一种针对俯视行人的检测计数系统及方法技术方案

本发明专利技术揭示了一种针对俯视行人的检测计数系统及方法，所述系统包括：摄像单元、检测单元、训练单元、判断及计数单元。摄像单元设置于出入口的顶部上端，用以拍摄通过的行人。检测单元包括方形目标框设定模块、滑动检测窗口（即方形框）图像梯度获取模块、图像任意一像素点梯度方向值获取模块、子块像素梯度方向统计模块、子块归一化处理模块、梯度方向信息串联叠加模块。本发明专利技术提出的针对俯视行人的检测计数系统及方法，基本不存在目标之间遮挡的问题，从而可以提高检测的精确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于图像处理
，涉及一种行人检测计数系统，尤其涉及一种针对俯视行人的检测计数系统；同时，本专利技术还涉及一种针对俯视行人的检测计数方法。
技术介绍
如今，随时科技的进步及社会发展的要求，在很多场所需要设置行人检测计数系统。传统意义的计数系统主要是利用传感器进行，精确度有待提高。同时，随着图像处理计数的逐步发展，开始出现利用摄像机及图像处理技术计算行人人数的方法。现有的利用图像处理技术检测行人人数的方法是通过摄像机平视行人进行检测，检测到的行人是直立铰链的躯干和四肢，后面的行人容易被前面的行人遮挡，检测精度不闻。 有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的行人检测计数系统，以便提高检测的精确度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种针对俯视行人的检测计数系统，由于基本不存在目标之间遮挡的问题，从而可以提高检测的精确度。此外，本专利技术还提供一种针对俯视行人的检测计数方法，基本不存在目标之间遮挡的问题，从而可以提高检测的精确度。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案一种针对俯视行人的检测计数系统，所述系统包括摄像单元，设置于出入口的顶部上端，用以拍摄通过的行人，使用带广角镜头的摄像头效果更好；检测单元，包括-方形目标框设定模块，用以设定一个正方形目标框，即方形框，使方形框框定人头在俯视图像的区域，方形框的大小根据检测目标的实际情况确定，随摄像头安装高度不同而变化，圈定的规则是俯视的人头位于窗口中间，四周留有一定间距，滑动检测窗口就是上述的这个方形框，将检测窗口分成3 X 3共9个方形子块，子块与子块之间有一半面积重叠；如果设检测窗口的长和宽分别是《，则方形子块的边长为w/2 ；-滑动检测窗口(即方形框)图像梯度获取模块，用以将正方形框的灰度图像数据与模板[-1，O, I]和[-1，O, 1]τ做卷积，得到图像任意一像素点在X方向梯度值dx(x, y)和Y方向梯度值dy(x, y)；-图像任意一像素点梯度方向值获取模块，用以获取图像任意一像素点(x，y)的梯度方向值 Θ (x, y) ·β(χ,γ) = tan-1；-子块像素梯度方向统计模块，用以统计各子块像素的梯度方向计算子块内所有像素的梯度方向分别落在-180° 180°范围的9个区间的累加值，每个区间是40°角的范围；像素的梯度方向累加是带加权系数的，即每个像素的梯度方向值要乘以一个系数，这个系数等于该像素X方向和I方向梯度的绝对值之和；每一个子块根据自身在9个区间的梯度方向的统计值，得到一行或一列向量；即每个子块向量的各个分量就是该子块像素的梯度方向分别落在9个区间的统计值；-子块归一化处理模块，用以归一化处理各子块；设V表示一个未归一化的向量，Ilvll表示向量的一阶范数，e为一小常量,则归一化的算式是V = v/(| I v| |+e)；-梯度方向信息串联叠加模块，用以将一个方形检测框里面的9个子块的梯度方向信息依次串联叠加，形成一个81维的向量；即每个滑动窗口(即方形框)的特征转换成一个81维的关于梯度方向统计结果的向量。作为本专利技术的一种优选方案，所述系统进一步包括训练单元，用以从实际的环境中采集、抽取大量包含目标的样本和不包含目标的样本图片，包含目标的样本为正样本，不包含目标的样本为负样本；利用所述检测单元对所有样本图片提取特征向量；样本图片的大小必须与滑动检测窗口的大小一样；然后，采用支持向量机做分类器，用正、负样本的特征向量对其进行训练，获得分类器的参数，即获得分类器的判别模型；数据采集及检测单元，用以利用所述检测单元滑动窗体扫描新采集的图片对现场新采集的图片，用滑动检测窗体以设定步长隔行或隔列逐次扫描图片；判断及计数单元，用以提取滑动窗后检测到的图片区域的特征向量，并输入到分类器当中进行判断，判断是否含有目标；如果是，则计数，并按步长继续扫描；如果不是，则继续按步长扫描。作为本专利技术的一种优选方案，所述训练单元还包括灰度图像转换模块，用以将彩色图像就先转换成灰度图像。·作为本专利技术的一种优选方案，所述数据采集及检测单元用滑动检测窗体以步长为5个像素点隔行或隔列逐次扫描图片。作为本专利技术的一种优选方案，所述数据采集及检测单元每一秒只检测2 3帧图片，根据实际需要每次检测只检测图片1/3 1/2的区域。一种上述的针对俯视行人的检测计数系统的计数方法，所述方法包括如下步骤摄像步骤通过摄像单元拍摄通过设定区域的行人；检测步骤包括-方形目标框设定步骤通过方形目标框设定模块设定一个正方形框，使正方形框框定人头在俯视图像的区域，正方形框的大小根据检测目标的实际情况确定，随摄像头安装高度不同而变化，圈定的规则是俯视的人头位于窗口中间，四周留有一定间距，滑动检测窗口就是上述的这个正方形框，将检测窗口分成3 X 3共9个小正方形子块，块与块之间有一半面积重叠；如果设检测窗口的边长是w和h，则小方形子块的边长为w/2 ；-滑动检测窗口图像梯度获取步骤通过滑动检测窗口图像梯度获取模块将正方形框的灰度图像数据与模板[-1，O, I]和[-1，O, 1]τ做卷积，得到图像任意一像素点在X方向梯度值dx (X，y)和y方向梯度值dy (x, y)；-图像任意一像素点梯度方向值获取步骤通过图像任意一像素点梯度方向值获取模块获取图像任意一像素点(x，y)的梯度方向值Θ (x, y)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对俯视行人的检测计数系统，其特征在于，所述系统包括：摄像单元，设置于出入口的顶部上端，用以向下拍摄通过的行人，使用带广角镜头的摄像头效果更好；检测单元，包括：？方形目标框设定模块，用以设定一个正方形目标框，即方形框，使方形框框定人头在俯视图像的区域，方形框的大小根据检测目标的实际情况确定，随摄像头安装高度不同而变化，圈定的规则是：俯视的人头位于窗口中间，四周留有一定间距，滑动检测窗口就是上述的这个方形框，将检测窗口分成3×3共9个小正方形子块，子块与子块之间有一半面积重叠；如果设检测窗口的长和宽分别是w，则方形子块的边长为w/2；？滑动检测窗口图像梯度获取模块，用以将方形框的灰度图像数据与模板[？1,0,1]和[？1,0,1]T做卷积，得到图像任意一像素点在x方向梯度值dx(x,y)和y方向梯度值dy(x,y)；？图像任意一像素点梯度方向值获取模块，用以获取图像任意一像素点(x,y)的梯度方向值θ(x,y)：θ(x,y)=tan-1dy(x,y)dx(x,y);？子块像素梯度方向统计模块，用以统计各子块像素的梯度方向：计算子块内所有像素的梯度方向分别落在？180°～180°范围的9个区间的累加值，每个区间是40°角的范围；像素梯度方向的累加是带加权系数的，即每个像素的梯度方向值要乘以一个系数，这个系数等于该像素x方向和y方向梯度的绝对值之和；每一个子块根据自身梯度方向落在9个区间的统计值，得到一行或一列向量：即每一子块对应向量的各个分量就是该子块梯度方向分别落在9个区间的统计值；？子块归一化处理模块，用以归一化处理各子块；设v表示一个未归一化的向量，||v||表示向量的一阶范数，e为一小常量，则归一化的算式是v＝v/(||v||+e)；？梯度方向信息串联叠加模块，用以将一个方形框里面的9个子块的梯度方向信息依次串联叠加，形成一个81维的向量；即每个滑动窗的特征转换成一个81维的关于梯度方向统计结果的向量。...

【技术特征摘要】
1.一种针对俯视行人的检测计数系统，其特征在于，所述系统包括 摄像单元，设置于出入口的顶部上端，用以向下拍摄通过的行人，使用带广角镜头的摄像头效果更好； 检测单元，包括 -方形目标框设定模块，用以设定一个正方形目标框，即方形框，使方形框框定人头在俯视图像的区域，方形框的大小根据检测目标的实际情况确定，随摄像头安装高度不同而变化，圈定的规则是俯视的人头位于窗口中间，四周留有一定间距，滑动检测窗口就是上述的这个方形框，将检测窗口分成3 X 3共9个小正方形子块，子块与子块之间有一半面积重叠；如果设检测窗口的长和宽分别是《，则方形子块的边长为w/2 ； -滑动检测窗口图像梯度获取模块，用以将方形框的灰度图像数据与模板[-1，O, I]和[-1，O, 1]τ做卷积，得到图像任意一像素点在X方向梯度值dx(x, y)和y方向梯度值dy (X，y)； -图像任意一像素点梯度方向值获取模块，用以获取图像任意一像素点(x，y)的梯度方向值2.根据权利要求I所述的针对俯视行人的检测计数系统，其特征在于 所述系统进一步包括 训练单元，用以从实际的环境中采集、抽取大量包含目标的样本和不包含目标的样本图片，包含目标的样本为正样本，不包含目标的样本为负样本；利用所述检测单元对所有训练样本图片提取特征向量；样本图片的大小必须与滑动检测窗口的大小一样；然后，采用支持向量机做分类器，用正、负样本的特征向量对其进行训练，获得分类器的参数，即获得分类器的判别模型； 数据采集及检测单元，用以利用所述检测单元滑动窗体扫描新采集的图片对现场新采集的图片，用滑动检测窗体以设定步长隔行或隔列逐次扫描图片； 判断及计数单元，用以提取滑动窗后检测到的图片区域的特征向量，并输入到分类器当中进行判断，判断是否含有目标；如果是，则计数，并按步长继续扫描；如果不是，则继续按步长扫描。3.根据权利要求2所述的针对俯视行人的检测计数系统，其特征在于本系统只需用灰度图像处理，如果采集的是彩色图像，所述训练单元还包括灰度图像转换模块，用以将彩色图像就先转换成灰度图像。4.根据权利要求2所述的针对俯视行人的检测计数系统，其特征在于 所述数据采集及检测单元用滑动检测窗体以步长为3 5个像素点隔行或隔列逐次扫描图片。5.根据权利要求4所述的针对俯视行人的检测计数系统，其特征在于 所述数据采集及检测单元每一秒只检测2 3帧图片，根据实际需要每次检测只检测图片1/3 1/2的区域。6.一种权利要求I所述的针对俯视行人的检测计数系统的计数方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤 摄像步骤通过摄像单元拍摄通过设定区域的行人； 检测步骤包括 -方形目标框设定步骤通过方形目标框设定模块设定一个正方形目标框，使方形框框定人头在俯视图像的区域，方形框的大小根据检测目标的实际情况确定，随摄像头安装高度不同而变化，圈定的规则是俯视的人头位于窗口中间，四周留有一定间距，滑动检测窗口就是上述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐春晖，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：