一种基于垂直角度场图像处理的视频人数统计方法与流程

本发明涉及统计方法技术领域，尤其涉及一种基于垂直角度场图像处理的视频人数统计方法。

背景技术：

近年来很多行业对人流信息的需求急速增大，如汽车公交站场，地铁站台，商场，智能建筑出入口等，利用统计的客流量数据，管理人员可以合理的调度人力、物力，合理配置资源，从而获得最佳管理运营效果。以往，管理者了解客流信息，只能使用高成本的、落后的人工统计方法，或者常规机械手段，但后者准确率并不理想。后来发展的人数统计系统主要使用光电传感器，这种系统的实现过程比较简单，其内置的检测器采用多个红外传感器及多个高速的具有人工智能技术的微处理器来连续监测客流模式，以连续监测双向客流量，但在人流密集时精度会受到一定的影响。近年来使用图像传感器进行人数统计的技术也有所发展，被动红外成像系统可以更精确的提取人体运动信息，得到高精度的统计结果，但其成本过高难以广泛应用。而借助运动检测技术，人数统计系统可以从视频监控的摄像机中取得场景的视频信息进行自动人数统计，可以方便、可靠、实时地对各种场所的人流进行统计，而不对公众造成任何影响，结合其他图像分析技术，系统可以清楚快捷地掌握客流动态，使决策者及时调整对策。同时，从视频截取的图像中统计人数，一直是图象处理领域的一个前沿课题，在交通监控、客流量统计、运动分析、虚拟现实、智能建筑视频监控等领域都有很高的实用价值。

另一方面，能源紧缺是目前世界各国必须面对的一个难题，建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列，成为我国能源消耗的三大“耗能大户”。尤其是建筑 耗能伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提升，呈急剧上扬趋势。如何降低采暖空调的耗能，是建筑节能的主要研究方向，而智能建筑中人数的统计对空调的节能具有不言而喻的重要意义。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于垂直角度场图像处理的视频人数统计方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明包括出入门框、安装于所述出入门框顶部的视频监控摄像头以及与摄像头连接的计算机，所述视频监控摄像头拍摄采集通过所述出入门框的人体，将画面实时传送到所述计算机，所述计算机负责对视频流实时分析及显示画面和人体数量的统计，所述计算机进行数量统计时首先获取图像序列，依次通过前景检测模块、目标提取、目标跟踪和目标计数总计出结果。

本发明优选的，所述前景检测模块是通过面积特征的人数计数方法进行计数，对于采集的图像中给定任务团块上界lb和下界ub，n是前景团块像素数，p是包含人数，使用下式进行估计：

其中m＝(lb+ub)/2，d＝m-lb＝ub-m。

本发明优选的，所述目标提取是对目标行动方向的预判定，当团块第一次进入到感兴趣区域时，会对其行动方向预判定，通过dex和den来识别，当dex＜den时表示目标团块欲进入，反之为欲外出。

本发明优选的，所述目标跟踪是基于重叠面积的目标快速跟踪方法，重叠 面积可以由下式计算得出：

por＝2ax/a1+a2

其中hx＝[(x1+w1)-x2]＞0，wx＝[(y1+h1)-y2]＞0，ax＝hx×wx。当por＞tc且a1≈a2时，认为两个团块为同一个目标，跟踪成功。

本发明优选的，所述目标计数是目标团块第二次越过进入或外出标志线时，会对目标的路径进行判定，以决定是否计数，当团块跨过出入线时，结合行动方向与判定公式结果，可以判定目标是exit，enter，reenter和passby四种不同形式的路线，进而决定如何计数，具体公式为：

本发明的有益效果在于：

本发明可以嵌入任何一个现有的视频监控系统中，如没有监控系统，只需要一个通用视频监控摄像头及一台pc即可实现，整体上，本发明安全可靠，效率高，实时性强，反应迅速准确，能保证智能建筑出入口人数统计；本发明具有操作简单、可靠性高和可广泛嵌入于各种视频监控系统中。

附图说明

图1是本发明基于垂直角度场图像处理的视频人数统计方法的垂直角度场景示意图；

图2是本发明基于垂直角度场图像处理的视频人数统计方法的流程图；

图3是本发明目标行动方向预判断示意图；

图4是本发明目标跟踪时的重叠面积示意图；

图5是本发明目标计数时的目标路径分类示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1和图2所示：本发明包括出入门框2、安装于出入门框2顶部的视频监控摄像头1以及与摄像头1连接的计算机，视频监控摄像头1拍摄采集通过出入门框1的人体3，将画面实时传送到计算机，计算机负责对视频流实时分析及显示画面和人体3数量的统计，计算机进行数量统计时首先获取图像序列，依次通过前景检测模块、目标提取、目标跟踪和目标计数总计出结果。

如图2所示，所述前景检测模块是通过面积特征的人数计数方法进行计数，对于采集的图像中给定任务团块上界lb和下界ub，n是前景团块像素数，p是包含人数，使用下式进行估计：

其中m＝(lb+ub)/2，d＝m-lb＝ub-m。

如图2和图3所示，所述目标提取是对目标行动方向的预判定，当团块第一次进入到感兴趣区域时，会对其行动方向预判定，通过dex和den来识别，当dex＜den时表示目标团块欲进入，反之为欲外出。

如图2和图4所示，所述目标跟踪是基于重叠面积的目标快速跟踪方法，重叠面积可以由下式计算得出：

por＝2ax/a1+a2

其中hx＝[(x1+w1)-x2]＞0，wx＝[(y1+h1)-y2]＞0，ax＝hx×wx。当por＞tc且a1≈a2时，认为两个团块为同一个目标，跟踪成功。

如图2和图5所示，所述目标计数是目标团块第二次越过进入或外出标志线时，会对目标的路径进行判定，以决定是否计数，当团块跨过出入线时，结 合行动方向与判定公式结果，可以判定目标是exit，enter，reenter和passby四种不同形式的路线，进而决定如何计数，具体公式为：

综上所述，本发明可以嵌入任何一个现有的视频监控系统中，如没有监控系统，只需要一个通用视频监控摄像头及一台pc即可实现，整体上，本发明安全可靠，效率高，实时性强，反应迅速准确，能保证智能建筑出入口人数统计；本发明具有操作简单、可靠性高和可广泛嵌入于各种视频监控系统中。

本领域技术人员不脱离本发明的实质和精神，可以有多种变形方案实现本发明，以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。