[发明专利]一种具有密集人流中的抗干扰功能的三维人体数据识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及三维图像处理领域，尤其涉及一种具有密集人流中的抗干扰功能的三维人体数据跟踪识别方法。

背景技术

人机凌空互动是指用户不用实际接触任何显示设备，就可对该显示设备进行操作和控制，给用户带来神奇和科幻的体验感。随着硬件和软件技术的成熟，凌空互动技术日渐成熟。凌空互动系统具有新颖、容易实现和维护、方便灵活等特点。

凌空互动技术可以应用在很多领域。从广告宣传的角度来说，商家可以跟消费者互动的方式来展现他们的商品，互动的过程可以增强消费者的兴趣以及购买欲，同时商家也可以省去描述的痛苦。撇去传统的鼠标和键盘，这种技术可以创造一种新型的控制手段，手术医生可以在手术期间凌空翻动手术所需要的资料，这样省却了额外的细菌感染。在很多不适合人类工作的场合，机器人具有很高的应用价值，这种技术可以提供方式控制机器人。对爱好网络购物的人来说，能在家试一下网店的衣服将是非常诱人的想法，这种技术也提供了这个想法实现的可能性。

采用三维摄像机对人体三维数据进行识别和跟踪，可以使用人体的三维数据来非接触式的控制数字屏幕。但是这种技术往往只能用于简单背景的家庭环境，在密集人流的场景下，很难将控制人和背景围观人群进行区分，因此很难用于公共商业场合。

景深摄像头利用红外原理形成三维成像，因为其简单且有效的技术，近几年引起了很多人的关注。跟普通摄像头不同的是，景深摄像头考虑了物体与摄像头的距离，因此，比起多个普通摄像头的信息融合，它省去了算法上的麻烦。普通的RGB摄像头则具有价格便宜，且数字图像技术发展迅速。将两者结合有效地结合，能很好地实现运动物体检测、识别和跟踪。

各种基于景深摄像头的研究层出不穷，景深摄像头与普通RGB摄像头的校准匹配，基于景深摄像头的三维重建、手势识别一直是科学家们在致力研究的课题。基于三维的手势识别比传统的二维处理增加了手势的类型，对三维空间的应用更灵活。随着微软的Kinect的面世，更加深了对体感应用的开发。然而要确保各种研究的精度，一般都应用在简单的背景下，具有干扰的复杂背景下，这些系统方法往往会不尽人意。

因此在密集人流的复杂背景下的抗干扰方法以及多目标的检测、跟踪，是比较难却有意义的课题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种在多目标的密集人流的背景下能够稳定地锁定主目标人，将背景和围观的人群有效地区分开的具有密集人流中抗干扰功能的三维人体数据跟踪识别方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种具有密集人流中抗干扰功能的人体三维数据跟踪识别方法，其特征在于，采用三维人体数据跟踪识别和人脸数据跟踪识别相结合，具体包括如下步骤：

1)确定作为跟踪和识别对象的主目标人；

2)对步骤1)中所确定的主目标人的动作进行跟踪识别；

其中，所述步骤1)包括：寻找主目标人，当有新的目标出现时判断所述新目标是否为新的主目标人，若是则更新主目标人，否则保持原有主目标人以及当前主目标人丢失时重新找回主目标人，所述寻找主目标人是根据三维摄像头捕捉的三维人体数据来进行的，所述判断新的目标是否为新的主目标人是采用三维摄像头捕捉的三维人体数据和RGB摄像头捕捉的人脸数据相结合进行的，所述重新找回主目标人是采用三维摄像头捕捉的三维人体数据和RGB摄像头捕捉的人脸数据相结合进行的。

进一步地，所述三维人体数据是由三维摄像头捕捉的图像得到的，人脸数据是由RGB摄像头捕捉的图像得到的。

进一步地，所述步骤1)中的所述寻找主目标人是根据所述三维摄像头捕捉到的多个目标人体的三维数据集合中所对应的景深最小的三维数据所对应的目标人体作为主目标人的。

进一步地，所述步骤1)中的所述判断新目标是否为新的主目标人的步骤是通过两个目标人的人脸是否遮挡为原则来判断的。

进一步地，所述重新找回主目标人的步骤是重新找回主目标人的算法来实现的。

进一步地，人脸数据跟踪识别中的主目标人的确定是由所述步骤1)中根据三维摄像头捕捉的三维人体数据所确定的主目标人在三维成像中的位置信息再根据三维成像的位置坐标与RGB成像的位置坐标的一一对应关系得到主目标人的RGB成像位置坐标，再经过人脸检测得到人脸位置信息和人脸大小信息而实现的。

进一步地，所述人脸是否遮挡是以新目标人与摄像头的距离是否小于主目标人与摄像头的距离并且两个目标人的脸部在水平面上是否重叠为原则来判断的。