[发明专利]一种基于视频的快速人脸检测方法

权利要求书

1.一种基于视频的人脸检测方法，其特征在于：

1)预处理：利用帧差法取得视频前景，并判断前景区域位置和比例的变化；前景区域是一块矩形区域，以S_f表示，前景区域位置定义矩形中心点的坐标，以(x，y)表示，初始化值均为0，变量M_x，M_y分别表示前景区域S_f的位置在x和y两个方向上的变化；假设第N帧中，前景区域S_f，N的位置并定义为(x_N，y_N)，则M_x，M_y分别定义为：

(M_x)_N＝X_N-X_N-1

(M_y)_N＝Y_N-Y_N-1

前景区域S_f在视频帧中所占比例以F_c表示，假设第N帧中，前景区域S_f，N所占的比例被定义为P_N，则(F_c)_n被定义为：

(Fc)N=PNPN-1]]>

依据M_x，M_y，F_c的值的大小，来判断人脸检测过程是否可以进入审查模式，当M_x＞15，M_y＞15，F_c＞1.15时，人脸检测过程进入审查模式；

2)时空域特征：利用监控视频的时空域特征，将人脸检测过程分为两种不同的模式：审查模式和跟踪模式；

●审查模式

审查模式利用正面人脸检测器，对前景区域做全面的搜索。一旦新的人脸被检测到，系统不但要记录该人脸在监控区域的位置坐标(X，Y)，尺寸(H，W)，其中H表示人脸的长度，W表示人脸的宽度，同时要记录其位置的变化(δ_x，δ_y)和尺寸的变化(ρ_h，ρ_w)信息，提供给跟踪模式做运动估计和尺寸变化估计。因此，每个检测到的人脸信息被描述为：

f＝<X，δ_x，Y，δ_y，H，ρ_h，W，ρ_w>

其中：δ_x＝X_n-x_n-1，δ_y＝Y_n-Y_n-1，ρ_h＝H_n-H_n-1，ρ_h＝W_n-W_n-1

●跟踪模式

在跟踪模式下，根据已经检测到的人脸的相关信息，预测该人脸在当前帧中可能的位置和尺寸，并利用正面人脸检测器，只在预测区域检测人脸；如果成功检测到人脸，更新该人脸的相关信息，供下一次预测；如果在预测区域无法检测到人脸，表明跟踪失败，检测流程转入审查模式；

如果跟踪模式中无法在预测区域检测到人脸或者预测到在下一帧中正在跟踪的人脸将脱离监控区域，检测流程转入审查模式，对前景区域做全面的搜索，重新收集监控区域的人脸信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于视频的人脸检测方法，其特征在于：所述的审查模式用于处理以下情况：

●新的对象进入监控区域：在上文中提到，当有新的对象进入监控画面时，前景的位置和前景所占的比例会有一个明显的变化，即M_x＞15，M_y＞15，F_c＞1.15。于是检测流程进入审查模式，以收集新进对象的相关信息；

●预测到监控对象将要离开监控区域：当跟踪模式下预测到有监控对象将要离开监控区域，检测流程转入审查模式，以确认对象的离开，并收集当前仍滞留在监控区域对象的相关信息；

●跟踪失败：尽管监控对象在监控区域的运动具有连贯性，但偶尔会出现其实际运动与运动估计不符的情况。如果在跟踪模式下，算法无法在预测区域找到监控对象，检测流程转入审查模式，重新获取监控区域内各个对象的相关信息。