[發明專利]一種基于模糊推理的人群安全性評估方法

有效

• 申請號: 202010057627.6
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111310581B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 張旭光;俞啟男
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06V20/52
• 分類號: G06V20/52;G06N5/048
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 孫孟輝

本發明涉及視頻分析與圖像理解領域，公開了一種基于模糊推理的人群安全性評估方法，將場景中的人群安全狀況看成是由人群數目和人群分布情況共同作用的結果，首先提取場景中視頻序列前景圖像，統計場景中人群數目，然后根據前景圖像中的前景像素的分布來衡量人群分布情況，最后利用控制工程中的模糊推理理論構造人群的模糊推理系統，通過將場景中的人群數目大小和人群分布的熵值大小輸入到模糊推理系統中，得到模糊推理模糊值，根據重心法對輸出的模糊值去模糊化得到人群安全性的精確值，根據所得值的大小來判斷人群的安全狀況。本發明具有新穎、簡單易懂、運算簡便、設計合理、方便實用、操作簡單、計算精確快速的特點。

技術領域

本發明涉及視頻分析與圖像理解領域，尤其是涉及一種基于模糊推理的人群安全性評估方法。

背景技術

人群問題是公共安全領域關注的熱點問題，對人群進行分析也是計算機視覺領域的前沿課題與研究難點。在公共場所中，為了減弱人群事故帶來的危害，大量的監控設備開始被投入使用，這使得大量視頻數據需要監控人員去處理，監控人員工作效率變得十分低下。因此我們急需一種能自動分析視頻信息的智能監控系統，幫助監控人員更多留意整個場景區域的安全狀況，當場景的安全等級發生變化時能及時準確地向工作人員發出警報，從而減少監控人員的工作量并且避免不必要的損失。

在人群場景中，對于什么樣的人群場景是安全的，不同的研究人員有不同的看法。有的研究者認為只要人群數目達到一定數量那么場景就是不安全的；有的則認為整個場景中出現罕見或突出的事件那么該場景就存在危險。目前存在的很多人群分析方法幾乎都是通過研究人群的某個單一特征來研究場景是否安全，這些方法得到的人群安全結果是不全面的或者說不精確，無法對場景的真實安全狀態進行全面精確描述。因此，一種能夠對視頻場景中人群的整體安全狀況精確評估的方法需要進一步發展與完善。

模糊推理方法的研究思路是從不精確的前提集合中得出可能的精確結論的推理過程。如果將場景中人群安全性與否看作是不同人群特征共同作用的結果，不同特征之間通過模糊規則連接并結合一定的推理方法，那么就構成了一個人群安全性的模糊推理系統。通過將場景中不同的人群特征的數值輸入到人群模糊推理系統中，就可以推理出場景中人群的安全性值。因此，模糊推理系統在人群安全性評估中是一個可以整合人群不同特征的有力工具。

發明內容

本發明的目的是通過建立人群模糊推理模型，利用不同反映人群安全狀況的人群特征通過結合一定的規則和推理方法，達到對人群場景的安全狀況進行預測的目的。

為了實現上述目的，本發明的具體技術方案如下：

一種基于模糊推理的人群安全性評估方法，包括如下步驟：

步驟1，利用背景差分法處理所選場景視頻生成的幀序列，獲得人群前景圖像；提取出前景目標，統計出前景像素數目，利用前景像素數目和人群數目之間的線性關系，統計出場景中的人群數目；

步驟2，將人群前景圖像中的前景像素看作是隨機分布的，把人群前景圖像等分成若干個區域，獲得每個小區域前景像素分布的比率，用前景像素分布代替人群分布，根據各區域前景像素分布的比率計算出人群分布的熵值，衡量出場景中人群分布情況；

步驟3，利用人群數目和人群分布情況與人群安全性的關系構建模糊推理系統，通過將模糊推理系統輸出的模糊值去模糊化，得出人群安全性的精確值。

進一步的，步驟1具體如下：

步驟1.1，在所選場景視頻生成的幀序列中連續取N幀圖像，計算這N幀圖像像素灰度值的平均值作為背景圖像的像素灰度值；將獲取的圖像序列與得到的背景圖像做差分運算，得到背景差分的灰度圖；