基于监控视频影像后期的人体身高测量方法

张颜华

摘要

随着时代的发展，科技的创新，图像采集设备的普及和日益复杂的犯罪情况，犯罪分子的反侦察意识也在加强，面对监控他们通过伪装，卡死角，利用严峻天气等各种方法来影响监控视频画面的清晰程度，导致监控视频中直接信息量不高，侦查工作难以为继。对此我们应该道高一尺魔高一丈，加强对监控视频中潜在信息的挖掘，如通过监控视频影像来测量和获得犯罪分子的身高体型等有效信息，使犯罪分子的身影暴露在法律和科技的面前。面对三维视图重建的难度过大，其他测量方式过于繁琐，侦查工作的紧迫性等问题，此次研究为利用图像编辑软件Photoshop简单快捷的测量监控视频中人体身高的方法应用。

【关键词】Photoshop 人体身高 监控视频 测量方法

随着时代的进步，图像采集设备的普及与图像编辑软件功能的日益强大。一方面图像的获取与篡改变得越来越简单，这使得不法分子利用图像编辑软件伪造图像并通过媒体与网络获得广泛传播，给社会稳定和公众舆论造成不可估量的影响;但是另一方面，图像编辑软件功能也能为我们破案提供有力的作用。此次研究的就是利用图像编辑软件Photoshop测量监控视频中人体身高的方法。

近些年来，国内外越来越多人开始研究通过监控视频来挖掘潜在信息。关于测量人体身高这一方面而言，就有通过三维视图的重建法、通过透视作图法来测量、通过现场重建测量法来测量、通过专用软件测量法和通过画面匹配测量法来测量等五种方法。但是这五种方法都需要一定的特定条件，在基层办案中，这些条件有时候难以满足，怎样挖掘出一种简单、方便、快捷的方法便是此次研究的目的。

1 Photoshop软件及其消失点功能的介绍

Photoshop全称为Adobe Photoshop，简称“ps”，是由Adobe Systems开发和发行的图像处理软件。

目前ps的最新版本为Photoshop CC。在以往的ps版本中所有的修饰图像是平面的，没有立体透视感，自从Photoshop CS2开始在滤镜工具中新增了消失点功能（快捷键为Alt+Ctrl+V），填充了这一方面的空白。如当你沿着铁路路线去看两条铁轨，沿着公路线去看两边排列整齐的树木时，两条平行的铁轨和两排树木连线交与很远的一点，这点就是消失点。

消失点就是空间中一组平行的直线，在图像平面上所成的像有而且只有一个交点。消失点有区别于成像平面上的其他特征点，它包含了直线的方向信息，对消失点分析可以挖掘出大量场景三维结构和方向信息。然而在传统的利用消失点挖掘潜在的三维结构信息是需要复杂的作图和计算的，但是通过现代技术我们可以省略大量复杂繁琐的作图计算，通过Photosh叩中消失点功能就可以直接挖掘出场景中三维信息。

2 Photoshop在测量监控视频人体身高时的注意事项及特征点的提取

2.1 测量监控视频中人体身高时的注意事项

测量监控视频中人体身高时我们要注意很多的问题，例如画面中人是否是直立站立的，三维空间压缩至二维画面时空间信息的隐秘性等问题。一般而言，人体身高的测量是指测量人体从头顶的最高点到地面的距离。但是在监控视频中人体通常处于运动状态，因此对于测量监控视频中人体身高我们要注意的是两脚迈开时的身高比实际身高要低一些，站立或單脚支撑时的身高最为接近实际身高。

对于监控视频中的画面，我们要截取视频中人站立或者是单脚支撑的单幅图像，这时人的身高就是立体空间中人的头部顶点距离地面的高度，即头部顶点且垂直地面的垂直线段的长度。

2.2 关于监控视频中人体身高特征点的提取

一般而言，人体身高的测量是由头部最高点至地面的垂直高度，因此通过监控视频所截图的画面中准确找到人体头部顶点和脚部垂足点位置这两个特征点是测量人体身高的关键点也是第一步。

对于在图像编辑处理技术软件上提取上述的特征点是相对比较容易的，但是众所周知，图片是把立体三维空间压缩至二维空间，一些必要的几何约束导致特征点有时不在一个平面上，因此在特征提取时我们要用图像处理软件Photoshop来解决这一问题。

首先是头部特征点的提取。利用Photoshop的曲线选择功能，选取人体轮廓曲线，并使其与背景分离，当人体处于直立行走状态时，与地面对应距离值最大的点即为头部顶点。其次是脚部特征点的提取。利用Photoshop的曲线选择功能，选取双脚区域的轮廓线条，并使其与背景分离。由于人在运动中两脚的区域可能会有分开和重叠两种情况，因此脚部特征点的提取要分两种情况。一是两脚在图像上的投影不重叠，也就是说提取的两脚轮廓是两块不连通的区域，那么在两段边缘曲线中分别提取纵坐标最大的点并连线，其与头部特征点对地面垂线的交点即为脚部特征点;二是两脚在图像上的投影有重叠，也就是说提取的两脚轮廓是一块连通的区域，那么就可以提取一段连续的边缘曲线，在此曲线上分别提取横坐标的最小点和最大点并连线，其与头部特征点对地面垂线的交点即为脚部特征点。

3 利用Photosh叩处理监控视频截图测量人体身高的方法应用及核心要点

利用Photoshop处理监控视频截图测量人体身高方法的核心要点主要有三个部分。一是特征点的选取以及利用消失点功能制作人体身高平面。二是在消失点功能中制作参考平面。三是在参考平面上利用测量工具输入一个线段的实际长度。

3.1 利用Photoshop提取视频截图中人体身高的特征点及利用消失点功能制作人体身高平面

第一步：在Photoshop中选取钢笔勾图功能（快捷键为P），将截图中人体的轮廓勾勒出来，在勾勒的时候勾勒图应该略大于人体本身轮廓，这样方便我们画出人体特征点且不影响特征点的位置，然后将勾勒图另存为一个新的图层。

当将人体勾勒出来后可以简单、方便、直观的选取人体身高特征点，同时我们可以在前期抠图的时候用曲线功能（快捷键为Ctrl+M）对我们的图片进行对比调整，增强画面中人体与背景的对比度，方便我们进行操作。

第二步：选取人体身高特征点后，选取画笔（快捷键为B）并选择红色将人体身高特征点标记出来，然后选取直线工具（快捷键为U）通过两点画出两条红线，以方便后面的操作。

在通过人体身高特征点画线的时候需要符合三维结构的正确透视性，红线在制作时应该垂直墙面且与人体身高特征点在同一平面上。

第三步：将新建图层与原图层叠加，并且启动消失点功能，消失点功能在滤镜功能中 （快捷键为Alt+Ctrl+V）。然后点击“创建平面工具”的按钮利用图中两条红线制作出一个测量平面。

3.2 利用Photoshop的消失点功能选取测量人体身高的参考平面

利用Photoshop测量监控视频中人体身高，最关键的是参考平面的选取，参考平面的选取与制作直接关系到测量结果的成功与准确度。

选取人体旁边的一个墙面，在墙面上选取一个长方形平行于地点制作一个平面，参考平面与测量平面相交，相交线段即为人体身高。

3.3 利用Photoshop消失点的测量功能测量人体身高

在最后，要用到消失点功能中的测量功能，输出参考平面的一段实际长度（墙面瓷板长度为98cm），通过对比读数，我们即可以知道视频中人体的具体身高。

利用Photoshop测量监控视频中人体身高需要一个参考平面，且需要一段参考平面的实际线段长度，如上述實验中的墙面。经过实验，通常在人体站立时所测的人体身高的误差大致在1-2cm之间，因此这种方法操作简单且拥有一定的可行性和实用性。

对于利用Photoshop测量监控视频中人体身高的方法我们在今后的研究中还需要注意很多问题，如是否可以利用人体固定线段比来取代实际的测量参考值来计算人体身高，如是否可以测量不同姿势的人体准确的身高，如对于Photosh叩消失点功能的精确度进行更系统的分析与验算，如对于特征点提取的精确度还要注意更多的细节等等，这些都是此方法有待进一步研究的前景。

参考文献

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