[发明专利]一种摄像头跟踪人脸的优化方法及基于视频的智慧健康监视系统

摘要

本发明公开了一种摄像头跟踪人脸的优化方法及应用。该方法在Camshift跟踪的基础上，通过直方图计算优化以及跳变校验等方式，能够减少人脸周边与人脸相似的颜色对自适应窗口的干扰，使摄像头快速准确的跟踪人脸的优化方法，同时在具体应用到智慧健康监视系统中时，快速准确的追踪人脸，也为下一步人体生理参数的采集和表情识别做好准备。

主权项

1.一种使用摄像头跟踪人脸的优化方法的基于视频的智慧健康监视系统，采用的优化方法包括以下步骤：(1)、在初始视频画面中检测到人脸框后，根据人脸框在视频画面中的位置与大小，形成控制参数，进而自动调整云台左右旋转与镜头缩放操作，使得人脸以合适的大小位于视频画面的中心位置；(2)、持续对已经处于视频图像中心的人脸框进行Camshift跟踪，依据每一帧图像的跟踪结果，即对显示的人脸窗口进行判断，当人体运动导致人脸窗口偏移出视频图像的中心位置时，则重复步骤(1)的操作；如果已经调整到位，则持续对视频图像进行跟踪；其中，采用Camshift跟踪的过程中，在CamShift迭代时，对当前跟踪窗口进行HSV空间转换，然后依据H通道的反向投影图进行不断地循环迭代；在计算反向投影图时，首先对H通道进行一次直方图计算，对满足H通道：0‑180，S通道：smin‑100，V通道：0‑100的像素区域进行处理；其中，S通道中，将Smin(i+1)＝Smin(i)*area(i‑1)/area(i)，将Smin与每次迭代的窗口大小进行关联，area(i‑1)表示上一次迭代的窗口面积，area(i)表示本次迭代后的窗口面积，Smin(i)表示本次计算直方图时的Smin，Smin(i+1)表示下一次迭代时的Smin大小；H通道也采用与该S通道中同样的方式动态调整，即将Hmin(i+1)＝Hmin(i)*area(i‑1)/area(i)，将Hmin与每次迭代的窗口大小进行关联，area(i‑1)表示上一次迭代的窗口面积，area(i)表示本次迭代后的窗口面积，Hmin(i)表示本次计算直方图时的Hmin，Hmin(i+1)表示下一次迭代时的Hmin大小，其特征在于：人脸定位完成后，给红外温度探测系统发出操作信号，这时安装在摄像头机身上的红外测温器的测温区域会自动对准人脸面部三角区，开始采集记录面部区域的温度，在视频采集期间，相应的温度信息作为人体的生理参数被采集并上传；在定位完成并持续跟踪的情况下，对连续采集的人脸图像进行表情分析识别，给出相应的表情信息，并作为人体的一种健康信息上传；所述表情分析识别包括以下步骤：(a)、通过表情分析程序对采集的视频图像进行表情提取；(b)、在当事人第一次进行整个系统的操作时，第一次的表情结果按照日常生活中拍摄下的喜怒哀乐表情图片作为判断标准；之后每一次表情提取，利用云平台计算，集合整个云库中的表情结果，对面部各部位包括眼睛、鼻子、嘴巴进行组合式的表情计算；对采集的视频图像进行表情提取；面部各部位单独提取，提取方式采用现有的角点匹配，利用角点分布，与云库中已经存在的众多的图像的相同部位的角点进行对比，给出当前部位符合某一种或某些表情的匹配度；最后对整个面部的所有部位的检测结果进行整合，整合的结果按照各部分表情结果×各部分对表情判断的权重ωi；(c)、步骤(a)检测结果权重为w1＝40％，步骤(b)的检测结果权重为w2＝60％，则最后的表情结果为R1×w1+R2×w2，其中R1、R2分别表示两次表情检测的结果。