取單元檢測前一幀或前一段時間內拍攝畫面中人臉，自動提取出人臉特征，然后從人臉特征中提取出人臉目標大小，根據人臉目標大小進而確定運動目標的活動區域； 步驟S3、區域分割單元根據所述目標特征提取單元提取的人臉目標大小及活動區域將所述圖像獲取單元拍攝的畫面分割為一個或多個檢測區域和遮蓋區域，所述檢測區域與提取到的活動區域相對應； 步驟S4、檢測參數設定單元設定檢測區域中運動目標的運動檢測參數，僅檢測運動目標設定方向上的運動分量； 步驟S5、目標檢測單元檢測各個檢測區域內運動目標在設定方向上的運動情況，從而判斷運動目標的運動狀態。
6.根據權利要求5所述的檢測方法，其特征在于 所述系統進一步包括跟蹤定位單元、第二圖像獲取單元；所述方法進一步包括步驟S6 :跟蹤定位單元在目標檢測單元判斷有運動目標運動后，控制第二圖像獲取單元將鏡頭轉至該運動目標，對該運動目標進行定位跟蹤。
7.根據權利要求5所述的檢測方法，其特征在于 所述檢測參數設定單元設定運動目標的運動檢測參數為僅檢測運動目標在垂直方向上的運動分量。
8.根據權利要求5所述的檢測方法，其特征在于 所述系統包括若干圖像獲取單元，分別獲取設定區域不同角度的畫面； 所述方法中，所述目標特征提取單元分別提取不同圖像獲取單元獲取的畫面，進而由區域分割單元分割；當目標檢測單元檢測到一個圖像獲取單元獲取畫面中有運動目標在運動時，即判斷該運動目標正在運動。
全文摘要
本發明揭示了一種基于人臉特征的固定場景運動目標檢測系統及方法，所述系統包括圖像獲取單元、目標特征提取單元、區域分割單元、檢測參數設定單元、目標檢測單元。目標特征提取單元用以檢測前一幀或前一段時間內拍攝畫面中人臉，自動提取出人臉目標大小及活動區域；區域分割單元用以根據提取的人臉目標大小及活動區域將圖像獲取單元拍攝的畫面分割為一個或多個檢測區域和遮蓋區域；檢測參數設定單元用以設定檢測區域中運動目標的運動檢測參數，僅檢測運動目標設定方向上的運動分量；目標檢測單元用以檢測各檢測區域內運動目標在設定方向上的運動情況，從而判斷運動目標的運動狀態。本發明提出的目標檢測系統及方法，可有效提高檢測效率及精確度。
文檔編號G06T7/20GK102902963SQ20121036729
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月27日 優先權日2012年9月27日
發明者陳進友, 孟蜀鍇 申請人:無錫天授信息科技有限公司