CN111818308B - 基于大数据的安防监控探头分析处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于大数据的安防监控探头分析处理方法，该方法的具体步骤如下：通过主监控探头采集影像数据，并将影像数据传输到可触摸显示器上显示。通过主监控探头采集影像数据，并通过本地计算机进行头部图像的提取，再上传至云服务器与公民信息的大数据进行对比，对影像数据中的人员进行识别和标注，可方便工作人员对影像数据中的人员进行监管。开启通过设置三个增强探头并拍摄不同曝光量和分辨率的图片，并对拍摄的图片进行裁剪和筛选，使未识别组的人脸高清化和提升图片细节，进而提升匹配公民信息的概率。设置有输出监控截图的功能，对探针H拍摄的图片进行提取和合成，形成一张所有人脸都清晰的合成的监控截图。

Description

基于大数据的安防监控探头分析处理方法

本申请是如下专利申请的分案申请，原申请的申请号：201910209796.4，申请日：2019-03-19，发明名称：基于大数据的安防监控探头分析处理方法。

技术领域

本发明涉及安防监控领域，具体涉及基于大数据的安防监控探头分析处理方法。

背景技术

人脸识别，是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸进行脸部的一系列相关技术，通常也叫做人像识别、面部识别。人脸识别系统主要包括四个组成部分，分别为：人脸图像采集及检测、人脸图像预处理、人脸图像特征提取以及匹配与识别。

监控摄像机是用在安防方面的准摄像机，它的像素和分辨率比电脑的视频头要高，比专业的数码相机或dv低。监控摄像机大多只是单一的视频捕捉设备，很少具备数据保存功能。现有的监控摄像机由于要输出量的视频数据，考虑到传输和存储，本地计算机还要处理识别所需的计算，运行压力较大，通常视频数据的输出分辨率和动态范围，在拍摄一个场景时，只有近处的人脸识别率较高，远处的人脸图像会因分辨率不足导致识别成功率降低，同时由于实际场景中的光线复杂，拍摄的画面中会存在暗部和亮部，位于这两部分中的人脸也会因图片细节丢失而导致识别成功率降低，进而影响识别系统的性能。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的在于提供基于大数据的安防监控探头分析处理方法。

本发明所要解决的技术问题为：

(1)如何解决因分辨率不足导致的无法识别的问题；

(2)如何提高暗部或亮部位置人脸识别的准确率；

(3)如何减轻本地计算机的运行压力。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

基于大数据的安防监控探头分析处理方法，该方法的具体步骤如下：

S1、通过主监控探头采集影像数据，并将影像数据传输到可触摸显示器上显示，同时启动安装在主监控探头外表面的三个增强探头进行拍照，且三个增强探头的画面范围调节至与主监控探头相同，三个增强探头采集的照片存储在本地计算机中；

S2、本地计算机通过人脸识别技术对监控画面中的人脸进行识别，得到时间为T时的头部图像，并将头部图像传输至云服务器中，云服务器通过存储在云服务器中的包含犯罪数据、个人外貌数据和个人身份数据的公民信息与头部图像进行比对，将所有头部图像分为犯罪组、正常组和未识别组，同时将头部图像与公民信息比对的结果作为初步识别结果发送回本地计算机；

S3、本地计算机根据初步识别结果将犯罪组对应的人脸在影像数据中以红色框标记，正常组对应的人脸在影像数据中以绿色框标记，未识别组对应的人脸在影像数据中以灰色框标记，点击红色框后，显示人脸对应的犯罪数据和个人身份数据，点击绿色框时，显示人脸对应的个人身份数据；点击灰色框时，显示增强功能按钮；

S4、点击增强功能按钮后，本地计算机获取三个增强探头在时间为T时拍摄的不同曝光量的照片，按照不同的增强探头对照片进行裁剪，使探头L拍摄的照片只保留近景区的图像，探头M拍摄的照片只保留中景区的图像，探头H 拍摄的照片只保留远景区的图像，最终由本地计算机从裁剪后的图像中提取未识别组对应的人脸在不同曝光量下的头部图像，作为增强头部图像上传至云服务器；

S5、云服务器将增强头部图像再次与公民信息进行比对，将未识别组对应的所有增强头部图像分为犯罪组、正常组和无效图像组，同时将增强头部图像与公民信息比对的结果作为最终识别结果发回本地计算机；

S6、本地计算机根据最终识别结果，将从未识别组转化为犯罪组对应的人脸在影像数据中重新以红色框标记，将从未识别组转化为正常组对应的人脸在影像数据中重新以绿色框标记，将从未识别组转化为无效图像组对应的人脸在之前影像数据中的灰色框标记取消，点击红色框后，显示人脸对应的个人外貌数据、犯罪数据和个人身份数据，点击绿色框时，显示人脸对应的个人身份数据和个人外貌数据；

三个所述增强探头的拍摄方法如下：

本地计算机将拍摄画面从下至上依次分成近景区、中景区和远景区三个对焦区域，并获取各个对焦区域内未识别组中的人脸位置，作为对焦点，将探头L 的焦点按顺序依次对在近景区内各个对焦点处，将探头M的焦点按顺序依次对在中景区内各个对焦点处，将探头H的焦点按顺序依次对在远景区内的各个对焦点处，三个增强探头在每次对焦后，连续拍摄五张不同曝光量的照片。

进一步的，所述近景区、中景区和远景区的所占面积的比值为5：3：1。

进一步的，三个所述增强探头包括一个像素为300-500万的探头L、一个像素为800万-1200万的探头M和一个像素为2400万的探头H，且三个增强探头具有曝光补偿功能。

进一步的，所述本地计算机获取各个对焦区域内未识别组中的人脸位置后，计算人脸位置至对焦区域四个边的最小距离，并根据最小距离从小至大进行排序，按照排序的顺序设置对焦的顺序。

进一步的，所述增强探头的曝光补偿范围从-2EV到+2EV，以-2.0、-1.0、0、+1.0、+2.0作为五个级别的补偿值，选择0EV时作为正常曝光量照片。

进一步的，所述本地计算机还具有输出监控截图的功能，输出监控截图的步骤如下：

步骤一、所述本地计算机通过人脸识别技术对探头H拍摄的五张不同曝光量的照片分别进行头部图像的提取，作为合成材料上传至云服务器；

步骤二、将合成材料与公民信息进行对比，筛选出所有能识别出且最接近正常曝光量照片的头部图像，作为合成头像发回本地计算机；

步骤三、本地计算机使用合成头像与探头H拍摄的正常曝光量照片上对应的人脸进行覆盖，合成一张高清晰度的监控截图，并保存在本地计算机中。

本发明的有益效果：

(1)通过主监控探头采集影像数据，并通过本地计算机进行头部图像的提取，再上传至云服务器与公民信息的大数据进行对比，减轻本地计算机的计算量，对影像数据中的人员进行识别和标注，可方便工作人员对影像数据中的人员进行监管。

(2)可根据需要自行开启增强功能，开启通过设置三个增强探头并拍摄不同曝光量和分辨率的图片，并对拍摄的图片进行裁剪和筛选，使未识别组的人脸高清化和提升图片细节，进而提升匹配公民信息的概率。可保证运行压力与识别性能的平衡。

(3)设置有输出监控截图的功能，对探针H拍摄的图片进行提取和合成，形成一张所有人脸都清晰的合成的监控截图。

具体实施方式

下面将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实施例，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作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。

本实施例提供了基于大数据的安防监控探头分析处理方法，该方法的具体步骤如下：

S1、通过主监控探头采集影像数据，考虑到处理及存储压力，影像数据的分辨率不超过1080p，像素在200万以下，并将影像数据传输到可触摸显示器上显示，同时启动安装在主监控探头外表面的三个增强探头进行拍照，且三个增强探头的画面范围调节至与主监控探头相同，使主监控探头与三个增强探头拍摄的画面保持一致，方便后期处理，三个增强探头包括一个像素为300-500万的探头L、一个像素为800万-1200万的探头M和一个像素为2400万的探头H，且三个增强探头具有曝光补偿功能。三个增强探头的分辨率依次提高，分别对应不同的距离，高像素照片即使放大也可保证清晰度，继而提升面部识别的效率和公民信息对应的准确度，三个增强探头采集的照片存储在本地计算机中，方便随时调用；

S2、本地计算机通过人脸识别技术对监控画面中的人脸进行识别，人脸识别技术为现有技术，得到时间为T时的头部图像，并将头部图像传输至云服务器中，云服务器通过存储在云服务器中的包含犯罪数据、个人外貌数据和个人身份数据的公民信息与头部图像进行比对，其中公民信息由公安部门提供，将所有头部图像分为犯罪组、正常组和未识别组，同时将头部图像与公民信息比对的结果作为初步识别结果发送回本地计算机；若个人外貌数据与头部图像相似度超过预设的阈值，则判定为该头部图像对应一个公民信息，没有超过预设的阈值，则归为未识别组，若头部图像对应的公民信息中存在犯罪数据，则将头部图像归为犯罪组，若头部图像对应的公民信息中没有犯罪数据，则将头部图像归为正常组。

S3、本地计算机根据初步识别结果将犯罪组对应的人脸在影像数据中以红色框标记，正常组对应的人脸在影像数据中以绿色框标记，未识别组对应的人脸在影像数据中以灰色框标记，点击红色框后，显示人脸对应的犯罪数据和个人身份数据，点击绿色框时，显示人脸对应的个人身份数据；点击灰色框时，显示增强功能按钮；

S4、可根据实际需要选择是否启动增强功能，点击增强功能按钮后，本地计算机获取三个增强探头在时间为T时拍摄的不同曝光量的照片，增强探头的曝光补偿范围从-2EV到+2EV，以-2.0、-1.0、0、+1.0、+2.0作为五个级别的补偿值，选择0EV时作为正常曝光量照片，并设置两个级别的过曝和两个级别的欠曝，按照不同的增强探头对照片进行裁剪，使探头L拍摄的照片只保留近景区的图像，探头M拍摄的照片只保留中景区的图像，探头H拍摄的照片只保留远景区的图像，远处的人脸图像较小，需要放大后进行识别和匹配，因此需要较高的分辨率，而近处的人脸图像较大，无需高分辨率，有助于减轻运算压力，最终由本地计算机从裁剪后的图像中提取未识别组对应的人脸在不同曝光量下的头部图像，只选取未识别组的人脸，已经匹配有公民信息的人脸不进行二次比对，进一步减轻运算压力，作为增强头部图像上传至云服务器；通过增强探头拍摄高分辨率的照片，对未识别组进行二次识别，可增加识别成功率和公民信息的匹配率，拍摄不同的曝光量图片可增加位于亮部或暗部的人脸的细节，增加这部分人脸识别的概率和公民信息匹配的概率。

S5、云服务器将增强头部图像再次与公民信息进行比对，采用相同的对比方法，将未识别组对应的所有增强头部图像分为犯罪组、正常组和无效图像组，同时将增强头部图像与公民信息比对的结果作为最终识别结果发回本地计算机；

S6、本地计算机根据最终识别结果，将从未识别组转化为犯罪组对应的人脸在影像数据中重新以红色框标记，将从未识别组转化为正常组对应的人脸在影像数据中重新以绿色框标记，将从未识别组转化为无效图像组对应的人脸在之前影像数据中的灰色框标记取消，点击红色框后，显示人脸对应的个人外貌数据、犯罪数据和个人身份数据，点击绿色框时，显示人脸对应的个人身份数据和个人外貌数据；将公民信息与采集到的人脸一一对应，人的头部位于框内，点击框时会弹出二级菜单，显示人脸对应的公民信息，方便查看。而无效图像组则不会显示任何框。

三个增强探头的拍摄方法如下：

本地计算机将拍摄画面从下至上依次分成近景区、中景区和远景区三个对焦区域，近景区、中景区和远景区的所占面积的比值为5：3：1。并获取各个对焦区域内未识别组中的人脸位置，作为对焦点，本地计算机获取各个对焦区域内未识别组中的人脸位置后，计算人脸位置至对焦区域四个边的最小距离，并根据最小距离从小至大进行排序，按照排序的顺序设置对焦的顺序，先拍摄边缘的人脸，再拍摄中间的人脸，防止移动出视野范围外，将探头L的焦点按顺序依次对在近景区内各个对焦点处，将探头M的焦点按顺序依次对在中景区内各个对焦点处，将探头H的焦点按顺序依次对在远景区内的各个对焦点处，三个增强探头在每次对焦后，连续拍摄五张不同曝光量的照片。三个探头可同时对各个对焦区域内的未识别组中的人脸进行对焦和拍摄，保证出片的效果，有利于提高图片的清晰度。

本地计算机还具有输出监控截图的功能，输出监控截图的步骤如下：

步骤一、本地计算机通过人脸识别技术对探头H拍摄的五张不同曝光量的照片分别进行头部图像的提取，作为合成材料上传至云服务器；选择像素最高的探头拍摄的照片，清晰度有保障，并选择多个不同曝光量提取头部图像可保证位于暗部和亮部的人脸也能拍摄的清晰。

步骤二、将合成材料与公民信息进行对比，筛选出所有能识别出且最接近正常曝光量照片的头部图像，作为合成头像发回本地计算机；正常曝光量照片整体的效果最好，选择接近正常曝光量照片的头部图像可提升这个监控截图的质量。

步骤三、本地计算机使用合成头像与探头H拍摄的正常曝光量照片上对应的人脸进行覆盖，合成一张高清晰度的监控截图，并保存在本地计算机中。以正常曝光量照片为原本，用具有最优曝光量的合成头像替换掉过暗或过亮的人脸，进而整个监控截图中人脸的清晰度，方便工作人员进行打印和查看。

本实施例的具体工作过程如下：

1)主监控探头采集影像数据，本地计算机筛选出影像数据中的人脸图像，并传输至云服务器进行公民信息的匹配，将没有匹配成功的归为未识别组，将识别成功的分为犯罪组和正常组，并将犯罪组和正常组对应的影像数据中的人脸进行区别性标注，未识别组对应的人脸在影像数据中以灰色框标记，并设置增强功能按钮，点击框时会弹出二级菜单，显示人脸对应的公民信息或增强功能按钮。

2)若初步识别结果已经满足需求，则无需点击增强功能按钮，降级运算压力，若需要对未识别组进一步识别，按下增强功能按钮，调取三个增强探头在时间为T时对未识别组对应的人脸进行对焦并拍摄五种曝光量的照片，经过裁剪和筛选，获得不同曝光量的增强头部图像，并传输至云服务器中。

3)云服务器对增强头部图像进行分析，在实际拍摄中，现实的光线条件很复杂，一副画面常常会出现暗部和亮部，如拍摄远景区的图像包含A、B、C、D 四个头部图像，其中A、B已匹配有公民信息，C位于暗部，在正常曝光量下，处于欠曝的状态，亮度较低，虽被识别为头部，但初步识别结果归为未识别组， D位于亮部，在正常曝光量下，处于过曝的状态，亮度较高，图片细节丢失，初步识别结果归为未识别组，而通过五种曝光量的照片，可从过曝的照片提取的C 的增强头部图像与公民信息进行对比，图片细节提升，匹配的概率也相应提升，同理，原本因过曝的导致的无法与公民信息匹配的人脸，可根据降低曝光量，使亮部变暗，提升图片细节提升，进而提升匹配的概率。

4)若需要工作人员进行现场确认时，可启用输出监控截图的功能，从探针 H拍摄的图片中裁剪过曝和欠曝照片中清晰的头部图像，并替换掉正常曝光的照片上对应的部分，形成一张所有人脸都清晰的合成的监控截图。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.基于大数据的安防监控探头分析处理方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：

S1、通过主监控探头采集影像数据，并将影像数据传输到可触摸显示器上显示，同时启动安装在主监控探头外表面的三个增强探头进行拍照，且三个增强探头的画面范围调节至与主监控探头相同，三个增强探头包括一个像素为300-500万的探头L、一个像素为800万-1200万的探头M和一个像素为2400万的探头H，且三个增强探头具有曝光补偿功能，三个增强探头采集的照片存储在本地计算机中；

S2、本地计算机通过人脸识别技术对监控画面中的人脸进行识别，得到时间为T时的头部图像，并将头部图像传输至云服务器中，云服务器通过存储在云服务器中的包含犯罪数据、个人外貌数据和个人身份数据的公民信息与头部图像进行比对，将所有头部图像分为犯罪组、正常组和未识别组，同时将头部图像与公民信息比对的结果作为初步识别结果发送回本地计算机；

S3、本地计算机根据初步识别结果将犯罪组对应的人脸在影像数据中以红色框标记，正常组对应的人脸在影像数据中以绿色框标记，未识别组对应的人脸在影像数据中以灰色框标记，点击红色框后，显示人脸对应的犯罪数据和个人身份数据，点击绿色框时，显示人脸对应的个人身份数据；点击灰色框时，显示增强功能按钮；

S4、点击增强功能按钮后，本地计算机获取三个增强探头在时间为T时拍摄的不同曝光量的照片，增强探头的曝光补偿范围从-2EV到+2EV，以-2.0、-1.0、0、+1.0、+2.0作为五个级别的补偿值，选择0EV时作为正常曝光量照片，按照不同的增强探头对照片进行裁剪，使探头L拍摄的照片只保留近景区的图像，探头M拍摄的照片只保留中景区的图像，探头H拍摄的照片只保留远景区的图像，最终由本地计算机从裁剪后的图像中提取未识别组对应的人脸在不同曝光量下的头部图像，作为增强头部图像上传至云服务器；

S5、云服务器将增强头部图像再次与公民信息进行比对，将未识别组对应的所有增强头部图像分为犯罪组、正常组和无效图像组，同时将增强头部图像与公民信息比对的结果作为最终识别结果发回本地计算机；

S6、本地计算机根据最终识别结果，将从未识别组转化为犯罪组对应的人脸在影像数据中重新以红色框标记，将从未识别组转化为正常组对应的人脸在影像数据中重新以绿色框标记，将从未识别组转化为无效图像组对应的人脸在之前影像数据中的灰色框标记取消，点击红色框后，显示人脸对应的个人外貌数据、犯罪数据和个人身份数据，点击绿色框时，显示人脸对应的个人身份数据和个人外貌数据；

三个所述增强探头的拍摄方法如下：

本地计算机将拍摄画面从下至上依次分成近景区、中景区和远景区三个对焦区域，近景区、中景区和远景区的所占面积的比值为5：3：1，并获取各个对焦区域内未识别组中的人脸位置，作为对焦点，本地计算机获取各个对焦区域内未识别组中的人脸位置后，计算人脸位置至对焦区域四个边的最小距离，并根据最小距离从小至大进行排序，按照排序的顺序设置对焦的顺序，将探头L的焦点按顺序依次对在近景区内各个对焦点处，将探头M的焦点按顺序依次对在中景区内各个对焦点处，将探头H的焦点按顺序依次对在远景区内的各个对焦点处，三个增强探头在每次对焦后，连续拍摄五张不同曝光量的照片；

所述本地计算机还具有输出监控截图的功能，输出监控截图的步骤如下：

步骤一、所述本地计算机通过人脸识别技术对探头H拍摄的五张不同曝光量的照片分别进行头部图像的提取，作为合成材料上传至云服务器；

步骤二、将合成材料与公民信息进行对比，筛选出所有能识别出且最接近正常曝光量照片的头部图像，作为合成头像发回本地计算机；

步骤三、本地计算机使用合成头像与探头H拍摄的正常曝光量照片上对应的人脸进行覆盖，合成一张高清晰度的监控截图，并保存在本地计算机中。