Claims (12)
1. Способ отслеживания объекта посредством детектирования, слежения и определения ракурса лица человека в зоне наблюдения, состоящий в том, что определяют наличие человека в зоне наблюдения с помощью двух и более разнесенных видеокамер с заранее известным их расположением; определяют положение головы в зоне наблюдения, используя априорные данные о геометрических размерах и определенном способе позиционирования лица человека; выделяют область лица и положение элементов, таких как брови, глаза, нос, рот, на найденном лице; производят одновременное слежение за тремя типами объектов на лице, а именно точки, области, граф, на основе априорных и найденных данных реконструируют 3D модель лица; в случае достаточной полноты и целостности информативных признаков полученной 3D модели лица проводят расчет углов, определяющих ориентацию головы в пространстве; в случае, если найденный ракурс является достаточно представительным и отличается от ракурсов на предыдущих кадрах, производят распознавание лица на основе наиболее репрезентативных кадров изображения.1. The method of tracking an object by detecting, tracking and determining the angle of a person’s face in the observation zone, which consists in determining the presence of a person in the observation zone using two or more spaced cameras with a known location; determine the position of the head in the observation area using a priori data on the geometric dimensions and a specific method of positioning a person’s face; distinguish the area of the face and the position of elements, such as eyebrows, eyes, nose, mouth, on the found face; simultaneously tracking three types of objects on the face, namely, points, areas, graphs; on the basis of a priori and found data, they reconstruct a 3D model of the face; in the case of sufficient completeness and integrity of informative features of the obtained 3D model of the face, angles are calculated that determine the orientation of the head in space; if the found angle is representative enough and differs from the angles in the previous frames, face recognition is performed based on the most representative image frames.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для детектирования изображения головы человека и ее удаленности от видеокамеры производят трехмерную стереореконструкцию зоны наблюдения и формируют объекты - кандидаты, соответствующие по форме голове человека.2. The method according to claim 1, characterized in that for detecting the image of the human head and its distance from the video camera, a three-dimensional stereo reconstruction of the observation area is made and objects are formed that are candidates corresponding in shape to the human head.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для быстрого детектирования области лица осуществляют два типа независимого анализа изображений стереопары: анализ изображений в целом с помощью горизонтальных и вертикальных проекций гистограммы яркости и анализ локально-частотных свойств изображения в результате вейвлет преобразования изображения.3. The method according to claim 1, characterized in that for the fast detection of the face region, two types of independent image analysis of a stereo pair are carried out: image analysis as a whole using horizontal and vertical projections of the brightness histogram and analysis of the local-frequency image properties as a result of the image wavelet transform.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для более устойчивого детектирования и слежения производят сегментацию области лица по совокупности признаков и точно локализуют точки и области интереса, а также на основе априорных данных о лице, ракурсах и способе позиционирования определяют структуру графа лица.4. The method according to claim 1, characterized in that for more stable detection and tracking, the face region is segmented according to the totality of features and the points and areas of interest are precisely localized, and the face graph structure is determined on the basis of a priori data on the face, angles and positioning method .
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют координацию и контроль потоков слежения за тремя типами геометрических объектов -точки, области, граф, где подачу кадров изображений в каждый поток слежения производят на разной частоте - медленной, средней, быстрой.5. The method according to claim 1, characterized in that they coordinate and control the tracking flows of three types of geometric objects — points, regions, and graphs, where the image frames are fed into each tracking stream at a different frequency — slow, medium, fast.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что для контроля за тремя типами слежения используют блок распределения заданий, устанавливающий приоритет и частоту работы потоков слежения, а также определенный целевой порядок выполнения задач слежения, где порядок и стратегия планирования работы блока распределения заданий выбирают исходя из целевых установок биометрической системы, а именно точность, скорость, надежность, и ограничений на видеосъемку, а именно, размер зоны обнаружения, световые ограничения, наличие сложных фонов, наличие перекрывающихся лиц, способ позиционирования лица перед видеокамерой.6. The method according to claim 1, characterized in that for monitoring the three types of tracking, a task distribution unit is used that sets the priority and frequency of operation of the tracking flows, as well as a specific target order for performing tracking tasks, where the order and strategy for planning the work of the task distribution unit based on the target settings of the biometric system, namely the accuracy, speed, reliability, and restrictions on video shooting, namely, the size of the detection zone, light restrictions, the presence of complex backgrounds, the presence of overlap faces, a method of positioning the face in front of the camcorder.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют оценку геометрического центра 3D модели лица или головы на основе стереореконструкции и привлечения информации об отслеживаемых чертах лица, а именно точки, области, граф.7. The method according to claim 1, characterized in that they evaluate the geometric center of the 3D model of the face or head based on stereo reconstruction and attracting information about the traced facial features, namely, points, regions, and graph.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что для определения ракурса и вычисления углов ориентации головы, а именно наклон, кивок, поворот, используют координаты найденного геометрического центра головы и координаты отслеживаемых черт лица, полученные по текущему и предыдущим кадрам.8. The method according to claim 1, characterized in that to determine the angle and calculate the orientation angles of the head, namely, tilt, nod, turn, use the coordinates of the found geometric center of the head and the coordinates of the traced facial features obtained from the current and previous frames.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что для обеспечения слежения за объектами в мало освещенных условиях обеспечивают автоматическую адаптацию параметров, исключающую использование информации о цвете, заменяя ее на градиентную фильтрацию и вейвлет преобразование полутоновых изображений с последующим восстановлением карты глубины изображения.9. The method according to claim 1, characterized in that to ensure tracking of objects in dimly lit conditions provide automatic adaptation of parameters that exclude the use of color information, replacing it with gradient filtering and wavelet transform of grayscale images with subsequent restoration of the image depth map.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что распознавание лица производят по выборке наиболее представительных ракурсов, определяемых ограничениями на углы ориентации лица.10. The method according to claim 1, characterized in that face recognition is performed by sampling the most representative angles determined by restrictions on the angles of orientation of the face.
11. Система отслеживания объекта в зоне наблюдения, содержащая устройство считывания изображения лица, выход которого соединен с устройством детектирования трехмерных объектов, выход которого соединен с устройством детектирования и слежения за двумерными объектами, выход которого соединен с устройством распознавания нормализованных объектов.11. An object tracking system in the observation zone comprising a face image reader, the output of which is connected to a three-dimensional object detection device, the output of which is connected to a two-dimensional object detection and tracking device, the output of which is connected to a normalized object recognition device.
12. Система по п.11, отличающаяся тем, что устройство детектирования и слежения за двумерными объектами состоит из блока сегментации и координации детектирования и слежения за чертами объекта, соединенного быстрыми каналами с параллельными независимыми блоками слежения, а именно блоком отслеживания точек интереса, блоком отслеживания областей интереса, блоком отслеживания графа лица, где каждый из блоков производит доступ на чтение и запись к разделяемому блоку данных - 3D модели лица, а также блока оценки ракурса, соединенного с устройством детектирования трехмерных объектов, что позволяет производить более детальную стереореконструкцию 3D модели лица, а также определять полноту, целостность, ракурс и представительность 3D модели.12. The system according to claim 11, characterized in that the device for detecting and tracking two-dimensional objects consists of a segmentation and coordination unit for detecting and tracking features of an object connected by fast channels with parallel independent tracking units, namely, a point of interest tracking unit, a tracking unit areas of interest, by the face graph tracking unit, where each of the blocks provides read and write access to a shared data block - a 3D model of the face, as well as an angle evaluation unit connected to devices m detecting three-dimensional objects, which allows more detailed stereo reconstruction 3D face model, as well as to determine the completeness, integrity, and view 3D models of representation.