[發明專利]基于紅外熱成像的地鐵逃票行為檢測方法及系統

有效

• 申請號: 201910010440.8
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN110378179B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 高新聞;李帥青;簡明;胡珉
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G06V40/10
• 分類號: G06V40/10;G06V10/28;G06V10/25;G06T7/136;G06T7/187;G06T7/194
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

1.一種基于紅外熱成像的地鐵逃票行為檢測方法，其特征在于具體操作步驟如下：

步驟S1，基于深度學習的行人檢測：CNN提取圖像特征，SVM對特征分類，檢測行人是否進入閘機圖像行人檢測范圍；

步驟S2，利用自動更新背景進行紅外熱成像圖像背景差分，提取行人紅外熱成像俯視圖圖像；

步驟S3，對提取到的行人紅外熱成像俯視圖圖像進行形態學處理，得到基于自動更新閾值的二值化行人通過閘機口的俯視圖圖像；

步驟S4：對二值化的行人俯視圖圖像進行并行感興趣子區域ROI提取，設置并行感興趣子區域ROI與閘機口個數N相同，獲得N個相互獨立的二值化閘機通道行人俯視圖；

步驟S5：對N個相互獨立的二值化閘機通道行人俯視圖二值圖像分別進行連通區域標記，獲取行人參數；所述行人參數為行人位置信息；

步驟S6：對N個閘機口逃票行為判定；

所述步驟S6中，同時對N個閘機出口進行兩種逃票判定：

a，檢測是否有人并行正身或者斜身并行逃票；

b，檢測是否有人下蹲或爬式從地鐵下穿過或從地鐵上部跨過；

所述逃票判定a方法步驟包括：

設行人二值圖像連通區域的中心為對于m×n的二值圖像，使用下式求物體的中心位置：

其中B[i，j]為圖像在坐標點[i，j]處的灰度值，A為圖像零階矩，和為圖像一階矩；

確定N個并排閘機位置的縱坐標Y₀，兩行人形心縱坐標Y₁、Y₂，計算行人與閘機縱向位置關系D₂＝Y₀-Y₂?D₁＝Y₀-Y₁；

若D₁是負數且D₂是負數則判斷兩人都過閘機，若D₁＞D₂則D₁在D₂前面，由此判斷行人在前后位置；

若D₁的值小于某額定值γ，則進入圖像處理判定開啟；

若對任意D_p＞γ，則將對象標記丟失，重新進行圖像標記，等待D₁觸發圖像處理判定開啟，圖像觸發判定開啟基于檢測行人俯視圖閘機出口處范圍由第一閾值δ＝1.5m矩形范圍判定，行人離開則取消標記，連通域標記重新標記；

找到前一個人的連通域的標記L1，找到后一個人的連通域的標記L2，如果有第三人依次類推，判斷行人個數；獲取圖像中標記L1的每一個像素點的坐標a[i，j]，獲取圖像中標記L2的每一個像素點的坐標b[i，j]；

對任意i，j，使在{a[i，j]-b[i，j]}²中找出最小值Dmin，行人間最短距離；

找到最小值D_min對應的L1，L2行人的具體坐標[X₁，Y₁]＝a_min[i，j]與[X₂，Y₂]＝b_min[i，j]，用歐幾里德距離：計算兩連通域最短距離；

依據兩連通域最短距離D_min＝d_Euc與兩行人并行距離最短值ρ相比較，若D_min≤ρ，則判斷兩行人距離過近，若兩行人L1，L2同時在閘機口δ＝1.5m矩形范圍內，L1，L2行人的具體形心坐標且或者在兩行人L1，L2同時在閘機口δ范圍內，但L1，L2行人連通域L1，L2重合，L2消失，只含有一個連通域在兩行人并行接觸時形心則判定在閘機口位置發生并行正身或者斜身平行逃票；檢測ROIn分割提取的區域的值n，判斷第n個閘機出現逃跑行為，并警報；

所述逃票判定方法b步驟包括：

1.1一幅二值圖像區域的面積或零階矩為：計算行人進入閘機入口的行人俯視區域的面積A₁，計算行人在閘機口處人形俯視區域的面積A₂；

檢測行人俯視圖閘機出口處范圍由第一閾值δ矩形范圍判定，該第一閾值δ矩形范圍基于每個通行閘機口行人的形心與閘機并排線的距離界定；

若行人進入第一閾值δ矩形范圍內，則采集并處理到的二值圖像行人俯視圖的面積記為A2；

1.2設定面積比系數α_i，令將采集到的每一幀圖像分別與行人進入閘機入口的行人俯視區域面積A₁進行比較，

①得到一系列的α_i值，若α_i大于第二閾值β則判斷行人有下蹲或跨越逃票嫌疑，并檢測該行人連通域標號，得到該行人標號為Li；

②取該行人形心坐標，判斷形心坐標是否在閘機出口處第一閾值δ范圍內；

③若同時滿足以上兩個條件，則觸發時間定時器中斷，開始計時，超出計時時間θ時，判斷行人有遲滯行為，即判定行人下蹲逃票或者雙腿跪在閘機門上翻越，或雙腿跪在棍上翻越，同時識別ROIn區域所在閘機位置n，判定在第n閘機發現行人逃票行為；

④若③沒有判定逃票，則進行基于連通域標記的形心在閘機兩側的坐標計算距離并除以兩形心的時刻差得到平均速率，在捕捉到面積突變α_i超過第二閾值β且平均速率超出正常步行速率ω₀時，即判定助跑式翻越閘機行為，同時識別ROIn區域所在閘機位置n，判定在第n閘機發現行人逃票行為。