[發明專利]一種結合圖像特征和流體力學特征的人群計數方法

在審

• 申請號: 201810195310.1
• 申請日: 2018-03-09
• 公開（公告）號: CN108363988A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 張旭光;楊羚;胡碩
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06F17/18
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

1.一種結合圖像特征和流體力學特征的人群計數方法，其特征在于：所述方法步驟如下：

步驟1、獲取視頻幀圖像，根據混合高斯法獲取圖像的運動前景目標，根據運動前景目標提取運動人群的圖像特征；

步驟2、將圖像像素點視為運動粒子，構建粒子切應力模型；

步驟3、根據粒子切應力模型求取粒子切應力，通過對粒子切應力進行加和來表征目標人群的流體力學特征；

步驟4、將目標人群的圖像特征與流體力學特征結合構建目標人群的特征向量，利用回歸模型完成目標人群的數目預測。

2.根據權利要求1所述的一種結合圖像特征和流體力學特征的人群計數方法，其特征在于：步驟2中，構建粒子切應力模型具體包括：

首先，根據光流法獲取人群粒子速度，定義粒子水平方向速度為u、豎直方向速度為v，uv代表粒子水平方向和垂直方向的合速度；

然后，依據流體力學中的粘滯定律構建粒子切應力模型：

式中，μ為粘滯系數恒為正值，為粒子流速梯度，ds為粒子接觸面積，由于將粒子視為質點，因此接觸面積忽略不計，ds值為1。

3.根據權利要求2所述的一種結合圖像特征和流體力學特征的人群計數方法，其特征在于：

(x，y)點的粒子流速梯度計算公式為：

式中，r為粒子間歐式距離；

在進行流速梯度計算過程中，將人群粒子劃分為處在圖像邊緣的粒子和處在非邊緣的粒子兩種情況進行計算，圖像中非邊緣粒子流速梯度計算如下：

當恰好實驗幀序列中有人出入的時候，此時人群恰好處于圖像邊緣，以列為例，對于處在圖像邊緣粒子計算分為兩種情況：

若人群粒子處在第一列，則人群粒子流速梯度處理如下：

若人群粒子處在最后一列時粒子流速梯度處理如下：

粒子間歐式距離計算具體如下：

(x₁,y₁)，(x₂,y₂)分別代表產生流速差的兩個人群粒子的位置坐標。

4.根據權利要求2所述的一種結合圖像特征和流體力學特征的人群計數方法，其特征在于：步驟3中，通過對粒子切應力進行加和來表征目標人群的人群流體特征具體公式如下：

f_vis是粒子切應力，i為粒子的位置，N表示粒子數。