[发明专利]基于传感器景深图像的客流统计装置及其方法

说明书

一、技术领域

本发明属于数字图像处理与模式识别领域，特别是一种基于传感器景深图像的客流统计装置及其方法。

二、背景技术

随着统计分析技术和计算机技术的不断发展，即时、可靠的客流量信息已经成为可能。同时客流信息的重要性也日益体现出来，特别是对于大型商场、超市等购物场所，铁路、地铁和公交车等公共交通系统以及展览馆、体育场、图书馆、机场等对公共安全要求很高的公共场所来说，实时、准确的客流信息的重要性更加不言而喻。

传统的人数统计方法有人体计数或电子设备触发计数，不仅浪费人力和物力，而且效率低下。随着计算机视觉和图像处理技术的飞速发展，使其在人数统计方面的应用成为可能。由于在客流高分期拥挤的人群中，乘客相互遮挡、无法对人体进行有效建模，只有乘客的头在图像处理中体现的较为完整，因此基于机器视觉的客流统计方法主要采用提取乘客头部特征的方式对乘客进行定位和跟踪。基于彩色视频流的自动客流计数主要是利用图像中的特征识别和模式匹配，但对计数环境的光线变化比较敏感，不能排除阴影的干扰,和人流相互遮挡问题，只适用于背景简单情况，且需要处理的数据量大，算法应用受到很多限制，不具备普遍性。基于立体视觉的自动客流计数主要是利用双传感器提取运动目标的深度信息，并根据深度信息检测目标，实验结果证明该方法的有效性，但需要满足双传感器同步采集，硬件实现成本太高，不适合大规模推广。

三、发明内容

本发明的目的在于提供一种精度高、稳定性强的基于传感器景深图像的客流统计装置及方法，解决客流统计中拥挤、遮挡、阴影的问题，对客流进行实时高效的统计。

实现本发明目的的技术解决方案为，一种基于传感器景深图像的客流统计装置，包括传感器底座、第一深度传感器、第二深度传感器、USB数据线、数据处理控制单元、显示器、模式选择开关、电源；第一深度传感器和第二深度传感器相同且平行设置在同一传感器底座上，第一深度传感器和第二深度传感器的镜头均俯视地面且镜头中心轴均与地平面垂直，第一深度传感器和第二深度传感器的信号输出端均通过USB数据线与数据处理控制单元连接，数据处理控制单元的信号输出端通过视频线接入显示器，模式选择开关与数据处理控制单元的控制信号输入端连接，电源的输出端分别接入第一深度传感器、第二深度传感器、数据处理控制单元和显示器的电源输入端；

电源给装置上电后，第一深度传感器和第二深度传感器采集到的景深图像均通过USB数据线输入数据处理控制单元，数据数据处理控制单元对采集到的景深图像经过数字图像处理，并将处理的结果通过视频线输出至显示器。

一种基于传感器景深图像的客流统计方法，步骤如下：

步骤1，电源给装置上电后，数据处理控制单元通过USB数据线获取第一深度传感器采集到的第一景深图和第二深度传感器采集到的第二景深图；

步骤2，根据获取的首帧第一景深图或首帧第二景深图，将目标至地面的距离H与景深图中对应灰度级G之间的关系进行标定；

步骤3，通过模式选择开关确定工作模式：若选择单深度传感器工作模式，则选取第一景深图或者第二景深图作为第三景深图A3并转入步骤6；若选择双深度传感器工作模式，则进入下一步；

步骤4，将第一景深图和第二景深图均投影转换到三维空间物理坐标系；

步骤5，将转换到三维空间物理坐标系的第一景深图A1和第二景深图A2进行拼接得到第三景深图A3；

步骤6，对第三景深图A3进行区域分割，找出每个区域中灰度级极小值对应的像素坐标，并对寻找到的像素坐标进行标记；

步骤7，根据区域分割后像素坐标的标记，进行头部识别得到头部信息；

步骤8，对识别的头部信息进行跟踪计数；

步骤9，按照步骤4～8的方法依次对采集到的各帧景深图进行处理，并且每隔一分钟将统计的进出结果以文件的形式通过视频线输出至显示器。

本发明与现有技术相比，具有如下的显著优点：(1)系统可以选择单传感器实现客流统计，也可以使用多传感器增扩视场，实现多视场客流统计；（2）双传感器的视频采集时同步的，解决了基于立体视觉中传感器同步问题，单传感器输出的景深图包含人体三维信息，并且解决了基于视频流客流统计中客流拥挤、遮挡、阴影等问题；（3）系统能实时检测统计客流量，且稳定性强、成本低，帧频为30pf/s，精度在96%以上。

四、附图说明

图1是本发明基于传感器景深图的客流统计装置结构示意图。

图2是本发明基于传感器景深图的客流统计方法流程图。