行人身高确定方法、装置及系统与流程

本发明涉及图像识别技术领域，尤其是涉及一种行人身高确定方法、装置及系统。

背景技术：

目前，在一些需要测量行人身高的应用场景中，需要利用机器视觉测量行人身高，由于单目相机无法获取深度信息，因此必须利用场景中已知物体的长度作为参考，然后按照行人与已知物体的比例计算行人身高；或者，也可以借助立体视觉系统(如双目相机)，在进行相机标定后得到标定参数，之后再测量行人的身高，以上的方式，测量过程中均需要人工介入，操作繁琐，测量效率低。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种行人身高确定方法、装置及系统，以缓解现有技术中存在的测量行人身高过程中操作繁琐、测量效率低的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种行人身高确定方法，包括：

在待检测视频的图像中检测目标行人；

获取目标行人框在图像坐标系中的位置信息；

根据所述目标行人框的位置信息和预设的身高确定函数确定所述目标行人在世界坐标系中的实际身高，所述身高确定函数由齐次坐标点在所述世界坐标系和图像坐标系之间进行坐标变换得到的。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，根据所述目标行人框的位置信息和预设的身高确定函数确定所述目标行人在世界坐标系中的实际身高，包括：

获取所述目标行人框的像素坐标；

获取预先计算的相机参数；

基于所述目标行人框的像素坐标、所述身高确定函数和所述相机参数确定所述目标行人在世界坐标系中的实际身高。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述待检测视频是由具有单目镜头的图像传感器获取的。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述预先计算相机参数包括：

在所述待检测视频的图像中检测行人；

追踪检测到的行人的运动轨迹，得到多个行人的行人框的位置信息；

对所述多个行人的行人框的位置信息进行数值分析，得到所述相机参数。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，追踪检测到的行人的运动轨迹，得到多个行人的行人框的位置信息，包括：

在追踪到的各个行人的运动轨迹中选择满足预设条件的多个行人的运动轨迹；

根据所述满足预设条件的多个行人的运动轨迹确定所述多个行人的行人框的位置信息。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述相机参数包括：相机在世界坐标系中的高度、单目镜头的焦距和单目镜头在姿态固定后的俯仰角。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述目标行人框的位置信息至少包括：目标行人框的最小纵坐标和最大纵坐标。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述身高转换函数为：

其中，c为相机在世界坐标系中的高度，f为单目镜头的焦距，θ为单目镜头在姿态固定后的俯仰角，h为目标行人框的最小纵坐标和最大纵坐标之间的坐标差，yf为目标行人框的最小纵坐标，h为实际身高。

第二方面，本发明实施例还提供一种行人身高确定装置，包括：

第一检测模块，用于在待检测视频的图像中检测目标行人；

获取模块，用于获取目标行人框在图像坐标系中的位置信息；

确定模块，用于根据所述目标行人框的位置信息和预设的身高确定函数确定所述目标行人在世界坐标系中的实际身高，所述身高确定函数由齐次坐标点在所述世界坐标系和图像坐标系之间进行坐标变换得到的。

第三方面，本发明实施例还提供一种行人身高确定系统，所述系统包括：图像传感器、处理器和存储装置；

所述图像传感器具有单目摄像头，用于采集视频；

所述存储装置上存储有计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器运行时执行如第一方面所述的方法。

第四方面，本发明实施例还提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行前述第一方面所述的方法。

本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例通过首先在待检测视频的图像中检测目标行人，然后获取目标行人框在图像坐标系中的位置信息，最后可以根据所述目标行人框的位置信息和预设的身高确定函数确定所述目标行人在世界坐标系中的实际身高，所述身高确定函数由齐次坐标点在所述世界坐标系和图像坐标系之间进行坐标变换得到的。

本发明实施例能够在测量行人身高时只需利用目标行人框的位置信息和预设的身高确定函数即可自动确定目标行人的实际身高，操作简单，便于提高行人身高确定工作的效率。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的电子设备的示意框图；

图2为本发明实施例提供的行人身高确定方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种应用场景示意图；

图4为本发明实施例提供的行人身高确定方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的行人身高确定装置的结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前在测量行人身高时，测量过程中需要人工介入，操作繁琐，测量效率低，基于此，本发明实施例提供的一种行人身高确定方法、装置及系统，可以在测量行人身高时只需利用目标行人框的位置信息和预设的身高确定函数即可自动确定目标行人的实际身高，操作简单，便于提高行人身高确定工作的效率。

本发明实施例可以应用于电子设备，图1所示为本发明实施例的电子设备的一个示意性框图。图1所示的电子设备10包括一个或多个处理器102、一个或多个存储装置104、输入装置106、输出装置108、图像传感器110以及一个或多个非图像传感器114，这些组件通过总线系统112和/或其它形式互联。应当注意，图1所示的电子设备10的组件和结构只是示例性的，而非限制性的，根据需要，所述电子设备也可以具有其它组件和结构。

所述处理器102可以包括cpu1021和cpu1022或者具有数据处理能力和/指令执行能力的其它形式的处理单元，例如现场可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或进阶精简指令集机器(advancedrisc(reducedinstructionsetcomputer)machine，arm)等，并且处理器102可以控制所述电子设备10中的其它组件以执行期望的功能。

所述存储装置104可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器1041和/或非易失性存储器1042。所述易失性存储器1041例如可以包括随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器1042例如可以包括只读存储器(read-onlymemory，rom)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器102可以运行所述程序指令，以实现各种期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储各种应用程序和各种数据，例如所述应用程序使用和/或产生的各种数据等。

所述输入装置106可以是用户用来输入指令的装置，并且可以包括键盘、鼠标、麦克风和触摸屏等中的一个或多个。

所述输出装置108可以向外部(例如用户)输出各种信息(例如图像或声音)，并且可以包括显示器、扬声器等中的一个或多个。

所述图像传感器110可以拍摄用户期望的图像(例如照片、视频等)，并且将所拍摄的图像存储在所述存储装置104中以供其它组件使用。

应当注意，图1所示的电子设备10的组件和结构只是示例性的，尽管图1示出的电子设备10包括多个不同的装置，但是根据需要，其中的一些装置可以不是必须的，其中的一些装置的数量可以更多等等，本发明对此不限定。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种行人身高确定方法进行详细介绍，如图2所示，所述行人身高确定方法可以包括以下步骤。

步骤s101，在待检测视频的图像中检测目标行人。

在本发明实施例中，所述待检测视频是由具有单目镜头的图像传感器获取的，可以利用图像识别中的目标检测技术只检测一帧图像或者分别检测每一帧图像中的目标行人，目标行人可以指待检测视频中任一待确定身高的行人。在只检测一帧图像的实施例中，可以只对首帧图像进行行人检测，然后在后续的帧中对检测出来的行人进行跟踪，以持续得到该目标行人的位置。

步骤s102，获取目标行人框在图像坐标系中的位置信息。

示例性的，所述目标行人框的位置信息至少包括：目标行人框的最小纵坐标和最大纵坐标。

步骤s103，根据所述目标行人框的位置信息和预设的身高确定函数确定所述目标行人在世界坐标系中的实际身高。

在该步骤中，可以先获取所述目标行人框的像素坐标以及获取预先计算的相机参数，再基于所述目标行人框的像素坐标、所述身高确定函数和所述相机参数确定所述目标行人在世界坐标系中的实际身高。

作为一个示例，所述身高转换函数可以为：

其中，c为相机在世界坐标系中的高度，f为单目镜头的焦距，θ为单目镜头在姿态固定后的俯仰角，h为目标行人框的最小纵坐标和最大纵坐标之间的坐标差，yf为目标行人框的最小纵坐标，h为实际身高。

在本发明实施例中，所述身高确定函数由齐次坐标点在所述世界坐标系和图像坐标系之间进行坐标变换得到的，作为一个示例，可以利用如下方式确定身高确定函数：

图3是本发明实施例的一种应用场景示意图，在图3中，若目标行人的头顶在世界坐标系中的坐标为(xh,yh,zh)，目标行人的脚底在世界坐标系中的坐标为(xf,yf,zf)，目标行人的头顶在图像坐标系中的坐标为(xh,yh)，目标行人的脚底在图像坐标系中的坐标为(xf,yf)。

图像传感器的投影矩阵为：

图像传感器的俯仰角旋转矩阵为：

偏航角旋转矩阵为：

平移变换矩阵为

将矩阵(1)、(2)、(3)和(4)相乘，得到图像传感器的变换矩阵：

若存在世界坐标系中的齐次坐标点a＝(x，y，z，1)，对于图像平面内的齐次坐标点：

考虑b的y分量，即将齐次坐标转换回世界坐标系中的坐标，得到的齐次坐标点a＝(x，y，z，1)对应图像平面上的点的y坐标分量，像平面齐次坐标为(x，y，1)，为了使得坐标中的第三个分量为1，另

即，世界坐标系中的齐次坐标点a＝(x，y，z，1)对应图像平面上的点的y坐标分量为

由于行人均站在地面上，即行人脚底的坐标y＝0，头顶坐标y＝h，则脚底对应图像平面的y坐标yf为：

头顶对应图像平面的y坐标yh为：

利用(5)解出z：

将z带入(5)和(6)中可以得到图像平面中行人头顶和脚底的坐标差，也即目标行人框的最小纵坐标和最大纵坐标之间的坐标差h：

根据(7)解出世界坐标系中行人的实际身高h：

作为一个示例，所述相机参数可以包括：相机在世界坐标系中的高度、单目镜头的焦距和单目镜头在姿态固定后的俯仰角等，另外需要注意的是，在单目镜头的姿态被改变后，由于俯仰角等参数发生改变，所以需要重新利用后文实施例中的步骤s201、s202、s203和s204计算相机参数。

作为一个示例，在步骤s101之前，如图4所示，所述预先计算相机参数包括：可以包括以下步骤。

步骤s201，在所述待检测视频的图像中检测行人。

步骤s202，追踪检测到的行人的运动轨迹，得到多个行人的行人框的位置信息。

该步骤中，在追踪到的各个行人的运动轨迹中选择满足预设条件的多个行人的运动轨迹；根据所述满足预设条件的多个行人的运动轨迹确定所述多个行人的行人框的位置信息。示例性的，满足预设条件可以指进行行人检测得到的检测结果置信度较高或者运动轨迹较长且连续等。

步骤s203，对所述多个行人的行人框的位置信息进行数值分析，得到所述相机参数。

作为一个示例，在预先计算相机参数的过程中，可以利用(7)式，首先确定某一个具体的y_f，对于公式(7)，等式左边是h，等式右边仅有h为变量，相当于h＝系数*h，可以假设对于一段时间内的人群，h服从分布p，因此，可以认为h＝系数*p，所以可以得到h的分布及各阶统计量p1，各阶统计量p1可以包括：计算得到的h的一阶中心矩、二阶中心矩和三阶中心矩等；另一方面，在一段时间内(例如1小时)的视频中，可以通过实际观测直接得到h的各阶统计量p2，各阶统计量p2可以包括：观测得到的h的一阶中心矩、二阶中心矩和三阶中心矩等。最终，由p1是待测的h的各阶统计量，p2是实际观测得到的h的各阶统计量，所以可以令p1＝p2，利用数值计算工具求解得到相机参数。

本发明实施例可以应用在对行人车辆的视频结构化中。所谓视频结构化，就是按照标准对视频中的目标和事件进行描述，并存入数据库的过程。例如：车结构化描述：车牌、位置、车高、车身颜色和车类型等，人结构化描述：身高、人脸、着装、性别等。

本发明实施例通过首先在待检测视频的图像中检测目标行人，然后获取目标行人框在图像坐标系中的位置信息，最后可以根据所述目标行人框的位置信息和预设的身高确定函数确定所述目标行人在世界坐标系中的实际身高，所述身高确定函数由齐次坐标点在所述世界坐标系和图像坐标系之间进行坐标变换得到的。

本发明实施例能够在测量行人身高时只需利用目标行人框的位置信息和预设的身高确定函数即可自动确定目标行人的实际身高，操作简单，便于提高行人身高确定工作的效率。

在本发明的又一实施例中，如图5所示，还提供一种行人身高确定装置，包括：第一检测模块11、获取模块12和确定模块13。

第一检测模块11，用于在待检测视频的图像中检测目标行人；

获取模块12，用于获取目标行人框在图像坐标系中的位置信息；

确定模块13，用于根据所述目标行人框的位置信息和预设的身高确定函数确定所述目标行人在世界坐标系中的实际身高，所述身高确定函数由齐次坐标点在所述世界坐标系和图像坐标系之间进行坐标变换得到的。

本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

可选地，确定模块13还用于：获取所述目标行人框的像素坐标；获取预先计算的相机参数；基于所述目标行人框的位置信息、所述身高确定函数和所述相机参数确定所述目标行人在世界坐标系中的实际身高。

可选地，所述待检测视频是由具有单目镜头的图像传感器获取的。

所述装置还包括：

第二检测模块，用于在所述待检测视频的图像中检测行人；

追踪模块，用于追踪检测到的行人的运动轨迹，得到多个行人的行人框的位置信息；

数值分析模块，用于对所述多个行人的行人框的位置信息进行数值分析，得到所述相机参数。

可选地，追踪模块还用于：在追踪到的各个行人的运动轨迹中选择满足预设条件的多个行人的运动轨迹；根据所述满足预设条件的多个行人的运动轨迹确定所述多个行人的行人框的位置信息。

可选地，所述相机参数包括：相机在世界坐标系中的高度、单目镜头的焦距和单目镜头在姿态固定后的俯仰角。

可选地，所述目标行人框的位置信息至少包括：目标行人框的最小纵坐标和最大纵坐标。

可选地，所述身高转换函数为：

其中，c为相机在世界坐标系中的高度，f为单目镜头的焦距，θ为单目镜头在姿态固定后的俯仰角，h为目标行人框的最小纵坐标和最大纵坐标之间的坐标差，yf为目标行人框的最小纵坐标，h为实际身高。

在本发明的又一实施例中，还提供一种行人身高确定系统，所述系统包括：图像传感器、处理器和存储装置；

所述图像传感器具有单目摄像头，用于采集视频；

所述存储装置上存储有计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器运行时执行如前述方法实施例所述的方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明的又一实施例中，还提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行如前述方法实施例所述的方法。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

本发明实施例所提供的行人身高确定方法、装置及系统的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。