[发明专利]运动人群计数方法

权利要求书

1.一种运动人群计数方法，其特征在于，包括：

步骤1：获取图像中当前帧图像的前景图像，并以所述前景图像为掩膜检测所述当前帧图像中的所有特征点并提取有效特征点；

步骤2：分别针对每个有效特征点在当前帧图像之前和之后的连续多帧图像中进行追踪，并记录每个有效特征点在每帧图像中的位置，以获取每个所述有效特征点的轨迹；

步骤3：求取每两个轨迹之间的空间距离，基于所述空间距离将所有有效特征点进行空间聚类形成有效特征点的多个类，每个类包括多个有效特征点；

步骤4：计算每个类中所有有效特征点轨迹之间的相似度，根据所述相似度剔除每个所述类中所有孤立的有效特征点之后形成新类；

步骤5：计算所有新类中任意两个新类之间的相似度和融合可靠性，基于所述相似度和所述融合可靠性将两个新类融合成一个类对；

步骤6：将融合完成后的每个所述类对以及无法融合的每个所述新类分别构造成一棵最小生成树，基于所述最小生成树中包含的有效特征点的数量判断该最小生成树是否属于一个运动人体，根据属于运动人体的最小生成树的数量得到所述图像中运动人群的人体数量。

2.根据权利要求1所述的运动人群计数方法，其特征在于，所述有效特征点为检测得到的特征点在后续的图像中匹配误差不超过一个像素且满足以下判别式的特征点：

W(Df，2)＝W(Df+1，1)＝Df+2；

其中，函数W(Df，n)表示对当前帧图像Df中得到的特征点进行追踪，返回在第n帧图像的位置，Df为当前帧图像，Df+1为后一帧图像，Df+2为后2帧图像。

3.根据权利要求1所述的运动人群计数方法，其特征在于，所述步骤2包括：

分别对当前帧图像之前的连续多帧图像和之后的连续多帧图像中的每个所述有效特征点采用分层光流法进行追踪，记录每个所述有效特征点在每帧图像中的位置，获取所有所述有效特征点的轨迹{X1，X2，...，Xm}，其中m为有效特征点的个数。

4.根据权利要求3所述的运动人群计数方法，其特征在于，所述步骤3还包括：

若在某帧图像中没有追踪到所述有效特征点的可靠位置，则使用已知的可靠速度，通过线性插值得到所述有效特征点在该帧的位置，然后继续进行追踪。

5.根据权利要求1所述的运动人群计数方法，其特征在于，所述求取每两个轨迹的空间距离包括：

分别求出每两个有效特征点在每一帧图像中的欧氏距离，然后选取其中的最大值代表每两个轨迹的所述空间距离；

所述空间距离根据以下公式进行计算：

dist(Xr，Xs)＝max(dist(Xir，Xis))；

其中，dist(Xr，Xs)表示两个有效特征点轨迹Xr和Xs之间的空间距离，dist(Xir，Xis)表示两个有效特征点轨迹Xr和Xs在第i帧图像中的欧氏距离，i∈(1，...，m)，m为有效特征点的个数。

6.根据权利要求4所述的运动人群计数方法，其特征在于，所述基于所述空间距离将所有有效特征点进行空间聚类形成有效特征点的多个类包括：

采用最大树聚类法进行空间聚类形成有效特征点的多个类，所述类的数量为所述当前帧图像所在场景中预计出现人数最大值的3-5倍，且小于等于所述有效特征点数量的1/2。

7.根据权利要求1所述的运动人群计数方法，其特征在于，通过以下公式计算每个类中所有有效特征点轨迹之间的相似度：

Q(Xu，Xv)＝1/(1+Var(dist(Xu，Xv)))；

其中，Q(Xu，Xv)表示任意两个有效特征点的轨迹Xu和Xv的相似度，Var(Xu，Xv)表示任意两个有效特征点的轨迹Xu和Xv之间的空间距离的方差，u∈(1，...，m)，v∈(1，...，m)，m为每个类中有效特征点的个数。

8.根据权利要求1所述的运动人群计数方法，其特征在于，所述孤立的有效特征点的判断方法为：

若一个有效特征点的轨迹与所属类内的其他有效特征点的轨迹之间的相似度均小于预设相似度，则该有效特征点为孤立的有效特征点。