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CN101079109B - 基于制服特征的身份识别方法和系统 - Google Patents

基于制服特征的身份识别方法和系统 Download PDF

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Abstract

一种多维制服特征的身份识别方法,用于多类识别目标身着不同制服的场合,该方法包括以下步骤:(a)采集视频图像,检测出其中的识别目标图像并将其分割出来;(b)提取出所述识别目标图像的制服特征;(c)对所述制服特征进行分类,根据分类结果确定识别目标的身份。相应的,本发明的身份识别系统包括视频图像采集模块、识别目标检测与分割模块、特征提取模块和身份识别模块。本发明可以应用于远距离、大场景条件下的身份识别。如监狱中的监控视频、战场上的无人侦察机采集的视频等,识别穿着特定制服人群及其位置,可以检测是否存在特定的行为,及时为决策者提供准确的参考意见。

Description

基于制服特征的身份识别方法和系统
技术领域
本发明涉及一种身份识别方法和系统。 
现有的身份识别系统一般都适用于比较近距离的情况,例如人脸识别、指纹识别、虹膜识别等都只有在待识别对象较近或接触获取设备时才起作用,而且都是进行个人的身份识别。对于待识别对象在远距离和非接触的条件下,常用的身份识别技术都无法发挥作用。如在监狱治安分析、战地敌我态势判别等的应用中,需要在远距离和大场景的条件下对目标区域中的人员的身份进行识别,此时常用的识别方法无法应用。 
本发明要解决的技术问题是提供一种基于制服特征的身份识别方法和系统,可以扩大基于制服特征的识别身份的适用范围且识别更精确。 
为了解决上述问题,本发明提供了一种多维制服特征的身份识别方法,用于多类识别目标身着不同制服的场合,所述制服特征包括制服的颜色、图案和样式;该方法包括以下步骤: 
(a)采集视频图像,检测出其中的识别目标图像并将其分割出来; 
(b)提取出所述识别目标图像的制服特征;其中,提取的所述制服特征包括制服的主特征,或者包括制服的主特征和次特征; 
(c)对所述制服特征进行分类,根据分类结果确定识别目标的身份。 
进一步地,上述身份识别方法还可具有以下特点: 
步骤(a)是从视频图像中检测出运动目标并将其分割出来,作为所述识别目标图像。 
进一步地,上述身份识别方法还可具有以下特点: 
步骤(b)中提取的制服特征包括制服的主特征和次特征,步骤(c)中对所述主特征和次特征分别分类,然后对输出的两个分类结果进行加权组合,得到最终的分类结果。 
进一步地,上述身份识别方法还可具有以下特点: 
所述制服的主特征为颜色,所述制服的次特征为图案。 
进一步地,上述身份识别方法还可具有以下特点: 
步骤(c)分类时采用基于神经网络的组合分类器,在步骤(a)之前先对该组合分类器进行训练,该训练过程包括以下步骤: 
(I)输入包括不同制服的训练用的样本图像,从中提取出制服主特征和制服次特征; 
(II)将主次特征输入主特征神经网络,将次特征输入次特征神经网络,分别进行分类训练; 
(III)在给定样本下如得到预期的识别率,则将该训练好的组合神经网络作为实际使用的组合分类器。 
进一步地,上述身份识别方法还可具有以下特点: 
步骤(b)还提取出识别目标的位置信息,和步骤(c)得到的身份信息一起作为决策的依据。 
本发明提供的多维制服特征的身份识别系统包括视频图像采集模块、识别目标检测与分割模块、特征提取模块和身份识别模块,所述制服特征包括制服的颜色、图案和样式;其中: 
所述视频图像采集模块,用于对视频图像进行采集并输出到所述识别目标检测与分割模块; 
所述识别目标检测与分割模块,用于从视频图像中检测出包含制服的识别目标图像并将其分割出来,输出到所述特征提取模块;其中,提取的所述制服特征包括制服的主特征,或者包括制服的主特征和次特征; 
所述特征提取模块,用于提取出所述识别目标图像的制服特征,输出到所述分类器; 
所述身份识别模块,用于对所述制服特征进行分类,再根据分类结果确定识别目标的身份。 
进一步地,上述身份识别系统还可具有以下特点: 
所述识别目标检测与分割模块是从视频图像中检测出运动目标并将其分割出来,作为所述识别目标图像。 
进一步地,上述身份识别系统还可具有以下特点: 
所述特征提取模块提取的制服特征包括制服的主特征和次特征;所述身份识别模块为一基于神经网络的组合分类器,用于对提取的所述主特征和次特征分别分类,然后对输出的两个分类结果进行加权组合,得到最终的分类结果,再根据该分类结果确定识别目标的身份。 
进一步地,上述身份识别系统还可具有以下特点: 
所述特征提取模块提取的制服主特征为颜色,制服次特征为图案。 
本发明通过在监控视频中,如监狱中的监控视频、战场上的无人侦察机采集的视频等,识别穿着特定制服人群及其位置,可以检测是否存在特定的行为,及时为决策者提供准确的参考意见。 
附图说明
图1是本发明实施例基于多个神经网络的组合分类器的示意图。 
图2是本发明实施例训练过程的示意图。 
图3是本发明实施例识别过程的示意图。 
图4是本发明实施例身份识别系统的模块图。 
具体实施方式
在远距离的大场景中,存在多人且分辨率较低的特点,我们只需要对他们的身份进行大致的分类识别,如警察或者囚犯等。在这种分辨率较低的情况下,衣服的颜色、样式等特征相对于人脸、虹膜等来说还是清楚的;并且在这类应用场景中,人员都穿着统一的制服,这样我们就可以利用制服的颜色、样式等特征来识别、区分人员的身份。这就是本发明提出的基于制服特征的身份识别技术。 
下面以监狱监管自动化系统为例,结合附图对本发明进行详细说明。 
本实施例首先定义了一种组合制服特征。制服,例如监管人员的服装和被监管人员如囚徒的服装在颜色和图案上存在着很大的差别。因此在远距离大场景的情况下,颜色特征是最主要的特征,因此提取目标的区域块中的颜色均值或者主颜色等作为主特征(Main Feature,FM)。在远距离的情况下一些图案的轮廓也可以区分不同的对象,例如格子、条纹、球衣上的号码等,但是由于图案在摄像机平面上的投影畸变太大往往会带来误识,因此将图案特征作为我们制服识别的次特征(Sub Feature,FS)。然后,将两种特征进行组合得到组合特征,定义为“组合多维制服特征”: 
F={FM,FS}. 
用于身份识别的模块可以采用多种分类器,如线性距离分类器、神经网络等等,可以根据具体情况来设计合适的分类器。本实施例中提出一种基于多个神经网络的组合分类器,来实现组合多维制服特征的分类,分类器结构见图1。其中,主特征和次特征分别输入主特征神经网络分类器、次特征神经网络分类器,然后把两个分类器的输出进行加权组合,就得到了最后的分类输出。这里可以采用BP网络等。图中的μM、μS是权重因子,可以根据应用场景来进行设定。 
在进行识别之前,需要对身份识别装置即组合分类器进行训练,请参照图2,该训练过程具体包括以下步骤: 
步骤210,输入包括不同制服的训练用的样本图像; 
在本实施例中可以是监管人员的服装和囚徒的服装的样本图像。 
步骤220,从输入制服的样本图像中提取出颜色特征为主特征,提取出图案特征为次特征; 
步骤230,分别对主特征神经网络和次特征神经网络进行分类训练; 
进行分类训练是为了通过调整得到最优的网络参数。 
步骤240,在给定样本下如可得到预期的识别率,则将该训练好的组合神经网络作为实际使用的分类器。 
在识别过程中,由于大场景中穿制服的人数一般比较多,因此本实施例中根据视频的特点检测出运动的目标,然后从运动目标中滤出人体,提取人体的制服特征,输入组合分类器进行识别。 
参照图3,该识别过程包括以下步骤: 
步骤310,对视频图像进行采集; 
步骤320,从视频图像中检测出运动目标并将其分割出来; 
在本实施例环境下,运动目标通常为要识别其身份的人员。因此需将其检测、分割出来进行后续的处理。在其他实施方式中,也可以通过其它方式来检测出运动目标。 
步骤330,进行人体目标检测,从各个运动目标的图像中分别提取出制服主特征即颜色以及制服次特征即图案; 
步骤340,将制服主特征和次特征分别输入到基于神经网的组合分类器,得到分类结果,根据分类结果即可确定运动目标的身份。 
其中组合分类器是对输入的主特征和次特征分别进行分类,再对两个分类结果进行加权组合,得到最后的分类结果。 
此外,在步骤330还可以提取出运动目标的位置信息,和其身份信息一起作为决策的依据。 
相应的,本实施例基于组合多维制服特征的身份识别系统如图4所示,包括以下模块: 
视频图像采集模块,用于对视频图像进行采集并输出到运动目标检测与分割模块; 
运动目标检测与分割模块,用于从视频图像中检测出运动目标并将其分 割出来,输出到特征提取模块; 
特征提取模块,用于提取出各个运动目标图像的制服主特征及制服次特征,然后输入到组合分类器,其中主特征输入到其中的主特征神经网络分类器,次特征输入到其中的次特征神经网络分类器; 
组合分类器,包括主特征神经网络分类器、次特征神经网络分类器和组合单元,分别用于对输入的主特征和次特征进行分类,两个子分类器输出的分类结果再在组合单元进行加权组合,得到最终的分类结果,根据分类结果即可确定运动目标的身份。 
利用上述识别方法,可以判断出在目标区域出现的有哪类人,还可得知这些人所处的位置,从而可以判断是否发生了异常情况。 
需要进行说明的是,在另一实施例中,也可以只对一个主特征,例如是颜色主特征进行提取、训练和识别。另外,在不同的应用场合下,制服主特征也不局限于为颜色,次特征也不局限为图案,两者可以互换或者采用制服的其它特征,如形状特征。 

Claims (8)

1.一种基于制服特征的身份识别方法,用于多类识别目标身着不同制服的场合,所述制服特征为多维制服特征,所述制服特征包括制服的颜色、图案和样式;该方法包括以下步骤:
(a)采集视频图像,检测出其中的识别目标图像并将其分割出来;
(b)提取出所述识别目标图像的制服特征;其中,提取的所述制服特征包括制服的主特征和次特征;
(c)对所述主特征和次特征分别分类,然后对输出的两个分类结果进行加权组合,得到最终的分类结果,根据最终的分类结果确定识别目标的身份。
2.如权利要求1所述的身份识别方法,其特征在于:
步骤(a)是从视频图像中检测出运动目标并将其分割出来,作为所述识别目标图像。
3.如权利要求1所述的身份识别方法,其特征在于:所述制服的主特征为颜色,所述制服的次特征为图案。
4.如权利要求1或3所述的身份识别方法,其特征在于:
步骤(c)分类时采用基于神经网络的组合分类器,在步骤(a)之前先对该组合分类器进行训练,该训练过程包括以下步骤:
(I)输入包括不同制服的训练用的样本图像,从中提取出制服主特征和制服次特征;
(II)将主次特征输入主特征神经网络,将次特征输入次特征神经网络,分别进行分类训练;
(III)在给定样本下如得到预期的识别率,则将该训练好的组合神经网络作为实际使用的组合分类器。
5.如权利要求1所述的身份识别方法,其特征在于:
步骤(b)还提取出识别目标的位置信息,和步骤(c)得到的身份信息一起作为决策的依据。
6.一种基于制服特征的身份识别系统,其特征在于,包括视频图像采集模块、识别目标检测与分割模块、特征提取模块和身份识别模块,所述制服特征为多维制服特征,所述制服特征包括制服的颜色、图案和样式;其中:
所述视频图像采集模块,用于对视频图像进行采集并输出到所述识别目标检测与分割模块;
所述识别目标检测与分割模块,用于从视频图像中检测出包含制服的识别目标图像并将其分割出来,输出到所述特征提取模块;
所述特征提取模块,用于提取出所述识别目标图像的制服特征,输出到所述分类器;其中,提取的所述制服特征包括制服的主特征和次特征;
所述身份识别模块为一基于神经网络的组合分类器,用于对提取的所述主特征和次特征分别分类,然后对输出的两个分类结果进行加权组合,得到最终的分类结果,再根据最终的分类结果确定识别目标的身份。
7.如权利要求6所述的身份识别系统,其特征在于:
所述识别目标检测与分割模块是从视频图像中检测出运动目标并将其分割出来,作为所述识别目标图像。
8.如权利要求6所述的身份识别系统,其特征在于:
所述特征提取模块提取的制服主特征为颜色,制服次特征为图案。
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