淺析人體骨架跟蹤技術(shù)在室內(nèi)監(jiān)控中的應(yīng)用

摘 要：人體骨架的跟蹤技術(shù)在計(jì)算機(jī)視覺和圖像處理的領(lǐng)域得到了很多學(xué)者的廣泛關(guān)注，并且在室內(nèi)監(jiān)控之中具有十分廣泛的應(yīng)用，能夠進(jìn)行人體運(yùn)動的分析，可以進(jìn)行高端智能監(jiān)控。廣闊的前景使得人體骨架跟蹤技術(shù)的研究更具有先進(jìn)意義，要通過國內(nèi)外的研究，不斷深入分析優(yōu)劣，才能尋找更好的人體骨架跟蹤技術(shù)，讓室內(nèi)監(jiān)控變得更加高效。防止出現(xiàn)實(shí)時(shí)性的局限，要提高跟蹤的準(zhǔn)確度，加強(qiáng)問題的分析研究，因此提出本課題。

關(guān)鍵詞：人體骨架；跟蹤技術(shù)；室內(nèi)監(jiān)控

中圖分類號：TP391.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 10-0000-01

人們生活水平的普遍提高使得人們的安全意識也在逐漸提升，室內(nèi)監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)開始涉及到生活和工作的各個(gè)環(huán)節(jié)之中。一般的室內(nèi)監(jiān)控就是要工作人員通過監(jiān)控場景，對室內(nèi)的情況進(jìn)行監(jiān)控，但是這涉及到很繁重的工作，會讓工作的效率降低。此外，視頻數(shù)據(jù)具有很大的數(shù)量，在監(jiān)控的過程中，會十分繁瑣，要花費(fèi)大量的精力、人力和物力才能防止出現(xiàn)紕漏。但是工作人員就難免會發(fā)生一些意外情況，不能滿足室內(nèi)監(jiān)控的根本需求。如果能夠?qū)θ梭w骨架跟蹤技術(shù)進(jìn)行更加深入的分析，就能夠讓室內(nèi)監(jiān)控變得更加高效，減輕工作人員的任務(wù)量，還能讓監(jiān)控工作變得更加出色。

一、人體骨架跟蹤技術(shù)的一般過程和跟蹤算法

（一）跟蹤旳過程

所謂人體骨架跟蹤技術(shù)，就是給定人體一個(gè)特定的目標(biāo)觀測值，只有讓人體的骨架保持一定的穩(wěn)定性，在此情況下對概率進(jìn)行驗(yàn)證，并從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度進(jìn)行分析。總體上而言，人體骨架跟蹤技術(shù)也可以看做是一個(gè)概率推斷的問題[1]。可以通過圖1的方式進(jìn)行跟蹤，大致過程就是先對圖像進(jìn)行采集，之后根據(jù)目標(biāo)圖像和數(shù)據(jù)之間進(jìn)行匹配，根據(jù)得到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行觀測值修正，最后對下一步工作進(jìn)行預(yù)測，這就是人體骨架跟蹤技術(shù)一般過程。

圖1 人體骨架跟蹤技術(shù)跟蹤過程

（二）人體骨架跟蹤算法概述

人體骨架跟蹤技術(shù)就是為了達(dá)到目標(biāo)的估計(jì)狀態(tài)，并能夠?qū)π袨檫M(jìn)行分析處理，通過將其與食品數(shù)列之中的特征進(jìn)行分析，能夠發(fā)現(xiàn)圖像上的差距過程。人體骨架跟蹤技術(shù)首先有個(gè)一個(gè)匹配的基本過程，那就是用圖像目標(biāo)進(jìn)行描述，之后找出對應(yīng)的點(diǎn)，并進(jìn)行目標(biāo)的跟蹤。例如基于模型的踉蹤算法，人體骨架比較復(fù)雜，要能夠通過線圖、2D模型以及3D模型進(jìn)行跟蹤，最為廣泛使用的模型就是3D模型，能夠進(jìn)行概率的驗(yàn)證，并根據(jù)實(shí)際的情況而對得到的三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，最終實(shí)現(xiàn)對人體的跟蹤[2]。這種方法在實(shí)際的運(yùn)用過程中，雖然比較常用，但是并不具有高效性，有可能會出現(xiàn)一定的誤區(qū)，需要予以重視。

二、人體骨架跟蹤技術(shù)在室內(nèi)監(jiān)控中的應(yīng)用

對于室內(nèi)監(jiān)控而言，人體骨架跟蹤技術(shù)一直在努力向堪比人類智慧的智能方向發(fā)展，以更好地了解場景。如果不能解釋周圍的世界，計(jì)算機(jī)就無法與人實(shí)現(xiàn)自然交流對接。在了解周圍場景方面面臨的主要問題包括細(xì)分、對象表征、機(jī)器學(xué)習(xí)與識別等。由于2D場景表征本身存在局限性，手勢識別系統(tǒng)必須應(yīng)用其它各種提示信息才能得到包含更有用信息的更好結(jié)果。在可能性信息包含整個(gè)身體跟蹤時(shí)，盡管將多種提示信息整合在一起，單靠2D表征也很難獲得超越手勢識別的任何信息。立體視覺系統(tǒng)可能是最為人所熟知的3D采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用2個(gè)攝像機(jī)獲得左右立體影像，該影像有些輕微偏移，與人眼同序。室內(nèi)監(jiān)控通過比較這兩個(gè)影像，就可獲得對應(yīng)于影像中物體位移的不同影像。該不同影像或地圖可以是彩色的，也可以為灰階，具體取決于特定系統(tǒng)的需求。立體視覺系統(tǒng)目前通常用于3D電影，能帶來低成本而又震撼人心的感受[3]。結(jié)構(gòu)光模式可用來測量或掃描3D對象。在該類系統(tǒng)中，可在整個(gè)對象上照射結(jié)構(gòu)光模式，光模式可使用激光照明干擾創(chuàng)建，也可使用投影影像創(chuàng)建。使用類似于立體視覺系統(tǒng)的攝像機(jī)，有助于結(jié)構(gòu)光模式系統(tǒng)獲得對象的3D坐標(biāo)。此外，單個(gè)2D攝像機(jī)系統(tǒng)也可用來測量任何單條的移位，然后通過軟件分析獲得坐標(biāo)。無論使用什么系統(tǒng)，都可使用坐標(biāo)來創(chuàng)建對象外形的數(shù)字3D圖形。

人體骨架跟蹤技術(shù)在室內(nèi)監(jiān)控之中的應(yīng)用就是為了滿足社會和生活的基本需求，能夠?qū)θ梭w目標(biāo)的檢測與跟蹤算法進(jìn)行更加詳盡的分析和描述。本文對于室內(nèi)監(jiān)控，更加注重影像上的創(chuàng)新，希望能夠?qū)?D效果予以重視，并通過不同的模式進(jìn)行更加深入的研究，讓人體骨架跟蹤的目標(biāo)更加明確。只有對人體骨架跟蹤技術(shù)進(jìn)行更加深入的研究，才能讓室內(nèi)監(jiān)控變得更加準(zhǔn)確，減少工作人員的工作量。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫怡，王恩亮，安宏杰.基于2-D模型的人體運(yùn)動跟蹤[J].中國圖象圖形學(xué)報(bào)，2012（07）.

[2]Paragios N，Deriche R.Geodesic active contours and levelsets for the detection and tracking of moving objects.IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence，2010.

[3]Habili，Nariman，Lim，Cheng Chew，Moini，Alireza.Segmentation of the face and hands in sign language video sequences using color and motion cues.IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology，2014.