一種面向大型公共場所的人流密度監(jiān)測預(yù)警方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)視覺和公共安全領(lǐng)域，特別涉及一種基于計(jì)算機(jī)視覺的人流密 度監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】：
[0002] 目前，隨著我國城鎮(zhèn)化的加快，城市人口密度急劇增大，每逢重大活動或者盛大節(jié) 日，重點(diǎn)公共場所人流密集，存在大量人員聚集的風(fēng)險(xiǎn)。人群的高度聚集很容易引發(fā)各種突 發(fā)事件，造成不可估量的生命財(cái)產(chǎn)損失。例如2014年12月31日的上海外灘踩踏事件，事 件造成36人死亡49人受傷。因此對人流量密集區(qū)域進(jìn)行人流密度監(jiān)測進(jìn)而采取后續(xù)的管 理與協(xié)調(diào)是至關(guān)重要的。此外，實(shí)時(shí)可靠的人流密度統(tǒng)計(jì)在交通控制、商業(yè)分析、節(jié)假日出 行等方面同樣具有很高的決策依據(jù)價(jià)值。
[0003] 傳統(tǒng)的人群密度監(jiān)控設(shè)施是通過人為的盯著閉路電視的屏幕完成的，通過閉路電 視系統(tǒng)對所觀測區(qū)域進(jìn)行觀測，發(fā)生的異?，F(xiàn)象（人流密度過高）被人肉眼觀測到，觀測人 員根據(jù)異常的發(fā)生狀況及時(shí)做出相應(yīng)措施。但這種傳統(tǒng)方法存在非常明顯的缺點(diǎn)：首先，工 作量巨大，需要耗費(fèi)大量的人力和物力，而且隨著監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，依靠人力的監(jiān)控變 的越來越不現(xiàn)實(shí)。其次，受監(jiān)控者的主觀影響比較大。由于系統(tǒng)采用的是人為監(jiān)控，和監(jiān)控 者的經(jīng)驗(yàn)有很大關(guān)系。即使人可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來發(fā)出危險(xiǎn)警告，但是由于人的主觀性太強(qiáng)，對 人流密度不能客觀準(zhǔn)確地監(jiān)測。再次，隨著監(jiān)控范圍的增大和系統(tǒng)復(fù)雜度的提高，人工的監(jiān) 控系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)全局的系統(tǒng)的聯(lián)合處理，也難以及時(shí)給出相應(yīng)的處理預(yù)案。因此實(shí)現(xiàn)智能 化的人群密度監(jiān)測與預(yù)警具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004] 鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種人流密集區(qū)域的人流密度監(jiān)測與預(yù)警方法，能 實(shí)時(shí)可靠地監(jiān)測人流密集區(qū)域的人流密度，并對潛在的人員聚集風(fēng)險(xiǎn)做出預(yù)警。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)依據(jù)為：由于視頻可以看作是連續(xù)圖像序列所構(gòu)成，在攝像機(jī)固定 的情況下，其固定不動的內(nèi)容在圖像中的像素值是不變的。因此所監(jiān)控區(qū)域的像素面積也 是固定的，記為S。計(jì)算出人群的像素面積S'，S' /S與人流密度成正比，可以用來評價(jià)人 流密度。
[0007] 本發(fā)明對人流密度的檢測與預(yù)警包含三個模塊：視頻采集、數(shù)據(jù)處理、控制單元。 人流數(shù)據(jù)的采集通過布置于公共區(qū)域的攝像頭來實(shí)現(xiàn)，攝像頭拍攝公共區(qū)域現(xiàn)場視頻傳輸 給處理中心的計(jì)算機(jī)；數(shù)據(jù)處理過程是對攝像頭所拍攝的視頻進(jìn)行分析，對公共區(qū)域的實(shí) 時(shí)人流密度進(jìn)行評價(jià)；控制單元接受數(shù)據(jù)處理過程得到的人流密度評價(jià)，如果人流密度超 過了警戒值則發(fā)出預(yù)警。
[0008] (1)所述視頻采集過程中，所述攝像頭的位置應(yīng)該使得攝像頭的拍攝范圍覆蓋公 共區(qū)域，同時(shí)所拍攝的視頻分辨率要有一定的精度。
[0009] (2)所述數(shù)據(jù)處理過程包括：背景建模、前景提取、圖像二值化、統(tǒng)計(jì)、評價(jià)。其具 體步驟如下：
[0010] ①背景建模：本發(fā)明采用混合高斯背景建模的方法。在任一時(shí)刻t，像素點(diǎn)（X(l， y(l) 的觀察值xt，其概率密度函數(shù)可以用M個三維高斯函數(shù)表示：
[0011]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種面向大型公共場所的人流密度監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于：包括人流量信息采 集部分、視頻分析部分、控制部分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向大型公共場所的人流密度監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于： 所述人流量信息采集部分利用布置于所監(jiān)控區(qū)域的攝像頭拍攝視頻，攝像頭的位置能使得 攝像頭的拍攝范圍覆蓋公共區(qū)域，同時(shí)所拍攝的視頻分辨率有一定的精度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向大型公共場所的人流密度監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于： 在所述視頻分析部分利用混合高斯模型對背景建模。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向大型公共場所的人流密度監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于： 在所述視頻分析部分通過對構(gòu)成背景的多個高斯模型的參數(shù)更新，來自適應(yīng)地更新背景。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向大型公共場所的人流密度監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于： 在所述視頻分析部分進(jìn)行前景提取時(shí)采用三幀間差分法，將相鄰的三幀圖像兩兩差分，將 得到的兩幀差分圖像二值化后相與。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向大型公共場所的人流密度監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于： 在所述視頻分析部分對人流密度的評價(jià)基于人群所占像素面積與背景像素面積的比值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向大型公共場所的人流密度監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于： 所述控制部分的作用是在人流密度超出預(yù)設(shè)閥值后發(fā)出預(yù)警。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種面向大型公共場所的人流密度監(jiān)測預(yù)警方法，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測人流密度并發(fā)出預(yù)警。包括以下步驟：(1)利用攝像頭采集公共場所的視頻圖像；(2)基于混合高斯模型對背景圖像建模，并自適應(yīng)地更新背景圖像的混合高斯模型參數(shù)以適應(yīng)環(huán)境條件的變化；(3)利用三幀間差分法提取出前景圖像；(4)統(tǒng)計(jì)前景圖像像素面積與背景像素面積的比值估算人流密度，如果人流密度超出預(yù)設(shè)閥值，則發(fā)出預(yù)警。本發(fā)明基于混合高斯模型對背景建模能夠精確地描述背景，三幀間差分法能夠提取出前景圖像的完整信息，避免了空洞現(xiàn)象。
【IPC分類】G06T7-20, G06T5-00
【公開號】CN104820995
【申請?zhí)枴緾N201510190583
【發(fā)明人】尹宏鵬, 柴毅, 徐錦謙, 鄭恒毅
【申請人】重慶大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月21日