专利名称：一种基于视频分析的车船人员流量计数装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采用视频序列分析进行移动目标识别的能够实时对 上下人员进行计数的车船人员流量计数装置。
背景技术：
近年来，随着交通建设和区域经济的发展，从事旅客运输的车辆迅速增 加，由于途中收入等管理问题难以有效解决，车辆所有人的利益受到很大损 失。目前通用的方法是采用禁止中途载客/或收入定额管理的方式，这两种方 法都不能有效地解决中途收入问题，尤其是禁止中途载客不仅减少了车辆所 有人的收入，同时也浪费了大量的运力。针对这一情况，市场上陆续推出了 开关门器、车载硬盘录像机、踏板式人流计数等电子装置，但是这些装置要 么太简单，不能实现人员计数，要么需要大量的人力对记录的数据进行分析， 无法达到合理的投入产出。过去的产品多集中在使用红外对射、电子踏板等 方面，产品的精确度比较低、使用寿命短，不能满足使用要求。
随着视频分析技术和图像识别技术的发展，特别是高速数字信号处理
(DSP)技术和图像处理、识别技术的发展，通过视频序列分析和目标对象跟踪
识别方式对客运车辆上的上下车人员进行分析成为可能。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于视频分析的车船人员流量计数装置， 通过视频序列分析，进行移动目标的识别，能够实时对客运车辆的上下人员 进行计数。
一种基于视频分析的客运车辆人员流量计数装置，其中其包括视频信 号处理单元、核心处理器，其中，视频信号处理单元包括用于与摄像头信号输出端连接的视频信号编解码器，所述核心处理器包括DSP数字信号处理器、
FLASH存储器、用于数据缓冲和程序运行的DDRAM动态存储器、串行软件 加密和参数存储芯片，其中，DSP数字信号处理器的数据线、地址线分别对 应与FLASH存储器、DDRAM动态存储器、串行软件加密和参数存储芯片的 数据线、地址线相连接；DSP数字信号处理器的视频信号输入端连接视频信 号编解码器的输出端。
所述的基于视频分析的车船人员流量计数装置，其中所述视频信号编 解码器为VPE视频信号编解码器，该VPE视频信号编解码器采用芯片型号为 NVP1004MX。
所述的基于视频分析的车船人员流量计数装置，其中所述计数装置还
包括有外围I/O接口 ，该外围I/O接口与DSP数字信号处理器的第一I/O接口 相连接。
所述的基于视频分析的车船人员流量计数装置，其中所述计数装置还 包括有以太网接口，该以太网接口与DSP数字信号处理器的第一通讯接口相连接。
所述的基于视频分析的车船人员流量计数装置，其中所述计数装置还 包括有串行通讯接口，该串行通讯接口与DSP数字信号处理器的第二通讯接
口相连接。
所述的基于视频分析的车船人员流量计数装置，其中所述串行通讯接
口包括RS232接口。
所述的基于视频分析的车船人员流量计数装置，其中所述串行通讯接 口包括显示器接口。
本实用新型采用上述技术方案将达到如下的技术效果
本实用新型的基于视频分析的车船人员流量计数装置,通过视频信号编解 码器将摄像头摄入的客流人像信息进行解码后传送给DSP数字信号处理器，DSP数字信号处理器再调用FLASH存储器中的程序进行处理后，将该数据存 入DDRAM动态存储器中，这样，即可实时对客流信息进行监控和记载。通 过采用视频自动分析技术，改变了现有产品的工作模式，减少了对分析人员 的要求，便于实际应用。同时准确的人流统计应用到客运车辆管理后，可以 精确计算客运行业的运输成本和运行效率。该装置可以广泛用于车船、商场、 卡口等场所的出入口的人员流量计数。
图1为本实用新型的一种基于视频分析的车船人员流量计数装置的结构 原理图。
具体实施方式
本实用新型的一种基于视频分析的客运车辆人员流量计数装置，如图1 所示，其包括底板l、核心处理器3，底板1与核心处理器3之间通过板间连 接器2相连接，其中，所述核心处理器3包括DSP数字信号处理器4、 FLASH 存储器5、用于数据缓冲和程序运行的DDRAM动态存储器6、串行软件加密 和参数存储芯片7，本实施例中，DSP数字信号处理器4采用TI公司的 DAVINCI TMS320DM64XX系列芯片，使用27M钟振提供时钟信号，DDRAM 动态存储器6是采用2片型号为HY5PS561621的芯片作为外部存储器，(本实 施例另外还使用芯片K9F1G08U0A作为外部数据NAND存储器，图1中未示 出)，FLASH存储器5是采用芯片S29GL064N卯T作为外部程序存储器，DSP 数字信号处理器4的数据线、地址线分别对应与FLASH存储器5、 DDRAM 动态存储器6的数据线、地址线相连接；串行软件加密和参数存储芯片7是 采用芯片AT88SC0104C实现DSP数字信号处理器4上软件的加密和运行参 数存储，该串行软件加密和参数存储芯片7和所述DSP数字信号处理器4之 间通过一根数据线和一根时钟线连接。
此外，所述底板1上设置有用于与摄像头信号输出端连接的VPE视频信号编解码器8、外围I/0接口 9、以太网接口 10、串行通信接口 11，所述的 VPE视频信号编解码器8的信号输出端、外围I/O接口 9、以太网接口 10、 串行通信接口 11均通过板间连接器2分别与DSP数字信号处理器4的视频信 号输入端、第一I/0接口、第一通讯接口、第二通讯接口对应连接，本实施例 中，串行通信接口 11包括有RS232接口、 RS485接口和显示器接口，显示器 接口上连接专用显示器即可进行相关数据的显示；另外，在底板1上安装有 输入电压范围为直流9-36V的供电电源12，用于为上述的各个用电芯片提供 电源，这样，整个计数装置上的工作电压均依靠底板1上的供电电源12提供。 由于核心模块仅集成了核心运算部件， 一次具有很高的可重用性。
由于上述的DSP数字信号处理器4、 FLASH存储器5、外部DDRAM存 储器6、外部数据NAND存储器、串行软件加密和参数存储芯片7、 VPE视 频信号编解码器8、外围I/0接口、以太网接口、串行通信接口均为现有成熟 技术，连接关系是本领域技术人员所熟知的，因此这里不再赘述。
本实用新型采用模块化设计思想，在核心处理器的设计方面，VPE视频 信号编解码器8通过采用芯片NVP1004MX实现模拟视频信号的编解码处理； VPE视频信号解码部分在底板上实现，方便进行与外设装置输入输出连接， 可以降低核心模块制作的费用。VPE视频信号编解码器8通过板间连接器2 和DSP数字信号处理器4连接，对视频信号的缓冲输出功能则直接在底板1 上实现。
另如图1所示，本装置的所有外部连接均通过底板1上设置的接口实现 包括2个RS232/RS485接口， 一个以太网接口，以太网的连接通过底板1上 设置的物理层芯片KSZ8041与DSP数字信号处理器4连接实现。
如图1所示，本装置通过底板1上设置的I/O接口 提供了外部状态接口 ， 可以用来检测外部状态，从而用于控制对摄像机的供电，延长摄像机的使用 寿命，降低装置功耗，可控制的对外供电控制分别采用延时控制方法，自动完成，既避免了长时间供电带来的功率损耗，又避免了频繁的开关控制带来 的干扰，同时延长了控制电路的寿命。
运行在本装置上的软件经加密后保存在外部FLASH存储器5中，当装置 接电后，自动读取启动代码，并在所述串行软件加密和参数存储芯片7的密 钥控制下，将软件恢复到DDRAM存储器6和DPS数字信号处理器4的内部 存储器上。
本装置的软件部分由运动物体检测与跟踪模块、物体分类模块、识别与 统计模块组成。在检测与跟踪模块中,使用了一种特殊的背景静止视频序列运 动目标检测与跟踪方法来解决智能监控系统中运动目标检测与跟踪问题。通 过双镜头的视觉差，计算跟踪对象的深度信息，实现对目标形状进行准确识 别。针对目前人体目标检测算法不能检测多角度人体目标以及实时性差等问 题，使用了一种在静态图像中快速检测任意角度人体目标的算法，分别利用 目标对象的深度信息和轮廓两类特征构造两种检测器，从而构建一个级联检 测系统。在上述算法基础上增加了一种以头、肩轮廓为特征、基于蒙特卡罗 粒子滤波器多目标跟踪算法。在物体分类模块中，使用了一种基于有向无环 图的多类支持向量机的分类器，此分类器使用少量的样本，就可以得到较好 的分类精度，并通过最大互信息，辨识出场景无关特征量和场景相关特征量。 场景无关的特征量的使用，使得分类器对任何场景具有良好的通用性;而场景 相关特征量的使用则大大提高了分类器的精度。针对视频监控中的行为理解 问题建立一个行为理解的系统，采用分层的陈述性行为模型，同时提出了基 于贝叶斯网络的自动行为识别算法，将目标特征及构成行为的子行为或简单 行为在不同层次上连接，从而构造一个对运动目标行为进行分析、推理的贝 叶斯因果模型。本产品可以跟踪人体运动，判别进出方向；能识别多人的各 种姿态，包括背者、抱者、并肩、前后等；能正确识别各种颜色的头发、帽 子、衣服以及秃顶的人体，并能对背包、拎包、挎包、行李推车等智能判别；能在任何背景中捕捉和识别人体，人数识别完全与背景无关；全天候24小时， 只要有灯光，都能准确识别出人数。检测结果被保存在FLASH存储器和 NAND存储器上。保存的信息内容包括人员上下车的车门位置、方向、时间、 上下车时公里数并可以根据需要记录上下车的图片等内容。
如图1所示，本装置采用的DSP数字信号处理器4的地址线和数据线分 别通过驱动后，与FLASH存储器5和DDRAM存储器6进行连接，作为终端 设备上保存程序和数据的空间。装置上的软件升级可以通过多个途径进行， 当终端设备检测到外部串行口或以太网上收到特定格式的数据出现时，装置 将自动执行软件升级程序，开始软件的升级过程。当升级软件传输结束，并 且通过格式验证时，终端自行将升级程序写入FLASH存储器5中，并重新启 动设备，使用新程序。其软件升级功能包含完善的验证功能，保证升级的可 靠性。装置的软件自动升级功能保证了装置可以在无人直接操作的环境下保 持功能和修复功能缺陷。
整个装置通过上述的多个芯片相互联结，组成一个完整的功能实体。各 个芯片通过板间连接器2被固定在底板1上，装置的供电电源被设计在底板1 上，输入电压范围为直流9-36V。视频信号的缓冲输出也保留在底板上，便于 结构设计。
VEP视频信号编解码器8送来的信号经DSP数字信号处理器4处理后的 视频帧预存到DDRAM存储器6中，DSP数字信号处理器4在进行图像识别 时分多次将量化后的一帧图像数据从外部扩展DDRAM存储器6中读取到 DSP数字信号处理器4的内部RAM中，以便于快速进行处理。
DSP数字信号处理器4的外围I/O接口 、以太网接口 、 RS232串行通信接 口则通过板间连接器2与底板1上的相应接口连接。底板1实现了整个装置 对外部的接口。底板1上还可设置可以预留用于设置串行接口的通信模块的 位置，可以选择安装无线数据传输模块(CDMA/GPRS)，方便在需要远程管理的时候，与上端的管理服务器进行数据交换。
装置的底板1上采用开关电源对外部的输入电压进行处理，以保证装置 能够适应车辆环境的电压不稳定。装置同时能够对连接的摄像机提供2路
+12￥直流供电，每路最大供电电流可以达到400mA以上，便于在工程应用 中减少连接线的数量，降低工程复杂度。
装置在能够接受视频信号输入的同时，也能提供视频输出，连接视频显 示设备，用于画面监测。装置可以选择配置串行接口的显示屏，用于实时显 示各个车门的人数上下。
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种采用视频 序列分析和目标对象跟踪与动作分析的识别方式对上下车人员进行分析，并 结合车辆运行的其他辅助信息如车速、运行里程等，实现对车辆运营过程中 人员上下车进行统计分析，最终提供车辆运行人公里基础数据，满足车辆所 有人或管理人的管理需求的基于视频分析的客运车辆人员流量计数装置，该 装置采用模块化设计，可以根据需要选择是否安装无线传输模块，装置上的 控制软件可以在不拆机方式的情况下通过本地控制端口(以太网和RS232串行 通信端口)升级或在配置无线传输模块的情况下通过无线方式升级，该装置可 以对外接摄像设备提供电源，减少装置在安装时候的复杂性，该装置在对上 下车人员进行统计时，利用了车辆本身能够提供的速度信息，最终形成运行 人公里数据，用于运输管理。
权利要求1、一种基于视频分析的车船人员流量计数装置，其特征在于其包括视频信号处理单元、核心处理器，其中，视频信号处理单元包括用于与摄像头信号输出端连接的视频信号编解码器，所述核心处理器包括DSP数字信号处理器、FLASH存储器、用于数据缓冲和程序运行的DDRAM动态存储器、串行软件加密和参数存储芯片，其中，DSP数字信号处理器的数据线、地址线分别对应与FLASH存储器、DDRAM动态存储器、串行软件加密和参数存储芯片的数据线、地址线相连接；DSP数字信号处理器的视频信号输入端连接视频信号编解码器的输出端。
2、 如权利要求1所述的基于视频分析的车船人员流量计数装置，其特征在于所述视频信号编解码器为VPE视频信号编解码器，该VPE视频信号编解码器采用芯片型号为NVP1004MX。
3、 如权利要求1或2所述的基于视频分析的车船人员流量计数装置，其特征在于所述计数装置还包括有外围1/0接口，该外围I/0接口与DSP数字信号处理器的第一 I/O接口相连接。
4、 如权利要求1或2所述的基于视频分析的车船人员流量计数装置，其特征在于所述计数装置还包括有以太网接口，该以太网接口与DSP数字信号处理器的第一通讯接口相连接。
5、 如权利要求1或2所述的基于视频分析的车船人员流量计数装置，其特征在于所述计数装置还包括有串行通讯接口，该串行通讯接口与DSP数字信号处理器的第二通讯接口相连接。
6、 如权利要求5所述的基于视频分析的车船人员流量计数装置，其特征在于所述串行通讯接口包括RS232接口和485接口。
7、 如权利要求5所述的基于视频分析的车船人员流量计数装置，其特征在于所述串行通讯接口包括显示器接口。
专利摘要一种基于视频分析的车船人员流量计数装置，其包括视频信号处理单元、核心处理器，其中，视频信号处理单元包括用于与摄像头信号输出端连接的视频信号编解码器，所述核心处理器包括DSP数字信号处理器、FLASH存储器、用于数据缓冲和程序运行的DDRAM动态存储器、串行软件加密和参数存储芯片，其中，DSP数字信号处理器的数据线、地址线分别对应与FLASH存储器、DDRAM动态存储器、串行软件加密和参数存储芯片的数据线、地址线相连接；DSP数字信号处理器的视频信号输入端连接视频信号编解码器的输出端。本实用新型的计数装置，通过采用视频分析的方式，准确统计人流数据，可以精确计算客运行业的运输成本和运行效率。
文档编号G06T7/20GK201402478SQ20092008899
公开日2010年2月10日 申请日期2009年3月23日 优先权日2009年3月23日
发明者崔东伟, 王燕尾, 胡玉新, 韩付成, 鲁建民 申请人:天视永道(北京)科技有限公司