一種人數及人群運動方向的計算方法及裝置製造方法
2023-10-30 10:13:47
一種人數及人群運動方向的計算方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種人數及人群運動方向的計算方法，包括：提取當前幀圖像的特徵點，將當前幀圖像的特徵點與選取的歷史幀圖像對比，得到當前幀圖像的運動特徵點；根據所在位置的修正係數，對當前幀圖像的運動特徵點按方向加權計數，得到人群運動方向；從當前幀圖像的前景圖像中提取行人圖像的邊緣點；根據所在位置的修正係數，對行人圖像的邊緣點與當前幀圖像的運動特徵點聯合加權計數，得到行人數量。本發明還公開了一種人數及人群運動方向的計算裝置，採用本發明能提高計算結果的準確率。
【專利說明】一種人數及人群運動方向的計算方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及智能視頻監控技術，尤其涉及一種人數及人群運動方向的計算方法及
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術】
[0002]隨著經濟社會的發展，人們社會活動的不斷增加，尤其是我國城鎮化進程的推進，城市人口密度越來越大。因此，人群密度估計有著廣泛的應用前景和研究價值。
[0003]目前，人群密度估計的方法為利用智能視頻監控設備採集一段時間的圖像，對採集的圖像進行分析得到多個圖像特徵，使用得到的圖像特徵建立回歸模型；智能視頻監控設備實時進行監控時，對當前幀圖像進行分析得到當前幀圖像的個特徵作為輸入，使用回歸模型計算得到人數，再利用人數計算出人群密度。
[0004]但是，上述人群密度估計的方法中，建立回歸模型時、以及計算人數時，提取的圖像特徵較多，這樣會提高計算的複雜度並影響計算速度；並且，由於進行智能視頻監控時，沒有考慮監控設備的架設位置受到的角度影響，所以直接使用提取的圖像特徵進行分析時，建立的回歸模型不夠準確，進而導致使用回歸模型計算人數也不準確。
[0005]可見，現有技術中對人群密度進行估計的方法，計算速度較低，並且計算結果不準確。
【發明內容】
[0006]有鑑於此，本發明的目的在於提供一種人數及人群運動方向的計算方法及裝置，能提高計算速度及計算結果準確度。
[0007]為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的:
[0008]本發明提供了一種人數及人群運動方向的計算方法，該方法包括:
[0009]提取當前幀圖像的特徵點，將當前幀圖像的特徵點與選取的歷史幀圖像對比，得到當前幀圖像的運動特徵點；
[0010]對當前幀圖像的運動特徵點按方向加權計數，得到人群運動方向；
[0011]從當前幀圖像的前景圖像中提取行人圖像的邊緣點，根據所在位置的修正係數，對行人圖像的邊緣點與當前幀圖像的運動特徵點聯合加權計數，得到行人數量。
[0012]上述方案中，所述將當前幀圖像的特徵點與選取的歷史幀圖像對比，得到當前幀圖像的運動特徵點，包括:
[0013]逐個提取當前幀圖像的特徵點，在特徵點的周圍選取模板圖像；從選取的歷史幀圖像中，在當前幀圖像的特徵點對應位置周圍選取搜索圖像；
[0014]利用模板圖像，在搜索圖像內匹配搜索，根據特徵點與匹配點的位置關係進行判決，當距離大於設定的閾值時，判定當前幀圖像的特徵點為運動特徵點；直至得到當前幀圖像中的所有運動特徵點及其運動方向。
[0015]上述方案中，所述根據所在位置的修正係數，對當前幀圖像的運動特徵點按方向加權計數，得到人群運動方向，包括:
[0016]根據各運動特徵點的位置，逐個查找對應的修正係數作為該點的權值；將當前幀所有運動特徵點的權值按方向累加，得到當前幀運動直方圖，並更新至運動直方圖歷史記錄;
[0017]根據運動直方圖歷史記錄分別統計各方向的運動特徵點總數，計算各方向運動特徵點總數佔運動特徵點總數的比值，得到歷史運動直方圖；對歷史運動直方圖進行二值化，得到當前巾貞運動方向記錄，並更新至運動方向歷史記錄；根據運動方向歷史記錄，得到各方向最終運動特徵點計數，將所述運動特徵計數值超過預置的運動閾值的方向作為人群運動方向。
[0018]上述方案中，所述根據所在位置的修正係數，對行人圖像的邊緣點與當前幀圖像的運動特徵點聯合加權計數，得到行人數量，包括:根據行人圖像的邊緣點與當前幀圖像的運動特徵點所在位置，逐個查找預置的該點的修正係數，將所有行人圖像的邊緣點與當前幀圖像的運動特徵點對應的修正係數加權累加所得數值作為行人數量。
[0019]本發明還提供了一種人數及運動方向的計算裝置，該裝置包括:圖像獲取模塊、運動方向計算模塊和人數計算模塊；其中，
[0020]圖像獲取模塊，用於為運動方向計算模塊以及人數計算模塊提供當前幀圖像；
[0021]運動方向計算模塊，用於提取當前幀圖像的特徵點，將當前幀圖像的特徵點與選取的歷史幀圖像對比，得到當前幀圖像的運動特徵點，對當前幀圖像的運動特徵點按方向加權計數，得到人群運動方向；
[0022]人數計算模塊，用於從當前幀圖像的前景圖像中提取行人圖像的邊緣點，根據所在位置的修正係數，對行人圖像的邊緣點與當前幀圖像的運動特徵點聯合加權計數，得到行人數量。
[0023]上述方案中，所述運動方向計算模塊，具體用於逐個提取當前幀圖像的特徵點，在特徵點的周圍選取模板圖像；從選取的歷史幀圖像中，在當前幀圖像的特徵點對應位置周圍選取搜索圖像；利用模板圖像，在搜索圖像內匹配搜索，根據特徵點與匹配點的位置關係進行判決，當距離大於設定的閾值時，判定當前幀圖像的特徵點為運動特徵點；直至得到當前幀圖像中的所有運動特徵點及其運動方向。
[0024]上述方案中，所述運動方向計算模塊，具體用於根據各運動特徵點的位置，逐個查找對應的修正係數作為該點的權值；將當前幀所有運動特徵點的權值按方向累加，得到當前幀運動直方圖，並更新至運動直方圖歷史記錄；根據運動直方圖歷史記錄分別統計各方向的運動特徵點總數，計算各方向運動特徵點總數佔運動特徵點總數的比值，得到歷史運動直方圖；根據一定閾值，對歷史運動直方圖進行二值化，得到當前幀運動方向記錄，並更新至運動方向歷史記錄；根據運動方向歷史記錄，得到各方向最終運動特徵點計數，將所述運動特徵計數值超過預置的運動閾值的方向作為人群運動方向。
[0025]上述方案中，所述人數計算模塊，具體用於根據行人圖像的邊緣點與當前幀圖像的運動特徵點所在位置，逐個查找預置的該點的修正係數，將所有行人圖像的邊緣點與當前幀圖像的運動特徵點對應的修正係數加權累加所得數值作為行人數量。
[0026]本發明所提供的人數及人群運動方向的計算方法及裝置，能通過對當前幀圖像的運動特徵點加權計數得到人群運動方向；以及從當前幀圖像的前景圖像中提取行人圖像的邊緣點，根據所在位置的修正係數，對行人圖像的邊緣點與當前幀圖像的運動特徵點聯合加權計數得到行人數量。這樣，與現有技術相比，使用更少的圖像特徵就能得到人群運動方向和行人數量，使計算速度提高；並且在計算過程中使用修正係數進行加權計數，這樣就能在計算中對監控設備的不同拍攝角度以及距離遠近進行補償，從而使最終結果更加準確。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為本發明的人數及人群運動方向的計算方法流程示意圖；
[0028]圖2為本發明的人數及人群運動方向的計算裝置組成結構示意圖。
【具體實施方式】
[0029]本發明的基本思想是:提取當前幀圖像的特徵點，將當前幀圖像的特徵點與選取的歷史幀圖像對比，得到當前幀圖像的運動特徵點；對當前幀圖像的運動特徵點按方向加權計數，得到人群運動方向；從當前幀圖像的前景圖像中提取行人圖像的邊緣點，根據所在位置的修正係數，對行人圖像的邊緣點與當前幀圖像的運動特徵點聯合加權計數，得到行人數量。
[0030]下面結合附圖及具體實施例對本發明再作進一步的詳細說明。
[0031]本發明提出人數及人群運動方向的計算方法，如圖1所示，包括以下步驟:
[0032]步驟101:提取當前幀圖像的特徵點，將當前幀圖像的特徵點與選取的歷史幀圖像對比，得到當前幀圖像的運動特徵點。
[0033]這裡，所述提取當前幀圖像為按照現有技術，設置檢測區，提取檢測區圖像作為當前幀圖像；
[0034]所述提取當前幀圖像的特徵點的方法為現有技術，可以使用SURF算法，參數設置採用默認設置，圖像特徵點的數量根據實際情況設定，具體計算方法這裡不做贅述；
[0035]所述將當前幀圖像的特徵點與選取的歷史幀圖像對比，得到當前幀圖像的運動特徵點包括:逐個提取當前幀圖像的特徵點，在提取的特徵點周圍選取大小為NXM的圖像作為模板圖像T ;從選取的歷史幀圖像中，在當前幀圖像的特徵點對應位置周圍選取大小為WXH的圖像作為搜索圖像S ;利用模板圖像T在搜索圖像S內進行匹配搜索，根據特徵點與匹配點的位置關係進行判決，當距離大於設定的閾值時，判定當前幀圖像的特徵點為運動特徵點；依此類推，得到當前幀圖像中的所有運動特徵點及其運動方向。其中，所述設定的閾值為:根據實際需要設置，這裡不做贅述。
[0036]所述選取的歷史幀圖像為:根據實際設置選取的當前幀之前的某一幀圖像，比如，可以設置為選取當前幀之前五幀的圖像，或者，設置為選取當前幀之前十幀的圖像；所述搜索圖像S比模板圖像T大，即W大於N、且H大於M ;
[0037]所述利用模板圖像T在搜索圖像S內進行匹配搜索，根據特徵點與匹配點的位置關係進行判決，可以為:在搜索圖像S內、依照指定順序，依次選出和模板圖像T等大的局部圖像，計算所述局部圖像與模板圖像T的絕對誤差和，當所述絕對誤差和小於預置的匹配閾值時，將所述局部圖像的中心點作為搜索圖像S的匹配點；
[0038]計算匹配點與特徵點的相對位移，判斷所述相對位置是否小於預置的運動閾值，若是，則判定對應的特徵點為運動特徵點，否則，判定該特徵點為非運動特徵點。[0039]其中，所述匹配閾值及運動閾值均為根據實際情況預置的數值；所述計算所述局部圖像與模板圖像T的絕對誤差和為使用公式:即，
【權利要求】
1.一種人數及人群運動方向的計算方法，其特徵在於，該方法包括: 提取當前幀圖像的特徵點，將當前幀圖像的特徵點與選取的歷史幀圖像對比，得到當前幀圖像的運動特徵點； 對當前幀圖像的運動特徵點按方向加權計數，得到人群運動方向； 從當前幀圖像的前景圖像中提取行人圖像的邊緣點，根據所在位置的修正係數，對行人圖像的邊緣點與當前幀圖像的運動特徵點聯合加權計數，得到行人數量。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述將當前幀圖像的特徵點與選取的歷史幀圖像對比，得到當前幀圖像的運動特徵點，包括: 逐個提取當前幀圖像的特徵點，在特徵點的周圍選取模板圖像；從選取的歷史幀圖像中，在當前幀圖像的特徵點對應位置周圍選取搜索圖像； 利用模板圖像，在搜索圖像內匹配搜索，根據特徵點與匹配點的位置關係進行判決，當距離大於設定的閾值時，判定當前幀圖像的特徵點為運動特徵點；直至得到當前幀圖像中的所有運動特徵點及其運動方向。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述根據所在位置的修正係數，對當前幀圖像的運動特徵點按方向加權計數，得到人群運動方向，包括: 根據各運動特徵點的位置，逐個查找對應的修正係數作為該點的權值；將當前幀所有運動特徵點的權值按方向累加，得到當前幀運動直方圖，並更新至運動直方圖歷史記錄； 根據運動直方圖歷史記錄分別統計各方向的運動特徵點總數，計算各方向運動特徵點總數佔運動特徵點總數的比值，得到歷史運動直方圖；對歷史運動直方圖進行二值化，得到當前幀運動方向記錄，並更新至運動方向歷史記錄；根據運動方向歷史記錄，得到各方向最終運動特徵點計數，將所·述運動特徵計數值超過預置的運動閾值的方向作為人群運動方向。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述根據所在位置的修正係數，對行人圖像的邊緣點與當前幀圖像的運動特徵點聯合加權計數，得到行人數量，包括:根據行人圖像的邊緣點與當前幀圖像的運動特徵點所在位置，逐個查找預置的該點的修正係數，將所有行人圖像的邊緣點與當前幀圖像的運動特徵點對應的修正係數加權累加所得數值作為行人數量。
5.一種人數及運動方向的計算裝置，其特徵在於，該裝置包括:圖像獲取模塊、運動方向計算模塊和人數計算模塊；其中， 圖像獲取模塊，用於為運動方向計算模塊以及人數計算模塊提供當前幀圖像； 運動方向計算模塊，用於提取當前幀圖像的特徵點，將當前幀圖像的特徵點與選取的歷史幀圖像對比，得到當前幀圖像的運動特徵點，對當前幀圖像的運動特徵點按方向加權計數，得到人群運動方向； 人數計算模塊，用於從當前幀圖像的前景圖像中提取行人圖像的邊緣點，根據所在位置的修正係數，對行人圖像的邊緣點與當前幀圖像的運動特徵點聯合加權計數，得到行人數量。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特徵在於， 所述運動方向計算模塊，具體用於逐個提取當前幀圖像的特徵點，在特徵點的周圍選取模板圖像；從選取的歷史幀圖像中，在當前幀圖像的特徵點對應位置周圍選取搜索圖像；利用模板圖像，在搜索圖像內匹配搜索，根據特徵點與匹配點的位置關係進行判決，當距離大於設定的閾值時，判定當前幀圖像的特徵點為運動特徵點；直至得到當前幀圖像中的所有運動特徵點及其運動方向。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於， 所述運動方向計算模塊，具體用於根據各運動特徵點的位置，逐個查找對應的修正係數作為該點的權值；將當前幀所有運動特徵點的權值按方向累加，得到當前幀運動直方圖，並更新至運動直方圖歷史記錄；根據運動直方圖歷史記錄分別統計各方向的運動特徵點總數，計算各方向運動特徵點總數佔運動特徵點總數的比值，得到歷史運動直方圖；根據一定閾值，對歷史運動直方圖進行二值化，得到當前幀運動方向記錄，並更新至運動方向歷史記錄；根據運動方向歷史記錄，得到各方向最終運動特徵點計數，將所述運動特徵計數值超過預置的運動閾值的方向作為人群運動方向。
8.根據權利要求5所述的裝置，其特徵在於，所述人數計算模塊，具體用於根據行人圖像的邊緣點與當前幀圖像的運動特徵點所在位置，逐個查找預置的該點的修正係數，將所有行人圖像的邊緣點與當前幀圖像的運動特徵點對應的修正係數加權累加所得數值作為行人 數量。
【文檔編號】G06T7/20GK103854292SQ201210495159
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年11月28日 優先權日:2012年11月28日
【發明者】董振江, 羅聖美, 劉鋒 申請人:中興通訊股份有限公司