視頻人像重建設計淺析

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，提升重建圖像的質量，以尋找出關鍵信息來指證犯罪目標，為案件的偵破提供強有力的技術支撐。

關鍵詞：視頻人像；設計；方法

一、人像重建技術

人像重建技術是公安圖像技術中重要的一門技術手段，它是根據已知的目標對象臉部信息，通過各種技術手段重建出目標對象臉部特征的一門重要技術。人像重建技術分為手動和自動兩類，手動人像重建經歷較長時間的發展，在不斷與時代新技術結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據庫，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，因此操作結果更加客觀、穩定。

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生變化，例如角度的改變，表情的變化以及運動造成的動態模糊等，這些變化使得多幀圖像重建不容易實現。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信息，構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，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。

筆者調取2015年12月21日的校園監控24小時的視頻拍攝內容作為實驗檢材，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）低分辨率視頻側面人像多幀重建

低分辨率視頻側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，所以在此不再復述，在此只說明側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

因為監控攝像頭的拍攝角度與拍攝對象的頭部形態的影響，監控視頻所拍攝的畫面中側面人像出現的次數比較高，所以可獲取的圖像也較多。

從視頻中提取多幀圖像的時候，我們應該盡量完整得提取連續多幀圖像，并挑選出其中質量較好、臉部偏轉角度較為一致的側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）人像臉部的偏轉角度較小，不影響實驗操作。

若人臉在監控視頻中偏轉角度很大可以多選取幾個角度進行人像重建。

2.人像單張含姿態重建

在序列超分辨率處理后，會生成一張側面人像。在警視通軟件中依次單擊“特殊處理”“人像”“單張含姿態重建”進行圖像的重建操作。接下來在打開的“姿態運算”對話框中移動原始側面人像中的特征點，這里需要注意的是單張含姿態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，操作框內會出現預先設定的模型，根據重建對象情況更改臉型，然后使用旁邊的三個選項“X轉角”“Y轉角”“Z轉角”來調整模型的角度變化，讓其與原圖像中人臉的角度相符合。

該步驟十分重要，需要細心調整，若角度調整不當，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整。

三個轉角右側的四個滑塊選項與圖像的光照條件有關系，但是一般不需要用到，所以一般不用進行調整。若處理過程中如果設置了光照，將重建的人像貼回原圖時可以增強圖像的細節。如果不設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面光照細節特征信息丟失，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“姿態運算”按鍵，這里需要注意的是，在每次調整完模型的姿態過后，都需要重新進行“姿態運算”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信息，構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，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.人像臉部的偏轉角度較小，不影響實驗操作。若人臉在監控視頻中偏轉角度很大可以多選取幾個角度進行人像重建。

2）在穩定化過程中，應注意標準幀的選擇。若不確定，可使用“預測”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進行穩定化操作，特別是對于動態序列圖像進行重建，必須進行穩定化操作。

3）對于含姿態的圖像應進行側面人像重建，但如果目標對象的臉部偏轉角較小，可忽略其對重建操作的造成的影響時，應當進行正面人像重建，以免錯誤進行側面人像重建后，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，提升重建圖像質量，為尋找出關鍵信息來指證犯罪目標，案件的偵破提供強有力的技術支撐。

參考文獻：

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