一种用于人流行为识别和人数统计的统计系统以及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于人流行为识别和人数统计的统计系统以及方法，该系统包括数据采集装置、信息处理器以及信息显示交互装置，数据采集装置通过探测单元采集实时监控信息并做底层的图像预处理工作，为信息处理器提供高质量的图像，信息处理器采用模块封装的形式实现人群的分割、特征提取、聚类、人数统计模型的自适应训练以及最后的实时评估，为显示交互装置提供实时的场景人数统计等信息，显示交互装置通过显示控制台显示场景信息以及实时的人数统计信息，根据用户事先设置好的报警提示阈值做相应动作，并在运行过程中向用户提供对系统参数进行调整的交互接口。本发明专利技术具有较高的实时性、鲁棒性及准确性，适用于区域安保系统。

A statistical system and method for human behavior recognition and population statistics

The invention provides a statistical system and a method for human epidemic identification and statistics. The system comprises a data acquisition device, an information processor and an information display interactive device. The data acquisition device collects real-time monitoring information through a detection unit and performs image pre-processing at the bottom for an information processor. For high-quality images, the information processor implements crowd segmentation, feature extraction, clustering, adaptive training and final real-time evaluation in the form of module encapsulation. It provides real-time scene statistics and other information for the display interactive device. The display interactive device displays the scene through the display console. Information and real-time statistics of the number of people, according to the user set the alarm warning threshold to do the corresponding action, and in the course of operation to provide users with the system parameters to adjust the interactive interface. The invention has high real-time performance, robustness and accuracy, and is suitable for the regional security system.

【技术实现步骤摘要】
一种用于人流行为识别和人数统计的统计系统以及方法
本专利技术涉及高密度人流状况和统计方法，具体涉及一种用于人流行为识别和人数统计的统计系统以及方法，属于计算机视觉、图像处理，人工智能视频分析
，增强了复杂背景下目标探测的能力，适用于区域安保系统，特别适用于对人流中入侵、徘徊等行为识别，对关注人物的行为进行探测、跟踪和制止。
技术介绍
高密度情况下的人流统计和人流状况分析(人群计数以及人群状态分析)有其重要的社会意义和应用价值。利用区域内的人流统计和人流状况信息：管理人员可以合理调度人力和物力，优化资源的配置；对一系列社会治安问题能起到很好的预警作用。鉴于人群人数统计在智能视频监控和人群行为分析领域的重要意义，该问题引起国、内外众多方面的研究，提出多种方法。近年来，计算机视觉领域的著名期刊都有大量有关高密度人群计数以及以此为基础的人群行为智能分析相关的文章和讨论。特别是国际高级视频和录像监控论坛AVSS每年都会有专门针对人群分析的专题会议。在我国，对基于计算机视觉的人群分析相关专题也多有讨论。取得较好的效果，并在重要区域安保系统中得到应用。但由于复杂背景和目标的分离问题很难解决，算法较复杂，误报率较高，人流计数和统计项目的应用场景基本局限在区域的进出口。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种用于人流行为识别和人数统计的统计系统以及方法。本专利技术是根据以下技术方案实现的：一种用于人流行为识别和人数统计的统计系统，该系统是基于人体头部特征和红外特征的，其特征在于，包括数据采集装置、信息处理器以及信息显示交互装置，所述数据采集装置通过探测单元采集实时监控图像信息并通过图像预处理单元完成图像的预处理，向上层为信息处理器提供预处理后的图像，所述信息处理器采用模块封装的形式实现人群的分割、特征提取、聚类、人数统计模型的自适应训练以及最后的实时评估，向上为显示交互装置提供实时的场景人数统计信息，所述显示交互装置通过显示控制台显示场景信息以及实时的人数统计信息，同时根据用户事先设置好的报警提示阈值做相应动作，并在运行过程中向用户提供对系统参数进行调整的交互接口。上述技术方案中，所述探测单元包括视频监测设备和红外光电监测设备，所述红外光电监测设备采用敏感波长为8-14μm的红外探测器，所述视频监测设备选用具有弱光高清探测的设备，与所述与红外光电监测器配合进行日夜探测。上述技术方案中，所述信息处理器包括人群特征处理模块、自适应聚类模块、实时预测模块。一种用于人流行为识别和人数统计的统计方法，利用权利要求1-3任一项所述的统计系统实现的，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：基于人体红外特征的红外、可见光视频图像中的人体目标检测，采用高亮像素检测、边缘检测以及视差三者结合的方法获取目标区域；步骤S2：利用红外热量成像，通过对红外灰度图像的灰度分布进行分析；步骤S3：将图像中灰度值有阶跃变化或状变化的像素提取出来，然后将细化的连续边缘像素点组装成为一个轮廓，进行目标边缘提取；步骤S4：根据头部的特征建立人头的参数模板，并采用该模板对目标进行匹配；步骤S5：根据目标的轮廓和视差信息建立多特征人头模型。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术具有较高的实时性、鲁棒性及准确性，方法增强了复杂背景下目标探测的能力，适用于区域安保系统，特别适用于对人流中入侵、徘徊等行为识别，对关注人物的行为进行探测、跟踪和制止。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术的系统架构图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。图1为本专利技术的系统架构图，如图1所示，一种用于人流行为识别和人数统计的统计系统，该系统是基于人体头部特征和红外特征的，其特征在于，包括数据采集装置、信息处理器以及信息显示交互装置，所述数据采集装置通过探测单元采集实时监控图像信息并通过图像预处理单元完成图像的预处理，向上层为信息处理器提供预处理后的图像，所述信息处理器采用模块封装的形式实现人群的分割、特征提取、聚类、人数统计模型的自适应训练以及最后的实时评估，向上为显示交互装置提供实时的场景人数统计信息，所述显示交互装置通过显示控制台显示场景信息以及实时的人数统计信息，同时根据用户事先设置好的报警提示阈值做相应动作，并在运行过程中向用户提供对系统参数进行调整的交互接口。在本专利技术的具体实施例中，所述探测单元包括视频监测设备和红外光电监测设备，所述红外光电监测设备采用敏感波长为8-14μm的红外探测器，所述视频监测设备选用具有弱光高清探测的设备，与所述与红外光电监测器配合进行日夜探测。所述信息处理器包括人群特征处理模块、自适应聚类模块、实时预测模块。而这些模块是本领域所公知的，在此就不做详细描述。本专利技术提出的一种基于人体头部特征和红外特征的高密度人流状况的统计方法，利用上述的统计系统实现，包括如下步骤：一种用于人流行为识别和人数统计的统计方法，利用权利要求1-3任一项所述的统计系统实现的，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：基于人体红外特征的红外、可见光视频图像中的人体目标检测，采用高亮像素检测、边缘检测以及视差三者结合的方法获取目标区域；步骤S2：利用红外热量成像，通过对红外灰度图像的灰度分布进行分析；步骤S3：将图像中灰度值有阶跃变化或状变化的像素提取出来，然后将细化的连续边缘像素点组装成为一个轮廓，进行目标边缘提取；步骤S4：根据头部的特征建立人头的参数模板，并采用该模板对目标进行匹配，达到快速实时；步骤S5：根据目标的轮廓和视差信息建立多特征人头模型，降低了采用单一特征模型导致的匹配误差，具有较高的实时性、鲁棒性及准确性。实施例1基于人体红外特征的红外、可见光视频图像中的人体目标检测方法。可见光图像的方法很难解决复杂背景和目标的分离问题，红外视频图像利用热量成像，相比可见光视频图像，不易受到光线的影响，因此，红外视频图像中的背景比较简单。红外辐射与热能的传递有关，人体作为一个辐射源，和其他物体一样遵守红外辐射定律。但是，人体作为一个有生命的高等恒温生物体具有生命活动的基本特征。人体红外辐射与机体的能量代谢、体热平衡、体温调节及组织结构有着密切的内在联系，有其特定的生理机制和结构基础，正常人体的辐射本领与绝对温度310oK的黑体相似。不论肤色，比辐射率约为0.99，说明人体具有很高的辐射本领。黑体的峰值辐射波长与黑体绝对温度成反比，即λmT＝C(λm表示黑体的峰值波长，T是黑体的绝对温度，c是一个常数，等于2897.8μm.K)。也就是说，物体的热辐射是波长和温度的函数，温度越高，辐射能量越大，峰值波长则向短波方向移动。根据这一定律，只要知道物体的绝对温度，就能计算出它的峰值辐射波长，正常人体为37℃，也就是310oK(K表示绝对温标，它和摄氏差273.15度)，按公式计算，人体峰值辐射波长λm＝9.348μm。由于人眼只能对0.4～0.7μm的可见光波段敏感，而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于人流行为识别和人数统计的统计系统，该系统是基于人体头部特征和红外特征的，其特征在于，包括数据采集装置、信息处理器以及信息显示交互装置，所述数据采集装置通过探测单元采集实时监控图像信息并通过图像预处理单元完成图像的预处理，向上层为信息处理器提供预处理后的图像，所述信息处理器采用模块封装的形式实现人群的分割、特征提取、聚类、人数统计模型的自适应训练以及最后的实时评估，向上为显示交互装置提供实时的场景人数统计信息，所述显示交互装置通过显示控制台显示场景信息以及实时的人数统计信息，同时根据用户事先设置好的报警提示阈值做相应动作，并在运行过程中向用户提供对系统参数进行调整的交互接口。

【技术特征摘要】
1.一种用于人流行为识别和人数统计的统计系统，该系统是基于人体头部特征和红外特征的，其特征在于，包括数据采集装置、信息处理器以及信息显示交互装置，所述数据采集装置通过探测单元采集实时监控图像信息并通过图像预处理单元完成图像的预处理，向上层为信息处理器提供预处理后的图像，所述信息处理器采用模块封装的形式实现人群的分割、特征提取、聚类、人数统计模型的自适应训练以及最后的实时评估，向上为显示交互装置提供实时的场景人数统计信息，所述显示交互装置通过显示控制台显示场景信息以及实时的人数统计信息，同时根据用户事先设置好的报警提示阈值做相应动作，并在运行过程中向用户提供对系统参数进行调整的交互接口。2.根据权利要求1所述的一种人流行为识别和人数统计的统计系统，其特征在于，所述探测单元包括视频监测设备和红外光电监测设备，所述红外光电监测设备采用敏感波长为8-14μm的红外探测器，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：林德银，
申请(专利权)人：上海鹰觉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31