多机位人脸图像采集实验设计 - labsci.nankai.edu.cn ·...

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ISSN1672-4305 CN12-1352 / N LABORATORY SCIENCE 20 2017 10 Vol 20 No 5 Oct 2017 多机位人脸图像采集实验设计 刘文杰罗钟铉大连理工大学 软件学院辽宁 大连 116621随着图像采集技术的迅速发展高等学校现有的实验体系需要进行相关内容的扩充选用数码单反相机多机位远程控制软件作为核心平台搭建实验平台硬件体系结构能够采 集多视角高分辨率高复杂性的实验数据根据场景头部三维几何结构已知光源信息 等条件设计基于远程控制的人脸图像采集实验针对高校相关理论研究的基本情况设计了 理论完善操作性强的实验流程关键词人脸图像采集多相机协同远程控制教学平台的构建 中图分类号TP301 文献标识码doi10.3969 / j.issn.1672-4305.2017.05.009 Design of face image acquisition experiment based-on remote control multi-camera cooperation FENG Bin, LIU Wen-jie, FAN Xin, LUO Zhong-xuan, LEI Na ( School of Software Technology, Dalian University of Technology, Dalian 116621, China) Abstract: With the rapid development of image acquisition technology, the experiment system institu⁃ tions of university need to be expanded. The article selects the DSLR Remote Pro - Camera as a core platform, hardware system structure of experiment platform was set up. The experiment designs face im⁃ age acquisition based on the remote control. Some factors are consulted, that is the scene, head of three-dimensional geometry, lamp -house. Study related theory in colleges and universities the basic situation of the design theory of perfect, strong operability of the experimental process. Key words: face image acquisition; multi-camera cooperation; remote control; teaching platform building 基金项目国家自然科学基金内容认证与版权保护的图 像水印算法研究”( 项目编号:61401060) 。 通讯作者刘文杰(1979-), 河北保定人硕士工程 主要研究方向为软件工程随着科学技术的进步自动人脸识别技术已广 泛应用于公共安全智能监控身份认证和数字娱乐 等领域 [1] 人脸识别涉及多方面的技术主要包含 人脸采集特征提取以及分类器设计等由于人脸 采集过程中的非接触性以及人脸特征的个体差异 人脸识别的应用范围越来越广泛 [2] 目前通过 人脸特征信息能够识别目标的同时还能获取到目 标的年龄和性别经过几十年的研究努力在控制 采集环境和采集者配合的条件下可以采集到清晰 的正面人脸图像人脸识别能够取得比较高的识别 这使得人脸图像采集系统在图像处理研究领域 具有广阔的应用前景 [3] 目前在实验室环境中依赖于高质量的原始人 脸图像人脸识别系统均取得了相当高的正确识别 人脸图像采集首先要考虑环境因素影响如光 聚焦等如果光照条件不好人脸图像会出现逆 光情况如果聚焦条件不好人脸图像会出现模糊问 这些现象都影响了人脸识别的准确率其次人脸 图像采集时还要考虑人脸姿态变化表情以及遮挡 等问题其中姿态变化是人脸识别应用过程的巨大 障碍因此设计一个操作方便简单易用并且适合 图像处理研究工作的人脸图像采集方法成为计算 机类实验研究的新方向 [4] 人脸图像采集方法 1.1 需解决的主要问题 人脸识别系统性能的关键在于人脸图像质量

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Page 1: 多机位人脸图像采集实验设计 - labsci.nankai.edu.cn · 码单反相机多机位远程控制软件1套。实现远程连 接所有相机,控制相机的曝光、快门、数据传输。

 ISSN1672-4305CN12-1352 N

实    验    室    科    学

LABORATORY  SCIENCE第 20 卷  第 5 期  2017 年 10 月

Vol1049008 20  No1049008 5   Oct1049008 2017

多机位人脸图像采集实验设计

冯  斌 刘文杰 樊  鑫 罗钟铉 雷  娜(大连理工大学 软件学院 辽宁 大连   116621)

摘  要 随着图像采集技术的迅速发展 高等学校现有的实验体系需要进行相关内容的扩充选用数码单反相机多机位远程控制软件作为核心平台 搭建实验平台硬件体系结构 能够采

集多视角 高分辨率 高复杂性的实验数据 根据场景 头部三维几何结构 已知光源信息

等条件 设计基于远程控制的人脸图像采集实验 针对高校相关理论研究的基本情况设计了

理论完善 操作性强的实验流程关键词 人脸图像采集 多相机协同 远程控制 教学平台的构建

中图分类号TP301    文献标识码A    doi103969 jissn1672-4305201705009

Design of face image acquisition experimentbased-on remote control multi-camera cooperation

FENG Bin LIU Wen-jie FAN Xin LUO Zhong-xuan LEI Na(School of Software Technology Dalian University of Technology Dalian 116621 China)

Abstract With the rapid development of image acquisition technology the experiment system institutions of university need to be expanded The article selects the DSLR Remote Pro - Camera as a coreplatform hardware system structure of experiment platform was set up The experiment designs face image acquisition based on the remote control Some factors are consulted that is the scene head ofthree-dimensional geometry lamp-house Study related theory in colleges and universities the basicsituation of the design theory of perfect strong operability of the experimental processKey words face image acquisition multi-camera cooperation remote control teaching platform building

                                              

  

  

                        

  

  

基金项目国家自然科学基金ldquo内容认证与版权保护的图

像水印算法研究rdquo(项目编号61401060)通讯作者刘文杰(1979-)男河北保定人硕士工程

师主要研究方向为软件工程

    随着科学技术的进步自动人脸识别技术已广

泛应用于公共安全智能监控身份认证和数字娱乐

等领域[1] 人脸识别涉及多方面的技术主要包含

人脸采集特征提取以及分类器设计等 由于人脸

采集过程中的非接触性以及人脸特征的个体差异

性人脸识别的应用范围越来越广泛[2] 目前通过

人脸特征信息能够识别目标的同时还能获取到目

标的年龄和性别 经过几十年的研究努力在控制

采集环境和采集者配合的条件下可以采集到清晰

的正面人脸图像人脸识别能够取得比较高的识别

率 这使得人脸图像采集系统在图像处理研究领域

具有广阔的应用前景[3]目前在实验室环境中依赖于高质量的原始人

脸图像人脸识别系统均取得了相当高的正确识别

率 人脸图像采集首先要考虑环境因素影响如光

照聚焦等如果光照条件不好人脸图像会出现逆

光情况如果聚焦条件不好人脸图像会出现模糊问

题这些现象都影响了人脸识别的准确率其次人脸

图像采集时还要考虑人脸姿态变化表情以及遮挡

等问题其中姿态变化是人脸识别应用过程的巨大

障碍 因此设计一个操作方便简单易用并且适合

图像处理研究工作的人脸图像采集方法成为计算

机类实验研究的新方向[4]

1  人脸图像采集方法

11  需解决的主要问题

人脸识别系统性能的关键在于人脸图像质量

冯斌等多机位人脸图像采集实验设计

首先影响图像质量的一个主要因素是人脸姿态变

化其次是图像物理特性如图像清晰度明亮度等因此研究如何在实际采集过程中有效地获取到更

多的正面人脸图像并引入人脸图像质量评价机制

对正面人脸图像进行质量评估从而筛选出最佳的

人脸图像是很有必要的[5]目前人脸采集大都基于单摄像机虽然在场景

中会布控多个摄像机但是每个摄像机都是单独对

一个区域进行采集[6] 这种采集方式中摄像机采

集区域有限且只能从一个视角提供图像正面人脸

采集率很低 由于单摄像机本身的局限性采用多

摄像机协同进行人脸采集是一个必要的研究方

向[7]12  多摄像机协同采集方法

多摄像机协同采集的架构如图 1 所示多个摄

像机均匀分布在场景周围每个摄像机都对准同一

区域采集为了使得摄像机能够从多个视角提供图

像摄像机之间在水平方向要保持一定的夹角[8]多个摄像机协同采集过程中各个摄像机的分辨率

和帧率保持一致这样可以保证摄像机同步处理每个摄像机采集到的数据通过网络发送给图像汇聚

节点汇聚节点主要是同步分析各个摄像机的数据然后将数据实时的传给图像处理中心处理中心则

主要完成人脸检测姿态估计等任务[9]

图 1  多摄像机协同采集架构

多个摄像机协同工作系统在最近几年才引起国

内外学者的重视其核心技术还处于初级研究的阶

段 对于多个摄像机协同的人脸采集系统如何从

多个摄像采集的图像中选取具有最佳视角[10] 的图

像是关键 具有最佳视角的图像包含着人脸的最大

信息量有助于人脸特征提取与识别也最接近于正

面人脸图像 目前针对多摄像机人脸采集技术已提出多种不同的最佳视角选择方法主要可分为基

于模型和基于特征两大类(1)基于模型的最佳视角选择方法是根据场

景头部三维几何结构和已知的光源信息[11-13]建立人脸在不同视角下的统计模型根据统计模型选

取具有最佳视角的摄像机(2)基于特征的最佳视角选择方法是通过计算

人脸区域中每个像素点的特征[14]如亮度几何饱和度及颜色等信息并与相应的背景信息进行比较

来判断最佳视角

2  实验内容

21  实验环境

(1)绿箱75 米times35 米times3 米内部采用钢架结

构龙骨外表面采用木工板与石膏板所有内部表面

连接处采用圆弧(角)工艺表面涂料使用 ROSCO绿色高清抠像漆面板铺装均匀平整抠像漆粉刷均

匀无色差(2)相机阵列正面中心点位置以机身对焦屏

刻度为测量原点距离地面垂直高度 125 米(人脸

定位点)距离人脸鼻尖(球心点)2 米每台相机之

间水平间隔 15 度垂直间隔 20 度 采用 36 台

CANON EOS 相机像素数 1800 万支持实时取景支持软件连接控制 镜头焦距 18~135 毫米

(3)远程控制DELL 图形工作站主机 1 台DELL 专业级高清显示器 2 台Windows 7 专业版正

版操作系统 DSLR Remote Pro Multi -Cameramdash数

码单反相机多机位远程控制软件 1 套 实现远程连

接所有相机控制相机的曝光快门数据传输同时配有灯光轨道支架滑车遥控开关电

源对位仪线缆等见图 2 所示

图 2  相机阵列图

22  实验内容

(1)连接到多个相机

33

将需要连接的相机打开电源并使用 USB(20)电缆连接到计算机然后运行多相机远程控制软件软件会自动连接所有相机如果要连接的相机很多可能需要几秒钟的时间才能全部连通

(2)从计算机发送指令拍摄照片

在软件主窗口中点击 Release(快门释放)拍摄

按钮(或按 F8)当前监看的相机将会拍摄照片图像将自动下载到计算机上并在主窗口中显示同时

保存到磁盘 在软件首选项选中ldquoGang camera shutter releases togetherrdquo (集群拍摄)的偏好设定软件

会发送拍摄指令到所有连接在线的相机但是每台

相机之间大约会产生 1 6 秒的数据传输延迟 该软

件默认将图像仅保存到计算机上如果想改变这一

默认设置请从ldquoCamerardquo(相机)菜单中调整相应的

选项图像可同时存储于计算机的硬盘和相机的存

储卡(3)接收从机身操作快门所得照片的数据回

传可采用下面两种方式

①从相机直接拍摄照片使用在线相机的其中一

台机身按钮也可直接拍摄照片这种方法有助于对

特定某一台相机进行对准和调焦按下机身快门拍

摄可立即从监视器中观看效果便于重复调整相机

的位置和焦点②使用相机的遥控快门将遥控快门线插入到

相机机身侧面的快门线插座上即可遥控拍摄 如

果将每台相机的遥控快门连接起来也可同时触发

所有相机进行拍摄(4)添加注释

在直方图上方的注释编辑框中输入的文本可以

自动添加到图像 也可以在图像上点击鼠标右键并

选择 Editcomments (编辑注释)进行注释文本的

编辑 只能对已经保存到计算机磁盘的图像进行注

释的编辑通过使用字符串图像编号可以放置在文件

名的开头这是非常必要的如果很多台相机同时拍

摄照片并保存到同一目录下面时会将这些照片按

照其文件名的字母顺序进行排序(5)相机排序

在连通相机后软件会根据相机的自身信息和

序列号自动进行分类排序这确保了相机一直以相

同的方式进行编号 将每台相机设置一个独有的号

码在ldquo Camerardquo (相机) 菜单中找到 Edit CameraId (编辑相机身份)对每一台相机进行身份信息

和序号填写这样就可以使用 Camera (相机列

表)下拉菜单进行选择相机的身份信息和序号会

保存在机身它在关机前一直有效表 1 显示触发快门时相机快门同步之间的最

小时间间隔近似值

表 1  触发快门最小时间间隔值(单位毫秒)

尺寸 质量

保存到

计算机

保存到

相机

同时保存到

计算机相机

仅 Raw 26 25 26

大 高清 21 2 21

小 一般 2 2 2

23  实验过程中部分问题解析

(1)拍摄数据出现噪点

问题分析造成这样原因可能是拍摄时相机没

有完全工作状态 拍摄过快没有调整时间 镜头

可能长时间不除尘出现污点解决方案查看镜头是否干净有污点用起锤子

或专业相机镜头布擦拭除尘拍摄时待相机接收器

全部亮启绿灯再按快门(2)拍摄多张照片对比色温有所不同

问题分析调节相机参数和人脸图像软件参数

不同造成每个相机单独运行解决方案调节相机到 M 完全手动档将所有

参数统一调试 将镜头焦段对实调节到手动模式

锁死 所有相机由软件控制曝光传输(3)拍摄频率过快或连拍会出现数据漏传现象

问题分析拍摄文件过大拍摄方法不正确解决方案将拍摄后多出的 CR2 大格式删除

统一设置成 JPG 小格式 拍摄前确认所有相机是

否与软件连接利用遥控器拍摄时要先按半截待绿

色对焦灯亮起 2 秒钟后再次按下快门(4)人脸眼眶头发刘海部分有阴影

问题分析由于布光不均匀相机调节没达到要

求造成拍摄光线混乱解决方案根据拍摄要求请一位被拍摄人员配

合操作员进行灯光调试将后排灯光降低到人脸上

方适应位置锁死 对软件参数相机参数角度进行

再次检查确认

3  结语

本文介绍了多相机远程控制系统采集人脸图像

信息的发展情况以及今后的研究方向 并以数码

单反相机多机位远程控制软件(DSLR Remote ProMulti-Camera)为例对人脸图像采集实验作了初步

设计 在今后的研究中将会设计复杂化的基于远

43                    

冯斌等多机位人脸图像采集实验设计

程控制软件的图像采集技术 同时也会对其他人脸

采集平台进行深入研究设计较为全面的图像采集

实验平台

参考文献(References)

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[4]   MurphyChutorian EDoshi ATrivedi Met alHead Pose Estimation for Driver Assistance systemsA Robust Algorithm and Experimental Evaluation [ C] IEEE Intelligent Transportation SystemConferencePiscatawayIEEE Press2007709-714

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[14]   刘文杰王善坤网络仿真技术在校园网网络实验中的应用

[J] 实验技术与管理201633(1)132-134

收稿日期2017-01-01修改日期2017-01-17作者简介冯斌(1979-)男山东泰安人博士工程师主

要研究方向为信息安全云存储

10509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979(上接第 31 页)[3]   陈林霖潘娟赵陆华等覆盆子药材 HPLC 指纹图谱的研究

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posed to elevatedplus-maze test[ J] Brain Res20091267(24)65-76

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枢单胺递质与 γ-氨基丁酸失平衡的调节作用[ J] 中华中医

药杂志200823(10) 926-929[12]   江开达精神病学[M]北京人民卫生出版社2005147

收稿日期2016-12-20修改日期2017-01-07作者简介邢宇双(1993-)女黑龙江牡丹江人在读硕士

主要研究方向为药物研究

10509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905

10509051050905

10509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905

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欢迎征订 2018 年《实验室科学》期刊

联系方式E-mailbjb nankaieducn   订刊电话022-23508161  联系人黄老师

53

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冯斌等多机位人脸图像采集实验设计

首先影响图像质量的一个主要因素是人脸姿态变

化其次是图像物理特性如图像清晰度明亮度等因此研究如何在实际采集过程中有效地获取到更

多的正面人脸图像并引入人脸图像质量评价机制

对正面人脸图像进行质量评估从而筛选出最佳的

人脸图像是很有必要的[5]目前人脸采集大都基于单摄像机虽然在场景

中会布控多个摄像机但是每个摄像机都是单独对

一个区域进行采集[6] 这种采集方式中摄像机采

集区域有限且只能从一个视角提供图像正面人脸

采集率很低 由于单摄像机本身的局限性采用多

摄像机协同进行人脸采集是一个必要的研究方

向[7]12  多摄像机协同采集方法

多摄像机协同采集的架构如图 1 所示多个摄

像机均匀分布在场景周围每个摄像机都对准同一

区域采集为了使得摄像机能够从多个视角提供图

像摄像机之间在水平方向要保持一定的夹角[8]多个摄像机协同采集过程中各个摄像机的分辨率

和帧率保持一致这样可以保证摄像机同步处理每个摄像机采集到的数据通过网络发送给图像汇聚

节点汇聚节点主要是同步分析各个摄像机的数据然后将数据实时的传给图像处理中心处理中心则

主要完成人脸检测姿态估计等任务[9]

图 1  多摄像机协同采集架构

多个摄像机协同工作系统在最近几年才引起国

内外学者的重视其核心技术还处于初级研究的阶

段 对于多个摄像机协同的人脸采集系统如何从

多个摄像采集的图像中选取具有最佳视角[10] 的图

像是关键 具有最佳视角的图像包含着人脸的最大

信息量有助于人脸特征提取与识别也最接近于正

面人脸图像 目前针对多摄像机人脸采集技术已提出多种不同的最佳视角选择方法主要可分为基

于模型和基于特征两大类(1)基于模型的最佳视角选择方法是根据场

景头部三维几何结构和已知的光源信息[11-13]建立人脸在不同视角下的统计模型根据统计模型选

取具有最佳视角的摄像机(2)基于特征的最佳视角选择方法是通过计算

人脸区域中每个像素点的特征[14]如亮度几何饱和度及颜色等信息并与相应的背景信息进行比较

来判断最佳视角

2  实验内容

21  实验环境

(1)绿箱75 米times35 米times3 米内部采用钢架结

构龙骨外表面采用木工板与石膏板所有内部表面

连接处采用圆弧(角)工艺表面涂料使用 ROSCO绿色高清抠像漆面板铺装均匀平整抠像漆粉刷均

匀无色差(2)相机阵列正面中心点位置以机身对焦屏

刻度为测量原点距离地面垂直高度 125 米(人脸

定位点)距离人脸鼻尖(球心点)2 米每台相机之

间水平间隔 15 度垂直间隔 20 度 采用 36 台

CANON EOS 相机像素数 1800 万支持实时取景支持软件连接控制 镜头焦距 18~135 毫米

(3)远程控制DELL 图形工作站主机 1 台DELL 专业级高清显示器 2 台Windows 7 专业版正

版操作系统 DSLR Remote Pro Multi -Cameramdash数

码单反相机多机位远程控制软件 1 套 实现远程连

接所有相机控制相机的曝光快门数据传输同时配有灯光轨道支架滑车遥控开关电

源对位仪线缆等见图 2 所示

图 2  相机阵列图

22  实验内容

(1)连接到多个相机

33

将需要连接的相机打开电源并使用 USB(20)电缆连接到计算机然后运行多相机远程控制软件软件会自动连接所有相机如果要连接的相机很多可能需要几秒钟的时间才能全部连通

(2)从计算机发送指令拍摄照片

在软件主窗口中点击 Release(快门释放)拍摄

按钮(或按 F8)当前监看的相机将会拍摄照片图像将自动下载到计算机上并在主窗口中显示同时

保存到磁盘 在软件首选项选中ldquoGang camera shutter releases togetherrdquo (集群拍摄)的偏好设定软件

会发送拍摄指令到所有连接在线的相机但是每台

相机之间大约会产生 1 6 秒的数据传输延迟 该软

件默认将图像仅保存到计算机上如果想改变这一

默认设置请从ldquoCamerardquo(相机)菜单中调整相应的

选项图像可同时存储于计算机的硬盘和相机的存

储卡(3)接收从机身操作快门所得照片的数据回

传可采用下面两种方式

①从相机直接拍摄照片使用在线相机的其中一

台机身按钮也可直接拍摄照片这种方法有助于对

特定某一台相机进行对准和调焦按下机身快门拍

摄可立即从监视器中观看效果便于重复调整相机

的位置和焦点②使用相机的遥控快门将遥控快门线插入到

相机机身侧面的快门线插座上即可遥控拍摄 如

果将每台相机的遥控快门连接起来也可同时触发

所有相机进行拍摄(4)添加注释

在直方图上方的注释编辑框中输入的文本可以

自动添加到图像 也可以在图像上点击鼠标右键并

选择 Editcomments (编辑注释)进行注释文本的

编辑 只能对已经保存到计算机磁盘的图像进行注

释的编辑通过使用字符串图像编号可以放置在文件

名的开头这是非常必要的如果很多台相机同时拍

摄照片并保存到同一目录下面时会将这些照片按

照其文件名的字母顺序进行排序(5)相机排序

在连通相机后软件会根据相机的自身信息和

序列号自动进行分类排序这确保了相机一直以相

同的方式进行编号 将每台相机设置一个独有的号

码在ldquo Camerardquo (相机) 菜单中找到 Edit CameraId (编辑相机身份)对每一台相机进行身份信息

和序号填写这样就可以使用 Camera (相机列

表)下拉菜单进行选择相机的身份信息和序号会

保存在机身它在关机前一直有效表 1 显示触发快门时相机快门同步之间的最

小时间间隔近似值

表 1  触发快门最小时间间隔值(单位毫秒)

尺寸 质量

保存到

计算机

保存到

相机

同时保存到

计算机相机

仅 Raw 26 25 26

大 高清 21 2 21

小 一般 2 2 2

23  实验过程中部分问题解析

(1)拍摄数据出现噪点

问题分析造成这样原因可能是拍摄时相机没

有完全工作状态 拍摄过快没有调整时间 镜头

可能长时间不除尘出现污点解决方案查看镜头是否干净有污点用起锤子

或专业相机镜头布擦拭除尘拍摄时待相机接收器

全部亮启绿灯再按快门(2)拍摄多张照片对比色温有所不同

问题分析调节相机参数和人脸图像软件参数

不同造成每个相机单独运行解决方案调节相机到 M 完全手动档将所有

参数统一调试 将镜头焦段对实调节到手动模式

锁死 所有相机由软件控制曝光传输(3)拍摄频率过快或连拍会出现数据漏传现象

问题分析拍摄文件过大拍摄方法不正确解决方案将拍摄后多出的 CR2 大格式删除

统一设置成 JPG 小格式 拍摄前确认所有相机是

否与软件连接利用遥控器拍摄时要先按半截待绿

色对焦灯亮起 2 秒钟后再次按下快门(4)人脸眼眶头发刘海部分有阴影

问题分析由于布光不均匀相机调节没达到要

求造成拍摄光线混乱解决方案根据拍摄要求请一位被拍摄人员配

合操作员进行灯光调试将后排灯光降低到人脸上

方适应位置锁死 对软件参数相机参数角度进行

再次检查确认

3  结语

本文介绍了多相机远程控制系统采集人脸图像

信息的发展情况以及今后的研究方向 并以数码

单反相机多机位远程控制软件(DSLR Remote ProMulti-Camera)为例对人脸图像采集实验作了初步

设计 在今后的研究中将会设计复杂化的基于远

43                    

冯斌等多机位人脸图像采集实验设计

程控制软件的图像采集技术 同时也会对其他人脸

采集平台进行深入研究设计较为全面的图像采集

实验平台

参考文献(References)

[1]   PrinceSElder JWarrell J et al Tied Factor Analysis for FaceRecognition across large Pose Differences[J] IEEE Trans on Pattern Analysis and Machine Intelligence200830(6)970-984

[2]   Ji Qiang3D Face pose estimation and tracking from a monocularcamera[J] Image and Vision Computing200220(7)499-511

[3]   ZhuY Fujimura K Head pose estimation for driver monitoring[C] IEEEIntelligent Vehicles Symposium2004501-506

[4]   MurphyChutorian EDoshi ATrivedi Met alHead Pose Estimation for Driver Assistance systemsA Robust Algorithm and Experimental Evaluation [ C] IEEE Intelligent Transportation SystemConferencePiscatawayIEEE Press2007709-714

[5]   刘文杰李凤岐薛强混合模式存储系统在网络实验中的应用

[J] 实验技术与管理2011(7)106-108[6]   刘文杰惠煌基于 8021X 的混合认证体系无线网络实验研究

[J] 实验技术与管理 2012(10)89-92[7]   LiuWenjieFeng BinWang YongjianA dynamic trust value based

on the recommended solution[ C] Liu Wenjie 2012 IEEE 2ndInternational Conferences on Cloud Computing and IntelligenceSystemsHangzhouCCIS2012341-345

[8]   刘文杰林乐春李凤岐等VLAN 技术在校园网实验中的应

用[J] 实验技术与管理2009(3)85-87[9]   Steinder MWhalley ICarrera Det alServer Virtualization in Au

tonomic Management of Heterogeneous Workloads[ C] SteinderMProceedings of Integrated Network ManagementIM0710th IFIP IEEE International Symposium Curran Curran Associates2007139-148

[10]   MillerKPegah M Virtually at the Desktop [ C] Ashworth JLacy L Tanger - Brown L et al 35th Annual ACM SIGUCCSConference on User ServicesOrlando Florida USAConference onUser Services2007255-260

[11]   Baratto RPotter SSu Get alMobiDeskMobile Virtual DesktopComputing[C] ZJ HaasSR DasR Jainet al Tenth AnnualACM International Conference on Mobile Computing and Networking ( MobiCom) Philadelphia PA USAMobile Computing Networking20041-15

[12]   ShenCZhang CFels S A Multi - Camera Surveillance SystemThat Estimates Quality-of-View Measurement[C] IEEEProceedings of IEEE International Conference on Image ProcessingPiscatawayIEEE Press2007193-196

[13]   MendelRVirtual Machine MonitorsCurrent Technology and Future Trends[J] IEEE Computer20055(1)39-47

[14]   刘文杰王善坤网络仿真技术在校园网网络实验中的应用

[J] 实验技术与管理201633(1)132-134

收稿日期2017-01-01修改日期2017-01-17作者简介冯斌(1979-)男山东泰安人博士工程师主

要研究方向为信息安全云存储

10509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979(上接第 31 页)[3]   陈林霖潘娟赵陆华等覆盆子药材 HPLC 指纹图谱的研究

[J] 中成药200628(7)937-940[4]   刘劲松王刚王国凯覆盆子化学成分研究[J] 中国中医药科

技200815(3)197-199[5]   COGGINS CRESENA EJLANGSTON TBet alA compre

hensive evaluation of the toxicology of cigarette ingredientsAromatic carbonyl compounds[ J] Inhal Toxicol201123( S1)90-

101[6]   田甜段玉峰牛付阁覆盆子糖蛋白的抗氧化作用[J] 食品科

学201031(21)357-360[7]   Xiao FZhu JZhao Let al Involvement of proinflammatory and

anti- inflammatory cytokines in the anti - inflammatory activity ofRubus idaeus L on LPS treated RAW 264 7 cells [ J] J ChinPharm Sci2010(3)201-208

[8]   BARBALHO CANUNES de SOUZA RLCANTO deSOUZA ASimilar anxiolytic-like effects following intra-amygdalainfusions ofbenzodiazepine receptor agonist andantagonist evidence for the release of an endogenousbenzodiazepine inverse agonist in mice ex

posed to elevatedplus-maze test[ J] Brain Res20091267(24)65-76

[9]   Lee BZhao RJMoon JYet a1Differential involvement of GABAsystem in mediating behavioral and neurochemical effect of acupuncture in ethanol-withdrawn rats[J] Neurosci Lett 2008443213-217

[10]   Cloos JM Ferreira V Current use of benzodiazepines in anxietydisorders[J] Curr Opin Psychiatry200922(1)90-95

[11]   周奇志赵纪岚蔡定均等电针对慢性情绪应激焦虑大鼠中

枢单胺递质与 γ-氨基丁酸失平衡的调节作用[ J] 中华中医

药杂志200823(10) 926-929[12]   江开达精神病学[M]北京人民卫生出版社2005147

收稿日期2016-12-20修改日期2017-01-07作者简介邢宇双(1993-)女黑龙江牡丹江人在读硕士

主要研究方向为药物研究

10509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905

10509051050905

10509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905

10509051050905

1051033 1051033

10510331051033

欢迎征订 2018 年《实验室科学》期刊

联系方式E-mailbjb nankaieducn   订刊电话022-23508161  联系人黄老师

53

Page 3: 多机位人脸图像采集实验设计 - labsci.nankai.edu.cn · 码单反相机多机位远程控制软件1套。实现远程连 接所有相机,控制相机的曝光、快门、数据传输。

将需要连接的相机打开电源并使用 USB(20)电缆连接到计算机然后运行多相机远程控制软件软件会自动连接所有相机如果要连接的相机很多可能需要几秒钟的时间才能全部连通

(2)从计算机发送指令拍摄照片

在软件主窗口中点击 Release(快门释放)拍摄

按钮(或按 F8)当前监看的相机将会拍摄照片图像将自动下载到计算机上并在主窗口中显示同时

保存到磁盘 在软件首选项选中ldquoGang camera shutter releases togetherrdquo (集群拍摄)的偏好设定软件

会发送拍摄指令到所有连接在线的相机但是每台

相机之间大约会产生 1 6 秒的数据传输延迟 该软

件默认将图像仅保存到计算机上如果想改变这一

默认设置请从ldquoCamerardquo(相机)菜单中调整相应的

选项图像可同时存储于计算机的硬盘和相机的存

储卡(3)接收从机身操作快门所得照片的数据回

传可采用下面两种方式

①从相机直接拍摄照片使用在线相机的其中一

台机身按钮也可直接拍摄照片这种方法有助于对

特定某一台相机进行对准和调焦按下机身快门拍

摄可立即从监视器中观看效果便于重复调整相机

的位置和焦点②使用相机的遥控快门将遥控快门线插入到

相机机身侧面的快门线插座上即可遥控拍摄 如

果将每台相机的遥控快门连接起来也可同时触发

所有相机进行拍摄(4)添加注释

在直方图上方的注释编辑框中输入的文本可以

自动添加到图像 也可以在图像上点击鼠标右键并

选择 Editcomments (编辑注释)进行注释文本的

编辑 只能对已经保存到计算机磁盘的图像进行注

释的编辑通过使用字符串图像编号可以放置在文件

名的开头这是非常必要的如果很多台相机同时拍

摄照片并保存到同一目录下面时会将这些照片按

照其文件名的字母顺序进行排序(5)相机排序

在连通相机后软件会根据相机的自身信息和

序列号自动进行分类排序这确保了相机一直以相

同的方式进行编号 将每台相机设置一个独有的号

码在ldquo Camerardquo (相机) 菜单中找到 Edit CameraId (编辑相机身份)对每一台相机进行身份信息

和序号填写这样就可以使用 Camera (相机列

表)下拉菜单进行选择相机的身份信息和序号会

保存在机身它在关机前一直有效表 1 显示触发快门时相机快门同步之间的最

小时间间隔近似值

表 1  触发快门最小时间间隔值(单位毫秒)

尺寸 质量

保存到

计算机

保存到

相机

同时保存到

计算机相机

仅 Raw 26 25 26

大 高清 21 2 21

小 一般 2 2 2

23  实验过程中部分问题解析

(1)拍摄数据出现噪点

问题分析造成这样原因可能是拍摄时相机没

有完全工作状态 拍摄过快没有调整时间 镜头

可能长时间不除尘出现污点解决方案查看镜头是否干净有污点用起锤子

或专业相机镜头布擦拭除尘拍摄时待相机接收器

全部亮启绿灯再按快门(2)拍摄多张照片对比色温有所不同

问题分析调节相机参数和人脸图像软件参数

不同造成每个相机单独运行解决方案调节相机到 M 完全手动档将所有

参数统一调试 将镜头焦段对实调节到手动模式

锁死 所有相机由软件控制曝光传输(3)拍摄频率过快或连拍会出现数据漏传现象

问题分析拍摄文件过大拍摄方法不正确解决方案将拍摄后多出的 CR2 大格式删除

统一设置成 JPG 小格式 拍摄前确认所有相机是

否与软件连接利用遥控器拍摄时要先按半截待绿

色对焦灯亮起 2 秒钟后再次按下快门(4)人脸眼眶头发刘海部分有阴影

问题分析由于布光不均匀相机调节没达到要

求造成拍摄光线混乱解决方案根据拍摄要求请一位被拍摄人员配

合操作员进行灯光调试将后排灯光降低到人脸上

方适应位置锁死 对软件参数相机参数角度进行

再次检查确认

3  结语

本文介绍了多相机远程控制系统采集人脸图像

信息的发展情况以及今后的研究方向 并以数码

单反相机多机位远程控制软件(DSLR Remote ProMulti-Camera)为例对人脸图像采集实验作了初步

设计 在今后的研究中将会设计复杂化的基于远

43                    

冯斌等多机位人脸图像采集实验设计

程控制软件的图像采集技术 同时也会对其他人脸

采集平台进行深入研究设计较为全面的图像采集

实验平台

参考文献(References)

[1]   PrinceSElder JWarrell J et al Tied Factor Analysis for FaceRecognition across large Pose Differences[J] IEEE Trans on Pattern Analysis and Machine Intelligence200830(6)970-984

[2]   Ji Qiang3D Face pose estimation and tracking from a monocularcamera[J] Image and Vision Computing200220(7)499-511

[3]   ZhuY Fujimura K Head pose estimation for driver monitoring[C] IEEEIntelligent Vehicles Symposium2004501-506

[4]   MurphyChutorian EDoshi ATrivedi Met alHead Pose Estimation for Driver Assistance systemsA Robust Algorithm and Experimental Evaluation [ C] IEEE Intelligent Transportation SystemConferencePiscatawayIEEE Press2007709-714

[5]   刘文杰李凤岐薛强混合模式存储系统在网络实验中的应用

[J] 实验技术与管理2011(7)106-108[6]   刘文杰惠煌基于 8021X 的混合认证体系无线网络实验研究

[J] 实验技术与管理 2012(10)89-92[7]   LiuWenjieFeng BinWang YongjianA dynamic trust value based

on the recommended solution[ C] Liu Wenjie 2012 IEEE 2ndInternational Conferences on Cloud Computing and IntelligenceSystemsHangzhouCCIS2012341-345

[8]   刘文杰林乐春李凤岐等VLAN 技术在校园网实验中的应

用[J] 实验技术与管理2009(3)85-87[9]   Steinder MWhalley ICarrera Det alServer Virtualization in Au

tonomic Management of Heterogeneous Workloads[ C] SteinderMProceedings of Integrated Network ManagementIM0710th IFIP IEEE International Symposium Curran Curran Associates2007139-148

[10]   MillerKPegah M Virtually at the Desktop [ C] Ashworth JLacy L Tanger - Brown L et al 35th Annual ACM SIGUCCSConference on User ServicesOrlando Florida USAConference onUser Services2007255-260

[11]   Baratto RPotter SSu Get alMobiDeskMobile Virtual DesktopComputing[C] ZJ HaasSR DasR Jainet al Tenth AnnualACM International Conference on Mobile Computing and Networking ( MobiCom) Philadelphia PA USAMobile Computing Networking20041-15

[12]   ShenCZhang CFels S A Multi - Camera Surveillance SystemThat Estimates Quality-of-View Measurement[C] IEEEProceedings of IEEE International Conference on Image ProcessingPiscatawayIEEE Press2007193-196

[13]   MendelRVirtual Machine MonitorsCurrent Technology and Future Trends[J] IEEE Computer20055(1)39-47

[14]   刘文杰王善坤网络仿真技术在校园网网络实验中的应用

[J] 实验技术与管理201633(1)132-134

收稿日期2017-01-01修改日期2017-01-17作者简介冯斌(1979-)男山东泰安人博士工程师主

要研究方向为信息安全云存储

10509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979105097910509791050979(上接第 31 页)[3]   陈林霖潘娟赵陆华等覆盆子药材 HPLC 指纹图谱的研究

[J] 中成药200628(7)937-940[4]   刘劲松王刚王国凯覆盆子化学成分研究[J] 中国中医药科

技200815(3)197-199[5]   COGGINS CRESENA EJLANGSTON TBet alA compre

hensive evaluation of the toxicology of cigarette ingredientsAromatic carbonyl compounds[ J] Inhal Toxicol201123( S1)90-

101[6]   田甜段玉峰牛付阁覆盆子糖蛋白的抗氧化作用[J] 食品科

学201031(21)357-360[7]   Xiao FZhu JZhao Let al Involvement of proinflammatory and

anti- inflammatory cytokines in the anti - inflammatory activity ofRubus idaeus L on LPS treated RAW 264 7 cells [ J] J ChinPharm Sci2010(3)201-208

[8]   BARBALHO CANUNES de SOUZA RLCANTO deSOUZA ASimilar anxiolytic-like effects following intra-amygdalainfusions ofbenzodiazepine receptor agonist andantagonist evidence for the release of an endogenousbenzodiazepine inverse agonist in mice ex

posed to elevatedplus-maze test[ J] Brain Res20091267(24)65-76

[9]   Lee BZhao RJMoon JYet a1Differential involvement of GABAsystem in mediating behavioral and neurochemical effect of acupuncture in ethanol-withdrawn rats[J] Neurosci Lett 2008443213-217

[10]   Cloos JM Ferreira V Current use of benzodiazepines in anxietydisorders[J] Curr Opin Psychiatry200922(1)90-95

[11]   周奇志赵纪岚蔡定均等电针对慢性情绪应激焦虑大鼠中

枢单胺递质与 γ-氨基丁酸失平衡的调节作用[ J] 中华中医

药杂志200823(10) 926-929[12]   江开达精神病学[M]北京人民卫生出版社2005147

收稿日期2016-12-20修改日期2017-01-07作者简介邢宇双(1993-)女黑龙江牡丹江人在读硕士

主要研究方向为药物研究

10509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905105090510509051050905

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冯斌等多机位人脸图像采集实验设计

程控制软件的图像采集技术 同时也会对其他人脸

采集平台进行深入研究设计较为全面的图像采集

实验平台

参考文献(References)

[1]   PrinceSElder JWarrell J et al Tied Factor Analysis for FaceRecognition across large Pose Differences[J] IEEE Trans on Pattern Analysis and Machine Intelligence200830(6)970-984

[2]   Ji Qiang3D Face pose estimation and tracking from a monocularcamera[J] Image and Vision Computing200220(7)499-511

[3]   ZhuY Fujimura K Head pose estimation for driver monitoring[C] IEEEIntelligent Vehicles Symposium2004501-506

[4]   MurphyChutorian EDoshi ATrivedi Met alHead Pose Estimation for Driver Assistance systemsA Robust Algorithm and Experimental Evaluation [ C] IEEE Intelligent Transportation SystemConferencePiscatawayIEEE Press2007709-714

[5]   刘文杰李凤岐薛强混合模式存储系统在网络实验中的应用

[J] 实验技术与管理2011(7)106-108[6]   刘文杰惠煌基于 8021X 的混合认证体系无线网络实验研究

[J] 实验技术与管理 2012(10)89-92[7]   LiuWenjieFeng BinWang YongjianA dynamic trust value based

on the recommended solution[ C] Liu Wenjie 2012 IEEE 2ndInternational Conferences on Cloud Computing and IntelligenceSystemsHangzhouCCIS2012341-345

[8]   刘文杰林乐春李凤岐等VLAN 技术在校园网实验中的应

用[J] 实验技术与管理2009(3)85-87[9]   Steinder MWhalley ICarrera Det alServer Virtualization in Au

tonomic Management of Heterogeneous Workloads[ C] SteinderMProceedings of Integrated Network ManagementIM0710th IFIP IEEE International Symposium Curran Curran Associates2007139-148

[10]   MillerKPegah M Virtually at the Desktop [ C] Ashworth JLacy L Tanger - Brown L et al 35th Annual ACM SIGUCCSConference on User ServicesOrlando Florida USAConference onUser Services2007255-260

[11]   Baratto RPotter SSu Get alMobiDeskMobile Virtual DesktopComputing[C] ZJ HaasSR DasR Jainet al Tenth AnnualACM International Conference on Mobile Computing and Networking ( MobiCom) Philadelphia PA USAMobile Computing Networking20041-15

[12]   ShenCZhang CFels S A Multi - Camera Surveillance SystemThat Estimates Quality-of-View Measurement[C] IEEEProceedings of IEEE International Conference on Image ProcessingPiscatawayIEEE Press2007193-196

[13]   MendelRVirtual Machine MonitorsCurrent Technology and Future Trends[J] IEEE Computer20055(1)39-47

[14]   刘文杰王善坤网络仿真技术在校园网网络实验中的应用

[J] 实验技术与管理201633(1)132-134

收稿日期2017-01-01修改日期2017-01-17作者简介冯斌(1979-)男山东泰安人博士工程师主

要研究方向为信息安全云存储

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收稿日期2016-12-20修改日期2017-01-07作者简介邢宇双(1993-)女黑龙江牡丹江人在读硕士

主要研究方向为药物研究

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