專利名稱：基于機器視覺的客流統(tǒng)計方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機視覺和圖像處理技術(shù)領(lǐng)哉，特別是一種基于機器視覺進(jìn)行客流統(tǒng)計的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代信息高速發(fā)展的社會，不同的行業(yè)都有統(tǒng)計人數(shù)的需求，例如在大型商業(yè)系統(tǒng)的運營決策和綜合管理中，準(zhǔn)確及時的顧客數(shù)據(jù)，對穩(wěn)場、旺場起到非常重要的作用； 在園林管理系統(tǒng)中，游客數(shù)據(jù)可以為旅游管理提供重要的參考；在公安系統(tǒng)中，可以及時通知人流量的異常，從而減少安全隱患等等。目前所采用的人數(shù)統(tǒng)計主要有以下幾種方式人工統(tǒng)計、紅外對射統(tǒng)計、視頻背景建模統(tǒng)計。這些統(tǒng)計方式存在有以下問題人工統(tǒng)計準(zhǔn)確率最高，不過因為過大的人工成本使得大部分情況下只能做短時間的抽樣，其缺點顯而易見。紅外對射統(tǒng)計相當(dāng)于用紅外對射裝置做一根無形的線，人闖過則報數(shù)，這種方法只能用于很小的人流，只要人有并排走的行為，則系統(tǒng)無法計算，難于勝任多人并排進(jìn)入、 人員雙向流動、對列魚貫而入等情況下的統(tǒng)計。視頻背景建模方式使用視頻分析做人數(shù)統(tǒng)計，通過背景對比來檢測移動的物體， 它利用畫面幀間的差異來建立背景模型，過濾出前景物體并確定物體的運動路線。但應(yīng)用該技術(shù)有一個重要的前提要求場景空曠、開闊，如邊防線等。這是因為物體擁擠或發(fā)生遮擋時，不同物體的前景將由于相互粘連無法區(qū)分，基于前景的運動估計也同時失效，擁擠的場景還會影響背景模型的正確建立，而在空曠場景下，這些不利情況都很少發(fā)生。但是，絕大多數(shù)客流統(tǒng)計的實際場景并不滿足該技術(shù)的“空曠場景”假設(shè)，因此使用此方法有兩個特點第一，要求攝像機垂直向下安放，這是由于這類算法對物體遮擋非常敏感的緣故。第二， 隨著客流的擁擠程度提高，很難分辯靠在一起的人，客流統(tǒng)計的準(zhǔn)確性將受到明顯影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于機器視覺的客流統(tǒng)計方法及系統(tǒng)，可實現(xiàn)精確、適應(yīng)性強的客流人數(shù)統(tǒng)計功能。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種基于機器視覺的客流統(tǒng)計方法，包括以下步聚(1)建立模型，針對一個固定角度的場景，取得足夠多人的圖片樣本，通過這些樣本基于形狀和顏色提取出特征建立人的模型；(2)根據(jù)模型在目標(biāo)圖像提取特征進(jìn)行檢測，在每幀視頻畫面中定位出每個人的位置，根據(jù)單幀畫面將人和其他物體區(qū)分開；(3)比較上一幀圖像中得到的所有人以及下一幀圖像中得到的所有人的特征，特征最相近的兩個人確認(rèn)為同一個人，比較所有的圖像，將所有幀的跟蹤點串聯(lián)起來完整的確認(rèn)一個人在該固定區(qū)域的軌跡，通過計算軌跡的條數(shù)即可得出通過該區(qū)域的人數(shù)。所述模型90 %的數(shù)據(jù)基于形狀提取的，10 %的數(shù)據(jù)基于顏色提取。計算通過該區(qū)域的人數(shù)時，每個人是走入還是走出這個區(qū)域，通過計算軌跡的方向來實現(xiàn)?；谏鲜鼋y(tǒng)計方法，提供一種實現(xiàn)系統(tǒng)，由攝像機、統(tǒng)計服務(wù)端、數(shù)據(jù)服務(wù)器、客戶端組成，數(shù)據(jù)服務(wù)器和客戶端組成局域網(wǎng)，所述攝像機進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)視區(qū)域的數(shù)據(jù)采集；所述統(tǒng)計服務(wù)端系統(tǒng)的視頻處理部分，負(fù)責(zé)計算出對應(yīng)圖像的實時出入數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)服務(wù)器:Web服務(wù)器，系統(tǒng)的控制器，用來收發(fā)命令，協(xié)調(diào)統(tǒng)計服務(wù)端與客戶端，使用PostGreSql數(shù)據(jù)庫，接收客戶端的數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲；所述客戶端用于通過web進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢。本發(fā)明所述的基于機器視覺的客流統(tǒng)計方法及系統(tǒng)，基于機器視覺理論，從采集的視頻圖像中識別統(tǒng)計客流量，跟蹤的對象是一個個單獨的人，而不易受到人群擁擠或其他物體的干擾，能夠克服監(jiān)控區(qū)域內(nèi)人員雙向運動等復(fù)雜情況下的計數(shù)問題，可實現(xiàn)精確的客流人數(shù)統(tǒng)計功能。
具體實施例方式如

圖1所示，給出了一種實現(xiàn)本發(fā)明所述客流統(tǒng)計方法的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖，其由攝像機、統(tǒng)計服務(wù)端、數(shù)據(jù)服務(wù)器、客戶端組成，數(shù)據(jù)服務(wù)器和客戶端組成局域網(wǎng)，所述攝像機進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)視區(qū)域的數(shù)據(jù)采集；所述統(tǒng)計服務(wù)端系統(tǒng)的視頻處理部分，負(fù)責(zé)計算出對應(yīng)圖像的實時出入數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)服務(wù)器:Web服務(wù)器，系統(tǒng)的控制器，用來收發(fā)命令，協(xié)調(diào)統(tǒng)計服務(wù)端與客戶端，使用PostGreSql數(shù)據(jù)庫，接收客戶端的數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲；所述客戶端用于通過web進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢。以一個商業(yè)集團為例，這個系統(tǒng)有每個獨立商場采集人數(shù)數(shù)據(jù)，上傳到集團總部， 完成數(shù)據(jù)匯總，而在每個商場內(nèi)也搭建服務(wù)器可以進(jìn)行局部查詢。前端安裝的攝像機把信號通過同軸電纜傳到統(tǒng)計服務(wù)端，每個服務(wù)端上裝有多塊圖像采集卡，圖像采集卡負(fù)責(zé)完成圖像的模擬信號轉(zhuǎn)換，每個人數(shù)統(tǒng)計模塊都與某一路采集卡的輸出連接，負(fù)責(zé)計算出對應(yīng)圖像的實時出入數(shù)據(jù)。人數(shù)統(tǒng)計模塊采用基于機器視覺的客流統(tǒng)計方法，包括以下步聚(1)建立模型，針對一個固定角度的場景，取得足夠多人的圖片樣本，通過這些樣本基于形狀和顏色提取出特征建立人的模型；(2)根據(jù)模型在目標(biāo)圖像提取特征進(jìn)行檢測，在每幀視頻畫面中定位出每個人的位置，根據(jù)單幀畫面將人和其他物體區(qū)分開；(3)比較上一幀圖像中得到的所有人以及下一幀圖像中得到的所有人的特征，特征最相近的兩個人確認(rèn)為同一個人，比較所有的圖像，將所有幀的跟蹤點串聯(lián)起來完整的確認(rèn)一個人在該固定區(qū)域的軌跡，通過計算軌跡的條數(shù)即可得出通過該區(qū)域的人數(shù)。所述模型90%的數(shù)據(jù)基于形狀提取的，10%的數(shù)據(jù)基于顏色提取。計算通過該區(qū)域的人數(shù)時，每個人是走入還是走出這個區(qū)域，通過計算軌跡的方向來實現(xiàn)。
各人數(shù)統(tǒng)計模塊每若干分鐘產(chǎn)生一條出入人數(shù)的記錄，表示這期間進(jìn)出模塊所轄區(qū)域的人員數(shù)量，這些記錄被稱為原始記錄，系統(tǒng)保證它們在任何情況下都不會被篡改。每一條原始記錄被復(fù)制成兩份，其中一份發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)器，另一份則直接存入服務(wù)端本地備份。使得數(shù)據(jù)服務(wù)器出現(xiàn)問題時，統(tǒng)計服務(wù)端上的人數(shù)統(tǒng)計模塊仍然能夠正常工作，服務(wù)器恢復(fù)正常后，滯留的數(shù)據(jù)將從統(tǒng)計服務(wù)端備份中提取重新發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)器。數(shù)據(jù)服務(wù)器接收各統(tǒng)計服務(wù)端發(fā)來的數(shù)據(jù)記錄，將其存入其中心數(shù)據(jù)庫。它定期對中心數(shù)據(jù)庫進(jìn)行自動維護，檢查并修訂異常數(shù)據(jù)，生成常規(guī)報表?？蛻舳耸怯脩舨倏v數(shù)據(jù)服務(wù)器的主要方式，通過它用戶可以隨時了解服務(wù)端的運行情況，監(jiān)控各區(qū)域的實時數(shù)據(jù)，查詢或者修訂中心數(shù)據(jù)庫的歷史數(shù)據(jù)。特別地，客戶端還可以向用戶提供指定區(qū)域的實時視頻畫面。此外，對系統(tǒng)各類功能的配置也都可以通過監(jiān)控客戶端實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種基于機器視覺的客流統(tǒng)計方法，其特征在于包括以下步聚(1)建立模型，針對一個固定角度的場景，取得足夠多人的圖片樣本，通過這些樣本基于形狀和顏色提取出特征建立人的模型；(2)根據(jù)模型在目標(biāo)圖像提取特征進(jìn)行檢測，在每幀視頻畫面中定位出每個人的位置， 根據(jù)單幀畫面將人和其他物體區(qū)分開；(3)比較上一幀圖像中得到的所有人以及下一幀圖像中得到的所有人的特征，特征最相近的兩個人確認(rèn)為同一個人，比較所有的圖像，將所有幀的跟蹤點串聯(lián)起來完整的確認(rèn)一個人在該固定區(qū)域的軌跡，通過計算軌跡的條數(shù)即可得出通過該區(qū)域的人數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機器視覺的客流統(tǒng)計方法，其特征在于，所述模型90% 的數(shù)據(jù)基于形狀提取的，10 %的數(shù)據(jù)基于顏色提取。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機器視覺的客流統(tǒng)計方法，其特征在于，計算通過該區(qū)域的人數(shù)時，每個人是走入還是走出這個區(qū)域，通過計算軌跡的方向來實現(xiàn)。
4.一種采用權(quán)利要求1所述方法實現(xiàn)客流統(tǒng)計的系統(tǒng)，其特征在于，由攝像機、統(tǒng)計服務(wù)端、數(shù)據(jù)服務(wù)器、客戶端組成，數(shù)據(jù)服務(wù)器和客戶端組成局域網(wǎng)，所述攝像機進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)視區(qū)域的數(shù)據(jù)采集；所述統(tǒng)計服務(wù)端系統(tǒng)的視頻處理部分，負(fù)責(zé)計算出對應(yīng)圖像的實時出入數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)服務(wù)器:Web服務(wù)器，系統(tǒng)的控制器，用來收發(fā)命令，協(xié)調(diào)統(tǒng)計服務(wù)端與客戶端，使用PostGreSql數(shù)據(jù)庫，接收客戶端的數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲；所述客戶端用于通過web進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于機器視覺進(jìn)行客流統(tǒng)計的方法及系統(tǒng)，基于機器視覺理論，依次經(jīng)過建立模型、根據(jù)模型在目標(biāo)圖像提取特征進(jìn)行檢測，最終通過比較所有的圖像，將所有幀的跟蹤點串聯(lián)起來完整的確認(rèn)一個人在該固定區(qū)域的軌跡，通過計算軌跡的條數(shù)即可得出通過該區(qū)域的人數(shù)。從采集的視頻圖像中識別統(tǒng)計客流量，跟蹤的對象是一個個單獨的人，而不易受到人群擁擠或其他物體的干擾，能夠克服監(jiān)控區(qū)域內(nèi)人員雙向運動等復(fù)雜情況下的計數(shù)問題，可實現(xiàn)精確的客流人數(shù)統(tǒng)計功能。
文檔編號G06T7/20GK102184409SQ20111010163
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者宋君, 楊帆, 鄭翔, 陶海 申請人:北京文安科技發(fā)展有限公司