基于视频信号分析的对象计数方法与装置制造方法及图纸

一种基于视频信号分析的对象计数方法与装置，基于视频信号分析的对象计数方法可接取视频信号来源以取得待处理的一个或多个画面的数据。参照此一个或多个输入画面，设定多个参数、计算一参考点、及计算一取样对照表。于每一输入画面上，根据此多个参数、此参考点、及此取样对照表，撷取出一取样影像以得到该取样影像上的异动像素信息，并计算多条管线上的异动量以判定此多条管线上的异动状态。并且根据一设定的参考对象的信息、及此多条管线上的异动状态，统计各管线的方向性并依触发管线的数量推算出对象数量。发明专利技术还提供一种基于视频信号分析的对象计数装置，包含一对象计数模块以及一计算机可读取媒体。

【技术实现步骤摘要】
基于视频信号分析的对象计数方法与装置
本专利技术涉及一种基于视频信号分析的对象计数(objectcounting)方法与装置。
技术介绍
对象计数是通过特定装置，计算进出一区域或跨越一计数线的对象数量。其应用范围广泛，例如在大楼、道路、商场或大众运输系统等环境，可通过对象计数即时掌握进出特定区域的人数或车辆数，作为进出建筑物的人数控制、道路上的车流量控制或衡量公共设施的使用率等。常见的对象计数方法有闸门计数器、红外线感应器、视频信号分析方法。闸门计数器的技术是当对象通过闸门时，推动旋转栏杆来驱动计数器；此技术可精确计算对象通过的数量，当对象通过闸门时，要降低速度。红外线感应器的技术是在出入口的侧向架设红外线感应器，利用对象通过时遮断红外线的特性来估计对象数量；当对象并排进出时，对象彼此遮蔽的情况会使对象计数产生误差。视频信号分析的技术是利用摄影机拍摄计数区域，并运用对象检测(objectdetection)及对象追踪(objecttracking)方法标示出对象所在的座标，以判断其轨迹(trajectory)是否进出一区域或跨越一计数线；在对象检测时，对象计数容易受光源的影响，并且在多对象追踪时，对象遮蔽或合并分离等情况也容易产生误判。基于视频信号分析的相关技术通常先将摄影装置架设在场景正上方俯视取像，然后使用各种不同的影像辨识与处理技术来达成对象计数。使用面积估测法的技术是先检测出画面中异动像素，并标记出对象所在区域，再搭配对象追踪而得知对象触发一跨线事件时，再统计该对象所占面积来估测出对象数量。例如，相关文献中的一技术是对画面中对象进行追踪，当一对象进入一计数区域后，搭配对象位移像素在影像中X、Y方向的投影量来估测对象计数。相关文献中的另一技术如图1所示，将一待测影像110利用影像前处理(imagepreprocessing)与特征撷取(featureextraction)切割成有多个网格(grid)的影像120后，辅以多种机器学习方法来分析对象数量与网格的关联性，待对象跨线时，如标号130所示，依网格的异动信息来判定是否有任一对象在影像120中，来估测出对象数量。相关文献中的另一技术于对象跨线时，以一演算法将对象切割为近似面积的多个区域，来估测出跨线的对象数量。使用模板比对(templatematching)法的相关技术先定义对象模板，以模板比对方式叠合出对象所在区域，并追踪对象的移动轨迹来判定方向及跨线事件是否发生，以达成对象计数。相关文献中的一技术利用影像边缘信息建立局部行人模板，当有人员进入场景时，利用相似度比对的方式确认是否为行人并计算其数量。相关文献中的另一技术则利用头部形状(圆、椭圆)与颜色信息，进行对象检测与追踪。相关文献中的技术有的是以多边形模板逼近画面中前景物区域，有的使用凸(convex)多边形模板逼近画面中对象区块。为避免对象计数的准确性受到异动区域外形的影响，有些相关文献中的技术以事先训练的对象检测分类器自影像中检测出包含特定对象的部位，例如撷取肤色区域、头部区域、或人脸区域等，并辅以对象追踪及相似度比对，判定是否有触发跨线事件并统计对象数量。使用光流法的相关技术是以对象移动时产生的特征点，使用大量的运算来算出两帧影像的移动向量，再通过移动向量包含的速度与方向信息来统计对象数量。例如一篇相关文献中的技术以光流峰值来判定行人经过的数量，如图2中箭头210、220、230所指之处，有三处光流峰值，并判定有三个行人经过。为了有效解决行人间彼此遮蔽的问题，有些相关文献中的技术是使用多支摄影机以不同角度取像的方式，并利用摄影位置的几何关系来计算行人之间的对应关系，进而推估行人跨线的方向与数量；有些相关文献中的技术则使用双摄影机取得影像深度(depth)信息，来判断通过的人数。也有市售产品使用热影像作为取像来源，来提升对象检测及追踪的准确度。在对象计数的应用技术中，如何能够不需使用特定的对象模板、不需明确检测画面中的独立对象、以及不需复杂的对象标记与追踪程序，而能在多对象并排或对向跨线的场景中，也可以正常地进行对象计数，且能达到高准确度，是非常值得研究与发展的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无需特定的对象模板、无需明确检测画面中的独立对象、无需复杂的对象标记与追踪程序的基于视频信号分析的对象计数方法与装置。本专利技术所揭露的一实施例是关于一种基于视频信号分析的对象计数方法，此方法包含：接取视频信号来源以取得待处理的一个或多个画面的数据，参照此一个或多个输入画面，设定多个参数、计算一参考点、及计算一取样对照表；于每一输入画面上，根据此多个参数、此参考点、及此取样对照表，撷取出一取样影像以得到该取样影像上的异动像素信息，并计算多条管线上的异动量以判定此多条管线上的对象状态；以及根据一参考对象的信息、及此多条管线上的对象状态，进行此参考对象的对象计数以得出一对象数。本专利技术所揭露的一实施例是关于一种基于视频信号分析的对象计数装置，此装置包含一对象计数模块(objectcountingmodule)、以及一计算机可读取媒体(computer-readablemedium)。此对象计数模块在一个或多个计算机系统的控制下来执行：参照此一个或多个输入画面，设定多个参数、计算一参考点、及计算一取样对照表；于每一输入画面上，根据此多个参数、此参考点、及此取样对照表，撷取出一取样影像以得到该取样影像上的异动像素信息，并计算多条管线上的异动量以判定此多条管线上的对象状态；以及根据一参考对象的信息、及此多条管线上的对象状态，进行此参考对象的对象计数以得出一对象数。此计算机可读取媒体用来储存所述计算的结果。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1是一示意图，说明使用面积估测法来估测对象计数的技术；图2是一示意图，说明使用光流法来来估测对象计数的技术；图3A是根据本专利技术的一实施例，说明一基于视频信号分析的对象计数方法的一示意图；图3B是根据本专利技术的一实施例，说明图3A的对象计数方法的运作；图4是根据本专利技术一实施例，基于视频信号分析的对象计数装置的一方框示意图；图5是根据本专利技术一实施例，说明对象计数的一室内应用场景的一示意图；图6是根据本专利技术一实施例，说明一俯视计数画面以及在此画面上进行参数设定；图7是根据本专利技术一实施例，说明另一侧视计数画面以及在此画面上进行参数设定；图8A、图8B、及图8C是根据本专利技术一实施例，说明取样点计算的一示意图；图9是根据本专利技术一实施例，一23×16取样影像的位移检测结果的范例；图10是以图9为例，算出各管线的异动像素总量以及闸门线的上下区域异动像素的差异量；图11是根据本专利技术一实施例，判定在时间点t时，管线i的对象状态的流程图；图12A与图12B是根据本专利技术一实施例，搭配总量临界值及差异量临界值，来标示符合临界值条件的管线；图13是根据本专利技术一实施例，对未定状态的管线进行修补的一流程图；图14是以图12B算出的Di(t)的范例来修补管线的对象状态后的结果；图15是根据本专利技术一实施例，对静止状态的管线进行修补的一流程图；图16是以图15的范例经过静止管线修补后的结果；图17是根据本专利技术一实施例，于时间点t、t+1、t+2、t+3、t+本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于视频信号分析的对象计数方法，其特征在于，该方法包含：接取视频信号来源以取得待处理的一个或多个输入画面，参照该一个或多个输入画面，设定多个参数、计算一参考点、及计算一取样对照表；以及于该每一输入画面上，根据该多个参数、该参考点、及该取样对照表，撷取出一取样影像以得到该取样影像上的异动像素信息，并计算多条管线上的异动量以判定该多条管线上的对象状态；以及根据一参考对象的信息、及该多条管线上的对象状态，进行该参考对象的对象计数以得出一对象数。

【技术特征摘要】
2011.12.08 TW 1001453631.一种基于视频信号分析的对象计数方法，其特征在于，该方法包含：撷取视频信号来源以取得待处理的一个或多个输入画面，参照该一个或多个输入画面，设定多个参数、计算一参考点、及计算一取样对照表；以及于每一输入画面上，根据该多个参数、该参考点、及该取样对照表，撷取出一取样影像以得到该取样影像上的异动像素信息，并计算多条管线上的异动量以判定该多条管线上的对象状态；以及根据一参考对象的信息、及该多条管线上的对象状态，进行该参考对象的对象计数以得出一对象数；其中，所述参考点，是画面上两条路径参考线的交点，用来作为取样点计算的参考；所述取样对照表，设定多个参数至少包含设定一闸门线、参考对象信息、及一个或多条路径参考线，于该闸门线上，定义平行于对象行进方向的该多条管线，并且每一管线是由多个取样点构成，该多条管线的取样点的集合建构成该取样对照表；所述异动像素信息，先建构出一张不含对象的背景影像，再比较一输入影像与此背景影像中各像素的差异值，当差异值大于临界值时，则判断为异动像素；所述参考对象信息，取近似一待测对象大小的区域作为一参考对象，此参考对象的信息包含对象宽度与对象深度信息；所述计算多条管线上的异动量包含：计算在该多条管线的每一条管线上的异动像素总量以及该闸门线的上、下方区域异动像素的差异量。2.根据权利要求1所述的基于视频信号分析的对象计数方法，其特征在于，该视频信号来源来自一个或多个视频信号装置、一个或多个影音文件、及一个或多个网络串流的前述三者的其中任一组合。3.根据权利要求1所述的基于视频信号分析的对象计数方法，其特征在于，该方法利用一异动像素的总量临界值Tmotion及一差异量临界值Tdiff，来判定在一时间点时每一管线上的对象状态，并且一管线上的对象状态分为静止状态、对象于闸门线上方状态、对象于闸门线下方状态、以及未定状态。4.根据权利要求3所述的基于视频信号分析的对象计数方法，其特征在于，该方法还包含对未定状态的管线进行修补，其中在一时间点t，当一管线上的对象状态为未定时，以该管线为中心，由近而远逐次搜寻对象状态为对象于闸门线上方状态或对象于闸门线下方状态的管线，一旦搜寻到，则该未定状态的管线的对象状态被替换为被搜寻到的管线的对象状态，对于在该时间点t没有完成修补的未定状态的管线，则参照其前一时间点t-1的管线状态进行修补。5.根据权利要求4所述的基于视频信号分析的对象计数方法，其特征在于，该方法还包含对静止状态的管线进行修补，其中在一时间点t，当一管线上的对象状态为静止时，如果最靠近该静止状态的管线的两条管线的对象状态都是对象于闸门线上方状态或者都是对象于闸门线下方状态，则将该静止状态的管线的对象状态修改为最靠近的该两条管线的对象状态。6.根据权利要求5所述的基于视频信号分析的对象计数方法，其特征在于，该方法进行该参考对象的对象计数还包含：根据修补后的该多条管线上的对象状态，于多个时间点的每一时间点，算出该多条管线的每一管线上的状态变化值，以统计出一个或多段具有相同变化...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国征，蔡洛纬，洪邦展，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：