[發(fā)明專利]基于機(jī)器視覺與雙目協(xié)同技術(shù)的教室人數(shù)檢測(cè)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710104613.3
• 申請(qǐng)日: 2017-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN106897698B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李新宏;李慶武;籍美蘋;沈美云;邢俊;周亮基
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州常工電子科技股份有限公司;河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/46
• 代理公司: 32257 蘇州市中南偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 李明<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入國(guó)

本發(fā)明公開了一種基于機(jī)器視覺與雙目協(xié)同技術(shù)的教室人數(shù)檢測(cè)方法及系統(tǒng)，屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。該方法首先利用顏色、形態(tài)、輪廓等多特征融合改進(jìn)機(jī)器學(xué)習(xí)模型對(duì)人頭進(jìn)行檢測(cè)、判斷，然后結(jié)合雙目協(xié)同工作消除避免教室死角區(qū)域，該方法檢測(cè)準(zhǔn)確率高，通用性好，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。本發(fā)明提供的方法及系統(tǒng)可以有效的監(jiān)控教室人數(shù)，根據(jù)機(jī)器學(xué)習(xí)結(jié)果反映出人群所處位置、人數(shù)密集程度等信息，為教室人數(shù)檢測(cè)提供了重要的手段和方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于機(jī)器視覺與雙目協(xié)同技術(shù)的教室人數(shù)檢測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，高等教育在社會(huì)上也越來(lái)越受到重視。隨著高等學(xué)校的辦學(xué)規(guī)模的擴(kuò)大，校園中的教學(xué)樓的數(shù)目以及教室的數(shù)目也在不斷增加,使得對(duì)高校教學(xué)工作的管理難度也在增加.目前，高校教學(xué)樓的照明管理是大學(xué)管理中最普遍的問題。

由于大學(xué)校園是一種開放式的管理以及師生的節(jié)能意識(shí)不是很高，大部分的教室在照明充足的情況下也把燈打開，有些教室已經(jīng)沒有師生在活動(dòng)了，照明設(shè)備仍然沒有被關(guān)閉。在夜間這種現(xiàn)象更為普遍，基本上所有的教室都是把所有的燈都打開，即使教室中只有少量人體目標(biāo)，甚至沒有人體目標(biāo)。這種浪費(fèi)現(xiàn)象的存在，不僅增加了學(xué)校的負(fù)擔(dān)，提高學(xué)校開支成本，同時(shí)造成資源的浪費(fèi)。

目前，傳統(tǒng)高校的照明管理模式主要有以下幾種類型：

無(wú)人管理。即完全由學(xué)生自己控制，由到教室的學(xué)生根據(jù)自己的需要開啟，在晚上課程結(jié)束或者到達(dá)一定時(shí)間點(diǎn)后，由專門的管理人員統(tǒng)一關(guān)閉。

利用定時(shí)關(guān)閉。即利用定時(shí)處理系統(tǒng)，根據(jù)學(xué)校的作息時(shí)間在特定時(shí)間控制特定教室打開燈光，其余教室燈光都是關(guān)閉的。

利用紅外光電傳感器設(shè)計(jì)的照明控制系統(tǒng)。此方案利用紅外去檢測(cè)教室是否有人體目標(biāo)存在，從而控制教室照明系統(tǒng)的開關(guān)。

但是以上三種情況均會(huì)造成能源的浪費(fèi)，會(huì)造成照明系統(tǒng)在沒人狀態(tài)下繼續(xù)點(diǎn)亮。另外2可能會(huì)造成教室有學(xué)生在自習(xí)，但是照明系統(tǒng)未打開的情況，嚴(yán)重影響學(xué)生的學(xué)習(xí)生活。3可能造成教室只有少量學(xué)生或其他目標(biāo)，但是把所有燈都打開的情況，而且沒有視頻圖像記錄，不夠直觀。

要實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)樓照明系統(tǒng)的智能控制，首先要對(duì)教室人數(shù)以及教室人數(shù)分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。如若某個(gè)教室沒有人，那就可以關(guān)閉該教室的照明；若某個(gè)教室中有人，但人數(shù)比較少，就可以根據(jù)人的位置打開相應(yīng)位置的照明設(shè)備；如果教室中人員密集，則可將照明設(shè)備完全打開。傳統(tǒng)的人數(shù)統(tǒng)計(jì)方法主要是人為統(tǒng)計(jì)或者利用電子設(shè)備觸發(fā)器統(tǒng)計(jì)，還有部分采用紅外傳感器實(shí)現(xiàn)教室人數(shù)統(tǒng)計(jì)，上述方法均存在浪費(fèi)人力資源、成本過高、實(shí)時(shí)性差的缺點(diǎn)。隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，研究出一種自動(dòng)完成人數(shù)統(tǒng)計(jì)的方法十分必要。而基于機(jī)器學(xué)習(xí)的人數(shù)統(tǒng)計(jì)是計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一，其識(shí)別準(zhǔn)確率，實(shí)時(shí)性以及魯棒性較傳統(tǒng)方法均有很大的提高，特別是可以避免人員參與，節(jié)省大量人力資源，其可以用于不同的場(chǎng)所，對(duì)商業(yè)、交通、旅游等不同領(lǐng)域都具有非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對(duì)教室復(fù)雜背景下，需要一種基于機(jī)器視覺的教室人數(shù)檢測(cè)方法，能夠自動(dòng)、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)出教室中的人數(shù)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于機(jī)器視覺與雙目協(xié)同技術(shù)的教室人數(shù)檢測(cè)方法，包括：

S1獲取教室左右不同視角視頻圖像數(shù)據(jù)；

S2對(duì)視頻圖像數(shù)據(jù)中的圖像幀進(jìn)行灰度化處理，以壓縮原始數(shù)據(jù)量；

S3利用3*3的高斯濾波掩模模板與灰度圖像卷積，平滑濾波，達(dá)到抑制噪聲與弱化背景信息，增強(qiáng)人物輪廓的效果；

S4對(duì)濾波后圖像進(jìn)行兩次超分辨重建，其中，原始圖像大小為1280*720，對(duì)其分別進(jìn)行2*2以及4*4的超分辨重建，獲得大小為2560*1440、5120*2880兩張圖像，加上原圖，以獲得三幅不同分辨率的圖像；