CN111209793A - 一种基于人工智能的区域屏蔽人体安检方法及系统 - Google Patents

一种基于人工智能的区域屏蔽人体安检方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于人工智能的区域屏蔽人体安检方法及系统，包括获取目标人体成像；识别确定所述目标人体为男性或者为女性；提取所述目标人体的骨骼信息；根据人体骨骼信息确定人体私密位置；对人体私密区域采取区域化屏蔽。本申请通过人体骨骼关节点之间的坐标，计算出不同男女隐私部位区域，并对所述隐私区域进行模糊化处理，无需经过复杂运算和使用高昂的安检设备；快速实现人体安检，并尽可能保证个人隐私。

Description

一种基于人工智能的区域屏蔽人体安检方法及系统
背景技术
当前的安检设备常会使用X光机器对人体进行透视检查，但是，透视安检也会直接显示出被衣物遮挡的身体部位，它能通过衣物呈现出清晰的人体黑白图像，让旅客近乎“一丝不挂”，这对被检查者的隐私和个人尊严构成了一定的冒犯，且X射线探检又会对人体造成辐射伤害。为解决上述问题，现有技术中存在利用毫米波成像来保护个人隐私，并对人体敏感部位进行马赛克处理，以避免在检测过程中出现尴尬的情况，然而使用这种技术的设备往往因为要求高、运算量大，而导致价格昂贵；因此，如何准确快速实现人体安检，并能保证个人隐私则成为了一个亟待解决的问题。
发明内容
本申请为了解决现有技术中人体安全检查中存在的上述问题中的至少一个，提出了一种基于人工智能的区域屏蔽人体安检系统和方法，以实现快速实现人体安检，并尽可能保证个人隐私安全。
基于上述目的，本申请提出了一种基于人工智能的区域屏蔽人体安检方法，包括：
S1:获取目标人体成像；
S2:识别确定所述目标人体为男性或者为女性；
S3:提取所述目标人体的骨骼信息；
S4:根据人体骨骼信息确定人体私密位置；
S5:对人体私密区域采取区域化屏蔽。
进一步的，步骤S1中要求目标人体自然站立，两手下垂。
进一步的，步骤S2中可以验证身份证信息以识别目标人员性别；
进一步的，根据步骤S3中确定的人员性别以及骨骼关节信息，在步骤S4中，先对被测定的人体关节点信息先计算目标人员的身高、手臂长度、腿部长度、双肩宽度信息；然后选取关节点左肩、右肩、左肘、右肘、臀部中央、右臀、左臀，对上述7个点分别设定坐标为：P1(x1,y1,z1),P1(x2,y2,z2),…,P7(x7,y7,z7)；然后，通过空间点内两点之间的距离测算出左臀和右臀之间的距离。
Figure RE-GDA0002435563470000011
当被检测人员是男性的时候，确定男性的隐私部位为裆部；根据臀部中央关节点中y 方向坐标，和左臀、右臀的坐标，计算出左右臀之间的坐标(xd,yd)，以坐标(xd,yd)为圆心，以裆部坐标点到脊柱之间的距离为半径，确定圆形区域为男性的敏感区域，所述半径不能大于D/2；
当被检测人员是女性的时候，确定女性的隐私部位为胸部和裆部；其中胸部隐私部位根据左肩坐标、左肘坐标，计算出左肩、左肘之间的中心点坐标Lc；根据右肩坐标、右肘坐标，计算出右肩、右肘之间的中心点坐标Rc；根据Lc和Rc坐标，计算出Lc、Rc之间的中心坐标点(xc,yc)，并根据该中心坐标点设定椭圆的长、短半轴，确定该女性的胸部隐私部位；所述短半轴小于右肩与右肘之间距离、左肩与左肘之间距离的1/2，且长轴小于坐标点Lc和Rc之间距离的二分之一，利用上述信息构建的椭圆区域为女性的胸部隐私区域。
进一步的，所述步骤S5对人体图像采取区域化屏蔽，是将人体隐私部分采取虚化处理。
本申请的另一方面，提供一种基于人工智能的区域屏蔽人体安检系统，所述系统包括：控制单元，人体成像单元、性别识别单元、人体骨骼提取单元、人体私密区域检测单元以及人体私密区域屏蔽单元。
本申请的有益效果在于：通过人体骨骼关节点之间的坐标，计算出不同男女隐私部位区域，并对所述隐私区域进行模糊化处理，无需经过复杂运算和使用高昂的安检设备；快速实现人体安检，并尽可能保证个人隐私。
附图说明
图1是基于人工智能的区域屏蔽人体安检方法流程图；
图2是人体的关节点以及人体区域示意图；
图3是基于人工智能的区域屏蔽人体安检系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图，给出本申请的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好的理解本申请的功能、特点。
本申请的一方面，提供一种基于人工智能的区域屏蔽人体安检方法，如附图1所示，所述方法包括：
S1：获得目标人体成像；
所述人体成像包括，人员经过雷达扫描区域，高清摄像头在判断条件满足时触发雷达对人体扫描成像，要求目标人员站到固定区域，且身体站直，双手自然垂下，成立正姿势；
S2:识别确定所述目标人体为男性或者为女性；
目标人员进入安检通道入口处，可以通过身份证识别系统刷身份证，同时摄像头拍摄人脸自动验证人与证是否符合，进而确认被检测人员身份信息，第三方身份验证系统可将身份信息中的性别信息自动传递给人体安检系统，人体安检系统根据所述性别信息自动选择性别，执行该性别下的检测识别和隐私保护。
进一步的，当目标人员进入安检通道时，人员性别可通过操作人员直接界面输入设置。
S3:提取所述目标人体的骨骼信息；
如附图2所示，通过Kinect的深度传感器获取目标人体的关节点数据；所述关节点信息从上到下扫描人体深度信息获得的人体切面图像的人体区域，根据身高逐步识别出膝盖关节、胯部关节、肩关节等20个关节点，20个人体关节点代号与名称对照参见表1，并把这些相对的关节点位置数据绑定到一个虚拟骨骼模型上，建立骨骼空间坐标，完成对目标人体关节点的识别。
表1
Figure RE-GDA0002435563470000031
进一步的，需要对Kinect采集的图像进行噪声滤波处理和形态学操作，消除图像中存在的一些空洞和边缘模糊。
S4:根据人体骨骼信息确定人体私密位置；
根据S2中判断的人员性别特征，针对男性和女性采取不同的隐私区域屏蔽。
首先，根据S3中测定的人体关节点信息先计算目标人员的身高、手臂长度、腿部长度、双肩宽度等信息；本申请进一步选取的关节点为左肩、右肩、左肘、右肘、臀部中央、右臀、左臀。对上述7个点分别设定坐标为：P1(x1,y1,z1),P1(x2,y2,z2),…,P7(x7,y7,z7)；然后，通过空间点内两点之间的距离测算出左臀和右臀之间的距离。
Figure RE-GDA0002435563470000041
当被检测人员是男性的时候，确定男性的隐私部位为裆部。根据臀部中央关节点中y 方向坐标，和左臀、右臀的坐标，计算出左右臀之间的坐标(xd,yd)，以坐标(xd,yd)为圆心，以裆部坐标点到脊柱之间的距离为半径，测定为男性的敏感区域，进一步的，该半径不能大于D/2；
当被检测人员是女性的时候，确定女性的隐私部位为胸部和裆部；
其中胸部的测定为根据左肩坐标、左肘坐标，计算出左肩、左肘之间的中心点坐标Lc；根据右肩坐标、右肘坐标，计算出右肩、右肘之间的中心点坐标Rc；根据Lc和Rc坐标，计算出Lc、Rc之间的中心坐标点(xc,yc)，并根据该中心坐标点设定椭圆的长、短半轴，确定该女性的胸部隐私部位；所述短半轴小于右肩与右肘之间距离、左肩与左肘之间距离的1/2，且长轴小于坐标点Lc和Rc之间距离的二分之一。
女性的裆部隐私部位与男性的裆部隐私部位测定方法相同。
S5:对人体私密区域采取区域化屏蔽；
对S4中确定的人体的隐私区域进行模糊化处理。
当确定为男性的时候，获取裆部中心位置(xd,yd)周围圆形区域
(x-xd)2+(y-yd)2＝r2，其中圆半径r。
当确定为女性的时候，胸部的敏感区域范围为
Figure RE-GDA0002435563470000042
来计算范围，其中(xc,yc)是S4步骤中的测算出的胸部区域中心坐标点，短半轴为a，长半轴为b。进一步，所述r、a、b的取值根据实际经验值进行确定。
本申请的另一方面，提供一种基于人工智能的区域屏蔽人体安检系统，如附图3所示，所述系统包括：控制单元、人体成像单元、性别识别单元、人体骨骼提取单元、人体私密区域检测单元以及人体私密区域屏蔽单元。
控制单元：用于向各个单元发出指令，完成相关操作。
人体成像单元：人员经过雷达扫描区域，高清摄像头在判断条件满足时触发雷达对人体扫描成像，要求目标人员站到固定区域，且身体站直，双手自然垂下，成立正姿势；
性别识别单元：目标人员进入安检通道入口处，可以通过身份证识别系统刷身份证，同时摄像头拍摄人脸自动验证人与证是否符合，进而确认被检测人员身份信息，第三方身份验证系统可将身份信息中的性别信息自动传递给人体安检系统，人体安检系统根据所述性别信息自动选择性别，执行该性别下的检测识别和隐私保护。
进一步的，当目标人员进入安检通道时，人员性别可通过操作人员直接界面输入设置。
通过Kinect的深度传感器获取目标人体的关节点数据；所述关节点信息从上到下扫描人体深度信息获得的人体切面图像的人体区域，根据身高逐步识别出膝盖关节、胯部关节、肩关节等20个关节点，20个人体关节点代号与名称对照参见表1，并把这些相对的关节点位置数据绑定到一个虚拟骨骼模型上，建立骨骼空间坐标，完成对目标人体关节点的识别。
表1
Figure RE-GDA0002435563470000051
进一步的，对Kinect采集的图像进行噪声滤波处理和形态学操作，消除图像中存在的一些空洞和边缘模糊。
人体私密区域检测单元：首先，根据人体骨骼提取单元测定的人体关节点信息计算目标人员的身高、手臂长度、腿部长度、双肩宽度等信息；本申请进一步选取的关节点为左肩、右肩、左肘、右肘、臀部中央、右臀、左臀。对上述7个点分别设定坐标为：P1(x1,y1,z1), P1(x2,y2,z2),…,P7(x7,y7,z7)；然后，通过空间点内两点之间的距离测算出左臀和右臀之间的距离。
Figure RE-GDA0002435563470000061
当被检测人员是男性的时候，确定男性的隐私部位为裆部。根据臀部中央关节点中y 方向坐标，和左臀、右臀的坐标，计算出左右臀之间的坐标(xd,yd)，以坐标(xd,yd)为圆心，以裆部坐标点到脊柱之间的距离为半径，测定为男性的敏感区域，进一步的，该半径不能大于D/2；
当被检测人员是女性的时候，确定女性的隐私部位为胸部和裆部；
其中胸部的测定为根据左肩坐标、左肘坐标，计算出左肩、左肘之间的中心点坐标Lc；根据右肩坐标、右肘坐标，计算出右肩、右肘之间的中心点坐标Rc；根据Lc和Rc坐标，计算出Lc、Rc之间的中心坐标点(xc,yc)，并根据该中心坐标点设定椭圆的长、短半轴，确定该女性的胸部隐私部位；所述短半轴小于右肩与右肘之间距离、左肩与左肘之间距离的1/2，且长轴小于坐标点Lc和Rc之间距离的二分之一。
女性的裆部隐私部位与男性的裆部隐私部位测定方法相同。
人体私密区域屏蔽单元：对人体私密区域检测单元中确定的人体的隐私区域进行模糊化处理。
当确定为男性的时候，获取裆部中心位置(xd,yd)周围圆形区域
(x-xd)2+(y-yd)2＝r2，其中圆半径r。
当确定为女性的时候，胸部的敏感区域范围为
Figure RE-GDA0002435563470000062
来计算范围，其中(xc,yc)是S4步骤中的测算出的胸部区域中心坐标点，短半轴a，长半轴b，以Gaussian。
综上所述，上述2种实施例中基于人工智能的区域屏蔽方法和系统，一定程度上解决现有技术中存在安检设备昂贵以及X光安检无法进行人体隐私处理的问题，值得被推广应用。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种基于人工智能的区域屏蔽人体安检方法，包括：
S1:获取目标人体成像；
S2:识别确定所述目标人体为男性或者为女性；
S3:提取所述目标人体的骨骼信息；
S4:根据人体骨骼信息确定人体私密位置；
S5:对人体私密区域采取区域化屏蔽。
2.根据权利要求1所述的方法，所述步骤S1中要求目标人体自然站立，两手下垂。
3.根据权利要求2所述的方法，所述步骤S2中可以验证身份证信息以识别目标人员性别。
4.根据权利要求3所述的方法，所述步骤S3中确定的人员性别以及骨骼关节信息，在步骤S4中，先对被测定的人体关节点信息先计算目标人员的身高、手臂长度、腿部长度、双肩宽度信息；然后选取关节点左肩、右肩、左肘、右肘、臀部中央、右臀、左臀，对上述7个点分别设定坐标为：P1(x1,y1,z1),P1(x2,y2,z2),…,P7(x7,y7,z7)；然后，通过空间点内两点之间的距离测算出左臀和右臀之间的距离；
Figure FDA0002304985850000011
当被检测人员是男性的时候，确定男性的隐私部位为裆部；根据臀部中央关节点中y方向坐标，和左臀、右臀的坐标，计算出左右臀之间的坐标(xd,yd)，以坐标(xd,yd)为圆心，以裆部坐标点到脊柱之间的距离为半径，确定圆形区域为男性的敏感区域，所述半径不能大于D/2；
当被检测人员是女性的时候，确定女性的隐私部位为胸部和裆部；其中胸部隐私部位根据左肩坐标、左肘坐标，计算出左肩、左肘之间的中心点坐标Lc；根据右肩坐标、右肘坐标，计算出右肩、右肘之间的中心点坐标Rc；根据Lc和Rc坐标，计算出Lc、Rc之间的中心坐标点(xc,yc)，并根据该中心坐标点设定椭圆的长、短半轴，确定该女性的胸部隐私部位；所述短半轴小于右肩与右肘之间距离、左肩与左肘之间距离的1/2，且长轴小于坐标点Lc和Rc之间距离的二分之一，利用上述信息构建的椭圆区域为女性的胸部隐私区域。
5.根据权利要求4所述的方法，所述步骤S5对人体图像采取区域化屏蔽，是将人体隐私部分采取虚化处理。
6.一种执行权利要求1-5中任一项的基于人工智能的区域屏蔽人体安检系统，所述系统包括：控制单元，人体成像单元、性别识别单元、人体骨骼提取单元、人体私密区域检测单元以及人体私密区域屏蔽单元。
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