CN107370997B - 一种监控车厢内部环境的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种监控车厢内部环境的方法，该方法包括：提供并使用车厢内部环境监控平台，所述监控平台包括FLASH存储芯片、实时投影设备和现场播放设备，所述FLASH存储芯片设置在车厢内，用于预先存储所述第一权重系数、所述第二权重系数和所述第三权重系数，所述实时投影设备设置在车厢顶部，用于面向车厢地面进行各个预设区域的拥堵情况的实时投影，所述现场播放设备设置在车厢内，用于播放与各个预设区域的拥堵情况相关的语音播放文件。
Description
技术领域
本发明涉及图像监控领域，尤其涉及一种监控车厢内部环境的方法。
背景技术
车厢是运载乘客的主要工具，在火车、汽车、高铁等重要交通工具中都不可或缺，例如火车车厢有硬座车、软座车、卧铺车、餐车等。
当车厢内乘客较少时，车厢内的环境是舒适愉快的，乘客可以在车厢内随意走动，自由行走，根据自己的需求选择观看风景、与人交谈或者坐在车椅上休憩。
然而，车厢内也存在乘客拥挤的时段，例如节假日或周末，由于乘客的目的地重叠性高，每一个车厢内挤满了急待到达目的地的乘客，而且由于从众效应，在车门或某些区域乘客过多，而其他区域乘客相对较少，这样导致车厢内的空间并没有得到有效利用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种监控车厢内部环境的方法，在采用有针对性的人体图像识别的基础上，能够基于各个人体目标在车厢内部的实时位置，确定车厢内各个预设区域内的人体数量，当预设区域内的人体数量大于等于预设数量阈值时，确定预设区域为拥堵区域，当预设区域内的人体数量大于等于预设数量阈值的一半且小于预设数量阈值时，确定预设区域为正常区域，当预设区域内的人体数量小于预设数量阈值的一半时，确定预设区域为空闲区域，从而能够对车厢内的人员进行空闲区域的积极引导。
根据本发明的一方面，提供了一种监控车厢内部环境的方法，该方法包括：
1)提供一种车厢内部环境监控平台，包括FLASH存储芯片、实时投影设备和现场播放设备，所述FLASH存储芯片设置在车厢内，用于预先存储所述第一权重系数、所述第二权重系数和所述第三权重系数，所述实时投影设备设置在车厢顶部，用于面向车厢地面进行各个预设区域的拥堵情况的实时投影，所述现场播放设备设置在车厢内，用于播放与各个预设区域的拥堵情况相关的语音播放文件；以及
2)运行所述监控平台。
更具体地，在所述车厢内部环境监控平台中，还包括：并行采集设备，用于对车厢内部环境进行实时图像采集，包括数据检测设备、数据分析设备、数据输出接口以及预设数量、并行设置的多个CCD光电转换器，所述多个CCD光电转换器面向车厢内部环境进行图像数据采集，每一个CCD光电转换器输出一个初始环境图像；所述数据检测设备分别与所述多个CCD光电转换器连接，用于接收对应的多个初始环境图像，分别提取出各个初始环境图像的对比度、信噪比和动态范围；所述数据分析设备分别与所述FLASH存储芯片和所述数据检测设备连接，用于基于每一个初始环境图像的对比度、信噪比和动态范围确定每一个初始环境图像的信号质量权衡指数；
其中，基于每一个初始环境图像的对比度、信噪比和动态范围确定每一个初始环境图像的信号质量权衡指数包括：将每一个初始环境图像的对比度与第一权重系数相乘以获得第一乘积，将每一个初始环境图像的信噪比与第二权重系数相乘以获得第二乘积，将每一个初始环境图像的动态范围与第三权重系数相乘以获得第三乘积，将所述第一乘积、所述第二乘积以及所述第三乘积相加以获得所述信号质量权衡指数；所述数据输出接口与所述数据分析设备连接，用于将各个初始环境图像的信号质量权衡指数进行比较，将信号质量权衡指数最高的初始环境图像作为高清环境图像输出。
更具体地，在所述车厢内部环境监控平台中，还包括：
第一变换设备，与并行采集设备连接，用于接收高清环境图像，对所述高清环境图像的每一个像素点的像素值执行对数变换以获得对应的对数值，将所述高清环境图像的所有像素点分别对应的对数值按照像素点在所述高清环境图像中的排列顺序组成二维数组以作为对数变换数组输出；
第二变换设备，与所述第一变换设备连接，用于接收所述对数变换数组，并采用曲波变换对所述对数变换数组进行分解，以获得所述高清环境图像的高频变换数组以及所述高清环境图像的低频变换数组；
分化处理设备，与所述第二变换设备连接，用于对所述高清环境图像的高频变换数组执行双边滤波处理以获得第一处理数组，对所述高清环境图像的低频变换数组执行光滑滤波处理以获得第二处理数组，并将所述第一处理数组和所述第二处理数组组合成所述高清环境图像对应的清晰化环境图像；其中，所述分化处理设备将所述第一处理数组和所述第二处理数组组合成所述高清环境图像对应的清晰化环境图像包括：所述分化处理设备基于曲波重构模式将所述第一处理数组和所述第二处理数组组合成所述高清环境图像对应的清晰化环境图像；
人体目标检测设备，与所述分化处理设备连接，用于对清晰化环境图像进行人体识别以获得清晰化环境图像中的多个人体目标；
人体目标定位设备，与所述人体目标检测设备连接，用于对每一个人体目标，基于其在清晰化环境图像中的景深确定其在车厢内部的实时位置；
拥堵状况分析设备，与所述人体目标定位设备连接，基于各个人体目标在车厢内部的实时位置，确定车厢内各个预设区域内的人体数量，当预设区域内的人体数量大于等于预设数量阈值时，确定预设区域为拥堵区域，当预设区域内的人体数量大于等于预设数量阈值的一半且小于预设数量阈值时，确定预设区域为正常区域，当预设区域内的人体数量小于预设数量阈值的一半时，确定预设区域为空闲区域；
其中，所述实时投影设备与所述拥堵状况分析设备连接，用于面向车厢地面进行各个预设区域的拥堵情况的实时投影，其中，当预设区域为拥堵区域时，投影颜色为红色，当预设区域为正常区域时，投影颜色为黄色，当预设区域为空闲区域时，投影颜色为绿色；所述实时投影设备的投影内容还包括从拥堵区域指向空闲区域的各个箭头；
其中，对于每一个初始环境图像，其对比度越高，信号质量权衡指数越大，其信噪比越高，信号质量权衡指数越大，其动态范围越大，信号质量权衡指数越大。
更具体地，在所述车厢内部环境监控平台中：车厢内各个预设区域的分布情况为：沿着车厢前进的方向，将车厢水平划分为各个预设区域，每一个预设区域的面积相同。
更具体地，在所述车厢内部环境监控平台中：所述人体目标检测设备、所述人体目标定位设备和所述拥堵状况分析设备设置在车厢的控制室内。
更具体地，在所述车厢内部环境监控平台中：所述并行采集设备设置在车厢顶部。
更具体地，在所述车厢内部环境监控平台中：所述现场播放设备与所述拥堵状况分析设备连接，用于播放与各个预设区域的拥堵情况相关的语音播放文件；其中，所述拥堵状况分析设备获取到为拥堵区域的预设区域时，所述现场播放设备播放与为空闲区域的预设区域的位置信息对应的语音播放文件。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的车厢内部环境监控平台的结构方框图。
图2为根据本发明实施方案示出的车厢内部环境监控平台的并行采集设备的结构方框图。
附图标记：1FLASH存储芯片；2实时投影设备；3现场播放设备；4并行采集设备；5拥堵状况分析设备；41数据检测设备；42数据分析设备；43数据输出接口；44CCD光电转换器
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的车厢内部环境监控平台的实施方案进行详细说明。
车厢几乎都在交通工具上，火车有车厢，有的汽车也有。火车车厢是一节一节的，所以火车是由一节节车厢连起来的。
每节车厢有两个门，有厕所和洗漱室。座椅上方有放随身行李物品的行李架。车厢内有照明和空调设备。硬卧车的卧铺是供长途旅客夜间卧睡的。车厢内一用横隔板分成十几个客室，每个客室内的上、中、下铺相对排列；车厢另一侧有通道，靠窗设供人坐的座椅及茶几。卧铺车根据不同季节，提供简单的铺盖卧具。
然而，当前的车厢内人流涌动是盲目的，缺乏有效的引导机制。为了克服上述不足，本发明搭建了一种监控车厢内部环境的方法，该方法包括：1)提供一种车厢内部环境监控平台；以及2)运行所述监控平台。
图1为根据本发明实施方案示出的车厢内部环境监控平台的结构方框图，所述平台包括FLASH存储芯片、实时投影设备和现场播放设备。
其中，所述FLASH存储芯片设置在车厢内，用于预先存储所述第一权重系数、所述第二权重系数和所述第三权重系数，所述实时投影设备设置在车厢顶部，用于面向车厢地面进行各个预设区域的拥堵情况的实时投影，所述现场播放设备设置在车厢内，用于播放与各个预设区域的拥堵情况相关的语音播放文件。
接着，继续对本发明的车厢内部环境监控平台的具体结构进行进一步的说明。
所述平台还包括：
并行采集设备，如图2所示，用于对车厢内部环境进行实时图像采集，包括数据检测设备、数据分析设备、数据输出接口以及预设数量、并行设置的多个CCD光电转换器。
所述多个CCD光电转换器面向车厢内部环境进行图像数据采集，每一个CCD光电转换器输出一个初始环境图像；所述数据检测设备分别与所述多个CCD光电转换器连接，用于接收对应的多个初始环境图像，分别提取出各个初始环境图像的对比度、信噪比和动态范围；所述数据分析设备分别与所述FLASH存储芯片和所述数据检测设备连接，用于基于每一个初始环境图像的对比度、信噪比和动态范围确定每一个初始环境图像的信号质量权衡指数；
其中，基于每一个初始环境图像的对比度、信噪比和动态范围确定每一个初始环境图像的信号质量权衡指数包括：将每一个初始环境图像的对比度与第一权重系数相乘以获得第一乘积，将每一个初始环境图像的信噪比与第二权重系数相乘以获得第二乘积，将每一个初始环境图像的动态范围与第三权重系数相乘以获得第三乘积，将所述第一乘积、所述第二乘积以及所述第三乘积相加以获得所述信号质量权衡指数；所述数据输出接口与所述数据分析设备连接，用于将各个初始环境图像的信号质量权衡指数进行比较，将信号质量权衡指数最高的初始环境图像作为高清环境图像输出。
所述平台还包括：
第一变换设备，与并行采集设备连接，用于接收高清环境图像，对所述高清环境图像的每一个像素点的像素值执行对数变换以获得对应的对数值，将所述高清环境图像的所有像素点分别对应的对数值按照像素点在所述高清环境图像中的排列顺序组成二维数组以作为对数变换数组输出；
第二变换设备，与所述第一变换设备连接，用于接收所述对数变换数组，并采用曲波变换对所述对数变换数组进行分解，以获得所述高清环境图像的高频变换数组以及所述高清环境图像的低频变换数组；
分化处理设备，与所述第二变换设备连接，用于对所述高清环境图像的高频变换数组执行双边滤波处理以获得第一处理数组，对所述高清环境图像的低频变换数组执行光滑滤波处理以获得第二处理数组，并将所述第一处理数组和所述第二处理数组组合成所述高清环境图像对应的清晰化环境图像；其中，所述分化处理设备将所述第一处理数组和所述第二处理数组组合成所述高清环境图像对应的清晰化环境图像包括：所述分化处理设备基于曲波重构模式将所述第一处理数组和所述第二处理数组组合成所述高清环境图像对应的清晰化环境图像；
人体目标检测设备，与所述分化处理设备连接，用于对清晰化环境图像进行人体识别以获得清晰化环境图像中的多个人体目标；
人体目标定位设备，与所述人体目标检测设备连接，用于对每一个人体目标，基于其在清晰化环境图像中的景深确定其在车厢内部的实时位置；
拥堵状况分析设备，与所述人体目标定位设备连接，基于各个人体目标在车厢内部的实时位置，确定车厢内各个预设区域内的人体数量，当预设区域内的人体数量大于等于预设数量阈值时，确定预设区域为拥堵区域，当预设区域内的人体数量大于等于预设数量阈值的一半且小于预设数量阈值时，确定预设区域为正常区域，当预设区域内的人体数量小于预设数量阈值的一半时，确定预设区域为空闲区域；
其中，所述实时投影设备与所述拥堵状况分析设备连接，用于面向车厢地面进行各个预设区域的拥堵情况的实时投影，其中，当预设区域为拥堵区域时，投影颜色为红色，当预设区域为正常区域时，投影颜色为黄色，当预设区域为空闲区域时，投影颜色为绿色；所述实时投影设备的投影内容还包括从拥堵区域指向空闲区域的各个箭头；
其中，对于每一个初始环境图像，其对比度越高，信号质量权衡指数越大，其信噪比越高，信号质量权衡指数越大，其动态范围越大，信号质量权衡指数越大。
在所述平台中：
车厢内各个预设区域的分布情况为：沿着车厢前进的方向，将车厢水平划分为各个预设区域，每一个预设区域的面积相同。
在所述平台中：
所述人体目标检测设备、所述人体目标定位设备和所述拥堵状况分析设备设置在车厢的控制室内。
在所述平台中：
所述并行采集设备设置在车厢顶部。
以及在所述平台中：
所述现场播放设备与所述拥堵状况分析设备连接，用于播放与各个预设区域的拥堵情况相关的语音播放文件；其中，所述拥堵状况分析设备获取到为拥堵区域的预设区域时，所述现场播放设备播放与为空闲区域的预设区域的位置信息对应的语音播放文件。
另外，图像滤波，即在尽量保留图像细节特征的条件下对目标图像的噪声进行抑制，是图像预处理中不可缺少的操作，其处理效果的好坏将直接影响到后续图像处理和分析的有效性和可靠性。
由于成像系统、传输介质和记录设备等的不完善，数字图像在其形成、传输记录过程中往往会受到多种噪声的污染。另外，在图像处理的某些环节当输入的像对象并不如预想时也会在结果图像中引入噪声。这些噪声在图像上常表现为一引起较强视觉效果的孤立像素点或像素块。一般，噪声信号与要研究的对象不相关它以无用的信息形式出现，扰乱图像的可观测信息。对于数字图像信号，噪声表为或大或小的极值，这些极值通过加减作用于图像像素的真实灰度值上，对图像造成亮、暗点干扰，极大降低了图像质量，影响图像复原、分割、特征提取、图像识别等后继工作的进行。要构造一种有效抑制噪声的滤波器必须考虑两个基本问题：能有效地去除目标和背景中的噪声；同时，能很好地保护图像目标的形状、大小及特定的几何和拓扑结构特征。
常用的图像滤波模式中的一种是，非线性滤波器，一般说来，当信号频谱与噪声频谱混叠时或者当信号中含有非叠加性噪声时如由系统非线性引起的噪声或存在非高斯噪声等)，传统的线性滤波技术，如傅立变换，在滤除噪声的同时，总会以某种方式模糊图像细节(如边缘等)进而导致像线性特征的定位精度及特征的可抽取性降低。而非线性滤波器是基于对输入信号的一种非线性映射关系，常可以把某一特定的噪声近似地映射为零而保留信号的要特征，因而其在一定程度上能克服线性滤波器的不足之处。
采用本发明的车厢内部环境监控平台，针对现有技术中车厢内部空间未充分利用的技术问题，通过采用多个高精度的图像采集设备和图像处理设备，准确确定出车厢内各个区域内的乘客数量，从而确定各个区域内的拥堵程度，并采用投影方式进行有效指引，为车厢内人流的定向引导提供了有效的解决机制。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (1)
1.一种监控车厢内部环境的方法，该方法包括：
1）提供一种车厢内部环境监控平台；以及
2）运行所述监控平台，
所述车厢内部环境监控平台包括：
FLASH存储芯片、实时投影设备和现场播放设备，所述FLASH存储芯片设置在车厢内，用于预先存储第一权重系数、第二权重系数和第三权重系数，所述实时投影设备设置在车厢顶部，用于面向车厢地面进行各个预设区域的拥堵情况的实时投影，所述现场播放设备设置在车厢内，用于播放与各个预设区域的拥堵情况相关的语音播放文件；
并行采集设备，用于对车厢内部环境进行实时图像采集，包括数据检测设备、数据分析设备、数据输出接口以及预设数量、并行设置的多个CCD光电转换器，所述多个CCD光电转换器面向车厢内部环境进行图像数据采集，每一个CCD光电转换器输出一个初始环境图像；所述数据检测设备分别与所述多个CCD光电转换器连接，用于接收对应的多个初始环境图像，分别提取出各个初始环境图像的对比度、信噪比和动态范围；所述数据分析设备分别与所述FLASH存储芯片和所述数据检测设备连接，用于基于每一个初始环境图像的对比度、信噪比和动态范围确定每一个初始环境图像的信号质量权衡指数；
其中，基于每一个初始环境图像的对比度、信噪比和动态范围确定每一个初始环境图像的信号质量权衡指数包括：将每一个初始环境图像的对比度与第一权重系数相乘以获得第一乘积，将每一个初始环境图像的信噪比与第二权重系数相乘以获得第二乘积，将每一个初始环境图像的动态范围与第三权重系数相乘以获得第三乘积，将所述第一乘积、所述第二乘积以及所述第三乘积相加以获得所述信号质量权衡指数；所述数据输出接口与所述数据分析设备连接，用于将各个初始环境图像的信号质量权衡指数进行比较，将信号质量权衡指数最高的初始环境图像作为高清环境图像输出；
其特征在于，所述平台还包括：
第一变换设备，与并行采集设备连接，用于接收高清环境图像，对所述高清环境图像的每一个像素点的像素值执行对数变换以获得对应的对数值，将所述高清环境图像的所有像素点分别对应的对数值按照像素点在所述高清环境图像中的排列顺序组成二维数组以作为对数变换数组输出；
第二变换设备，与所述第一变换设备连接，用于接收所述对数变换数组，并采用曲波变换对所述对数变换数组进行分解，以获得所述高清环境图像的高频变换数组以及所述高清环境图像的低频变换数组；
分化处理设备，与所述第二变换设备连接，用于对所述高清环境图像的高频变换数组执行双边滤波处理以获得第一处理数组，对所述高清环境图像的低频变换数组执行光滑滤波处理以获得第二处理数组，并将所述第一处理数组和所述第二处理数组组合成所述高清环境图像对应的清晰化环境图像；其中，所述分化处理设备将所述第一处理数组和所述第二处理数组组合成所述高清环境图像对应的清晰化环境图像包括：所述分化处理设备基于曲波重构模式将所述第一处理数组和所述第二处理数组组合成所述高清环境图像对应的清晰化环境图像；
人体目标检测设备，与所述分化处理设备连接，用于对清晰化环境图像进行人体识别以获得清晰化环境图像中的多个人体目标；
人体目标定位设备，与所述人体目标检测设备连接，用于对每一个人体目标，基于其在清晰化环境图像中的景深确定其在车厢内部的实时位置；
拥堵状况分析设备，与所述人体目标定位设备连接，基于各个人体目标在车厢内部的实时位置，确定车厢内各个预设区域内的人体数量，当预设区域内的人体数量大于等于预设数量阈值时，确定预设区域为拥堵区域，当预设区域内的人体数量大于等于预设数量阈值的一半且小于预设数量阈值时，确定预设区域为正常区域，当预设区域内的人体数量小于预设数量阈值的一半时，确定预设区域为空闲区域；
其中，所述实时投影设备与所述拥堵状况分析设备连接，用于面向车厢地面进行各个预设区域的拥堵情况的实时投影，其中，当预设区域为拥堵区域时，投影颜色为红色，当预设区域为正常区域时，投影颜色为黄色，当预设区域为空闲区域时，投影颜色为绿色；所述实时投影设备的投影内容还包括从拥堵区域指向空闲区域的各个箭头；
其中，对于每一个初始环境图像，其对比度越高，信号质量权衡指数越大，其信噪比越高，信号质量权衡指数越大，其动态范围越大，信号质量权衡指数越大；
车厢内各个预设区域的分布情况为：沿着车厢前进的方向，将车厢水平划分为各个预设区域，每一个预设区域的面积相同；
所述人体目标检测设备、所述人体目标定位设备和所述拥堵状况分析设备设置在车厢的控制室内；
所述并行采集设备设置在车厢顶部；
所述现场播放设备与所述拥堵状况分析设备连接，用于播放与各个预设区域的拥堵情况相关的语音播放文件；
其中，所述拥堵状况分析设备获取到为拥堵区域的预设区域时，所述现场播放设备播放与为空闲区域的预设区域的位置信息对应的语音播放文件。
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