彭安娜，崔建一，張育瑋

（遼寧科技大學電信學院，遼寧 114051）

0 引言

隨著社會的發(fā)展，無人化成為了各個行業(yè)的發(fā)展方向。但在兒童票身高檢測領(lǐng)域依舊使用人工的方式，為提高效率、減少勞動量和運營成本，本文介紹了一種可以應用于兒童票身高識別的方法，可以取代人工，達到判斷兒童身高是否符合要求的目的，本方案雖然比不上人工的精準度，也無法達到百分之百的識別成功率，但綜合分析來看，在兒童票使用頻繁的地方，此方案是更加劃算的。

1 實現(xiàn)高效的兒童票檢驗

根據(jù)國家相關(guān)法律規(guī)定，符合相關(guān)標準的兒童可在很多場合使用兒童票，享受相關(guān)的優(yōu)惠政策，目前，不論是火車兒童票、飛機兒童票還是景區(qū)兒童門票都是以身高為標準，一般為1.5米以下可享受兒童票優(yōu)惠。

視覺識別技術(shù)現(xiàn)在十分流行，被廣泛地應用于生活的方方面面。近年來，火車站、機場以及部分景區(qū)都在門口使用上了視覺識別技術(shù)，人們買票之后，只需要刷票的同時掃描一下面部，即可完成檢票工作，代替了之前的人工檢票，既節(jié)省了人工又提高了效率。但是，在兒童票檢票時，由于要檢驗兒童是否符合身高標準，所以還是需要人工來測量身高，十分麻煩。所以，本文從這個問題入手，制作一個身高檢測系統(tǒng)，可快速檢測出被測人的身高，使檢票環(huán)節(jié)做到完全的去人工化，在人流量較大時，該系統(tǒng)優(yōu)勢明顯，不但可以節(jié)省大量時間，同時還可以排除安全隱患，避免擁堵導致的不良事件發(fā)生。使檢票流程高效快速，同時也可減少人力資源的浪費，節(jié)約運營成本。

2 使用方法

OpenCV是一個開源的計算機視覺開發(fā)包，它的優(yōu)點在于擁有覆蓋了機器視覺的大多應用領(lǐng)域的圖像處理函數(shù)。它的算法都經(jīng)過了很好的優(yōu)化［1］。基于OpenCV來實現(xiàn)兒童票身高識別，具有成熟可靠的原理基礎(chǔ)。

本方案使用Python下載OpenCV庫供編程使用，共兩套程序，使用時固定距離放置攝像機，連接電腦，兒童進入通道之后，第一套程序啟動攝像機開始錄像，將視頻傳送給電腦；第二套程序啟動，電腦識別視頻中的動態(tài)兒童，將圖像轉(zhuǎn)化為一個個像素點，待兒童在固定位置站好后，截取關(guān)鍵幀，測量最上方像素點與最下方像素點的距離，乘上對應的比例尺，將得到的數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)進行比較，既完成了判斷過程，符合標準則無反應，不符合標準，則通過語音提醒，之后立馬等待下一個目標，繼續(xù)下一次動態(tài)識別。

在此實驗過程中，運用的核心技術(shù)便是幀間差分法。幀間差分法主要應用場景為檢測目標是相對固定的，而運動目標的位置是處于變化的情況下。在該前提下，讓相鄰兩個視頻幀進行相減，在理想狀態(tài)下，背景部分差值為0，而運動區(qū)域的差值不為零。這時候選取一個合適的閾值把視頻幀的背景過濾掉，從而提取到運動目標［2］。

基于OpenCV的兒童票身高識別具體流程如下：

第一步，進行圖像預處理?；贠penCV的兒童票身高識別，致力于便捷可靠。在實踐運用中，取景攝像頭為固定的，被檢測兒童處于固定距離外。固定的取景位和角度可避免圖像傾斜帶來的誤差。取到圖像后，通過預處理突出重點，抑制背景的干擾。預處理操作包括圖像灰度化、邊緣檢測、二值化和傾斜校正［3］，因為兒童多頑皮好動，可能給圖像帶來影響，所以傾斜校正是必不可少的一步。如圖1所示。

圖1 圖像預處理

第二步，尋找關(guān)鍵幀并求正外接矩形。兒童到達目標位置后站定，幀間分差背景部分差值變?yōu)?，截取關(guān)鍵幀。接下來求得人體正外接矩形。人體正外接矩形為平行于x，y軸的規(guī)矩圖形，進而可得到人體高度像素［4］。如圖2所示。

圖2 人體正外接矩形

第三步，進行比例換算。根據(jù)處理器屏幕分辨率和屏幕尺寸，可得到PPI（每英寸像素的個數(shù)），已知攝像頭焦距和物距，可將得到的人體身高像素換算為實際身高。實際身高為（人體身高像素/PPI×25.4）×比例尺。

3 實驗結(jié)果

對程序進行了多次模擬實驗，不斷地優(yōu)化改進，基本可以滿足實際的要求，可以證明，此方法可行性高，后期將針對兒童進行大量實驗，爭取可以早日將本方案投入到實際生產(chǎn)生活中。

身高識別技術(shù)目前還存在著許多問題，首先，對于視覺識別技術(shù)來說，不可能有百分百的成功率，識別過程中不可避免地會出現(xiàn)識別異常的現(xiàn)象，我們只能降低失敗率，無法保證失敗率徹底清零。在實驗過程中，為了追求結(jié)果的理想化和數(shù)據(jù)的最小誤差，實驗環(huán)境整潔，背景為白墻。而在實際運用中，檢票環(huán)境是雜亂的，除了被檢測兒童以外，還有許多干擾元素，都會對數(shù)據(jù)結(jié)果造成影響。其次，我們服務的對象是兒童，兒童的自主能力較差，可能會出現(xiàn)不配合機器識別的情況，如果在識別過程中，兒童出現(xiàn)跑、跳等動作，機器識別的準確率與成功率都會大幅下降。

4 結(jié)語

本項目基于OpenCV對動態(tài)的人體進行像素幀識別，計算身高。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)趨于信息化，效率為生產(chǎn)發(fā)展的一大重點?；疖囌?、地鐵站等人流量巨大的區(qū)域，為了避免擁堵，對效率的要求更加嚴格。在不久的將來，兒童票身高識別機器的出現(xiàn)是必然的。