頭部識別方法技術(shù)

在此描述一種用于識別源圖像中的人的頭部的方法。該方法包括：檢測源圖像中的人體的至少一部分的輪廓，以及計(jì)算源圖像中該人體的深度。根據(jù)源圖像，計(jì)算與處于該深度的人的頭部相對應(yīng)的橢圓的長半徑尺寸及短半徑尺寸，以及針對所檢測的輪廓的一組像素中的至少數(shù)個(gè)像素，在累加器陣列中生成以該輪廓像素的位置為中心且具有該長半徑及短半徑尺寸的橢圓的至少一個(gè)線段。選擇該累加器陣列中局部強(qiáng)度最大值的位置，作為對應(yīng)于源圖像中的人的頭部候選者的位置。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及用于識別源圖像中的人的頭部的方法及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。具體來說，本專利技術(shù)涉及使用深度信息(depth information)來預(yù)測人的頭部的最可能感知尺寸以有助于其識別的方法。
技術(shù)介紹
在各種成像系統(tǒng)及圖像處理應(yīng)用中，自動(dòng)識別源圖像中的人的頭部的位置和/或方位是有利的。例如，使用者可在成像裝置的范圍內(nèi)移動(dòng)他的頭部來與在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中運(yùn)行的程序，例如，視頻游戲程序，互動(dòng)。可替代地，這樣的也可用于成像裝置中，以調(diào)整諸如光圈、曝光時(shí)間、聚焦深度等參數(shù)，從而針對人像攝影來優(yōu)化這些參數(shù)。與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的互動(dòng)以及特別是與數(shù)據(jù)及指令的輸入的互動(dòng)是普遍已知的問題。傳統(tǒng)上，以諸如鍵盤、鼠標(biāo)、滾輪、筆、觸摸屏、操控桿、游戲手柄等響應(yīng)于使用者的物理動(dòng)作而產(chǎn)生信號的物理輸入裝置來進(jìn)行這樣的互動(dòng)。然而，這樣的物理輸入裝置具有許多缺點(diǎn)。例如，它們只能提供有限量的不同輸入信號，而這些有限量的不同輸入信號在諸如三維“虛擬現(xiàn)實(shí)”環(huán)境的某些應(yīng)用中，會(huì)感覺不靈巧且欠缺真實(shí)性。此外，它們?nèi)菀讚p壞且它們的持續(xù)使用甚至?xí)κ褂谜叩慕】诞a(chǎn)生負(fù)面的后果，例如重復(fù)性勞損(RSI)。另外已知替代的輸入裝置及方法。例如，可使用用于語音識別的實(shí)用系統(tǒng)。然而，語音識別對于諸如需要使用者快速、精準(zhǔn)及重復(fù)輸入的動(dòng)作游戲的某些應(yīng)用而言，并不是實(shí)用的替代方式。此外，它們的效果受背景噪音的不利影響，且它們通常需要學(xué)習(xí)時(shí)段，以識別特定使用者的語音指令。另一替代方法是圖像識別。在其最簡單的形式中，圖像識別系統(tǒng)識別對比色的諸如條形碼的二進(jìn)制圖案，并將這些圖案轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制信號以進(jìn)行處理。更先進(jìn)的圖像識別系統(tǒng)可識別圖像中更復(fù)雜的圖案，并對應(yīng)產(chǎn)生大量的信號。例如在美國專利6256033中已經(jīng)提出這樣的圖像識別系統(tǒng)，用于識別成像系統(tǒng)范圍中使用者的姿態(tài)。然而，傳統(tǒng)成像系統(tǒng)不能感知深度而僅能產(chǎn)生所述使用者的2D投影。因此，使用者姿態(tài)的識別本質(zhì)上存在缺陷，受限于可能輸入的范圍，且充滿多種可能的識別錯(cuò)誤。特別是，這樣的系統(tǒng)存在將使用者與其背景分離的問題。然而，3D成像系統(tǒng)的發(fā)展提供了開發(fā)實(shí)現(xiàn)例如更好的使用者姿態(tài)識別的形狀識別方法及裝置的可能性。G. Yahav,G. J. Iddam及D. Mandelboum在“3D imaging Camera forGaming Application”中公開了一個(gè)這樣的3D成像系統(tǒng)。在此論文中公開的3D成像系統(tǒng)屬于所謂的“飛行時(shí)間”或TOF型，其中根據(jù)從該3D成像系統(tǒng)的范圍內(nèi)的對象所反射的光的波前形狀獲得深度感知。然而，也已經(jīng)提出了其它類型的成像系統(tǒng)，諸如，立體相機(jī)、LIDAR、雷達(dá)、聲納等。例如在國際專利申請WO 2008/128568A1中已提出捕獲場景的3D圖像，以選擇所述3D圖像中的諸如人體的主體，并將該主體分割成包括頭部的多個(gè)不連續(xù)區(qū)域。在美國專利US 7，203，356中，提出在各種可替代方式中使用橢圓或橢球擬合，以確定在由3D成像系統(tǒng)捕獲的源圖像中的人的頭部的位置。然而，該現(xiàn)有技術(shù)文件并沒有公開如何獲得對該頭部進(jìn)行建模的橢圓或橢球的參數(shù)。Zhengcheng Hu、Tetsuya Kawamura 及 Keiichi Uchimura 于 2008 年 11 月在澳大利，Vienna, Stereo Vision, ISBN 978-953-7619-22-0，Ι-Tech,第 91-102 頁的“GrayscaleCorrelation based 3D Model Fitting for Occupant Head Detection and Tracking，，中已提出類似的3D模型擬合方法。Ehsan Parvizi 及 Q. M. Jonathan Wu 在 IEEE International Conference onTools with Artificial Intelligence 19th 的“Real-Time 3D Head Tracking Based onTime-of-Fight Depth Sensor”中提出另一種使用3D數(shù)據(jù)及橢圓擬合以便追蹤人的頭部的方法。然而，此論文也未公開將如何獲得該優(yōu)選的頭部模型的優(yōu)選參數(shù)。 在“Transformee de Hough elliptique fIoue rapide，， 中，C. Leignel>0. Bernier>D. Collobert及R. Seguier公開一種用于識別圖像中的橢圓輪廓的特別有效的計(jì)算機(jī)實(shí)施方法及其對于頭部識別的應(yīng)用。在該方法中，使用特定類型的橢圓霍夫(Hough)變換，以識別從源圖像中生成的輪廓圖像中的橢圓形狀。霍夫變換是一種由表決程序(voting procedure)在圖像中尋找在某一類別內(nèi)的對象的不完善實(shí)例(imperfect instance)的方法。在所謂累加器陣列(accumulatorarray)中實(shí)施此表決程序，由此獲得對象候選者作為局部強(qiáng)度最大值。通過在對應(yīng)于該圖像中的個(gè)別點(diǎn)的位置產(chǎn)生正在被尋找的對象的實(shí)例來填入該累加器陣列。在橢圓霍夫變換的特定情況中，該對象是橢圓。該累加器陣列中的局部強(qiáng)度最大值，即，多個(gè)橢圓相交的位置代表該圖像中的相似橢圓的候選者位置。在Leignel等人公開的方法中，為了增加計(jì)算速度，只以這些橢圓的代表性線段填入該累加器陣列。為了增加檢測速率，使用例如在理想橢圓形狀周圍具有遞減強(qiáng)度分布的模糊橢圓。然而，在事先不知道該圖像中的頭部的期望尺寸的情況下，必須在計(jì)算速度與誤報(bào)(false positives)的可能性之間找到折衷。為了緩和該問題，在該現(xiàn)有技術(shù)的方法中，只考慮膚色區(qū)域的輪廓。然而，如果使用者穿著膚色的衣服，則會(huì)增加誤報(bào)的風(fēng)險(xiǎn)。而且，該現(xiàn)有技術(shù)方法受限于在離該成像系統(tǒng)的相對有限距離范圍，即I至2. 5米內(nèi)檢測人的頭部。在所公開的美國專利申請US2005/031166,US 2005/058337 及US2003/235341 中描述了在源深度圖像中找出人的頭部的其它方法。此外，Clabian M等人在因特網(wǎng)上已公開可從URL :http ://www. prip. tuwien.ac. at廠krw/papers/2002/DAGM/Clabian. pdf獲得的關(guān)于頭部檢測的文章，其題目為“Head detection and localization from sparse 3D data”，INTERNET CITATION2002，XP002389335。Krotosky SJ 等人在 INTELLIGENT VEHICLES SYMPOSIUM, 2004IEEEParma,意大利，2004 年 6 月 14-17 日 Piscatawy，NJ,美國，IEEE LNKD-DOI 10. 1109/VS. 2004. 1336469, 2004 年 6 月 14 日，第 698 至 703 頁，XP10727732ISPB :978-0-7803-8310-4,也發(fā)表題目為“Occupant posture analysis using reflectance andstereo images for smart airbag deployment本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：X·巴埃萊，J·托爾羅特，J·馬丁內(nèi)斯岡薩雷斯，K·西蒙斯，
申請(專利權(quán))人：索夫特基奈蒂克軟件公司，
類型：發(fā)明
國別省市：