CN102298726A - 一种群体密度检测设备 - Google Patents

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赵春水
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Abstract

本发明公开了一种群体密度检测设备，其特征在于：其包括总控制模块以及能外接数字摄像设备的视频输入端口，所述总控制模块包括有：视频编码芯片，对视频信号进行数字编码后传输至所述总控制模块；中央处理单元，所述中央处理单元中运行有主控程序和智能视频分析算法；其中所述主控程序控制整套设备的运行，并提供人机交互界面，用于用户对设备的操作；所述智能视频分析算法用于接收和分析所述视频编码芯片传输过来的视频信号，分析其中的群体密度。本发明的群体密度检测设备是一种基于视频分析的群体密度检测设备。具有实时性高、鲁棒性强，可有效监测到车辆的拥堵或者人群的聚集情况，有助于城市道路通畅和社会稳定。

Description

一种群体密度检测设备
技术领域
本发明属于群体密度检测设备，尤其是基于视频分析的群体密度检测设备。
背景技术
当今社会人口和车辆的数量都非常庞大，公共场所的人流量巨大、重要路口的车流量巨大。发生大规模人群踩踏或大面积车辆拥堵的情况也偶有发生。单位面积内指定群体(人群或车辆)的数量即群体密度。如何即时统计出指定区域的群体密度，是对大规模人群聚集和车辆拥堵进行有效预警、提高快速反应能力的关键环节。当前市场上，已经有各种各样的车辆检测、客流统计系统来应用不同场合的群体密度检测，如线圈车辆检测、红外人体感应计数器等，这些系统的群体检测原理是通过统计进入某一区域的车辆或人员的数量，并不能正确反映群体聚集情况。
群集聚集一般发生在道路路口、公共场地、旅游场所等。基于智能视频分析技术的视频监控系统针对重点区域进行全天候的监视，智能视频分析技术自动的采集监控数据并产生实时警报，有效解决重点区域的群体聚集事件的实时检测和预警。
中国专利200810037790.5中公开了一种基于视频的计算群体密度的方法，其主要利用对图像中对象的运动特征进行分析，从而统计出图像中的群体密度。
 
发明内容
本发明提供了另一种解决上述问题的方案，并提供一种基于视频分析的群体密度检测设备。
本发明的技术方案是提供一种群体密度检测设备，其包括设置在指定监控区域的视频图像采集装置，其特征在于：其还包括总控制模块和连接所述视频图像采集装置的视频输入端口；所述总控制模块包括有：
视频编码芯片，用于将所述视频图像采集装置采集的视频信息进行数字编码；
中央处理单元，其中运行有智能视频分析算法，所述智能视频分析算法接收所述视频编码芯片编码后的视频信息，然后获取其中一帧的数字图像，接着依据指定对象的边缘特征统计其中指定对象的数量，并以此作为所述指定监控区域的群体密度。
优选的，所述指定对象是人或车辆。
优选的，所述智能视频分析算法获取多帧所述视频信息中的数字图像，估算所有数字图像中的所述指定对象的数量并取其平均值作为所述指定监控区域的群体密度。
优选的，所述指定监控区域的群体密度按所述指定对象的数量范围分成三个以上的等级；“空荡、很少、较少、普通、较多、很多、拥挤、拥堵”等少数几个级别。
优选的，所述群体密度检测设备还包括可以接入局域网或互联网的网络接口。
优选的，所述的中央处理单元是达芬奇DM6446芯片。
优选的，所述视频图像采集装置包括图像传感器，所述图像传感器是CCD传感器或CMOS传感器。
优选的，所述视频图像采集装置为红外线视频采集装置，因此可以全天候监控。
本发明的群体密度检测设备是一种基于视频分析的群体密度检测设备。本设备采用微控器作为中央处理单元，辅助一些必要的外部器件构成一台嵌入式设备，智能视频分析算法运行于中央处理单元中。本设备采用标准的视频接口外接数字摄像机，具有成本低，灵活度高等优点。中央处理单元中运行的视频智能分析软件实时分析视频流中的对象边缘的密度作为群体（车辆/人群）密度响应值。具有实时性高、鲁棒性强，可有效监测到车辆的拥堵或者人群的聚集情况，有助于城市道路通畅和社会稳定。
附图说明
图1是本发明的结构原理框图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
如图1所示，本发明的群体密度检测设备包括视频输入端口、视频编码芯片、中央处理单元、网络接口、主控程序、智能视频分析算法和远程操控模块。
本发明所采用的方案是：将智能视频分析算法嵌入到中央控制单元中，并集成到控制器盒里，形成一台嵌入式的群体密度检测设备。该设备采用标准的视频接口，可外接数字摄像机。外接的数字摄像机可以加装阻止自然光通过的外光滤片并和红外光源一起组成红外图像采集装置，红外光源采用其发射的红外光波带宽与红外光线的滤片所能通过的红外光带宽相匹配的红外线发光LED，保证摄像机捕捉的图像只能是由红外光线所反射。这种方式采集的图像是红外图像，不受环境自然光线变化的影响，并且实现全天候的监测能力。
视频编码芯片将摄像机采集图像传输给中央处理单元，中央处理单元通过智能视频分析算法，将实时对视频流进行感兴趣对象边缘的密度估计，估计值作为群体（车辆/人群）密度值。智能视频分析算法不精确计算感兴趣对象的个数，而是通过分级的方法来评估群体密度，即指定了少数几个级别(如0~9或“空荡、很少、较少、普通、较多、很多、拥挤、拥堵”等少数几个级别)，以及连续多帧的跟踪统计以提高鲁棒性，降低误警率。控制器上的网络接口连接计算机网络：局域网或者互联网，通过计算机远程访问远程操控模块可以实时观看监控视频画面。
其中，数字摄像机使用CCD（Charge-coupled Device：电荷耦合元件）或者CMOS芯片作为A/D转化芯片获取数字图像。数字图像经过视频编码芯片转换编码成标准的YUV422格式输入中央处理单元。中央处理单元优选TI公司采用达芬奇结构的DM6446芯片作为主控芯片，DM6446芯片包含ARM（Advanced RISC Machines：进阶精简指令集机器）和DSP(数字信号处理)双核处理器。其中，ARM核运行主控软件，DSP运行智能视频分析算法。运行在DSP核的智能视频分析算法将实时对视频流进行智能分析。运行在ARM核中的主控软件管理整个设备的运行并响应用户操作，远程操控模块将监控视频和车辆检测信息通过局域网或互联网传输至远程计算机终端，以供用户实时远程监控。
该发明的优势：通过智能视频分析算法，不需要人工参与，就能有效的计算出实时的群体密度，具有非常高的反应速度。该系统可以大规模的使用，从而对关键区域进行实时监控，确保交通安全和社会稳定。
以上实施例仅为本发明其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 

Claims (8)

1.一种群体密度检测设备，其包括设置在指定监控区域的视频图像采集装置，其特征在于：其还包括总控制模块和连接所述视频图像采集装置的视频输入端口；所述总控制模块包括有：
视频编码芯片，用于将所述视频图像采集装置采集的视频信息进行数字编码；
中央处理单元，其中运行有智能视频分析算法，所述智能视频分析算法接收所述视频编码芯片编码后的视频信息，然后获取其中一帧的数字图像，接着依据指定对象的边缘特征统计其中指定对象的数量，并以此作为所述指定监控区域的群体密度。
2.根据权利要求1所述的群体密度检测设备，其特征在于：所述指定对象是人或车辆。
3.根据权利要求1所述的群体密度检测设备，其特征在于：所述智能视频分析算法获取多帧所述视频信息中的数字图像，估算所有数字图像中的所述指定对象的数量并取其平均值作为所述指定监控区域的群体密度。
4.根据权利要求1所述的群体密度检测设备，其特征在于：所述指定监控区域的群体密度按所述指定对象的数量范围分成三个以上的等级。
5.根据权利要求1所述的群体密度检测设备，其特征在于：所述群体密度检测设备还包括可以接入局域网或互联网的网络接口。
6.根据权利要求1所述的群体密度检测设备，其特征在于：所述的中央处理单元是达芬奇DM6446芯片。
7.根据权利要求1所述的群体密度检测设备，其特征在于：所述视频图像采集装置包括图像传感器，所述图像传感器是CCD传感器或CMOS传感器。
8.根据权利要求1所述的群体密度检测设备，其特征在于：所述视频图像采集装置为红外线视频采集装置。
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