[发明专利]基于深度图像等高线的室内人体检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及模式识别、机器学习领域，尤其涉及一种基于深度图像等高线的室内 人体检测方法。

背景技术

室内环境是人们工作、学习、休息的一个重要场所。室内环境的人体检测与计数， 是智能视频监控系统的重要组成部分，让智能设备方便的获取室内环境中的人体数量与分 布情况，可以使智能空调、智能冰箱等智能家用设备探测范围内的人体目标获取更加快速、 准确。但是，室内环境受到复杂的光照影响，在窗口、门边等区域会受到明显的阳光照射，同 时，室内受到灯光照射的区域也更为广阔，对人体特征的提取造成影响。在室内，人们相互 接触也更加频繁，容易聚集在一个小范围之内，造成人体间遮挡情况更为严重，使用RGB等 传统图像的人体模板匹配和特征学习等方法均不能达到很好的效果。

采用Kinect作为图像获取设备可以避免阳光和灯光照射变化以及人体互相遮挡 的影响，利用Kinect获取的包含深度信息的图像进行人体检测。深度图像中的灰度值仅与 物体到设备摄像头的水平或垂直距离有关，与人体衣着颜色、光照等因素无关，对环境有较 好的适应性。同时，深度图像所包含的的距离信息使得检测过程类似在3D空间中进行目标 识别，能够很好地解决其他色彩空间图像当中人体遮挡带来的问题。深度图像具备以上这 些良好的性能，使得物体在深度信息图像中能够呈现比较完整的轮廓。

发明内容

针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于深度图像等高线 的室内人体检测方法，可以全面地检测图像中的人体位置。

为了避免阳光和灯光照射变化以及人体互相遮挡的影响，本发明采用Kinect作为 图像获取设备，利用Kinect获取的包含深度信息的图像进行人体检测。深度图像中的灰度 值仅与物体到设备摄像头的水平或垂直距离有关，与人体衣着颜色、光照等因素无关，对环 境有较好的适应性。同时，深度图像所包含的的距离信息使得检测过程类似在3D空间中进 行目标识别，能够很好地解决其他色彩空间图像当中人体遮挡带来的问题。深度图像具备 以上这些良好的性能，使得物体在深度信息图像中能够呈现比较完整的轮廓。

等高线指的是在地形图上将海拔高度相等的点连接成的闭合曲线，海拔不同的各 个封闭曲线垂直缩放投影到一个固定基准高度的平面上，就形成了层次分布明显的等高 线，等高线间的数字代表海拔高度。等高线具有以下两个明显的特点：

(1)不同海拔的等高线不相互交叉。

(2)图中存在相同海拔互不相邻的多条等高线。

根据上述等高线的特点，我们把等高线思想运用于深度信息图像当中表示场景中 物体与摄像机的不同距离，可以形成场景中的海拔高度分布图像。在室内场景当中直立的 人体相对高度较高，更接近摄像镜头，人体头肩部位类似于地形图中的山顶和山腰的高度， 将深度图中人体的头肩部位点连接成封闭曲线就得到了当前场景下的人体等高线特征图。 综上所述，将等高线概念应用到深度图像人体检测当中，可以更加快速、准确的获取室内场 景中的人体目标，加快智能设备的检测效率，提高用户体验。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于深度图像等高线的室内人体检测方法，其方法步骤如下：

A、获取深度信息图像：获取室内人体的深度信息图像；

B、获取深度图像三维等高线：使用软件将步骤A图像的深度信息形成等高线，并利 用Kinect距离判断的功能将等高线图像三维化，使不同高度的等高线分出不同的层次，处 于最上层即与成像设备距离最小的等高线曲线是人体头部所处位置；

C、顶层三维等高线人头中心定位：由于直立人体的头部在正常情况下是没有接触 的，因此，等高线图中的第一层互不相交；标记每一个处在第一层的封闭等高曲线的中心 点，便可以确定一个人体位置，等高线中心点的计算方法如下：

其中，n为该轮廓坐标点的总数，px_i，py_i为第i个点的x、y坐标，cx，cy为轮廓中心点 的x、y坐标；等高线的平面坐标与深度图的坐标是一一对应的，这样等高线轮廓的中心点坐 标就可以直接对应深度图中的人头中心；