視頻人像重建設(shè)計淺析

孫宇琨

摘 要：本文研究的目的在于通過利用警視通軟件的不同處理功能，探索低分辨率視頻人像多幀重建的更好方法，提升重建圖像的質(zhì)量，以尋找出關(guān)鍵信息來指證犯罪目標，為案件的偵破提供強有力的技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：視頻人像；設(shè)計；方法

一、人像重建技術(shù)

人像重建技術(shù)是公安圖像技術(shù)中重要的一門技術(shù)手段，它是根據(jù)已知的目標對象臉部信息，通過各種技術(shù)手段重建出目標對象臉部特征的一門重要技術(shù)。人像重建技術(shù)分為手動和自動兩類，手動人像重建經(jīng)歷較長時間的發(fā)展，在不斷與時代新技術(shù)結(jié)合的過程中逐漸形成各種方法。而自動人像重建則通過運用人臉數(shù)據(jù)庫，依靠建立3D模型和運用計算機的大量運算來進行人像重建。操作過程主要依靠計算機來完成，因此操作結(jié)果更加客觀、穩(wěn)定。

二、論文研究目的

一般低分辨率視頻人像重建是針對單幀圖像進行的，而不是選擇進行多幀重建。原因在于人在運動的過程中，所拍攝人臉部的圖像會不斷發(fā)生變化，例如角度的改變，表情的變化以及運動造成的動態(tài)模糊等，這些變化使得多幀圖像重建不容易實現(xiàn)。但多幀重建對低分辨率視頻模糊人像的處理效果是十分突出的，它能夠相互補充序列中每一個低分辨率圖像細節(jié)信息，構(gòu)成一張高分辨率圖像，突出人像的五官信息，為偵查破案提供重要依據(jù)，因此進行低分辨視頻人像多幀圖像重建很有必要。

三、對低分辨率視頻人像多幀重建的一般方法

（一）低分辨率視頻正面人像多幀重建

與生活中的拍照不同，視頻監(jiān)控由于大部分安裝在較高處且以一定角度進行俯拍，所以視頻監(jiān)控所得圖像少有正面圖像。但在案件中也存在拍攝對象看向視頻監(jiān)控攝像頭，或者當拍攝距離足夠遠，拍攝角度不影響圖像進行正面人像重建的情況，這時就可以捕抓視頻圖像進行正面人像重建。

筆者調(diào)取2015年12月21日的校園監(jiān)控24小時的視頻拍攝內(nèi)容作為實驗檢材，分別提取早上、中午和晚上三個時段不同光線方向、光線強度的圖像，選擇有正面人像臉部的圖像進行人像重建處理。

（二）低分辨率視頻側(cè)面人像多幀重建

低分辨率視頻側(cè)面人像的多幀重建與正面人像的多幀重建在很多步驟上是一致的，所以在此不再復(fù)述，在此只說明側(cè)面人像重建與正面人像重建不同的部分。

1.從視頻中提取多幀圖像

因為監(jiān)控攝像頭的拍攝角度與拍攝對象的頭部形態(tài)的影響，監(jiān)控視頻所拍攝的畫面中側(cè)面人像出現(xiàn)的次數(shù)比較高，所以可獲取的圖像也較多。

從視頻中提取多幀圖像的時候，我們應(yīng)該盡量完整得提取連續(xù)多幀圖像，并挑選出其中質(zhì)量較好、臉部偏轉(zhuǎn)角度較為一致的側(cè)面人像進行重建處理，具體可以挑選一下類型的圖像：

1）沒有運動模糊或是運動模糊不明顯；

2）噪點較少或不影響目標對象臉部特征信息；

3）人像臉部的五官特征明顯、位置明確；

4）人像臉部的偏轉(zhuǎn)角度較小，不影響實驗操作。

若人臉在監(jiān)控視頻中偏轉(zhuǎn)角度很大可以多選取幾個角度進行人像重建。

2.人像單張含姿態(tài)重建

在序列超分辨率處理后，會生成一張側(cè)面人像。在警視通軟件中依次單擊“特殊處理”“人像”“單張含姿態(tài)重建”進行圖像的重建操作。接下來在打開的“姿態(tài)運算”對話框中移動原始側(cè)面人像中的特征點，這里需要注意的是單張含姿態(tài)重建這一操作只支持4點法進行操作。

另外，不同圖像中，不同人像的臉部偏轉(zhuǎn)角度是不同的，因此需要利用“裝載模型”功能來建立3D模型。單擊“裝載模型”后，操作框內(nèi)會出現(xiàn)預(yù)先設(shè)定的模型，根據(jù)重建對象情況更改臉型，然后使用旁邊的三個選項“X轉(zhuǎn)角”“Y轉(zhuǎn)角”“Z轉(zhuǎn)角”來調(diào)整模型的角度變化，讓其與原圖像中人臉的角度相符合。

該步驟十分重要，需要細心調(diào)整，若角度調(diào)整不當，會使重建后的人像臉部角度與原圖像中人像臉部角度不符合，可以鍵盤上的方向鍵配合鼠標進行更改調(diào)整。

三個轉(zhuǎn)角右側(cè)的四個滑塊選項與圖像的光照條件有關(guān)系，但是一般不需要用到，所以一般不用進行調(diào)整。若處理過程中如果設(shè)置了光照，將重建的人像貼回原圖時可以增強圖像的細節(jié)。如果不設(shè)置光照就只會重建出正面打光的圖像，若將這種重建后的圖像貼回有光照角度的人臉，會使原始圖像中的側(cè)面光照細節(jié)特征信息丟失，且添加了正面光照條件這一錯誤的特征信息。

下一步是單擊“姿態(tài)運算”按鍵，這里需要注意的是，在每次調(diào)整完模型的姿態(tài)過后，都需要重新進行“姿態(tài)運算”這一操作。單擊開始超分辨，然后單擊單幅處理選項，生成重建圖像，然后保存即可，最后在photoshop中將重建后的圖像粘貼回原始圖像當中。

四、結(jié)論

綜上所述，多幀重建對低分辨率視頻模糊人像的處理效果是十分突出的，它能夠相互補充序列中每一個低分辨率圖像細節(jié)信息，構(gòu)成一張高分辨率圖像，突出人像的五官信息，為偵查破案提供重要依據(jù)，因此進行低分辨視頻人像多幀圖像重建很有必要。

而在多幀重建的過程中，需要注意以下問題：

1）篩選的圖像應(yīng)注意：a.沒有運動模糊或是運動模糊不明顯；b.噪點較少或不影響目標對象臉部特征信息；c.人像臉部的五官特征明顯、位置明確；d.人像臉部的偏轉(zhuǎn)角度較小，不影響實驗操作。若人臉在監(jiān)控視頻中偏轉(zhuǎn)角度很大可以多選取幾個角度進行人像重建。

2）在穩(wěn)定化過程中，應(yīng)注意標準幀的選擇。若不確定，可使用“預(yù)測”功能進行選擇。在進行超分辨率、多幀平均、多幀融合操作之前都應(yīng)進行穩(wěn)定化操作，特別是對于動態(tài)序列圖像進行重建，必須進行穩(wěn)定化操作。

3）對于含姿態(tài)的圖像應(yīng)進行側(cè)面人像重建，但如果目標對象的臉部偏轉(zhuǎn)角較小，可忽略其對重建操作的造成的影響時，應(yīng)當進行正面人像重建，以免錯誤進行側(cè)面人像重建后，臉部特征信息丟失，重建效果不佳。

另外，警視通與Photoshop相結(jié)合的人像多幀重建具有較高的可行性，不管是重建對象行走幅度較大的一般類與大幅度類，還是截取圖像大小不一、來源不同的大小類，都表現(xiàn)出較好的重建效果。因此，可以運用到實際的公安工作中，提升重建圖像質(zhì)量，為尋找出關(guān)鍵信息來指證犯罪目標，案件的偵破提供強有力的技術(shù)支撐。

參考文獻：

[1] 楊武杰.視頻人像重建[J].刑事技術(shù)，2013（01）：56-58.