[發明專利]基于Hough變換的人頭檢測方法

有效

• 申請號: 201610689381.8
• 申請日: 2016-08-19
• 公開（公告）號: CN106327519B
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 周康;劉玉宇;王增鍬
• 申請（專利權）人: 杭州智諾科技股份有限公司
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246
• 代理公司: 33213 杭州浙科專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 張曉紅<國際申請>=<國際公布>=<進入

基于Hough變換的人頭檢測方法，屬于圖像處理技術領域。包括以下步驟：對輸入的圖像數據，進行降噪和對比度提升預處理，經過預處理后對圖像提取信息，然后計算圖像的梯度信息，得到的梯度信息作為混合高斯模型的輸入數據對場景進行背景建模，當后續數據輸入后就可以進行梯度前景提取，提取的梯度前景直接采用Hough變換進行人頭檢測，其中Hough變換采用基于擴展梯度方向角度的方法并且以前景梯度幅值進行投影加權，最后經過閾值過濾得到人頭檢測結果。上述基于Hough變換的人頭檢測方法，其計算簡單具有很好的實時性，對噪聲、光線變化以及一定的形變都有較好的魯棒性，可以應用在各種客流監控/統計的場景中。

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，具體為基于Hough變換的人頭檢測方法。

背景技術

圖像處理系統中，Hough變換是一種常用的橢圓/圓目標檢測方法。它的優點主要是對于橢圓的部分缺失和噪聲不敏感，具有很高的檢測精度和魯棒性，而它的缺點也很明顯，算法的時間和空間復雜度比較高。一般采用Hough變換進行人頭的檢測框架是對輸入圖像進行預處理，用canny或者背景差分加sobel算子提取目標邊緣，然后進行Hough橢圓檢測，如CN103065123A、基于圖像預處理和背景差分的人頭跟蹤及計數方法，CN 105069816A、一種進出口人流量統計的方法及系統，CN 105354610A、一種基于隨機Hough變換的人數統計方法等；以上方法都存在一些不足，主要表現在邊緣提取在很多復雜情況下很難得到理想的結果，Hough變換在性能上也還存在一些可以提高的空間。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明的目的在于設計提供一種基于Hough變換的人頭檢測方法的技術方案，該方法有較好的實時性，而且對于光線變化較大以及復雜背景的情況都能較好的實現檢測。

所述的基于Hough變換的人頭檢測方法，其特征在于包括以下步驟：對輸入的圖像數據，進行降噪和對比度提升預處理，經過預處理后對圖像提取信息，然后計算圖像的梯度信息，得到的梯度信息作為混合高斯模型的輸入數據對場景進行背景建模，當后續數據輸入后就可以進行梯度前景提取，提取的梯度前景直接采用Hough變換進行人頭檢測，其中Hough變換采用基于擴展梯度方向角度的方法并且以前景梯度幅值進行投影加權，最后經過閾值過濾得到人頭檢測結果。

所述的基于Hough變換的人頭檢測方法，其特征在于梯度信息的提取時：常用的梯度提取算子有Sobel、Robert、Laplace以及水平垂直差分，優選Sobel算子；為了提取增強的提取梯度信息，優先選擇在彩色圖像上進行，具體方法參考公式（1）（2），對于彩色圖像RGB三通道分別計算對應的x、y方向梯度以及梯度幅值，取梯度最大的分量對應的x、y方向梯度和梯度幅值作為最終的梯度信息；

(1)

(2)

上式中Gix，Giy屬于r，g，b分量中梯度最大的分量對應的x、y方向梯度。

所述的基于Hough變換的人頭檢測方法，其特征在于對梯度信息進行混合高斯背景建模以及前景提取，采用保留梯度信息的方法，如公式（3）所示，保留所有前景梯度值之間的相對差異，便于后續的Hough變換人頭檢測，

(3)

上式中FG表示最終的梯度前景值，GC(i,j)表示當前幀圖像（i，j）位置的梯度信息，GB(i,j)表示當背景圖像（i，j）位置的梯度信息。

所述的基于Hough變換的人頭檢測方法，其特征在于在梯度方向附近向順時針和逆時針方向分別擴展20°構成一個以梯度方向為角平分線的扇形區域，在這個扇形區域內進行Hough變換投影。

所述的基于Hough變換的人頭檢測方法，其特征在于在用梯度幅值進行加權時對其進行歸一化，并且利用sigmoid函數進行非線性轉換以壓制噪聲的干擾，如下公式（4）（5）：