[发明专利]基于环形模板和椭圆拟合的客流统计方法

权利要求书

1.基于环形模板和椭圆拟合的客流统计方法，其特征在于，该客流统计方法包括以下步骤：

S1、获取监控区域的视频流图像作为输入图像；

S2、通过背景差分法对输入图像进行差分运算，得到运动目标区域；

S3、利用Canny算子对运动目标区域进行边缘提取，获得运动目标边缘轮廓；

S4、通过环形模板扫描运动目标边缘轮廓，得到人头候选区域，所述环形模板具有环形扫描区域；

S5、对人头候选区域以椭圆拟合方式提取人头目标；

S6、结合Camshift算法与Kalman滤波对人头目标进行跟踪和计数；

所述步骤S3具体为：

S31、利用最大类间方差法动态地获得参数k，并根据参数k确定Canny算子的高阈值T_h与低阈值T_l；

S32、利用Canny算子提取运动目标区域中的有效轮廓点，以获得运动目标边缘轮廓；

其中，所述高阈值T_h的计算公式为：T_h＝1.5*k，所述低阈值T_l的计算公式为：T_l＝0.5*k；

所述有效轮廓点的像素值设为255；

所述步骤S4具体为：

S41、根据预先设置的待检测人头的最大半径R_max与最小半径R_min设定出所述环形模板，并将该环形模板分割为若干个面积相等的子区域；

S42、使用环形模板顺序扫描步骤S3获得的运动目标边缘轮廓，以统计每个子区域中所包含的有效轮廓点的个数；若每个子区域中的有效轮廓点的个数均大于阈值T_n，则认定运动目标边缘轮廓为人头候选区域；

阈值T_n＝2πR_min/N，10≤R_max-R_min≤30；

其中，N为环形模板分割出的面积相等的子区域的数量；有效轮廓点的像素值为255；

所述步骤S41中环形模板中的面积相等的子区域的数量为四个；

所述步骤S42中获取人头候选区域的计算公式为：

所述步骤S42还包括移动环形模板以扫描运动目标边缘轮廓的步骤，所述环形模板每次移动的距离d＝R_max-R_min。

2.根据权利要求1所述的客流统计方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：通过摄像机获取监控区域的视频流作为输入图像，所述监控区域位于摄像机的下方。

3.根据权利要求1所述的客流统计方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：

S21、根据步骤S1获取的输入图形，提取出第一帧无运动物体的图像作为背景图像f_b；

S22、利用当前帧图像f_k与背景图像f_b作背景差分运算，并与分割阈值T_d进行对比，得出偏离背景模型值较大的像素，以得到差分图像D_k；

S23、通过数学形态处理得到前景运动目标图像O_k；其中，

所述差分图像D_k的计算公式为：

D_k(x,y)＝|f_k(x,y)-f_b(x,y)|；

所述前景运动目标图像O_k的计算公式为：

其中，所述分割阈值T_d＝50。

4.根据权利要求3所述的客流统计方法，其特征在于，所述数学形态处理包括二值化处理和/或形态学滤波处理。

5.根据权利要求1所述的客流统计方法，其特征在于，所述步骤S2还包括对背景图像f_b执行背景模型更新的步骤。

6.根据权利 要求1所述的客流统计方法，其特征在于，所述步骤S5具体为：将环形区域中所有的有效轮廓点拟合成椭圆方程，以提取人头目标；然后判定该人头候选区域是否为人头目标，并提取人头目标；

所述椭圆方程的代数形式为：

Ax²+Bxy+Cy²+Dx+Ey+F＝0；

所述椭圆方程的几何形式公式为：

其中，(x₀,y₀)为中心坐标，a为长轴半径，b为短轴半径，θ为长轴与x轴夹角；所述判定人头目标的计算公式为：