一种交通路口行人行为监测系统和方法
【专利摘要】本发明涉及交通领域，提供了一种交通路口行人行为监测系统，包括第一高清IPC摄像机、视频分析模块、人形检测分析模块和第二高清IPC摄像机。还提供了一种对应的方法，本发明的系统和方法，通过视频分析模块对行人进行精确捕捉、跟踪，并对违规行人采取相应的措施，节约了人力维护路口交通造成的资源浪费，同时也对交通路口的事故发送率做出了贡献。
【专利说明】一种交通路口行人行为监测系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及交通领域，更具体地说，涉及一种交通路口行人行为监测系统和方法。【背景技术】
[0002]行人违反交通规则在我国相当普遍，这也是中小学生交通安全事故的主要诱因。山西沁源特大交通事故向人们敲响了警钟，由车祸引起的交通事故每年都会“残害”无数中小学生的生命。从某种角度而言，安全意识-行人过马路(路口)遵守交通规则是一个重要因素。研究表明，行人被行驶速度40mph(每小时车速40英里)的车辆撞倒，生还可能为85%。为了解决这一问题，近些年来，我国交通管理部门在路口斑马线等周边增设了许多禁速标志，优化了信号配时，取得了一定的成效，降低了校门口交通安全事故的发生率。
[0003]为了降低交通事故，一些地区也出台了行人违反交通而采取对应措施的法律法规，这对降低行人违反交通而产生的事故发生率取得了一定成效，但是该方法浪费了大量的人力，设置斑马线的路口需要有交警来协助实施该法律法规。
[0004]因此，需要一种交通路口行人行为监测系统和方法，能够降低事故发生率的情况下，有效减少人力成本。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种交通路口行人行为监测系统和方法，旨在解决现有技术中交通路口发生事故率高、人力维护成本高等的问题。
[0006]为了实现本发明的目的，一种交通路口行人行为监测系统，包括:第一高清IPC摄像机、视频分析模块、人形检测分析模块和第二高清IPC摄像机；所述第一高清IPC摄像机，用于实时采集信号灯图像；
所述视频分析模块，用于根据第一高清IPC摄像机采集的图像判断信号灯的状态，并将禁行信号发给人形检测分析模块和第二高清IPC摄像机；所述第二高清IPC摄像机，用于拍摄交通路口的视频图像并对视频图像进行处理，并将处理图像发给人形检测分析模块；所述人形检测分析模块，用于在接收到禁行信号后获取第二高清IPC摄像机的处理图像，并对行人进行捕捉和跟踪处理以及对违规行人进行处理。
[0007]进一步的，所述系统还包括报警设备，用于在人形检测分析模块判断有违规行人时发出报警声音。
[0008]进一步的，所述系统还包括监控电视墙，用于通过视频传送链路获取第二高清IPC摄像机拍摄的视频图像并在交通路口实时显示。
[0009]进一步的，所述人形检测分析模块包括人形检测单元、违规分析单元和计数单元;
所述人形检测单元，用于提取人形特征判定是否为行人；
所述违规分析单元，用于通过梯度方向直方图和粒子滤波的跟踪算法对行人的行为进行检测； 所述计数单元用于对违规行人进行计数。
[0010]上述任一技术方案中，所述第一高清IPC摄像机位于信号灯的对面；所述第二高清IPC摄像机位于交通路口的一侧。
[0011 ] 为了更好的实现本发明的目的，还提供了 一种交通路口行人行为监测方法，包括:第一高清IPC摄像机采集信号灯图像；根据第一高清IPC摄像机采集的图像判断信号灯的状态，并将禁行信号发给人形检测分析模块和第二高清IPC摄像机；第二高清IPC摄像机拍摄交通路口的视频图像并对视频图像进行处理，并将处理图像发给人形检测分析模块；人形检测分析模块在接收到禁行信号后获取第二高清IPC摄像机的处理图像，并对行人进行捕捉和跟踪处理以及对违规行人进行处理。
[0012]进一步的，所述方法还包括:在人形检测分析模块检测到有违规行人时发出报警声。
[0013]进一步的，所述方法还包括:通过视频传送链路获取第二高清IPC摄像机拍摄的视频图形并在交通路口实时显示。
[0014]进一步的，所述对行人进行捕捉和跟踪处理以及对违规行人进行处理具体包括:提取人形特征判定是否为行人；若否，则获取第二高清IPC摄像机的处理图像；若是，则利用梯度方向直方图和粒子滤波的跟踪算法对行人的行为进行检测；若越过交通路口，则判断该行人为违规行人，并对该行人进行计数；否则，不计数。
[0015]上述任一技术方案中，所述第二高清IPC摄像机拍摄交通路口的图像并对图像进行处理，并将处理图像发给人形检测分析模块具体包括:第二高清IPC摄像机拍摄交通路口的图像；对图像进行缩放、扣取处理，得处理图像；将处理图像发给人形检测分析模块。
[0016]本发明的上述技术方案中，通过对信号灯的颜色识别以及对交通路口行人行为的识别，不仅可以通过视频图像获得交通路口的现状，还能获知违规过马路的行人，监控人员可以通过远程协助，来实现对该路口的控制。这将大大降低了交通路口的人工监控维护的人力成本，另外，由于监测系统的存在，使得行人开始注重交通规则，从而降低了交通事故的发生率。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明第一实施例中交通路口行人行为监测系统的结构示意图。
[0018]图2是本发明第一实施例中人形检测分析模块的结构示意图。
[0019]图3是本发明第二实施例中交通路口行人行为监测系统的结构示意图。
[0020]图4是本发明第三实施例中交通路口行人行为监测方法的方法流程图。
[0021]实施方式
为了使本发明目的、技术方案及优点更加清楚、明白，以下结合附图对此进行说明。
[0022]结合图1和图2本发明提出一实施例。一种交通路口行人行为监测系统，其包括:第一高清IPC摄像机1、视频分析模块2、第二高清IPC摄像机3和人形检测分析模块4。其中:
(I)第一高清IPC摄像机1，用于实时采集信号灯的图像；
所述高清IPC (IP Camera)摄像机是网络视频监控系统的硬件设备之一，可用于视频音频采集、信号处理等。[0023](2)视频分析模块2，用于根据第一高清IPC摄像机I采集的图像判断信号灯5的状态，并将禁行信号发给人形检测分析模块4和第二高清IPC摄像机3 ；
(3)第二高清IPC摄像机3，用于拍摄交通路口的视频图像并对视频图像进行处理，并将处理图像发给人形检测分析模块4 ；
(4)人形检测分析模块4，用于在接收到禁行信号后获取第二高清IPC摄像机3的处理图像，并对行人进行捕捉和跟踪处理以及对违规行人进行处理。
[0024]本发明的上述技术方案中，通过对信号灯5的颜色识别以及对交通路口 6行人行为的识别，不仅可以通过视频图像获得交通路口 6的现状，还能获知违规过马路的行人，监控人员可以通过远程协助，来实现对该路口的控制。这将大大降低了交通路口 6的人工监控维护的人力成本，另外，由于监测系统的存在，使得行人开始注重交通规则，从而降低了交通事故的发生率。
[0025]第一实施例中，所述人形检测分析模块4包括人形检测单元41、违规分析单元42和计数单元43 ；
(I)人形检测单元41，用于提取人形特征判定是否为行人。
[0026]其中，所述人形特征包括但不限于:头部、身体、手、脚等，也即通过分析该检测对象是否有人的头部、身体、手和脚等特征，如果有，则判断为行人，否则判断不为行人。
[0027](2)违规分析单元42，用于通过梯度方向直方图和粒子滤波的跟踪算法对行人的行为进行检测。
[0028]所述跟踪算法的实现方式为:以粒子滤波为跟踪框架，利用小型化的改进梯度方向直方图(HOG)方法实现了小尺度行人检测，并根据其检测结果确定目标，不断修正粒子采样，实现了动态背景下的行人跟踪。本技术方案能够更加准确有效地跟踪动态背景中尺寸变化的行人目标。通过颜色直方图建立观测模型，利用小型化的梯度方向直方图(HOG)检测作为鉴别模块，在不同类型背景的视频条件下，实现对行人目标的跟踪效果。算法利用了颜色直方图对目标形变、部分遮挡、尺度变化不敏感等的优点，同时梯度方向直方图小型化后减少了检测时间，实现采样修正，对动态背景和行人尺度变化等干扰，具有较强的鲁棒性，能对静态及动态背景视频中行人目标实现较好的跟踪。
[0029](3)计数单元43用于对违规行人进行计数。
[0030]配合计算单元43可以实现对违规行人的数量精确计算，这对交通管理部门了解现行行人过马路提供了直观的数据，从而更利于交通管理部门修改或完善交通规则。
[0031]本发明的上述技术方案，可以准确的区分行人和其他动物，从而实现违规行人的计数，这使得交通监管更便利。
[0032]基于第一实施例，本发明提出第二实施例，如图2所示，交通路口行人行为监测系统还可包括报警设备9，用于在人形检测分析模块判断有违规行人时发出报警声音。该技术方案可以提醒违规过马路的行人(尤其是盲人)注意安全，从而可以进一步的降低交通事故。
[0033]本实施例中，所述的系统还可包括监控电视墙8，用于通过视频传送链路获取第二闻清IPC摄像机4拍摄的视频图像并在交通路口实时显不。其中，所述的第二闻清IPC摄像机4通过视频传送链路将视频图像可先发给服务器7，服务器7将需要显示的视频图像显示在监控电视墙8上，由于交通路口的现状可以通过监控电视墙8实时显示，并且控制人员可以根据需要选择播放现行交通路口的违规行人的情况，从而可以使行人在监控电视墙8的监视下自觉遵守交通，进一步的降低了交通事故。
[0034]上述技术方案中，所述第一高清IPC摄像机I位于信号灯5的对面；所述第二高清IPC摄像机3位于交通路口 6的一侧。从而可以拍摄到清晰的信号灯5和交通路口的信息，从而保证了人形检测分析模块获得准确的信息。
[0035]结合图4，本发明提出第三实施例，交通路口行人行为监测方法，包括以下步骤:
S1、第一高清IPC摄像机采集信号灯图像。
[0036]S2、根据第一高清IPC摄像机采集的图像判断信号灯的状态，并将禁行信号发给人形检测分析模块和第二高清IPC摄像机。
[0037]本技术方案，对采集的信号灯图像进行颜色判断，当行人信号灯为禁行颜色时，将禁行信号发给人形检测分析模块，人形检测分析模块准备接收第二高清IPC摄像机拍摄的处理图像；并同时将禁行信号发给第二高清IPC摄像机，第二高清IPC摄像机开始拍摄图像。
[0038]S3、第二高清IPC摄像机拍摄交通路口的视频图像并对视频图像进行处理，并将处理图像发给人形检测分析模块。
[0039]第二高清IPC摄像机含有自动适配设置，根据图像扫描技术，感应到有人体在检测范围，，然后启动图像采集装置对人脸进行拍摄。所述步骤S3具体包括:S31、第二高清IPC摄像机拍摄交通路口的图像；S32、对图像进行缩放、扣取处理，得处理图像；
S33、将处理图像发给人形检测分析模块。
[0040]S4、人形检测分析模块在接收到禁行信号后获取第二高清IPC摄像机的处理图像，并对行人进行捕捉和跟踪处理以及对违规行人进行处理。
[0041]所述步骤S4中，对行人进行捕捉和跟踪处理以及对违规行人进行处理具体包括:提取人形特征判定是否为行人；若否，则获取第二高清IPC摄像机的处理图像；若是，则利用梯度方向直方图和粒子滤波的跟踪算法对行人的行为进行检测；若越过交通路口，则判断该行人为违规行人，并对该行人进行计数；否则，不计数。其中，所述人形特征包括但不限于:头部、身体、手、脚等，也即通过分析该检测对象是否有人的头部、身体、手和脚等特征，如果有，则判断为行人，否则判断不为行人。
[0042]本发明的上述技术方案中，通过对信号灯的颜色识别以及对交通路口行人行为的识别，不仅可以通过视频图像获得交通路口的现状，还能获知违规过马路的行人，监控人员可以通过远程协助，来实现对该路口的控制。这将大大降低了交通路口的人工监控维护的人力成本，另外，由于监测系统的存在，使得行人开始注重交通规则，从而降低了交通事故的发生率。
[0043]进一步的，本实施例的方法还可包括:在人形检测分析模块检测到有违规行人时发出报警声。该技术方案可以提醒违规过马路的行人(尤其是盲人)注意安全，从而可以进一步的降低交通事故。
[0044]所述方法还包括:通过视频传送链路获取第二高清IPC摄像机拍摄的视频图形并在交通路口实时显示。本技术方案中由于可以实时将交通路口的情况显示给行人，从而可以使行人在该监视下自觉遵守交通，进一步的降低了交通事故。
[0045]上述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和修改等，均应包含在本发明保护的范围之内。
【权利要求】
1.一种交通路口行人行为监测系统，其特征在于，包括:第一高清IPC摄像机、视频分析模块、人形检测分析模块和第二高清IPC摄像机； 所述第一高清IPC摄像机，用于实时采集信号灯图像； 所述视频分析模块，用于根据第一高清IPC摄像机采集的图像判断信号灯的状态，并将禁行信号发给人形检测分析模块和第二高清IPC摄像机； 所述第二高清IPC摄像机，用于拍摄交通路口的视频图像并对视频图像进行处理，并将处理图像发给人形检测分析模块； 所述人形检测分析模块，用于在接收到禁行信号后获取第二高清IPC摄像机的处理图像，并对行人进行捕捉和跟踪处理以及对违规行人进行处理。
2.根据权利要求1所述的交通路口行人行为监测系统，其特征在于，所述系统还包括报警设备，用于在人形检测分析模块判断有违规行人时发出报警声音。
3.根据权利要求1所述的交通路口行人行为监测系统，其特征在于，所述系统还包括监控电视墙，用于通过视频传送链路获取第二高清IPC摄像机拍摄的视频图像并在交通路口实时显示。
4.根据权利要求1所述的交通路口行人行为监测系统，其特征在于，所述人形检测分析模块包括人形检测单元、违规分析单元和计数单元； 所述人形检测单元，用于提取人形特征判定是否为行人； 所述违规分析单元，用于通过梯度方向直方图和粒子滤波的跟踪算法对行人的行为进行检测； 所述计数单元用于对违规行人进行计数。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的交通路口行人行为监测系统，其特征在于，所述第一高清IPC摄像机位于信号灯的对面；所述第二高清IPC摄像机位于交通路口的一侧。
6.一种基于权利要求1所述的系统的交通路口行人行为监测方法，其特征在于，包括: 第一高清IPC摄像机采集信号灯图像； 根据第一高清IPC摄像机采集的图像判断信号灯的状态，并将禁行信号发给人形检测分析模块和第二高清IPC摄像机； 第二高清IPC摄像机拍摄交通路口的视频图像并对视频图像进行处理，并将处理图像发给人形检测分析模块； 人形检测分析模块在接收到禁行信号后获取第二高清IPC摄像机的处理图像，并对行人进行捕捉和跟踪处理以及对违规行人进行处理。
7.根据权利要求6所述的交通路口行人行为监测方法，其特征在于，所述方法还包括:在人形检测分析模块检测到有违规行人时发出报警声。
8.根据权利要求6所述的交通路口行人行为监测方法，其特征在于，所述方法还包括:通过视频传送链路获取第二高清IPC摄像机拍摄的视频图形并在交通路口实时显示。
9.根据权要求6所述的交通路口行人行为监测方法，其特征在于，所述对行人进行捕捉和跟踪处理以及对违规行人进行处理具体包括: 提取人形特征判定是否为行人； 若否，则获取第二高清IPC摄像机的处理图像； 若是，则利用梯度方向直方图和粒子滤波的跟踪算法对行人的行为进行检测；若越过交通路口，则判断该行人为违规行人，并对该行人进行计数； 否则，不计数。
10.根据权要求6至9中任一项所述的交通路口行人行为监测方法，其特征在于，所述第二高清IPC摄像机拍摄交通路口的图像并对图像进行处理，并将处理图像发给人形检测分析模块具体包括: 第二高清IPC摄像机拍摄交通路口的图像； 对图像进行缩放、扣取处理，得处理图像； 将处理图像发给人形 检测分析模块。
【文档编号】G08G1/005GK103456168SQ201310363312
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2013年8月20日
【发明者】李璐 申请人:深圳市飞瑞斯科技有限公司