专利名称：一种对区域空间人群进行统计的装置及其统计方法
技术领域：
本发明涉及数据处理技术，特别涉及空间区域内人群的数量统计装置和统计方法。
背景技术：
在信息化管理水平日益提高的今天，对于车站、商场、超市等人流量巨大的场所进行人群数量统计，以及根据客流量的多少，可以合理的减少空调的开放量等大能耗设备，这样即经济又节能，而且还环保。针对这一问题，人群数量的检测已经在视频自动监控、人际交互等多方面应用中起到了关键作用。传统的人群统计方法是基于人工技术或人工电子设备触发计数而实现的。该方法不仅工作量大，误报和漏报率高，效率很低，而且受到设备和 工作人员的限制，应用范围极其有限。随着计算机技术的发展，利用计算机视觉和图像处理技术，实现视频人群人数统计，已经在实际的公共管理领域中得到广泛的应用。目前，基于视频监控的人群统计方法在技术上主要遵循了人群检测、跟踪技术的一般步骤。该方法在背景单一，人群密度较低的情况下，尤其是对于单人独自通过某一区域，具有很好的统计效果。但是，由于我国是人口大国，人群数量众多，且流动性较大等特点。因此，对于研究一种对于区域空间人群进行统计装置势在必行。
发明内容
本发明提供一种对区域空间人群进行统计的装置及其统计方法，采用多种识别方式结合并进行自动统计，解决现有技术中不能统计大人群的弊端。本发明为解决上述技术问题而提供的这种对区域空间人群进行统计的装置包括依次连接的采集模块、视频处理模块、剔除模块、存储模块、人体目标识别模块、数据处理模块以及数据输出模块。所述采集模块包括分别连接视频处理模块的视频采集模块以及红外温度探测模块；所述人体目标识别模块包括图像对比模块、人头识别模块以及人形体识别模块；该装置还包括分别连接数据输出模块的数据显示模块以及数据通讯模块。而这种装置的统计方法包括以下步骤A.首先同时采集所监控区域的图像信息以及红外温度信息；B.将彩色图像信息转换为灰度图像信息；C.根据步骤A中所采集的监控区域内红外温度信息，剔除监控区域内不符合人体温度的目标；D.对监控区域内的人体进行识别；E.对所识别的人体数量进行统计计算，并将结果输出。步骤A中所述图像信息和红外温度信息的采集周期可以设置以毫秒、秒、分钟、小时为单位的任意一段时间，步骤D中的人体识别包括以下分步骤Dl.当两帧图像采集时间很短时，如ImsUOms时，可以采用对相同区域内前后两帧图像进行对比，剔除重复的人体目标；D2.对所监控区域内的根据人头特征进行识别，并将已确定为人体的进行标记；D3.对未被标记的部分进行人体特征识别。步骤D2和D3中的人体识别是以所监控区域中的中心位置为圆心，以同心圆形式围绕该圆心逐圈向外扫描搜索。步骤E中人体数量的计算方法是对步骤D中已确定的人体进行累积。步骤E中所述的数据输出包括通过显示屏显示统计数据、将统计数据通过数据输出端口输出到其他设备或后台管理系统中。本发明主要借助摄像机采集到的图像进行处理，分析及红外摄像机进行伪人体目标的剔除等最终实现对感兴趣区域中的人群进行统计，可以对于人群数量实时统计，因此，可以作为人群流量控制强有力的依据。利用本发明的一种对区域空间人群进行统计的装置及其统计方法在火车站候车室、客运站等人群密集的地方起到了关键性的作用。此装置相比系统更加简单，使用方便，使用方法容易被 计算机系统所识别，检测速度快，占用内存少等优点。可以有效，快速，准确的统计火车站候车室的人群数量，也可以根据计算出来的人群数量，合理的关闭一些不需要的空调等大能耗的设备，不仅保障了人身安全，也达到了节能减排的目的，符合了国家发展的趋势的同时，也达到了环保的效果。它的运用具有以下有益效果
I、此发明是一个装置，相比系统更加简单，使用方便。2、此装置采用图像抓取方式，抓取时间可设置，如每毫秒，每秒，每分钟等，可以通过设定的抓拍时间，掌握一段时间内的人群数量的变化情况，达到实时的监测人群数量，进而合理的控制客流量，保证人身安全。3、此方法提闻了实时性，抗噪声能力强并且占用内存小，精度闻等优点。4、对于大范围高密度的场所，依然做到高精确人群数量统计，为控制人群数量起到不可估量的价值，不仅保障了人身安全，还可以作为大能耗设备使用量的有效的参考依据，即节能又环保。
图I是本发明所述统计方法的流程示意图。图2是本发明所述步骤D的分解步骤示意图。图3是本发明一种对区域空间人群进行统计装置的示意图。
具体实施例方式结合上述
本发明的具体实施例。由图3中可知，本发明一种对区域空间人群进行统计的装置，其特征在于该装置包括依次连接的采集模块10、视频处理模块20、剔除模块30、存储模块40、人体目标识别模块50、数据处理模块60以及数据输出模块70。所述采集模块10包括分别连接视频处理模块20的视频采集模块11以及红外温度探测模块12 ;所述人体目标识别模块50包括图像对比模块51、人头识别模块52以及人形体识别模块53 ;该装置还包括分别连接数据输出模块70的数据显示模块80以及数据通讯模块90。其中视频采集模块11用于从图像采集设备摄像机中获取对区域空间移动人群实时监控的视频图像；红外温度探测模块12用于对图像数据中的热辐射情况进行采集；视频处理模块20用于将彩色的监控区域图像转化为灰度视频图像；剔除模块30用于区分人体目标和非人体目标，并通过红外摄像机的图像数据中的热辐射情况剔除热量不符合人体体温的伪人体目标；存储模块40用于存储剔除非人体目标后的灰度视频图像及能代表多数人不同年龄段的人体形态模型；人体目标识别模块50 (包括图像对比模块51、人头识别模块52以及人形体识别模块53)
图像对比模块51对相邻的两帧图像进行对比识别，保证了输出结果的准确性，有效地剔除了重复的人体目标。该方法的应用只适合应用在两帧间隔时间较小的时候，例如两帧时间间隔为ImsUOms内的情况下，否则，用该方法会对输出结果造成错误的判断；该装置会自动识别设置的两帧时间间隔的大小，如果时间间隔较大，内部算法将不采用本方法。人头识别模块52在前面剔除非人体目标及重复人体目标的人体目标的条件下更准确的识别人头的数量，节约了人体搜索的时间，为计算人数做精确的准备；
人形体识别模块53用于对已经统计出来的容易识别的人体目标白度化(将人头识别出来的人体目标的黑色像素变成白色像素，防止重复统计人体目标)后的图像，进行人体形态的识别，最终识别出该区域空间所有的人体目标；数据处理模块60用于将最终处理好的图像进行人数累加算法；数据输出模块70用于将该区域统计出来的人群数量，进行输出；数据显示模块80用于显示结果输出模块的人群统计数据；数据通讯模块90连接于后台监控系统，实现数据上传。由图I和图2中可知，上述装置的统计方法包括以下步骤A.首先同时采集所监 控区域的图像信息以及红外温度信息；从图像采集设备摄像机中获取对移动人群实时监控的视频图像中选择需要监控的视频区域，并获取该区域红外热辐射情况的数据；B.将彩色图像信息转换为灰度图像信息；C.根据步骤A中所采集的监控区域内红外温度信息，剔除监控区域内不符合人体温度的目标；D.对监控区域内的人体进行识别；E.对所识别的人体数量进行统计计算，并将结果输出。步骤A中所述图像信息和红外温度信息的采集周期可以设置为以毫秒、秒、分钟为单位的周期时间(例如10ms、30s、Imin等等)，步骤D中的人体识别包括以下分步骤Dl.当信号采集周期为Ims至IOms之间时，对相同区域内前后两帧图像进行对比，剔除重复的人体目标，当每两帧图像间隔时间过长时，反而会影响该区域人群统计的精度，因此，这种情况下将绕过本步骤。步骤D中的人体识别还包括以下分步骤D2.对所监控区域内的根据人头特征进行识别，并将已确定为人体的进行标记；在人体目标新的区域内，有一些黑色像素聚集形状比较规则，相当于类圆形，采用人头识别方法就可以轻松的确定人体目标；D3.对未被标记的部分进行人体特征识别，把已经确定的人体目标的黑色像素白度化，防止重复统计人群数量，将剩下的人体目标区域中的黑色像素点与存储的能代表多数人的人体形态图像进行对比分析，最终确定人体目标。步骤D2和D3中的人体识别是以所监控区域的中心位置作为圆心，以同心圆形式围绕该圆心逐圈向外扫描搜索，在步骤C根据人体温度，剔除区域中不存在人体目标的区域，得到一个新的缩小了的人体目标区域，这样可以大大缩小人体目标的搜索范围，进而节省了搜索时间，提高了人群统计的效率，对区域图像分割，以新区域的任一点(最好是中心)为圆心，依次以同心圆逐渐均匀向圆周外边缘扩大圆的面积进行人体目标搜索；对区域图像进行有效分割，从新区域的中心作为起点，假设为向量的起点，按照一定的半径长度，即向量的长度，如钟表秒针一样，逆时针进行圆周扫描；逐渐均匀扩大向量半径的长度，即搜索面积逐渐扩大。通过以上步骤对形成的新的人体目标区域进行人体目标识别，最终统计出该区域空间人群的总人数。步骤E中人体数量的计算方法是对步骤D中已确定的人体进行累积，步骤E中所述的数据输出包括通过显示屏显示统计数据、将统计数据通过数据输出端口输出到其他设备或后台管理系统中。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以 做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种对区域空间人群进行统计的装置，其特征在于该装置包括依次连接的采集模块(10)、视频处理模块(20)、剔除模块(30)、存储模块(40)、人体目标识别模块(50)、数据处理模块(60)以及数据输出模块(70)。
2.根据权利要求I所述一种对区域空间人群进行统计的装置，其特征在于所述采集模块(10)包括分别连接视频处理模块(20)的视频采集模块(11)以及红外温度探测模块(12)。
3.根据权利要求I所述一种对区域空间人群进行统计的装置，其特征在于所述人体目标识别模块(50)包括图像对比模块(51)、人头识别模块(52)以及人形体识别模块(53)。
4.根据权利要求I所述一种对区域空间人群进行统计的装置，其特征在于该装置还包括分别连接数据输出模块(70)的数据显示模块(80)以及数据通讯模块(90)。
5.一种如权利要求I至4中任一项所述对区域空间人群进行统计的装置的统计方法，该方法包括以下步骤A.首先同时采集所监控区域的图像信息以及红外温度信息；B.将彩色图像信息转换为灰度图像信息；C.根据步骤A中所采集的监控区域内红外温度信息，剔除监控区域内不符合人体温度的目标；D.对监控区域内的人体进行识别；E.对所识别的人体数量进行统计计算，并将结果输出。
6.根据权利要求5所述的统计方法，其特征在于步骤A中所述图像信息和红外温度信息的采集周期可以设置以毫秒、秒、分钟、小时为单位的任意一段时间，步骤D中的人体识别包括以下分步骤Dl.当信号采集周期为Ims至IOms之间时，对相同区域内前后两帧图像进行对比，剔除重复的人体目标。
7.根据权利要求5所述的统计方法，其特征在于步骤D中的人体识别还包括以下分步骤D2.对所监控区域内的根据人头特征进行识别，并将已确定为人体的进行标记；D3.对未被标记的部分进行人体特征识别。
8.根据权利要求7所述的统计方法，其特征在于步骤D2和D3中的人体识别是以所监控区域的几何中心为圆心，以同心圆形式围绕该中心逐圈向外扫描搜索。
9.根据权利要求8所述的统计方法，其特征在于步骤E中人体数量的计算方法是对步骤D中已确定的人体进行累积。
10.根据权利要求5所述的统计方法，其特征在于步骤E中所述的数据输出包括通过显示屏显示统计数据、将统计数据通过数据输出端口输出到其他设备或后台管理系统中。
全文摘要
一种对区域空间人群进行统计的装置包括依次连接的采集模块(10)、视频处理模块(20)、剔除模块(30)、存储模块(40)、人体目标识别模块(50)、数据处理模块(60)以及数据输出模块(70)。首先同时采集所监控区域的图像信息以及红外温度信息；根据红外温度信息，剔除监控区域内不符合人体温度的目标；对监控区域内的人体进行识别；对所识别的人体数量进行统计计算，并将结果输出。此装置相比系统更加简单和使用方便，使用方法容易被计算机系统所识别，检测速度快，占用内存少，可以有效、快速、准确的统计空间区域内的人群数量。
文档编号G06K9/46GK102750539SQ20121018437
公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年6月6日
发明者何玉成 申请人:深圳市海亿达能源科技股份有限公司