[发明专利]面向开放式场景的出入口人数统计方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及出入口人数统计技术的改进，具体指一种基于鞋印采集识别的、面向开放式场景的出入口人数统计方法和装置，属于出入口人数统计技术领域。

 

背景技术

许多开放场景存在人数统计的需要，而开场场景的出入口具有以下一些特点：通过人员没有身份标识（例如：身份证、门票等）；通过人员的数量比较大，可能存在拥挤的情况；出入口没有分开，同一个口同时存在进入、离开的人员，例如：商场、学校、不收费公园的出入口即为这类开放场景出入口。

当前用于出入口人数计数的解决方法主要有如下三种：基于CCD图像采集的人数计数、基于红外线的人数计数和基于压力传感器的人数计数。

一、基于CCD图像采集的人数计数方法通过CCD摄像机采集待计数人群的数图，然后使用模式识别技术统计图像中的人数。例如专利“一种车内人数计数方法和系统（专利号：200810241953.1）”、“ 出入口人数计数仪（专利号：200510025186.7）”。此种方法的缺点有：无法完全解决遮挡问题，难以解决多幅图像中同一人像的标识问题，对光照变化非常敏感，稳定较差。

二、基于红外线的人数计数方法使用红光照射识别计数的人群，根据红外线的反射计算人员的数量。例如：“一种自动人数计数器（专利号：201020534026.1）”、“人数计数器（专利号：200420076313.7）”、“基于热释红外传感器的人数计数器实现装置（专利号：201120083814.8）”。此种方法的缺点有：由于红外线直线传播的特性，对于重叠遮挡的人群无法准确计数，虽然专利“基于热释红外传感器的人数计数器实现装置（专利号：201120083814.8）” “利用透镜将一个平面上的人体发送的红外线经过透镜成像于一条直线上，利用多个热释红外传感器组成的探测器，看在探测器上形成几个光斑，即表示有几个生物体同时通过此平面”，部分解决了遮挡问题，但在人群拥挤时仍然无法准确计数。

三、基于压力传感器的人数计数方法使用装有压力传感器的踏板，踏上人时压力变大，输出计数脉冲让计数器加1。例如：专利“图书馆人数计数器（专利号：201220001432.0）”采用重力传感装置检测人员通过，并设置两个重力传感装置，根据触碰的先后顺序检测人员的出入方向。此专利的问题有：只能单人通过出入口，如果多人并行通过则无法计数，这种方法无法应用到商场、车站等一些开放场景的人数计数。

 

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种适用于开放场景中出入口人数计数的方法和装置。本发明能解决出入人群相互遮挡、同一人员重复识别的问题，且能同时统计出入人员的数量，对环境适应性好。

本发明解决上述技术问题的手段如下：

面向开放式场景的出入口人数统计方法，其步骤为：

1）首先在出入口设置鞋印采集板，鞋印采集板的大小与出入口大小匹配以使人群通过出入口时必然要踩在鞋印采集板上，所述鞋印采集板包括透明的踩踏板和位于踩踏板下方的摄像装置，当人踏上踩踏板时，会产生一个向下的压力，当压力大于设定值时，摄像装置自动启动，即可拍下印有鞋印图像的当前踩踏板图片；

2）对摄像装置拍下的踩踏板图片进行处理，将其中包含的鞋印准确提取出来；

3）将提取出来的鞋印与预先设定的时间窗口内的与该鞋印方向相同的鞋印进行比较，如果该时间窗口内没有该鞋印，则为一次有效计数，对应方向的人流统计数加1，同时将该鞋印保存下来并进入第4）步；否则对应方向的人流统计数不变；

4）将该鞋印与人数统计时间段中保存的鞋印进行比较，如果人数统计时间段中没有该鞋印，则人数统计数加1；否则人数统计数不变；

5）重复步骤2）-4），即可实现出入口人流和人数的统计。

第3）步和第4）步鞋印比较方法为，将鞋印按长度、宽度、外轮廓和纹理分为四个匹配要素，只有当两鞋印四个要素相似度分别达到设定程度时，才认为是同一个鞋印，否则为不同的鞋印。

第2）步鞋印提取方法为：首先对踩踏板图片进行包括光线补偿和二值化变换手段在内的预处理，再通过灰度级变换、灰度直方图计算、直方图均衡化等三个步骤过滤掉小于和大于预定值的噪声，以去除踩踏板图片上的干扰污点；接着根据预先设置的轮廓、大小、纹理和几何形状等四个特征指数对预处理后的踩踏板图片进行鞋印粗提取，再将粗提取出来的鞋印和预先设定的样本数据库中的各种样本鞋印进行比对，最终将踩踏板图片上的各式各样的鞋印提取出来。