張顏華

摘要

隨著時(shí)代的發(fā)展，科技的創(chuàng)新，圖像采集設(shè)備的普及和日益復(fù)雜的犯罪情況，犯罪分子的反偵察意識(shí)也在加強(qiáng)，面對(duì)監(jiān)控他們通過(guò)偽裝，卡死角，利用嚴(yán)峻天氣等各種方法來(lái)影響監(jiān)控視頻畫(huà)面的清晰程度，導(dǎo)致監(jiān)控視頻中直接信息量不高，偵查工作難以為繼。對(duì)此我們應(yīng)該道高一尺魔高一丈，加強(qiáng)對(duì)監(jiān)控視頻中潛在信息的挖掘，如通過(guò)監(jiān)控視頻影像來(lái)測(cè)量和獲得犯罪分子的身高體型等有效信息，使犯罪分子的身影暴露在法律和科技的面前。面對(duì)三維視圖重建的難度過(guò)大，其他測(cè)量方式過(guò)于繁瑣，偵查工作的緊迫性等問(wèn)題，此次研究為利用圖像編輯軟件Photoshop簡(jiǎn)單快捷的測(cè)量監(jiān)控視頻中人體身高的方法應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】Photoshop 人體身高 監(jiān)控視頻 測(cè)量方法

隨著時(shí)代的進(jìn)步，圖像采集設(shè)備的普及與圖像編輯軟件功能的日益強(qiáng)大。一方面圖像的獲取與篡改變得越來(lái)越簡(jiǎn)單，這使得不法分子利用圖像編輯軟件偽造圖像并通過(guò)媒體與網(wǎng)絡(luò)獲得廣泛傳播，給社會(huì)穩(wěn)定和公眾輿論造成不可估量的影響;但是另一方面，圖像編輯軟件功能也能為我們破案提供有力的作用。此次研究的就是利用圖像編輯軟件Photoshop測(cè)量監(jiān)控視頻中人體身高的方法。

近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)外越來(lái)越多人開(kāi)始研究通過(guò)監(jiān)控視頻來(lái)挖掘潛在信息。關(guān)于測(cè)量人體身高這一方面而言，就有通過(guò)三維視圖的重建法、通過(guò)透視作圖法來(lái)測(cè)量、通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)重建測(cè)量法來(lái)測(cè)量、通過(guò)專(zhuān)用軟件測(cè)量法和通過(guò)畫(huà)面匹配測(cè)量法來(lái)測(cè)量等五種方法。但是這五種方法都需要一定的特定條件，在基層辦案中，這些條件有時(shí)候難以滿(mǎn)足，怎樣挖掘出一種簡(jiǎn)單、方便、快捷的方法便是此次研究的目的。

1 Photoshop軟件及其消失點(diǎn)功能的介紹

Photoshop全稱(chēng)為Adobe Photoshop，簡(jiǎn)稱(chēng)“ps”，是由Adobe Systems開(kāi)發(fā)和發(fā)行的圖像處理軟件。

目前ps的最新版本為Photoshop CC。在以往的ps版本中所有的修飾圖像是平面的，沒(méi)有立體透視感，自從Photoshop CS2開(kāi)始在濾鏡工具中新增了消失點(diǎn)功能（快捷鍵為Alt+Ctrl+V），填充了這一方面的空白。如當(dāng)你沿著鐵路路線(xiàn)去看兩條鐵軌，沿著公路線(xiàn)去看兩邊排列整齊的樹(shù)木時(shí)，兩條平行的鐵軌和兩排樹(shù)木連線(xiàn)交與很遠(yuǎn)的一點(diǎn)，這點(diǎn)就是消失點(diǎn)。

消失點(diǎn)就是空間中一組平行的直線(xiàn)，在圖像平面上所成的像有而且只有一個(gè)交點(diǎn)。消失點(diǎn)有區(qū)別于成像平面上的其他特征點(diǎn)，它包含了直線(xiàn)的方向信息，對(duì)消失點(diǎn)分析可以挖掘出大量場(chǎng)景三維結(jié)構(gòu)和方向信息。然而在傳統(tǒng)的利用消失點(diǎn)挖掘潛在的三維結(jié)構(gòu)信息是需要復(fù)雜的作圖和計(jì)算的，但是通過(guò)現(xiàn)代技術(shù)我們可以省略大量復(fù)雜繁瑣的作圖計(jì)算，通過(guò)Photosh叩中消失點(diǎn)功能就可以直接挖掘出場(chǎng)景中三維信息。

2 Photoshop在測(cè)量監(jiān)控視頻人體身高時(shí)的注意事項(xiàng)及特征點(diǎn)的提取

2.1 測(cè)量監(jiān)控視頻中人體身高時(shí)的注意事項(xiàng)

測(cè)量監(jiān)控視頻中人體身高時(shí)我們要注意很多的問(wèn)題，例如畫(huà)面中人是否是直立站立的，三維空間壓縮至二維畫(huà)面時(shí)空間信息的隱秘性等問(wèn)題。一般而言，人體身高的測(cè)量是指測(cè)量人體從頭頂?shù)淖罡唿c(diǎn)到地面的距離。但是在監(jiān)控視頻中人體通常處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此對(duì)于測(cè)量監(jiān)控視頻中人體身高我們要注意的是兩腳邁開(kāi)時(shí)的身高比實(shí)際身高要低一些，站立或單腳支撐時(shí)的身高最為接近實(shí)際身高。

對(duì)于監(jiān)控視頻中的畫(huà)面，我們要截取視頻中人站立或者是單腳支撐的單幅圖像，這時(shí)人的身高就是立體空間中人的頭部頂點(diǎn)距離地面的高度，即頭部頂點(diǎn)且垂直地面的垂直線(xiàn)段的長(zhǎng)度。

2.2 關(guān)于監(jiān)控視頻中人體身高特征點(diǎn)的提取

一般而言，人體身高的測(cè)量是由頭部最高點(diǎn)至地面的垂直高度，因此通過(guò)監(jiān)控視頻所截圖的畫(huà)面中準(zhǔn)確找到人體頭部頂點(diǎn)和腳部垂足點(diǎn)位置這兩個(gè)特征點(diǎn)是測(cè)量人體身高的關(guān)鍵點(diǎn)也是第一步。

對(duì)于在圖像編輯處理技術(shù)軟件上提取上述的特征點(diǎn)是相對(duì)比較容易的，但是眾所周知，圖片是把立體三維空間壓縮至二維空間，一些必要的幾何約束導(dǎo)致特征點(diǎn)有時(shí)不在一個(gè)平面上，因此在特征提取時(shí)我們要用圖像處理軟件Photoshop來(lái)解決這一問(wèn)題。

首先是頭部特征點(diǎn)的提取。利用Photoshop的曲線(xiàn)選擇功能，選取人體輪廓曲線(xiàn)，并使其與背景分離，當(dāng)人體處于直立行走狀態(tài)時(shí)，與地面對(duì)應(yīng)距離值最大的點(diǎn)即為頭部頂點(diǎn)。其次是腳部特征點(diǎn)的提取。利用Photoshop的曲線(xiàn)選擇功能，選取雙腳區(qū)域的輪廓線(xiàn)條，并使其與背景分離。由于人在運(yùn)動(dòng)中兩腳的區(qū)域可能會(huì)有分開(kāi)和重疊兩種情況，因此腳部特征點(diǎn)的提取要分兩種情況。一是兩腳在圖像上的投影不重疊，也就是說(shuō)提取的兩腳輪廓是兩塊不連通的區(qū)域，那么在兩段邊緣曲線(xiàn)中分別提取縱坐標(biāo)最大的點(diǎn)并連線(xiàn)，其與頭部特征點(diǎn)對(duì)地面垂線(xiàn)的交點(diǎn)即為腳部特征點(diǎn);二是兩腳在圖像上的投影有重疊，也就是說(shuō)提取的兩腳輪廓是一塊連通的區(qū)域，那么就可以提取一段連續(xù)的邊緣曲線(xiàn)，在此曲線(xiàn)上分別提取橫坐標(biāo)的最小點(diǎn)和最大點(diǎn)并連線(xiàn)，其與頭部特征點(diǎn)對(duì)地面垂線(xiàn)的交點(diǎn)即為腳部特征點(diǎn)。

3 利用Photosh叩處理監(jiān)控視頻截圖測(cè)量人體身高的方法應(yīng)用及核心要點(diǎn)

利用Photoshop處理監(jiān)控視頻截圖測(cè)量人體身高方法的核心要點(diǎn)主要有三個(gè)部分。一是特征點(diǎn)的選取以及利用消失點(diǎn)功能制作人體身高平面。二是在消失點(diǎn)功能中制作參考平面。三是在參考平面上利用測(cè)量工具輸入一個(gè)線(xiàn)段的實(shí)際長(zhǎng)度。

3.1 利用Photoshop提取視頻截圖中人體身高的特征點(diǎn)及利用消失點(diǎn)功能制作人體身高平面

第一步：在Photoshop中選取鋼筆勾圖功能（快捷鍵為P），將截圖中人體的輪廓勾勒出來(lái)，在勾勒的時(shí)候勾勒?qǐng)D應(yīng)該略大于人體本身輪廓，這樣方便我們畫(huà)出人體特征點(diǎn)且不影響特征點(diǎn)的位置，然后將勾勒?qǐng)D另存為一個(gè)新的圖層。

當(dāng)將人體勾勒出來(lái)后可以簡(jiǎn)單、方便、直觀(guān)的選取人體身高特征點(diǎn)，同時(shí)我們可以在前期摳圖的時(shí)候用曲線(xiàn)功能（快捷鍵為Ctrl+M）對(duì)我們的圖片進(jìn)行對(duì)比調(diào)整，增強(qiáng)畫(huà)面中人體與背景的對(duì)比度，方便我們進(jìn)行操作。

第二步：選取人體身高特征點(diǎn)后，選取畫(huà)筆（快捷鍵為B）并選擇紅色將人體身高特征點(diǎn)標(biāo)記出來(lái)，然后選取直線(xiàn)工具（快捷鍵為U）通過(guò)兩點(diǎn)畫(huà)出兩條紅線(xiàn)，以方便后面的操作。

在通過(guò)人體身高特征點(diǎn)畫(huà)線(xiàn)的時(shí)候需要符合三維結(jié)構(gòu)的正確透視性，紅線(xiàn)在制作時(shí)應(yīng)該垂直墻面且與人體身高特征點(diǎn)在同一平面上。

第三步：將新建圖層與原圖層疊加，并且啟動(dòng)消失點(diǎn)功能，消失點(diǎn)功能在濾鏡功能中 （快捷鍵為Alt+Ctrl+V）。然后點(diǎn)擊“創(chuàng)建平面工具”的按鈕利用圖中兩條紅線(xiàn)制作出一個(gè)測(cè)量平面。

3.2 利用Photoshop的消失點(diǎn)功能選取測(cè)量人體身高的參考平面

利用Photoshop測(cè)量監(jiān)控視頻中人體身高，最關(guān)鍵的是參考平面的選取，參考平面的選取與制作直接關(guān)系到測(cè)量結(jié)果的成功與準(zhǔn)確度。

選取人體旁邊的一個(gè)墻面，在墻面上選取一個(gè)長(zhǎng)方形平行于地點(diǎn)制作一個(gè)平面，參考平面與測(cè)量平面相交，相交線(xiàn)段即為人體身高。

3.3 利用Photoshop消失點(diǎn)的測(cè)量功能測(cè)量人體身高

在最后，要用到消失點(diǎn)功能中的測(cè)量功能，輸出參考平面的一段實(shí)際長(zhǎng)度（墻面瓷板長(zhǎng)度為98cm），通過(guò)對(duì)比讀數(shù)，我們即可以知道視頻中人體的具體身高。

利用Photoshop測(cè)量監(jiān)控視頻中人體身高需要一個(gè)參考平面，且需要一段參考平面的實(shí)際線(xiàn)段長(zhǎng)度，如上述實(shí)驗(yàn)中的墻面。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，通常在人體站立時(shí)所測(cè)的人體身高的誤差大致在1-2cm之間，因此這種方法操作簡(jiǎn)單且擁有一定的可行性和實(shí)用性。

對(duì)于利用Photoshop測(cè)量監(jiān)控視頻中人體身高的方法我們?cè)诮窈蟮难芯恐羞€需要注意很多問(wèn)題，如是否可以利用人體固定線(xiàn)段比來(lái)取代實(shí)際的測(cè)量參考值來(lái)計(jì)算人體身高，如是否可以測(cè)量不同姿勢(shì)的人體準(zhǔn)確的身高，如對(duì)于Photosh叩消失點(diǎn)功能的精確度進(jìn)行更系統(tǒng)的分析與驗(yàn)算，如對(duì)于特征點(diǎn)提取的精確度還要注意更多的細(xì)節(jié)等等，這些都是此方法有待進(jìn)一步研究的前景。

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