視頻序列中人物身份識別研究.pdf

1、近年來，隨著信號處理理論和計算機的發(fā)展，人們開始用攝像機獲得周圍環(huán)境圖像并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，用計算機實現(xiàn)對視覺信息的處理，這就形成了計算機視覺這門學科。成像在視網(wǎng)膜上的圖像信息是人類視覺系統(tǒng)工作的基礎，因此計算機視覺的發(fā)展必然以人類視覺系統(tǒng)的能力為參照。人類視覺系統(tǒng)的一個基本任務是識別人類、物體及其相互之間的空間關系。計算機視覺研究者也有著相似的目標，那就是研究在場景中定位和識別目標的方法。在該領域研究中，對人的定位和識別由于其巨大應

2、用價值，受到了廣泛的關注。在本論文中介紹了相關的前沿技術，并描述了筆者在此領域中的研究工作。本文特別將人物的識別問題分為兩部分——人臉識別和步態(tài)識別。
　　 識別系統(tǒng)的初始輸入為視頻序列(單一圖像是其中的特例)。由于采集視頻的條件不同，圖像的分辨率不同，識別性能也會有差別。就目前的技術而言，人臉識別的精度往往高于步態(tài)識別，但是前者對視頻分辨率的要求較高，而且在每一幀圖像中人臉區(qū)域大小有所限制。而步態(tài)識別能夠使用低分辨率數(shù)據(jù)提取身

3、體各部分的運動信息，達到魯棒的識別效果。換句話說，能夠使得步態(tài)識別達到較好性能的視頻數(shù)據(jù)，其分辨率往往不需要達到人臉識別的要求。因此將兩者結(jié)合起來能滿足不同環(huán)境下的需要，對解決視頻序列中人物身份識別這一難題有很強的應用價值。本文的主要研究成果如下：
　　 非限制條件下的人臉識別是人臉識別領域的一個難點。針對人臉姿態(tài)變化問題，本文提出了一種自動的3D人臉重建方法，利用ASM模型進行自動人臉標注，結(jié)合Candide三維人臉模型完成人

4、臉的重建。針對光照變化問題，提出了一種位平面加權融合的策略，將人臉圖片進行位平面分解，并進行加權融合。分析和實驗結(jié)果表明，本文提出的策略適合多角度不同光照下的人臉識別。
　　 視頻中的人臉識別技術是近年來的一個研究重點，相對于基于靜態(tài)圖片的人臉識別，視頻人臉識別擁有豐富的時序特征，因此識別性能更加可靠。本文提出了一種基于HMM的視頻人臉識別算法，利用視頻序列的連續(xù)性和對大量訓練樣本的統(tǒng)計分析來提高在無約束環(huán)境下判別分析方法的魯棒

5、性。實驗表明，該方法可以有效地提高識別算法對姿態(tài)和光照變化的魯棒性，提高識別率。
　　 人體側(cè)影分割的質(zhì)量對步態(tài)識別的性能有直接的影響。本文提出了一種魯棒性的步態(tài)識別方法，利用光流特征提取視頻中的運動信息，并將人體區(qū)域按人體結(jié)構特點劃分為多個子區(qū)域，然后對每個子區(qū)域進行橢圓擬合建立人體結(jié)構模型。識別階段提取模型參數(shù)作為步態(tài)特征，結(jié)合動態(tài)時間規(guī)整技術解決了動態(tài)模式的相似度量和匹配問題。實驗表明，該算法可以有效地提高識別算法的魯棒性