專利名稱：一種基于圖像灰度匹配的人數統計方法
技術領域：
本發明屬于視頻圖像處理及識別技術領域，特別涉及一種基于圖像灰度匹配的人數統計方法。
背景技術：
智能視頻監控是計算機視覺的一個重要應用領域，有著廣闊的應用前景。對于大多數的智能視頻監控系統來說，場景中出現的人或車等運動目標顯然是重要關注的對象，行人目標作為監控場景中最重要和最活躍的元素，使得行人目標檢測、識別與跟蹤技術得到許多研究者的關注。行人檢測技術除了廣泛應用于博物館、飛機場、停車場、車站、商場、銀行等敏感地點的智能監控外，在智能車輛、行人流量統計、智能交通控制等方面也有極其重要的研究價 值。在行人流量統計方面，行人流量數據在交通場所、商場、機場、購物中心等公共場所的管理和決策中扮演著不可獲取的角色，通過對人流量，即進出人數的統計，可以實時有效的監控、組織公共場所的運營工作，為人們提供更安全的環境和更優質的服務。傳統的人數計數方法是利用人工檢測，或接觸式設備，但是隨著信息化時代的到來，發明一種自動人數統計方法顯得十分必要。智能化人數統計技術是利用計算機視覺和圖像處理相結合的方法建立起來的智能管理系統，在不需要人工干預的情況下，只需要通過對攝像機拍攝的視頻序列進行實時分析來實現行人的定位、追蹤以及人數統計。中國專利03109626. 3，名稱為“微小昆蟲自動技術系統”的發明專利公開了一種微小昆蟲的自動計數系統。然而該發明僅僅是在特定的背景環境及特定區域中實現對特定目標體的自動計數。這種針對特定目標體的計數技術并不能滿足公共區域各種環境中對不斷變化的人流量的統計需求。有鑒于此，有必要對現有技術中公共區域中的人數統計方法予以改進，以解決上述問題。
發明內容
本發明的目的在于提供一種基于圖像灰度匹配的人數統計方法，該方法可以有效地提高公共區域內人數統計的效率。為實現上述目的，本發明提供了一種基于圖像灰度匹配的人數統計方法，該方法包括以下步驟
51、獲取監控區域的視頻流圖像作為輸入圖像；
52、根據輸入圖像，通過幀間差分法處理得到差分圖像，并對差分圖像進行二值化處理，得到運動目標區域；
53、通過矩形窗口對運動目標區域進行掃描，提取出行人區域；
54、以行人區域的灰度信息為模板，在下一幀圖像中的行人區域的中心點鄰域內進行搜索和匹配；S5、將行人區域的中心點位置信息保存至目標鏈，以得到人數。作為本發明的進一步改進，所述步驟SI具體為通過攝像機獲取監控區域的視頻流圖像作為輸入圖像，所述監控區域位于攝像機的正下方。作為本發明的進一步改進，所述步驟S2中的幀間差分法處理具體為根據步驟SI獲取的輸入圖像，利用當前幀圖像與前一幀圖像作幀間差分運算得到差分圖像，
所述幀間差分運算的計算公式為
權利要求
1.一種基于圖像灰度匹配的人數統計方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 51、獲取監控區域的視頻流圖像作為輸入圖像； 52、根據輸入圖像，通過幀間差分法處理得到差分圖像，并對差分圖像進行二值化處理，得到運動目標區域； 53、通過矩形窗口對運動目標區域進行掃描，提取出行人區域； 54、以行人區域的灰度信息為模板，在下一幀圖像中的行人區域的中心點鄰域內進行搜索和匹配； 55、將行人區域的中心點位置信息保存至目標鏈，以得到人數。
2.根據權利要求I所述的基于圖像灰度匹配的人數統計方法，其特征在于，所述步驟SI具體為通過攝像機獲取監控區域的視頻流圖像作為輸入圖像，所述監控區域位于攝像機的正下方。
3.根據權利要求I所述的基于圖像灰度匹配的人數統計方法，其特征在于，所述步驟S2中的幀間差分法處理具體為根據步驟SI獲取的輸入圖像，利用當前幀圖像與前一幀圖像作幀間差分運算得到差分圖像， 所述幀間差分運算的計算公式為:Dk (X，y) = Fk (X，y) - Fk4 (x，y)； 其中，Fk4(Xy)為前一幀圖像中像素點的灰度值，Fk為當前幀圖像中像素點的灰度值,Dk為二者的差分圖像。
4.根據權利要求I所述的基于圖像灰度匹配的人數統計方法，其特征在于，所述步驟S3具體為 通過矩形窗口，對步驟S2獲取的運動目標區域進行掃描，對落在矩形窗口內的運動目標區域中的像素點的個數總和Num進行統計，并將像素點的個數總和Num與設定閾值P作比較， 若Num大于或等于設定閾值P，提取該運動目標區域中所有像素點作為行人區域； 若Num小于設定閾值P，不提取該運動目標區域中的像素點。
5.根據權利要求4所述的基于圖像灰度匹配的人數統計方法，其特征在于，所述設定閥值P為300。
6.根據權利要求I所述的基于圖像灰度匹配的人數統計方法，其特征在于，所述步驟S4“在下一幀圖像中的行人區域的中心點鄰域內進行搜索”具體為 在下一幀圖像中，以步驟S3獲取的本幀圖像中的行人區域的中心點為中心，在M、N個像素點為長、寬的待搜索區域內，通過矩形窗口在待搜索區域內平移，搜索出與行人區域的灰度信息匹配度最高的矩形窗口所覆蓋的子區域，作為行人在下一幀圖像中的位置；其中，M定義為45、N定義為40。
7.根據權利要求I或6所述的基于圖像灰度匹配的人數統計方法，其特征在于，所述步驟S4 “在下一幀圖像中的行人區域的中心點鄰域內進行匹配”具體為 以步驟S3獲取的行人區域的灰度信息為模板，與下一幀圖像中的子區域的灰度值進行基于歸一化交叉相關算法的計算，以最高的歸一化交叉相關算法值所對應的子區域作為行人在下一幀圖像所在的位置；其中，歸一化交叉相關算法的計算公式為
8.根據權利要求I或6所述的基于圖像灰度匹配的人數統計方法，其特征在于，所述步驟S5 “將行人區域的中心點位置信息保存至目標鏈”具體為 根據步驟S3所獲取的行人區域，為每個行人區域設置一條動態目標鏈，將行人區域的中心點位置坐標保存至目標鏈；根據步驟S4，在下一幀圖像中，對步驟S3所獲取的行人區域進行匹配，將匹配成功的待搜索區域中的子區域的中心點位置坐標保存至該行人區域所對應的目標鏈內，直到行人目標離開監控區域。
9.根據權利要求I所述的基于圖像灰度匹配的人數統計方法，其特征在于，所述步驟S5“得到人數”具體為 當行人目標離開跟蹤區域，則進行計數，并將該行人區域所對應的目標鏈刪除。
全文摘要
本發明提供了一種基于圖像灰度匹配的人數統計方法，該方法包括以下步驟S1、獲取監控區域的視頻流圖像作為輸入圖像；S2、根據輸入圖像，通過幀間差分法處理得到差分圖像，并對差分圖像進行二值化處理，得到運動目標區域；S3、通過矩形窗口對運動目標區域進行掃描，提取出行人區域；S4、以行人區域的灰度信息為模板，在下一幀圖像中的行人區域的中心點鄰域內進行搜索和匹配；S5、將行人區域的中心點位置信息保存至目標鏈，以得到人數。在本發明中，以行人區域的灰度信息為模板，在下一幀圖像中的行人區域的中心點領域內進行搜索與匹配，而不需要在整幅圖像中進行搜索，從而減少了運算處理量與處理時間，實現了對行人的快速追蹤。
文檔編號G06M15/00GK102867177SQ201210347060
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月19日 優先權日2012年9月19日
發明者呂楠, 彭艷艷, 楊京雨, 瞿研 申請人:無錫慧眼電子科技有限公司