专利名称：基于机器视觉的客流统计方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及计算机视觉和图像处理技术领哉，特别是一种基于机器视觉进行客流统计的方法及系统。
背景技术：
在现代信息高速发展的社会，不同的行业都有统计人数的需求，例如在大型商业系统的运营决策和综合管理中，准确及时的顾客数据，对稳场、旺场起到非常重要的作用； 在园林管理系统中，游客数据可以为旅游管理提供重要的参考；在公安系统中，可以及时通知人流量的异常，从而减少安全隐患等等。目前所采用的人数统计主要有以下几种方式人工统计、红外对射统计、视频背景建模统计。这些统计方式存在有以下问题人工统计准确率最高，不过因为过大的人工成本使得大部分情况下只能做短时间的抽样，其缺点显而易见。红外对射统计相当于用红外对射装置做一根无形的线，人闯过则报数，这种方法只能用于很小的人流，只要人有并排走的行为，则系统无法计算，难于胜任多人并排进入、 人员双向流动、对列鱼贯而入等情况下的统计。视频背景建模方式使用视频分析做人数统计，通过背景对比来检测移动的物体， 它利用画面帧间的差异来建立背景模型，过滤出前景物体并确定物体的运动路线。但应用该技术有一个重要的前提要求场景空旷、开阔，如边防线等。这是因为物体拥挤或发生遮挡时，不同物体的前景将由于相互粘连无法区分，基于前景的运动估计也同时失效，拥挤的场景还会影响背景模型的正确建立，而在空旷场景下，这些不利情况都很少发生。但是，绝大多数客流统计的实际场景并不满足该技术的“空旷场景”假设，因此使用此方法有两个特点第一，要求摄像机垂直向下安放，这是由于这类算法对物体遮挡非常敏感的缘故。第二， 随着客流的拥挤程度提高，很难分辩靠在一起的人，客流统计的准确性将受到明显影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于机器视觉的客流统计方法及系统，可实现精确、适应性强的客流人数统计功能。本发明的目的是通过以下技术方案来实现一种基于机器视觉的客流统计方法，包括以下步聚(1)建立模型，针对一个固定角度的场景，取得足够多人的图片样本，通过这些样本基于形状和颜色提取出特征建立人的模型；(2)根据模型在目标图像提取特征进行检测，在每帧视频画面中定位出每个人的位置，根据单帧画面将人和其他物体区分开；(3)比较上一帧图像中得到的所有人以及下一帧图像中得到的所有人的特征，特征最相近的两个人确认为同一个人，比较所有的图像，将所有帧的跟踪点串联起来完整的确认一个人在该固定区域的轨迹，通过计算轨迹的条数即可得出通过该区域的人数。所述模型90 %的数据基于形状提取的，10 %的数据基于颜色提取。计算通过该区域的人数时，每个人是走入还是走出这个区域，通过计算轨迹的方向来实现。基于上述统计方法，提供一种实现系统，由摄像机、统计服务端、数据服务器、客户端组成，数据服务器和客户端组成局域网，所述摄像机进行现场监视区域的数据采集；所述统计服务端系统的视频处理部分，负责计算出对应图像的实时出入数据；所述数据服务器:Web服务器，系统的控制器，用来收发命令，协调统计服务端与客户端，使用PostGreSql数据库，接收客户端的数据并进行存储；所述客户端用于通过web进行数据查询。本发明所述的基于机器视觉的客流统计方法及系统，基于机器视觉理论，从采集的视频图像中识别统计客流量，跟踪的对象是一个个单独的人，而不易受到人群拥挤或其他物体的干扰，能够克服监控区域内人员双向运动等复杂情况下的计数问题，可实现精确的客流人数统计功能。
具体实施例方式如
图1所示，给出了一种实现本发明所述客流统计方法的系统组成结构图，其由摄像机、统计服务端、数据服务器、客户端组成，数据服务器和客户端组成局域网，所述摄像机进行现场监视区域的数据采集；所述统计服务端系统的视频处理部分，负责计算出对应图像的实时出入数据；所述数据服务器:Web服务器，系统的控制器，用来收发命令，协调统计服务端与客户端，使用PostGreSql数据库，接收客户端的数据并进行存储；所述客户端用于通过web进行数据查询。以一个商业集团为例，这个系统有每个独立商场采集人数数据，上传到集团总部， 完成数据汇总，而在每个商场内也搭建服务器可以进行局部查询。前端安装的摄像机把信号通过同轴电缆传到统计服务端，每个服务端上装有多块图像采集卡，图像采集卡负责完成图像的模拟信号转换，每个人数统计模块都与某一路采集卡的输出连接，负责计算出对应图像的实时出入数据。人数统计模块采用基于机器视觉的客流统计方法，包括以下步聚(1)建立模型，针对一个固定角度的场景，取得足够多人的图片样本，通过这些样本基于形状和颜色提取出特征建立人的模型；(2)根据模型在目标图像提取特征进行检测，在每帧视频画面中定位出每个人的位置，根据单帧画面将人和其他物体区分开；(3)比较上一帧图像中得到的所有人以及下一帧图像中得到的所有人的特征，特征最相近的两个人确认为同一个人，比较所有的图像，将所有帧的跟踪点串联起来完整的确认一个人在该固定区域的轨迹，通过计算轨迹的条数即可得出通过该区域的人数。所述模型90%的数据基于形状提取的，10%的数据基于颜色提取。计算通过该区域的人数时，每个人是走入还是走出这个区域，通过计算轨迹的方向来实现。
各人数统计模块每若干分钟产生一条出入人数的记录，表示这期间进出模块所辖区域的人员数量，这些记录被称为原始记录，系统保证它们在任何情况下都不会被篡改。每一条原始记录被复制成两份，其中一份发送给数据服务器，另一份则直接存入服务端本地备份。使得数据服务器出现问题时，统计服务端上的人数统计模块仍然能够正常工作，服务器恢复正常后，滞留的数据将从统计服务端备份中提取重新发送给数据服务器。数据服务器接收各统计服务端发来的数据记录，将其存入其中心数据库。它定期对中心数据库进行自动维护，检查并修订异常数据，生成常规报表。客户端是用户操纵数据服务器的主要方式，通过它用户可以随时了解服务端的运行情况，监控各区域的实时数据，查询或者修订中心数据库的历史数据。特别地，客户端还可以向用户提供指定区域的实时视频画面。此外，对系统各类功能的配置也都可以通过监控客户端实现。
权利要求
1.一种基于机器视觉的客流统计方法，其特征在于包括以下步聚(1)建立模型，针对一个固定角度的场景，取得足够多人的图片样本，通过这些样本基于形状和颜色提取出特征建立人的模型；(2)根据模型在目标图像提取特征进行检测，在每帧视频画面中定位出每个人的位置， 根据单帧画面将人和其他物体区分开；(3)比较上一帧图像中得到的所有人以及下一帧图像中得到的所有人的特征，特征最相近的两个人确认为同一个人，比较所有的图像，将所有帧的跟踪点串联起来完整的确认一个人在该固定区域的轨迹，通过计算轨迹的条数即可得出通过该区域的人数。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的客流统计方法，其特征在于，所述模型90% 的数据基于形状提取的，10 %的数据基于颜色提取。
3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的客流统计方法，其特征在于，计算通过该区域的人数时，每个人是走入还是走出这个区域，通过计算轨迹的方向来实现。
4.一种采用权利要求1所述方法实现客流统计的系统，其特征在于，由摄像机、统计服务端、数据服务器、客户端组成，数据服务器和客户端组成局域网，所述摄像机进行现场监视区域的数据采集；所述统计服务端系统的视频处理部分，负责计算出对应图像的实时出入数据；所述数据服务器:Web服务器，系统的控制器，用来收发命令，协调统计服务端与客户端，使用PostGreSql数据库，接收客户端的数据并进行存储；所述客户端用于通过web进行数据查询。
全文摘要
本发明公开一种基于机器视觉进行客流统计的方法及系统，基于机器视觉理论，依次经过建立模型、根据模型在目标图像提取特征进行检测，最终通过比较所有的图像，将所有帧的跟踪点串联起来完整的确认一个人在该固定区域的轨迹，通过计算轨迹的条数即可得出通过该区域的人数。从采集的视频图像中识别统计客流量，跟踪的对象是一个个单独的人，而不易受到人群拥挤或其他物体的干扰，能够克服监控区域内人员双向运动等复杂情况下的计数问题，可实现精确的客流人数统计功能。
文档编号G06T7/20GK102184409SQ20111010163
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者宋君, 杨帆, 郑翔, 陶海 申请人:北京文安科技发展有限公司