一种基于深度图像获取客流速度和密度参数的方法

摘要

本发明提供了一种基于深度图像获取客流速度和密度参数的方法，该方法在基于行人检测跟踪的基础上，根据行人目标在前后帧中的像素点位置和距离信息结合对应像素点的深度数据得出行人目标前后帧实际距离，并根据前后帧的帧差计算行人目标运动时间，求得行人目标瞬时速度，对检测帧内所有行人目标求得检测帧的平均速度，在采样时间内平均所有检测帧的平均速度，得出客流速度；在密度计算中，首先滤除检测区内是否存在行人不可站人的区域得出在该检测条件下的有效检测面积，通过帧内行人目标总数与有效检测面积的比值求得客流密度。

主权项

一种基于深度图像获取客流速度和密度参数的方法，其特征是步骤包括：1)深度图像采集：获取摄像头架设高度H及倾斜角度β；设定视频帧率为P帧/秒；设定客流速度值和密度值产生时间间隔，即采样时间T；有效检测帧数K为采样时间T内视频帧内有行人目标的帧数；设定行人目标速度计算的起始时间是在相应行人目标出现第W帧时开始计算；设定采样时间T内第R帧作为客流密度检测帧；2)行人目标检测及跟踪：对输入的视频图像，将获取的深度图像信息按帧处理，进行行人目标检测跟踪；判断检测帧内是否有行人目标；若检测帧内有行人目标，则有效检测帧数K加1，并进入步骤3)；若检测帧内没有行人目标，则返回步骤2)；3)通过行人目标轨迹分析，计算客流速度参数和客流密度参数：3.1)计算客流速度参数的方法，包括步骤：3.1.1)对有效检测帧内行人目标进行逐个判别：a、若行人目标首次出现，记录该行人目标首次出现的像素位置和深度图像素值，并进入步骤3.1.2)；b、若行人目标不是首次出现，则对该行人目标出现次数进行判断；若该行人目标出现次数不大于W帧，则返回本步骤3.1.1)；若该行人目标出现次数大于W帧，则检测和记录该行人目标当前像素位置和深度图像素值，并进入步骤3.1.2)；3.1.2)根据行人目标当前像素位置和深度图像素值，结合行人目标首次出现像素位置和深度图像素值，计算行人目标实际移动角度θ和行人目标实际移动距离△d，计算该行人目标的平均速度V0＝△d/t，t为行人目标移动时间；进行下一步骤；3.1.3)由V0得到检测帧内数量为M的所有行人目标的平均速度累加值V1，再得到该检测帧所有行人目标的平均客流速度V2＝V1/M，进行下一步骤；3.1.4)判断此时是否满足采样时间：若不满足采样时间，则返回步骤3.1)；若满足采样时间，则计算采样时间内所有有效检测帧的平均客流速度，输出客流速度V＝V2/K；3.2)计算客流密度参数的方法，步骤包括：如果检测场景下是首次进行客流密度计算时，进入步骤3.2.1)；如果检测场景下不是首次进行客流密度计算时，进入步骤3.2.2)：3.2.1)进行无人背景图获取：对获取的无行人目标场景背景图判断是否存在不可站用区域，若存在，则将不可站用区域滤除，确定可站用区域；3.2.2)进行检测帧内行人目标统计：基于行人目标检测跟踪，统计该帧内行人目标总数N；3.2.3)进行有效检测面积计算：通过计算可站人面积、摄像头架设高度及倾斜角度，及摄像头本身相关规格参数，建立数学模型计算有效检测面积S，即检测场景内行人目标实际占用面积；3.2.4)进行客流密度计算：利用帧内行人目标总数N与有效检测面积S的比值求得客流密度；所述步骤3.1.2)中：计算行人目标实际移动角度θ时：先根据摄像头的架设高度、架设角度和倾斜角度，确定每个像素之间与摄像头位置连线之间的夹角，并建立行人目标实际移动角度θ的查找表；再通过行人目标当前的像素位置和首次出现像素位置，查表确定行人目标实际移动角度θ；计算行人目标实际移动距离△d计算时：先根据行人目标当前像素位置对应的深度图像素值、以及首次出现像素位置对应的深度图像素值，分别确定行人目标当前位置到达摄像头的距离L1和首次出现时位置到达摄像头的距离L2，则计算行人目标移动时间t时：Q为当前的检测帧数与该行人目标初始出现的检测帧数的差帧数，t＝Q/P；所述有效检测面积S的计算方法为：自动检测无行人目标存在状态下，根据摄像机架设高度倾斜角度信息，利用空间投影，确定空间物体在地面的投影位置，计算出可站人面积；在有行人目标存在状态下，利用空间投影，确定行人目标平均高度，确定在该平均高度条件下实际可监控行人区域，再次利用空间投影，确定该区域在地面所对应的投影位置，根据该投影位置计算出有效检测面积S。