[發明專利]基于Kinect的人流計數方法

有效

• 申請號: 201310464624.4
• 申請日: 2013-10-09
• 公開（公告）號: CN103530874A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 朱秋煜;所文俊;王錦柏;陳波;袁賽;王國威;徐建忠
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06K9/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

技術領域

本發明是涉及一種視頻目標跟蹤及計數的方法，具體地說是涉及一種基于Kinect立體視覺的人流計數方法。該方法采用Microsoft?Kinect?3D立體感攝像機作為視頻輸入，可用于深度圖像的動態捕捉實現實時的人頭目標跟蹤與計數，尤其適用于公眾場所通道出入口的人流計數。

背景技術

基于機器視覺的通道出入口處的人流計數是根據攝像機拍攝的場景圖像，通過對場景圖像的處理檢測場景圖像內的人，統計通過通道出入口處的人流的數量。比如，通過在展廳的出入口處安裝攝像機，實時估計展廳內的人數，得到展廳的擁擠程度，進而作出判斷和處理。

目前基于機器視覺的人流計數系統是利用對人體跟蹤的方法進行人流計數。對人體跟蹤的方法，有單個攝像機獲取的單目視覺的人體跟蹤計數方法和多個攝像機同步獲取的立體視覺的人體跟蹤計數方法。

基于單目視覺的人體跟蹤計數方法，該方法的跟蹤算法復雜度較低，但是視頻圖像的特征的提取具有較大的難度。對視頻圖像中人體和背景的對比程度有著較高要求，且對光照、陰影、服飾等的變化較為敏感。當人體旋轉或被其它物遮擋時，視頻圖像中無法得到人體區域的特征，會出現跟蹤目標丟失的現象。

基于多個攝像機同步獲取的立體視覺的人體跟蹤計數方法，是通過人體的空間三維信息進行跟蹤和計數，該方法有賴于圖像的無歧義匹配，由于受到攝像機拍攝的場景中諸多因素的影響，例如，場景中物體幾何形狀、噪聲干擾及攝像機特性等因素的影響，同一被拍攝對象在不同視點下獲取的圖像，拍攝的圖像會有很大的差別，難以將不同視點下的圖像進行無歧義地匹配，三維場景中的部分空間信息將丟失或出錯，在拍攝的視頻圖像中無法得到全部人體區域的特征，將導致跟蹤目標丟失，人流計數準確率下降。

Microsoft公司的Kinect系統是一種基于紅外結構光原理的深度相機，在3.5m的短距離范圍內可以獲得較精確的跟蹤目標動態深度和色彩圖像，這為利用跟蹤目標深度信息進行跟蹤目標的檢測與分割提供了較好的硬件解決手段。

發明內容

????本發明的目的在于針對現有基于立體視覺人流跟蹤計數技術中存在的技術問題，提供一種基于Kinect的人流計數方法，該方法采用Kinect攝像機，自頂向下安裝，能拍攝人體的深度視頻圖像，適用于通道出入口的人流計數的需求，不受攝像機拍攝的場景光線變化的影響，進而提高人流計數準確率。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是：上述基于Kinect的人流計數方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

（1）、采用OpenNI驅動讀入深度圖像的當前幀，遍歷深度圖像中的每一個像素點，設置用于分割深度圖像的閾值，按分割閾值對深度圖像分割，得到閾值分割圖；對閾值分割圖作消除噪聲處理，獲得跟蹤對象圖；

（2）、遍歷上述跟蹤對象圖中每一個像素點，對像素點作投影處理，獲得跟蹤對象投影圖；在跟蹤對象投影圖中獲得跟蹤對象連通區域的輪廓序列；在跟蹤對象圖中排除肩部連通區域；通過跟蹤對象連通區域存在交點輪廓序列獲得頭部跟蹤對象連通區域；將頭部跟蹤對象連通區域中心點作為跟蹤對象軌跡點，構成當前幀軌跡點集合；

（3）、判斷當前幀各軌跡點的跟蹤對象歸屬，若屬于現有跟蹤對象的軌跡點集合，則將軌跡點加入該集合；若是新進軌跡點，則建立新的跟蹤對象的軌跡點集合；

（4）、判斷上述所有跟蹤對象軌跡點集合中的跟蹤對象軌跡點是否滿足跟蹤計數條件，若是滿足跟蹤計數條件，則相應“入”的計數器或“出”的計數器加1，并刪除該跟蹤對象的軌跡點；否則保留該跟蹤對象的軌跡點；

（5）、排除已離開場景跟蹤對象的軌跡點集合，返回步驟（1），?重復循環進行步驟（1）至步驟（5），直至計數結束。

本發明的基于Kinect的人流計數方法與現有人流計數方法相比較，具有如下特征和優點：本發明采用Kinect設備，以此來獲得場景的深度圖像，Kinect使用不可見的紅外線來獲取場景的深度信息，不受場景光線變化的影響；利用透視投影和貝葉斯框架跟蹤方法來實現精確獲取場景中人頭位置并實現運動跟蹤，達到計數的目的。本發明提出的基于Kinect的人流計數方法適用于公眾場所的通道口人流計數的需求，不受場景光線變化、陰影、透視效應及遮擋的影響，具有設備簡單，計數準確率高的特點。

附圖說明

圖1是本發明的基于Kinect的人流計數方法的硬件構成示意圖。

圖2是本發明的基于Kinect的人流計數方法的流程圖。