[發(fā)明專利]基于雙目視覺和側(cè)安裝攝像機(jī)的客流計(jì)數(shù)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010145863.X
• 申請(qǐng)日: 2010-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN102222265A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海申騰三盛信息技術(shù)工程有限公司
• 主分類號(hào): G06M11/00
• 分類號(hào): G06M11/00;H04N7/18
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種涉及用于客流信息采集，具體地說(shuō)是涉及一種基于雙目視覺和攝像機(jī)側(cè)面安裝的客流計(jì)數(shù)方法。

背景技術(shù)

隨著人口的增長(zhǎng)和人們出行的頻繁，無(wú)論是各類交通系統(tǒng)，還是商場(chǎng)、展館、機(jī)場(chǎng)碼頭等地都是人流涌動(dòng)，這些人流的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的采集逐漸變得越來(lái)越重要。如對(duì)交通系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，客流數(shù)量是公交管理部門合理安排公交線路、優(yōu)化調(diào)度公交車輛、提高運(yùn)營(yíng)效率的最主要依據(jù)；對(duì)商場(chǎng)展館來(lái)說(shuō)，客流數(shù)量關(guān)系著經(jīng)濟(jì)效益的多寡和服務(wù)質(zhì)量的好壞。因此對(duì)自動(dòng)客流數(shù)據(jù)采集方法的研究具有重大的實(shí)用價(jià)值。

目前已提出的自動(dòng)客流計(jì)數(shù)方法主要有基于主動(dòng)紅外感應(yīng)、被動(dòng)紅外感應(yīng)、踏板壓力傳感、視頻圖像處理等方法。基于主動(dòng)紅外感應(yīng)的系統(tǒng)，該技術(shù)成熟，抗干擾能力強(qiáng)，但無(wú)論是采用單束還是多束紅外光，都不能有效解決擁擠客流的計(jì)數(shù)；被動(dòng)式紅外計(jì)數(shù)技術(shù)通過(guò)檢測(cè)人體發(fā)出的熱紅外進(jìn)行計(jì)數(shù)，可區(qū)分有生命和無(wú)生命的對(duì)象，但易受過(guò)人的著裝、環(huán)境溫度等的影響，也無(wú)法適應(yīng)擁擠客流的計(jì)數(shù)。基于踏板壓力傳感器的計(jì)數(shù)方法通常用于公交車場(chǎng)合，但要求乘客依次上下車、不可擁擠，并且無(wú)法較好的判別客流的進(jìn)出方向。

基于視頻圖像處理技術(shù)的方法目前是最有發(fā)展前途的計(jì)數(shù)方法，分為基于單目和雙目攝像兩類。前一種方法利用目標(biāo)的灰度、色度信息進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的分割，但對(duì)計(jì)數(shù)場(chǎng)景中光線的變化及其敏感，陰影和干擾物對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)提取的影響也非常大，難以準(zhǔn)確地進(jìn)行計(jì)數(shù)；后一種方法利用了運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的三維信息，可以較好地解決前一種方法存在的光照變化和陰影的問題，但計(jì)算量較大。現(xiàn)有的基于立體視覺的計(jì)數(shù)方法主要應(yīng)用于攝像機(jī)頂部安裝的場(chǎng)合，如公交車門、建筑物出入口等，這樣可以最大限度地降低客流的遮擋，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確地計(jì)數(shù)。但對(duì)于如室外人行道這類場(chǎng)合，由于人行道沒有頂棚，攝像機(jī)只能固定在側(cè)面的建筑物或立桿上，這將大大加劇客流之間的遮擋擁擠和光照陰影的影響，計(jì)數(shù)處理方法必須進(jìn)行有效地處理以解決這些棘手的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)攝像機(jī)側(cè)安裝場(chǎng)合的客流計(jì)數(shù)技術(shù)存在的問題，提供一種基于雙目視覺的客流計(jì)數(shù)方法，它適合室外人行道、房頂高度過(guò)高的室內(nèi)大門、走廊等場(chǎng)景中進(jìn)行客流計(jì)數(shù)，方法能夠很好地消除嚴(yán)重的光照突變、陰影、透視畸變、遮擋等的影響。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

基于雙目視覺和側(cè)安裝攝像機(jī)的客流計(jì)數(shù)方法，該方法包括如下步驟：(1)用平行同步的左、右攝像機(jī)獲得左、右二個(gè)同步視頻圖像序列，并在視頻圖像畫面預(yù)設(shè)兩條互相平行并與行走方向垂直的雙列計(jì)數(shù)線，預(yù)存雙列計(jì)數(shù)線位置上的視差作為背景視差；

(2)在雙列計(jì)數(shù)線上逐點(diǎn)計(jì)算視差，再將兩列視差分別在時(shí)間軸上展開，形成雙列視差時(shí)空?qǐng)D；

(3)根據(jù)一條計(jì)數(shù)線的視差與背景視差的差值提取前景目標(biāo)，生成動(dòng)態(tài)視差時(shí)空?qǐng)D；

(4)對(duì)上述前景目標(biāo)進(jìn)行地平面映射，得到對(duì)應(yīng)地平面位置的映射圖像，映射圖像灰度對(duì)應(yīng)于前景目標(biāo)的高度；

(5)在映射圖像中進(jìn)行前景目標(biāo)的區(qū)域分割、標(biāo)記、匹配和計(jì)數(shù)；

(6)重復(fù)循環(huán)執(zhí)行步驟(1)到步驟(5)，完成實(shí)時(shí)的客流計(jì)數(shù)。

上述雙列計(jì)數(shù)線的間距是視頻圖像畫面寬度的15％。

上述步驟(2)中的在雙列計(jì)數(shù)線上逐點(diǎn)計(jì)算視差的具體方法為：

采用歸一化互相關(guān)的窗口匹配算法進(jìn)行視差計(jì)算，對(duì)于CIF格式的352×288尺寸的圖像，初始窗口的高度、寬度分別取3行和15列；

采用動(dòng)態(tài)窗口法解決灰度均勻區(qū)域的視差計(jì)算問題，在視差匹配窗口內(nèi)統(tǒng)計(jì)像素的灰度方差，如果灰度方差小于某個(gè)門限，則將匹配窗口的尺寸放大50％，繼續(xù)計(jì)算其灰度方差并進(jìn)行判斷，如此反復(fù)直至圖像面積的1/20；

最后，需要對(duì)歸一化互相關(guān)NCC值進(jìn)行三次樣條插值，以得到亞像素級(jí)的視差計(jì)算結(jié)果。

上述步驟(3)中根據(jù)當(dāng)前計(jì)數(shù)線的視差與背景視差的差值提取前景目標(biāo)，生成動(dòng)態(tài)視差時(shí)空?qǐng)D的具體方法如下：

將當(dāng)前幀的計(jì)數(shù)線視差與背景幀的計(jì)數(shù)線視差進(jìn)行比較，如果對(duì)應(yīng)像素的視差之差超過(guò)某個(gè)門限則判斷該像素為前景像素，否則為背景像素；保留前景像素的視差值得到前景目標(biāo)視差圖像，門限取為1個(gè)像素點(diǎn)間距，目標(biāo)提取需要在兩條計(jì)數(shù)線上分別進(jìn)行處理，

將各幀的列計(jì)數(shù)線前景目標(biāo)視差在x軸方向的時(shí)間軸上進(jìn)行展開，保留最近的100列數(shù)據(jù)構(gòu)成列視差時(shí)空?qǐng)D像，每有新一幀的一列進(jìn)入，則將最老的一列去除，其他列右移，把最新一列置于最左邊，對(duì)應(yīng)兩列計(jì)數(shù)線構(gòu)成了的兩幅動(dòng)態(tài)的前景目標(biāo)視差時(shí)空?qǐng)D，后續(xù)的客流計(jì)數(shù)算法完全基于該兩幅前景目標(biāo)的視差時(shí)空?qǐng)D像。