[發(fā)明專利]一種基于光流算法的異常行為檢測方法

在審

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• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112364680A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢慧芳;鄭萌萌;周璇
• 申請（專利權(quán)）人: 西安工程大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 燕肇琪

本發(fā)明公開了一種基于光流算法的異常行為檢測方法，具體按照以下步驟實施：步驟1、光流算法提取光流信息：采用Farneback密集光流算法提取人體運動時產(chǎn)生的光流信息；步驟2、行為特征的提取：將步驟1提取到的光流信息統(tǒng)計成方向幅值直方圖；步驟3、結(jié)果分析和異常判定：通過計算直方圖的方向和幅值熵來判斷是否發(fā)生異常行為，直方圖的方向和幅值熵越大，說明當前運動越混亂，表示發(fā)生異常行為的可能性越大，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的容易出現(xiàn)異常行為的誤判的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能視頻監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于光流算法的異常行為檢測方法。

背景技術(shù)

目前，停車場、火車站等公共場合將異常行為定義如下：與人體正常行走行為不同的具有運動速度快，運動方向雜亂特點的打架、搶劫行為定義為異常行為。

近些年來，很多公共場合經(jīng)常發(fā)生一些打架、搶劫等快速的帶有違法犯罪性質(zhì)的行為，如停車場，火車站，商場等，這些行為嚴重地擾亂了社會公共秩序，同時也給人們帶來很多人身傷害和財產(chǎn)損失。為了把危害降到最低，視頻監(jiān)控的研究也日漸得到關(guān)注。停車場、火車站，商場各種公共場合安裝著無數(shù)的攝像頭，給社會的安全帶來了保障。如果在一些人口密集的公共場合，智能監(jiān)控系統(tǒng)在檢測到異常情況下及時報警，可以有效保證廣大群眾的生命財產(chǎn)安全。

人體異常行為一般表現(xiàn)為運動速度異常和運動方向異常，傳統(tǒng)的檢測方法為特征提取方法存在檢測效果不佳、容易出現(xiàn)異常行為的誤判、計算方法復(fù)雜等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于光流算法的異常行為檢測方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的容易出現(xiàn)異常行為的誤判的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種基于光流算法的異常行為檢測方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、光流算法提取光流信息：采用Farneback密集光流算法提取人體運動時產(chǎn)生的光流信息；

步驟2、行為特征的提取：將步驟1提取到的光流信息統(tǒng)計成方向幅值直方圖；

步驟3、結(jié)果分析和異常判定：通過計算直方圖的方向和幅值熵來判斷是否發(fā)生異常行為，直方圖的方向和幅值熵越大，說明當前運動越混亂，表示發(fā)生異常行為的可能性越大。

本發(fā)明的特點還在于：

步驟2具體按照以下步驟實施：

步驟2.1：平面直角坐標轉(zhuǎn)換成極坐標

通過Farneback密集光流算法計算得到的幀間光流場是從視頻圖像得到的原始特征，一個光流矢量可以用一個四維的向量(x,y,u,v)表示，其中(x,y) 表示圖像中光流矢量的空間位置信息，而(u,v)分別表示光流矢量在水平方向和垂直方向上的分量的大小；

步驟2.2：利用Matlab軟件將光流的矢量信息轉(zhuǎn)化為直方圖

采用方向幅值直方圖來描述人體運動時的行為，橫坐標設(shè)置為若干個區(qū)間，每個區(qū)間的大小為縱坐標代表每個區(qū)間上幅值大小的統(tǒng)計值。

步驟2.1中，將光流矢量分量(u,v)從平面直角坐標形式轉(zhuǎn)化成極坐標下的(r,θ)形式，經(jīng)過計算分析可以得到光流的大小光流的方向

步驟2.2中，橫坐標設(shè)置為12個區(qū)間。

步驟3具體按照以下步驟實施：

步驟3.1：設(shè)第i區(qū)間的幅值為h_i，i區(qū)間的方向次數(shù)總和為s_i，計算方向和幅值的熵之前，首先要計算出各區(qū)間的方向和幅值的概率，計算公式如下：

S_dir：方向幅值直方圖方向次數(shù)的總和；