CN111368628B - 一种基于视频数据的身份认证方法与系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于视频数据的身份认证方法及系统,方法包括:将采集的视频流数据同时传给各算法厂家,每个算法厂家包括一种或多种类型的身份识别算法,每个身份识别算法中预先输入有布控人员特征信息;每个身份识别算法均基于布控人员特征信息及所述视频流数据进行对应的身份识别计算并输出对应分析结果,所述分析结果为视频流中出现的人员是布控人员的概率值或不是布控人员的概率值;将同一类型的所有身份识别算法输出的结果进行第一级数据融合,得到同一类型的所述身份识别算法输出结果的一级数据融合结果;将得到的多个一级数据融合结果进行第二级数据融合,得到二级数据融合结果,并将二级数据融合结果进行可视化展示。
Description
技术领域
本发明涉及公安视频侦查领域,具体涉及一种基于视频数据的身份认证方法及系统。
背景技术
随着人民生活水平的逐步提高,人民对社会治安的稳定也有了新的要求。借助信息科学成果在当今社会中的普遍应用,信息采集设备、信息传递设备、信息存储设备的发展水平和普及程度,以足以支持公安工作进行更深层次的信息化升级。
随着人工智能技术的发展,使得人脸识别、姿态识别和步态识别技术的在公安业务实际应用的频率越来越高,使公安业务水平有极大的提升,但单一厂家的算法和单一的身份认证方法存在着一定的缺陷容易产生结果有较大的扰动,从而降低了这些技术对公安业务实际效率的提升。本发明采用多厂家和多种身份认证技术,对视频数据进行身份认证,对认证结果采用数据融合技术,降低身份认证扰动量,从而提升公安业务的实际效率。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种基于视频数据的身份认证方法与系统,能够提高人员认证系统的准确信和可信度,技术方案如下:
作为本发明的第一方面,提供一种基于视频数据的身份认证方法,所述方法包括:
步骤1,将采集的视频流数据同时传给各算法厂家,每个算法厂家包括一种或多种类型的身份识别算法,每个身份识别算法中预先输入有布控人员特征信息;
步骤2,每个身份识别算法均基于布控人员特征信息及所述视频流数据进行对应的身份识别计算并输出对应分析结果,所述分析结果为视频流中出现的人员是布控人员的概率值或不是布控人员的概率值;
步骤3,将同一类型的所有身份识别算法输出的结果进行第一级数据融合,得到同一类型的所述身份识别算法输出结果的一级数据融合结果;
步骤4,将得到的多个一级数据融合结果进行第二级数据融合,得到二级数据融合结果,并将二级数据融合结果进行可视化展示。
进一步地,所述身份识别算法的类型包括人脸识别算法、步态识别算法和姿态识别算法。
进一步地,步骤3中,第一级数据融合采用LMS-牛顿算法,具体如下:
令x1,x2,...,xm分别为同一类型的所有身份识别算法中各身份识别算法输出的结果,X是同一类型的所有身份识别算法中的所有身份识别算法输出结果的集合,则X={x1,x2,...,xm},得到同一类型的所有身份识别算法的输出结果通过第一级数据融合后的输出结果y表示为如下公式:
进一步地,步骤4中,第二级数据融合采用改进的贝叶斯算法,具体如下:
令一个状态空间k时刻的概率为xk,令有k种类型的身份识别算法,得到k种类型的身份识别算法的一级数据融合输出结果的集合Zk和先验分布如下:
Zk={z1,…,zk};
其中:z1为第1种类型的所有身份识别算法的输出结果通过第一级数据融合后的输出结果,zk为第k种类型的所有身份识别算法输出的结果通过第一级数据融合后输出的结果;p(zk|xk)为似然函数,该函数基于给定的身份识别算法;p(xk|Zk-1为先验分布函数,该函数基于给定的转换系统的模型;分母p(Zk|Zk-1)为一种规格化术语,保证概率密度函数归一化;
考虑到测量的不一致性,表现在方法中,有:
其中,p(X=x|Z=z1,z2)为第1种类型的所有身份识别算法输出结果的一级数据融合结果和第2种类型的所有身份识别算法输出结果的一级数据融合结果通过第二级数据融合后输出的最终结果,依次类推,可以得出第i种类型和第i+1种类型的身份识别算法的一级数据融合结果通过第二级数据融合后输出的最终结果,在上式中可以看到,这一改进导致个体分布的方差σ与导致因子f成正比,其中,导致因子f由下式给出:
其中,参数m是对应身份识别算法最大的预期差值。
作为本发明的第二方面,提供一种基于视频数据的身份认证系统,所述系统包括视频采集模块,人员特征录入模块、人员特征存储模块、第一级数据融合模块、第二级数据融合模块、可视化展示模块和多个算法厂家提供的身份识别算法,每个算法厂家包括一种或多种类型的身份识别算法;
所述视频采集模块用于采集视频流数据,并将采集的视频流数据同时传给各算法厂家,供各算法厂家的身份识别算法调用;
所述人员特征录入模块用于录入布控人员特征信息,所述人员特征存储模块用于存储布控人员特征信息并输出给各算法厂家,供各算法厂家的身份识别算法调用;
所有身份识别算法均用于基于布控人员特征信息及所述视频流数据进行对应的身份识别计算并输出对应分析结果,所述分析结果为视频流中出现的人员是布控人员的概率值或不是布控人员的概率值;
所述第一级数据融合模块用于将同类型的身份识别算法输出的结果进行第一级数据融合,得到同一类型的所述身份识别算法输出结果的一级数据融合结果;
所述第二级数据融合模块用于将第一级数据融合模块输出的一级数据融合结果进行第二级数据融合,得到二级数据融合结果,并将二级数据融合结果输出给可视化展示模块进行可视化展示。
进一步地,所述身份识别算法的类型包括人脸识别算法、步态识别算法和姿态识别算法。
进一步地,第一级数据融合模块采用LMS-牛顿算法进行第一级数据融合,具体如下:
令x1,x2,...,xm分别为同一类型的所有身份识别算法中各身份识别算法输出的结果,X是同一类型的所有身份识别算法中的所有身份识别算法输出结果的集合,则X={x1,x2,...,xm},得到同一类型的所有身份识别算法的输出结果通过第一级数据融合后的输出结果y表示为如下公式:
进一步地,第二级数据融合模块采用改进的贝叶斯算法进行第二级数据融合,具体如下:
令一个状态空间k时刻的概率为xk,令有k种类型的身份识别算法,得到k种类型的身份识别算法的一级数据融合输出结果的集合Zk和先验分布如下:
Zk={z1,…,zk};
其中:z1为第1种类型的所有身份识别算法的输出结果通过第一级数据融合后的输出结果,zk为第k种类型的所有身份识别算法输出的结果通过第一级数据融合后输出的结果;p(zk|xk)为似然函数,该函数基于给定的身份识别算法;p(xk|Zk-1为先验分布函数,该函数基于给定的转换系统的模型;分母p(Zk|Zk-1)为一种规格化术语,保证概率密度函数归一化;
考虑到测量的不一致性,表现在方法中,有:
其中,p(X=x|Z=z1,z2)为第1种类型的所有身份识别算法输出结果的一级数据融合结果和第2种类型的所有身份识别算法输出结果的一级数据融合结果通过第二级数据融合后输出的最终结果,依次类推,可以得出第i种类型和第i+1种类型的身份识别算法的一级数据融合结果通过第二级数据融合后输出的最终结果,在上式中可以看到,这一改进导致个体分布的方差σ与导致因子f成正比,其中,导致因子f由下式给出:
其中,参数m是对应身份识别算法最大的预期差值。
本发明具有以下有益效果:
本发明提供的一种基于视频数据的身份认证方法及系统,将采集的视频流数据同时传给各算法厂家,利用各算法厂家的身份识别算法进行对应身份识别计算并输出对应分析结果,对同一类型的所有身份识别算法输出的结果进行一级数据融合,将得到的多个一级数据融合结果进行第二级数据融合,从而提高人员认证系统的准确信和可信度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于视频数据的身份认证方法流程图;
图2为本发明实施例提供的一种基于视频数据的身份认证系统框架图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,作为本发明的第一实施例,提供一种基于视频数据的身份认证方法,所述方法包括:
步骤1,将采集的视频流数据同时传给各算法厂家,每个算法厂家包括一种或多种类型的身份识别算法,每个身份识别算法中预先输入有布控人员特征信息;
步骤2,每个身份识别算法均基于布控人员特征信息及所述视频流数据进行对应的身份识别计算并输出对应分析结果,所述分析结果为视频流中出现的人员是布控人员的概率值或不是布控人员的概率值;
步骤3,将同一类型的所有身份识别算法输出的结果进行第一级数据融合,得到同一类型的所述身份识别算法输出结果的一级数据融合结果;
步骤4,将得到的多个一级数据融合结果进行第二级数据融合,得到二级数据融合结果,并将二级数据融合结果进行可视化展示。
其中,所述视频流数据为通过高清摄像机、人脸卡口等采集的视频流数据。
其中,所述布控人员特征信息包括布控人员人脸特征、步态特征和姿态特征。
优选地,所述身份识别算法的类型包括人脸识别算法、步态识别算法和姿态识别算法,当所述身份识别算法的类型为人脸识别算法时,则基于布控人员的人脸特征及所述视频流数据进行对应的人脸识别计算并输出对应分析结果,具体为,通过从所述视频流数据提取每个人员的人脸特征,与布控人员的人脸特征比对,比对结果为视频流中出现的人员是布控人员的概率值或不是布控人员的概率值,例如,比对结果完全一致,则对应人员是布控人员的概率值为100%,完全不一致,则为0%;当所述身份识别算法的类型为步态识别算法时,则基于布控人员的步态特征及所述视频流数据进行对应的步态识别计算并输出对应分析结果,具体为,通过从所述视频流数据提取每个人员的步态特征,与布控人员的步态特征比对,比对结果为视频流中出现的人员是布控人员的概率值或不是布控人员的概率值,例如,比对结果完全一致,则对应人员是布控人员的概率值为100%,完全不一致,则为0%;当所述身份识别算法的类型为姿态识别算法时,则基于布控人员的姿态特征及所述视频流数据进行对应的姿态识别计算并输出对应分析结果,具体为,通过从所述视频流数据提取每个人员的姿态特征,与布控人员的姿态特征比对,比对结果为视频流中出现的人员是布控人员的概率值或不是布控人员的概率值,例如,比对结果完全一致,则对应人员是布控人员的概率值为100%,完全不一致,则为0%。
优选地,步骤3中,第一级数据融合采用LMS-牛顿算法,具体如下:
令x1,x2,...,xm分别为同一类型的所有身份识别算法中各身份识别算法输出的结果,X是同一类型的所有身份识别算法中的所有身份识别算法输出结果的集合,则X={x1,x2,...,xm},得到同一类型的所有身份识别算法的输出结果通过第一级数据融合后的输出结果y表示为如下公式:
优选地,步骤4中,第二级数据融合采用改进的贝叶斯算法,具体如下:
令一个状态空间k时刻的概率为xk,令有k种类型的身份识别算法,得到k种类型的身份识别算法的一级数据融合输出结果的集合Zk和先验分布如下:
Zk={z1,…,zk};
其中:z1为第1种类型的所有身份识别算法的输出结果通过第一级数据融合后的输出结果,zk为第k种类型的所有身份识别算法输出的结果通过第一级数据融合后输出的结果;p(zk|xk)为似然函数,该函数基于给定的身份识别算法;p(xk|Zk-1为先验分布函数,该函数基于给定的转换系统的模型;分母p(Zk|Zk-1)为一种规格化术语,保证概率密度函数归一化;
考虑到测量的不一致性,表现在方法中,有:
其中,p(X=x|Z=z1,z2)为第1种类型的所有身份识别算法输出结果的一级数据融合结果和第2种类型的所有身份识别算法输出结果的一级数据融合结果通过第二级数据融合后输出的最终结果,依次类推,可以得出第i种类型和第i+1种类型的身份识别算法的一级数据融合结果通过第二级数据融合后输出的最终结果,在上式中可以看到,这一改进导致个体分布的方差σ与导致因子f成正比,其中,σ、σ1和σ2为通过实验数据得到的常数,导致因子 f由下式给出:
其中,参数m是对应身份识别算法最大的预期差值。
身份识别算法的预期差值越大,导致因子f越大,方差也就越大,状态量x的最大后验概率估计(MAP)保持不变,但是融合的后验概率分布的方差改变了,因此,根据两个类型的身份识别算法一级数据融合的平方差,和单个的高斯分布相比,后验概率分布的方差可能会增加或减少,改进的贝叶斯方法能够非常有效地识别传感器数据的不一致,从而可以反映测量值得真实状态。
如图2所示,作为本发明的第二实施例,提供一种基于视频数据的身份认证系统,所述系统包括视频采集模块,人员特征录入模块、人员特征存储模块、第一级数据融合模块、第二级数据融合模块、可视化展示模块和多个算法厂家提供的身份识别算法,每个算法厂家包括一种或多种类型的身份识别算法;
所述视频采集模块用于采集视频流数据,并将采集的视频流数据同时传给各算法厂家,供各算法厂家的身份识别算法调用;
所述人员特征录入模块用于录入布控人员特征信息,所述人员特征存储模块用于存储布控人员特征信息并输出给各算法厂家,供各算法厂家的身份识别算法调用;
所有身份识别算法均用于基于布控人员特征信息及所述视频流数据进行对应的身份识别计算并输出对应分析结果,所述分析结果为视频流中出现的人员是布控人员的概率值或不是布控人员的概率值;
所述第一级数据融合模块用于将同类型的身份识别算法输出的结果进行第一级数据融合,得到同一类型的所述身份识别算法输出结果的一级数据融合结果;
其中所述布控人员特征信息包括布控人员人脸特征、步态特征和姿态特征。
优选地,所述身份识别算法的类型包括人脸识别算法、步态识别算法和姿态识别算法,所述人脸识别算法包括人脸识别算法A、人脸识别算法B、人脸识别算法C等等,所述步态识别算法包括步态识别算法A、步态识别算法B、步态识别算法C等等,所述步态识别算法包括姿态识别算法A、姿态识别算法B、姿态识别算法C等等。
当所述身份识别算法的类型为人脸识别算法时,则基于布控人员的人脸特征及所述视频流数据进行对应的人脸识别计算并输出对应分析结果,具体为,通过从所述视频流数据提取每个人员的人脸特征,与布控人员的人脸特征比对,比对结果为视频流中出现的人员是布控人员的概率值或不是布控人员的概率值,例如,比对结果完全一致,则对应人员是布控人员的概率值为 100%,完全不一致,则为0%;当所述身份识别算法的类型为步态识别算法时,则基于布控人员的步态特征及所述视频流数据进行对应的步态识别计算并输出对应分析结果,具体为,通过从所述视频流数据提取每个人员的步态特征,与布控人员的步态特征比对,比对结果为视频流中出现的人员是布控人员的概率值或不是布控人员的概率值,例如,比对结果完全一致,则对应人员是布控人员的概率值为100%,完全不一致,则为0%;当所述身份识别算法的类型为姿态识别算法时,则基于布控人员的姿态特征及所述视频流数据进行对应的姿态识别计算并输出对应分析结果,具体为,通过从所述视频流数据提取每个人员的姿态特征,与布控人员的姿态特征比对,比对结果为视频流中出现的人员是布控人员的概率值或不是布控人员的概率值,例如,比对结果完全一致,则对应人员是布控人员的概率值为100%,完全不一致,则为0%。
优选地,第一级数据融合模块采用LMS-牛顿算法进行第一级数据融合,具体如下:
令x1,x2,...,xm分别为同一类型的所有身份识别算法中各身份识别算法输出的结果,X是同一类型的所有身份识别算法中的所有身份识别算法输出结果的集合,则X={x1,x2,...,xm},得到同一类型的所有身份识别算法的输出结果通过第一级数据融合后的输出结果y表示为如下公式:
优选地,第二级数据融合模块采用改进的贝叶斯算法进行第二级数据融合,具体如下:
令一个状态空间k时刻的概率为xk,令有k种类型的身份识别算法,得到k种类型的身份识别算法的一级数据融合输出结果的集合Zk和先验分布如下:
Zk={z1,…,zk};
其中:z1为第1种类型的所有身份识别算法的输出结果通过第一级数据融合后的输出结果,zk为第k种类型的所有身份识别算法输出的结果通过第一级数据融合后输出的结果;p(zk|xk)为似然函数,该函数基于给定的身份识别算法;p(xk|Zk-1为先验分布函数,该函数基于给定的转换系统的模型;分母p(Zk|Zk-1)为一种规格化术语,保证概率密度函数归一化;
考虑到测量的不一致性,表现在方法中,有:
其中,p(X=x|Z=z1,z2)为第1种类型的所有身份识别算法输出结果的一级数据融合结果和第2种类型的所有身份识别算法输出结果的一级数据融合结果通过第二级数据融合后输出的最终结果,依次类推,可以得出第i种类型和第i+1种类型的身份识别算法的一级数据融合结果通过第二级数据融合后输出的最终结果,在上式中可以看到,这一改进导致个体分布的方差σ与导致因子f成正比,其中,其中,σ、σ1和σ2为通过实验数据得到的常数,导致因子f由下式给出:
其中,参数m是对应身份识别算法最大的预期差值。
身份识别算法的预期差值越大,导致因子f越大,方差也就越大,状态量x的最大后验概率估计(MAP)保持不变,但是融合的后验概率分布的方差改变了,因此,根据两个类型的身份识别算法一级数据融合的平方差,和单个的高斯分布相比,后验概率分布的方差可能会增加或减少,改进的贝叶斯方法能够非常有效地识别传感器数据的不一致,从而可以反映测量值得真实状态。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于视频数据的身份认证方法,其特征在于,所述方法包括:
步骤1,将采集的视频流数据同时传给各算法厂家,每个算法厂家包括一种或多种类型的身份识别算法,每个身份识别算法中预先输入有布控人员特征信息;
步骤2,每个身份识别算法均基于布控人员特征信息及所述视频流数据进行对应的身份识别计算并输出对应分析结果,所述分析结果为视频流中出现的人员是布控人员的概率值或不是布控人员的概率值;
步骤3,将同一类型的所有身份识别算法输出的结果进行第一级数据融合,得到同一类型的所述身份识别算法输出结果的一级数据融合结果;
步骤4,将得到的多个一级数据融合结果进行第二级数据融合,得到二级数据融合结果,并将二级数据融合结果进行可视化展示;
步骤3中,第一级数据融合采用LMS-牛顿算法,具体如下:
令x1,x2,...,xm分别为同一类型的所有身份识别算法中各身份识别算法输出的结果,X是同一类型的所有身份识别算法中的所有身份识别算法输出结果的集合,则X={x1,x2,...,xm},得到同一类型的所有身份识别算法的输出结果通过第一级数据融合后的输出结果y表示为如下公式:
步骤4中,第二级数据融合采用改进的贝叶斯算法,具体如下:
令一个状态空间k时刻的概率为xk,令有k种类型的身份识别算法,得到k种类型的身份识别算法的一级数据融合输出结果的集合Zk和先验分布如下:
Zk={z1,…,zk};
其中:z1为第1种类型的所有身份识别算法的输出结果通过第一级数据融合后的输出结果,zk为第k种类型的所有身份识别算法输出的结果通过第一级数据融合后输出的结果;p(zk|xk)为似然函数,该函数基于给定的身份识别算法;p(xk|Zk-1为先验分布函数,该函数基于给定的转换系统的模型;分母p(Zk|Zk-1)为一种规格化术语,保证概率密度函数归一化;
考虑到测量的不一致性,表现在方法中,有:
其中,p(X=x|Z=z1,z2)为第1种类型的所有身份识别算法输出结果的一级数据融合结果和第2种类型的所有身份识别算法输出结果的一级数据融合结果通过第二级数据融合后输出的最终结果,依次类推,可以得出第i种类型和第i+1种类型的身份识别算法的一级数据融合结果通过第二级数据融合后输出的最终结果,在上式中可以看到,这一改进导致个体分布的方差σ与导致因子f成正比,其中,导致因子f由下式给出:
其中,参数c是对应身份识别算法最大的预期差值。
2.根据权利要求1所述的基于视频数据的身份认证方法,其特征在于,所述身份识别算法的类型包括人脸识别算法、步态识别算法和姿态识别算法。
4.一种基于视频数据的身份认证系统,其特征在于,所述系统包括视频采集模块,人员特征录入模块、人员特征存储模块、第一级数据融合模块、第二级数据融合模块、可视化展示模块和多个算法厂家提供的身份识别算法,每个算法厂家包括一种或多种类型的身份识别算法;
所述视频采集模块用于采集视频流数据,并将采集的视频流数据同时传给各算法厂家,供各算法厂家的身份识别算法调用;
所述人员特征录入模块用于录入布控人员特征信息,所述人员特征存储模块用于存储布控人员特征信息并输出给各算法厂家,供各算法厂家的身份识别算法调用;
所有身份识别算法均用于基于布控人员特征信息及所述视频流数据进行对应的身份识别计算并输出对应分析结果,所述分析结果为视频流中出现的人员是布控人员的概率值或不是布控人员的概率值;
所述第一级数据融合模块用于将同类型的身份识别算法输出的结果进行第一级数据融合,得到同一类型的所述身份识别算法输出结果的一级数据融合结果;
所述第二级数据融合模块用于将第一级数据融合模块输出的一级数据融合结果进行第二级数据融合,得到二级数据融合结果,并将二级数据融合结果输出给可视化展示模块进行可视化展示;
第一级数据融合模块采用LMS-牛顿算法进行第一级数据融合,具体如下:
令x1,x2,...,xm分别为同一类型的所有身份识别算法中各身份识别算法输出的结果,X是同一类型的所有身份识别算法中的所有身份识别算法输出结果的集合,则X={x1,x2,...,xm},得到同一类型的所有身份识别算法的输出结果通过第一级数据融合后的输出结果y表示为如下公式:
第二级数据融合模块采用改进的贝叶斯算法进行第二级数据融合,具体如下:
令一个状态空间k时刻的概率为xk,令有k种类型的身份识别算法,得到k种类型的身份识别算法的一级数据融合输出结果的集合Zk和先验分布如下:
Zk={z1,…,zk};
其中:z1为第1种类型的所有身份识别算法的输出结果通过第一级数据融合后的输出结果,zk为第k种类型的所有身份识别算法输出的结果通过第一级数据融合后输出的结果;p(zk|xk)为似然函数,该函数基于给定的身份识别算法;p(xk|Zk-1为先验分布函数,该函数基于给定的转换系统的模型;分母p(Zk|Zk-1)为一种规格化术语,保证概率密度函数归一化;
考虑到测量的不一致性,表现在方法中,有:
其中,p(X=x|Z=z1,z2)为第1种类型的所有身份识别算法输出结果的一级数据融合结果和第2种类型的所有身份识别算法输出结果的一级数据融合结果通过第二级数据融合后输出的最终结果,依次类推,可以得出第i种类型和第i+1种类型的身份识别算法的一级数据融合结果通过第二级数据融合后输出的最终结果,在上式中可以看到,这一改进导致个体分布的方差σ与导致因子f成正比,其中,导致因子f由下式给出:
其中,参数c是对应身份识别算法最大的预期差值。
5.根据权利要求4所述的基于视频数据的身份认证系统,其特征在于,所述身份识别算法的类型包括人脸识别算法、步态识别算法和姿态识别算法。
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