[发明专利]一种大规模人群密度分析和预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及模式识别技术领域，特别涉及大规模人群密度分析和 预测方法。

背景技术

随着人类社会生活的日益丰富，运动会、展览会和文艺演出等大 型社会活动经常召开。这些大型社会活动给人们带来快乐的同时也带 来了安全隐患。当数以万计的人群聚集时，一旦发生突发事件，引起 人群的恐慌，很可能发生踩踏事件，危及人们的生命安全。传统的公 共区视频监控系统，往往是由监控人员在监控室观看显示屏来发现异 常情况。这样的人工监视的方式存在很多缺点。首先，当监控点非常 多时，由于监控人员有限，经常会导致不能及时发现危险情况。另外， 人工监视往往不能及时有效地综合各个监控点的人群密度信息，所以 无法对重点区域未来人群密度进行预测。随着智能视觉监控技术的兴 起，由计算机代替人来对公共区人群密度进行实时监测成为可能。智 能视觉监控技术就是要让计算机代替人的大脑，让摄像头代替人的眼 睛，由计算机智能地分析图像序列，提取有效信息，达到智能监控的 目的。

申请号为200710179883.7的发明专利提出一种基于统计特征的人 群密度分析方法。该方法通过对摄像头捕捉的视频进行分析，由计算 机自动实时地计算出当前视频中的人群密度。但是该方法有几个缺点：

1)得到的人群密度是一个0到1之间的小数，表示拥挤程度，无 法得到人们所关心的具体人数。

2)不能得到人群流速和流向信息。

3)没有涉及到对重点枢纽区域的人群密度进行预测。

发明内容

鉴于现有技术所存在的缺点，本发明的目的是提供一种大规模人 群密度分析和预测的方法。

为了实现上述目的，本发明提出一种大规模人群密度分析和预测 方法，包括步骤：

步骤1：利用基于统计特征的人群密度分析方法对输入视频作人群 密度分析，实时获取单个监控点的人群密度值。

步骤2：通过多段线性拟合方法实现人群密度和人数的互相转化。

步骤3：采用光流法对输入视频的单个监控点中人群流速和流向进 行计算，获得单个监控点中人群的流速和流向。

步骤4：根据各个监控点的空间位置关系和人群流向、流速关系 建立一个有向图的结构，对重要枢纽节点做一段时间内的人数和人群 密度预测。

本发明与目前国内外发表的最新的方法相比具有几个明显优点：

1)本发明能够自动实时监控大范围内的人群密度和人数分布。

2)本发明能够对重要区域做人群密度和人数的预测。

本发明能广泛地应用于大型公共场所的人群监控和管理，本发明的 人群密度预测功能，所提供的信息对于人群监控部门具有重要的参考 价值。

附图说明

图1本发明技术方案流程图

图2本发明中重要监控点与其它监控点的图结构示意图

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明技术方案中所涉及的各个细节问 题。应指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对 其不起任何限定作用。

本发明的整个技术方案流程图如附图1所示：

请参阅图1，采用一台具有2.8G赫兹中央处理器和1G字节内存的 奔腾4计算机并用C++语言编制了大规模人群密度分析和预测程序，实 现了本发明的方法；图1中包括：视频输入端V1-VN、单路人群监控模 块A1-AN和密度和一个人数预测模块B；在视频输入端V1输入视频信 息，单路人群监控模块A1是利用基于统计特征的人群密度分析方法， 对视频输入端V1的输入视频实时获取单个监控点的人群密度值，再通 过多段线性拟合的方法实现人群密度到人数的的互相转化；采用光流 法计算出单个监控点中人群的流速和流向，获得单个监控点中人群流 速和流向信息；视频输入端V2、单路人群监控模块A2及视频输入端 VN、单路人群监控模块AN分别重复上述步骤，最后由密度和人数预测 模块B根据各个监控点的空间位置关系和人群流向、流速关系建立一 个有向图的结构，对重要枢纽节点做一段时间内的人数和人群密度预 测。

1.基于统计特征的人群密度分析

本发明采用申请号为200710179883.7的发明专利所提出的方法提 取单个监控点的人群密度。所得到的人群密度是一个0～1之间的小数， 描述了当前监控点的人群拥挤程度。