多攝像機視頻監(jiān)控中的人物角色分類技術(shù)研究

監(jiān)控場景中的動作聚類、事件解譯以及人物角色分類是計算機視覺領(lǐng)域的難點問題，目前本領(lǐng)域的研究人員更多的是考慮低層語義信息，如物體檢測、跟蹤等。本項目研究視頻監(jiān)控場景中的人物角色分類相關(guān)理論與關(guān)鍵技術(shù)，特別是針對所提取特征的多樣性和異構(gòu)性，執(zhí)行角色識別的模型選擇。本項目執(zhí)行三年來形成一系列成果，包括專利7項、期刊論文6篇（含SCI檢索國際期刊5篇）、會議論文14篇（含ACM MM、INFOCOM、ICIP、ICME、ICASSP等國際著名會議）。本項目研究成果可為人物角色分類技術(shù)在實時視頻監(jiān)控、視頻分析和檢索和視頻數(shù)據(jù)挖掘等語義檢索層面的應用提供理論指導。

本項目研究多攝像機視頻監(jiān)控場景中的人物角色分類相關(guān)理論與關(guān)鍵技術(shù)，內(nèi)容包括：1）針對傳統(tǒng)的攝像機規(guī)劃技術(shù)僅針對靜態(tài)的場景，或者說只能使用脫機的方法的弊端，我們研究針對異構(gòu)攝像機的三維人物主動跟蹤中在線攝像機規(guī)劃問題；2）針對光照變化、背景擾動和運動目標引起的背景變化對運動檢測和分割，從背景的快速建模和更新的角度研究目標人物視覺信息提??；3）針對運動分割的結(jié)果，我們研究人物衣著分析技術(shù)以識別出人物所穿的服裝是否為保存于服裝庫中的某套衣服，并標定出這套衣服；4）有重疊視域的情況下，多攝像機與單攝像機相比提供了關(guān)于被跟蹤目標的更多有效信息，我們研究使用多攝像機從多時空、多視角和多模態(tài)三個方面進行人物行為分析；5）針對所提取特征的多樣性和異構(gòu)性，執(zhí)行角色識別的模型選擇。研究成果為人物角色分類技術(shù)在實時視頻監(jiān)控、視頻分析和檢索和視頻數(shù)據(jù)挖掘等語義檢索層面的應用提供理論指導。

建造師（Architect），宇宙長老會成員，是漫威作品中的角色。

登場作品：【復仇者（Avengers）】#28(1966年5月)。2100433B

數(shù)字攝像機自從問世以來，記錄圖像的質(zhì)量飛快發(fā)展。數(shù)字攝像機隨著攝像機普及的程度不斷提高，在各個領(lǐng)域中人們使用數(shù)字攝像機的頻率不斷加大。數(shù)字攝像機的種類也是紛繁眾多，根據(jù)不同的用途，不同的分類方法將數(shù)攝像機進行了多種方式的分類。

• 一、按照成像質(zhì)量分類

1.廣播級攝像機這類攝像機圖像質(zhì)量非常高，色彩影調(diào)還原逼真，調(diào)整精度比較高，工作性能全面，但價格比較貴。標清廣播級像素面積為720×576（PAL），傳輸碼率為50Mb′s，高清廣播級像素面積為1920×1080（PAL），傳輸碼率為50Mb/s。廣播級攝像機主要應用于數(shù)字電影拍攝制作和廣播電視領(lǐng)域，如電視臺、廣告公司和影視劇制作單位的拍攝使用。

2.專業(yè)級攝像機（又稱業(yè)務(wù)用攝像機）

專業(yè)級攝像機應用在廣播電視以外的專業(yè)領(lǐng)域中，如教育領(lǐng)域、部隊科教宣傳方面、工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域、醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域等。這就突出強調(diào)了攝像機的要求要輕便、價錢便宜，圖像質(zhì)量低于廣播專用的攝像機，標清業(yè)務(wù)級像素面積為720×576（PAL），傳輸碼率為25Mb/s，高清廣播級像素面積為1280×720（PAL），傳輸碼率為25Mb/s。

3.民用級攝像機（又稱家用攝像機）

民用攝像機應用在圖像質(zhì)量要求不高的場合，如DV格式的數(shù)字掌中寶攝像機，標清攝像機面積為720×576（PAL），高清一般能達到1280×720（PAL）傳輸碼率，水平清晰度約在500電視線，信噪比約在50dB，這類攝像機具有超小型化的特點，比如SONY/ PANASONIC/JvC掌中寶系列的攝像機都屬于這種類型，因此，使許多特殊條件下的拍攝成為可能。體育的特技攝像,小型攝像機機頭可安裝在主裁判的保護面罩上;國際摩托車比賽,小型攝像機可安裝在摩托車上,從運動員角度進行攝像等,這些在節(jié)目制作上有一定的作用。在近幾年的發(fā)展中民用攝像機也逐步跨入高清的領(lǐng)域,成像質(zhì)量也得到了飛速發(fā)展。民用攝像機的另一個特點是價格最便宜,我國這類攝像機正在以迅雷之勢開始普及,如今普遍進入家庭消費,因而稱之為家用攝像機。

• 二、根據(jù)節(jié)目制作方式分類

在廣播電視領(lǐng)域根據(jù)電視節(jié)目制作方式的不同,它們又可以分為以下三種:

1.演播室使用(ESP)的攝像機ESP,即“電子演播室制作”( Electronic Studio Production),它主要是指在演播室內(nèi)

進行的錄像或直播節(jié)目制作。在這種制作模式下使用的攝像機,工作的條件非常有利于高質(zhì)量畫面的獲取,如照明強度、色溫等適度、高保真音響等。如新聞演播室出像、一臺綜藝晚會等,為了提高性能指標,通常采用尺寸較大的攝像器件。因此,它們的清晰度最高,信噪比最大,圖像質(zhì)量最好。當然,它們的體積大,價格也昂貴。

2.電子新聞采訪(ENG)攝像機ENG,即電子新聞采集(Electronic News Gathering)。這種方式制作節(jié)目的特點是使用便攜式的攝像、錄像設(shè)備來采集電視新聞;節(jié)目分為前期拍攝與后期編輯兩個階段。

由于新聞拍攝的現(xiàn)場復雜多變,ENG攝像機一般機器體積小,質(zhì)量輕,便于攜帶,對非標準照明情況具有良好的適應性,在惡劣環(huán)境中(如工作溫度大范圍的變化)具有很好的安全穩(wěn)定性,在調(diào)試操作使用中具有很大的方便性(全自動方式)。它們的圖像質(zhì)量比演播室用攝像機稍低,價格也相對便宜一點。

3.現(xiàn)場節(jié)目制作(EFP)攝像機

EFP,即電子現(xiàn)場制作( Electronic Field Production)。這種方式制作節(jié)目的特點是多種設(shè)備同時使用,包括多臺攝像機、切換臺、調(diào)音臺以及其他輔助設(shè)備(燈光、話筒錄像機和運載工具);信號經(jīng)現(xiàn)場切換提供連續(xù)不斷的一次性信號,節(jié)目可以在現(xiàn)場制作完成后可以直播或錄播;于是該種節(jié)目制作方式現(xiàn)場性強。EFP攝像機工作條件介于上述兩種攝像機之間,性能指標也兼顧到這兩個方面。它們的圖像質(zhì)量與演播室使用的攝像機很相近,但體積小一些,能滿足輕便型現(xiàn)場節(jié)目制作的需求。

• 三、按照攝像器件數(shù)量分類

三片攝像機攝像機成像單元采用三個成像器件芯片組成,光線通過三棱鏡將攝入鏡頭的光線分為三原色(紅綠、藍),將它們輸入不同的成像器件,由于每一個成像器件都有一個很大的光線采集區(qū)域,并且每個成像器件所獲得的紅綠藍信息都是入射光線本身所帶的信息。所以以該種方式形成的圖像質(zhì)量高,色彩還原好,清晰度與信噪比高。專業(yè)級、廣播級攝像機多采用該種方式。三片成像器件雖然成功解決了分色的問題,但它并不完美。首先,它必須一一個棱鏡,這就使得它的體積很難減小。如果成像器件的尺寸要加大,那么棱鏡的尺寸也必須加大。并且棱鏡本身也是光學器件,它的光學失真會直接造成畫面失真。這種天然的障礙使得三片成像器件的成像方式很難實現(xiàn)大尺寸成像畫幅。三片成像器件的最大畫幅也就做到2/3in,再往上,效果和成本都令人無法接受。這也是為什么三片成像器件的攝像機相對來說體積比較大,同時這也是三片成像器件只應用在攝像機而無法應用在照相機上的原因。

2.單片攝像機

攝像機采用一個成像器件芯片,影像只有一路成像在成像器件上。反映三基色RGB的信號,是用每一個像素上配置拜爾片陣濾色片以及這種濾色片匹配的特定的信號處理器來完成色彩的重現(xiàn)。但從拜爾片陣顏色轉(zhuǎn)化成原色必須通過數(shù)碼攝像機進行演繹,而演繹的過程卻會引致色彩誤差。所以傳統(tǒng)單片攝像機的圖像質(zhì)量一般,多用于非專業(yè)領(lǐng)域。

• 四、按照一體化程度分類

1.一體化攝像機

一體化攝像機是攝像機和錄像機結(jié)合成為一體的設(shè)備。該種攝像機的攝像單元與錄像單元不能分

離,在工作的時候即完成將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的過程(攝像過程),并且最后將電信號轉(zhuǎn)換成磁信號記錄在記錄載體

上(錄像過程)。一體化攝像機又稱為攝錄放一體機。

2.可分離攝像機

可分離攝像機是攝像機配以攝像機附加器,可單獨作為攝像機用。如在ESP方式制作的綜藝晚會節(jié)目中的多臺攝像機,每臺攝像機上就可以不配備錄像單元,只需要最終在切換臺處的錄像機記錄即可。也可配合單獨的便攜式的錄像機作為攝錄機使用,這樣由于節(jié)目制作的不同需要可以配合不同格式的錄像機。

• 五、按攝像器件的尺寸分類

攝像器件的尺寸大小直接關(guān)系圖像質(zhì)量的好壞。在相同制造工藝下,尺寸越大有效像素就多,圖像清晰度就越好,同時靈敏度也會提高。當然攝像機體積也會增大。

六、按照存儲介質(zhì)分類

1.磁帶攝像機

磁帶攝像機以磁帶為存儲介質(zhì)來儲存動態(tài)影像的攝像機。由于磁帶攝像機按照視頻格式的不同,使用的不同格式的磁帶種類繁。根據(jù)不同的要求使用不同的磁帶格式。

2.光盤攝像機

該類攝像機采用的是以光盤作為其存儲介質(zhì)?？刹翆慏VD光盤等。民用DVD數(shù)碼攝像機(光盤式DV)的存儲介質(zhì)是采用DVDR,DVR R,或是DVD-RW,DVD RW來存儲動態(tài)視頻圖像的。

家用DVD數(shù)碼攝像機最大的優(yōu)點是“即拍即放”,能快速在大部分DVD播放機上播放。不足之處是DD光盤的價格與磁帶DV相比略微偏高了一點。

3.硬盤攝像機

4.存儲卡式攝像機

該種攝像機省電、體積小、攝像時耗材使用少、后期剪輯方便,工作狀態(tài)穩(wěn)定。