CN108960095B - 一种基于太赫兹的人数统计方法及装置 - Google Patents

一种基于太赫兹的人数统计方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于太赫兹的人数统计方法，应用于太赫兹设备，所述方法包括：A：从所述太赫兹设备拍摄的热能视频中取k帧图像；B：将所述k帧图像按顺序分为前分析单元和后分析单元，分别获取前分析单元对应的第一热量分布特征和后分析单元对应的第二热量分布特征；C：若所述第一热量分布特征大于所述第二热量分布特征；或者所述第一热量分布特征小于所述第二热量分布特征；执行E步骤；D：若所述第一热量分布特征等于所述第二热量分布特征；返回执行所述A步骤；E：将当前人员计数更新为当前人员计数与预设阈值之和。本发明实施例还提供了一种基于太赫兹的人数统计装置。应用本发明实施例，可以进行人数统计。

Description

一种基于太赫兹的人数统计方法及装置
技术领域
本发明涉及一种人数统计方法及器件，更具体涉及一种基于太赫兹的人数统计方法及装置。
背景技术
随着技术的发展，成像设备的绿色化、安全化水平也越来越高。由于现有的X射线成像设备存在微量的X射线辐射，会对被成像人体产生一定的损害，导致X射线成像设备的应用范围受到了很大程度的限制。另外外光学成像受外界光照影响太大，导致成像结果不够准确。
目前，为了解决上述问题，太赫兹成像技术得到了极大的发展，太赫兹电磁波为频率为0.1到10THz的电磁波。当人体进入太赫兹辐射范围时，太赫兹辐射场会发生扰动，可以根据太赫兹辐射场的扰动对人体进行成像。
但是，现有的太赫兹成像技术均不能对被成像的人体进行人数统计。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供了一种基于太赫兹的人数统计方法及装置，用于解决现有技术中无法进行人数统计的技术问题。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
本发明实施例提供了一种基于太赫兹的人数统计方法，应用于太赫兹设备，所述方法包括：
A：从所述太赫兹设备拍摄的热能视频中取k帧图像；
B：将所述k帧图像按顺序分为前分析单元和后分析单元，分别获取前分析单元对应的第一热量分布特征和后分析单元对应的第二热量分布特征；
C：若所述第一热量分布特征大于所述第二热量分布特征；执行E步骤；
D：若所述第一热量分布特征等于所述第二热量分布特征；或者所述第一热量分布特征小于所述第二热量分布特征；返回执行所述A步骤；
E：将当前人员计数更新为当前人员计数与预设阈值之和。
可选的，在所述B步骤之前，所述方法还包括：
对所述k帧图像进行低通滤波和像素拉伸处理，得到预设宽度和高度的图像。
可选的，所述B步骤包括：
将所述k帧中的前m帧作为前分析单元，将所述k帧中的后m帧作为后分析单元，且k＝2m+n，n为正整数；
利用公式，
Figure GDA0002997764390000021
分别获取前分析单元对应的第一热量分布特征和后分析单元对应的第二热量分布特征，其中，
F为热量分布特征；∑为求和函数；Ri为图像中每行像素的热量平均值；A为图像中所有像素的热量平均值；Cj为图像中每列像素的热量平均值；h为图像中含有的像素列数；w为图像中含有的像素的行数。
可选的，在所述C步骤之前，所述方法还包括：
获取人员进入成像区域时对应的第一预设阈值；判断所述第一热量分布特征和第二热量分布特征中的较大值与所述第一预设阈值的差是否大于第二预设阈值；
若是，执行所述C步骤。
可选的，所述第一预设阈值的计算过程为：
利用公式，TF＝RF+3εF，其中，
TF为第一预设阈值；RF为扰动热量值；εF为探测器的噪声值。
可选的，所述步骤C包括：
若所述第一热量分布特征大于所述第二热量分布特征；将当前k帧标记为人员离开图像；且所述当前k帧的之前的视频帧为同一人员进入图像时，执行E步骤。
本发明实施例还提供了一种基于太赫兹的人数统计装置，应用于太赫兹设备，所述装置包括：
获取模块，用于从所述太赫兹设备拍摄的热能视频中取k帧图像；
将所述k帧图像按顺序分为前分析单元和后分析单元，分别获取前分析单元对应的第一热量分布特征和后分析单元对应的第二热量分布特征；
第一执行模块，用于若所述第一热量分布特征大于所述第二热量分布特征；触发更新模块；
第二执行模块，用于若所述第一热量分布特征等于所述第二热量分布特征；或者所述第一热量分布特征小于所述第二热量分布特征；触发所述获取模块；
更新模块，用于将当前人员计数更新为当前人员计数与预设阈值之和。
可选的，所述装置还包括：
处理模块，用于对所述k帧图像进行低通滤波和像素拉伸处理，得到预设宽度和高度的图像。
可选的，所述获取模块，还用于：
将所述k帧中的前m帧作为前分析单元，将所述k帧中的后m帧作为后分析单元，且k＝2m+n，n为正整数；
利用公式，
Figure GDA0002997764390000031
分别获取前分析单元对应的第一热量分布特征和后分析单元对应的第二热量分布特征，其中，
F为热量分布特征；∑为求和函数；Ri为图像中每行像素的热量平均值；A为图像中所有像素的热量平均值；Cj为图像中每列像素的热量平均值；h为图像中含有的像素列数；w为图像中含有的像素的行数。
可选的，所述装置还包括：判断模块，用于获取人员进入成像区域时对应的第一预设阈值；判断所述第一热量分布特征和第二热量分布特征中的较大值与所述第一预设阈值的差是否大于第二预设阈值；若是，触发所述第一执行模块。
可选的，所述第一预设阈值的计算过程为：
利用公式，TF＝RF+3εF，其中，
TF为第一预设阈值；RF为扰动热量值；εF为探测器的噪声值。
可选的，所述第一执行模块，还用于：
若所述第一热量分布特征大于所述第二热量分布特征；将当前k帧标记为人员离开图像；且所述当前k帧的之前的视频帧为同一人员进入图像时，触发更新模块。
本发明相比现有技术具有以下优点：
应用本发明实施例，若所述第一热量分布特征大于所述第二热量分布特征；或者所述第一热量分布特征小于所述第二热量分布特征；将当前人员计数更新为当前人员计数与预设阈值之和，可以进行人数的统计。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于太赫兹的人数统计方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种基于太赫兹的热量分布特征变化图；
图3为本发明实施例提供的一种基于太赫兹的人数统计装置的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明实施例提供了一种基于太赫兹的人数统计方法及装置，下面首先就本发明实施例提供的一种基于太赫兹的人数统计方法进行介绍。
图1为本发明实施例提供的一种基于太赫兹的人数统计方法的流程示意图；如图1所示，应用于太赫兹设备，所述方法包括：
S101：从所述太赫兹设备拍摄的热能视频中取k帧图像；
示例性的，所述太赫兹设备拍摄的成像装置拍摄的热能视频中含有n*k帧视频帧：K1、K2、K3、···、K(n-1)、Kn，其中，K1含有k帧视频帧、K2含有k帧视频帧、K3含有k帧视频帧、···、Kn含有k帧视频帧。取K3对应的k帧作为本步骤的k帧视频帧。
S102：将所述k帧图像按顺序分为前分析单元和后分析单元，分别获取前分析单元对应的第一热量分布特征和后分析单元对应的第二热量分布特征；
具体的，可以将所述k帧中的前m帧作为前分析单元，将所述k帧中的后m帧作为后分析单元，且k＝2m+n，n为正整数；
利用公式，
Figure GDA0002997764390000051
分别获取前分析单元对应的第一热量分布特征和后分析单元对应的第二热量分布特征，其中，
F为热量分布特征；∑为求和函数；Ri为图像中每行像素的热量平均值；A为图像中所有像素的热量平均值；Cj为图像中每列像素的热量平均值；h为图像中含有的像素列数；w为图像中含有的像素的行数。
示例性的，k为8，m为3，n为2，将k帧视频帧中的第1至第3帧视频帧作为前分析单元，将第4至第5视频帧作为间隔帧，将第6至第8视频帧作为后分析单元。
利用公式，
Figure GDA0002997764390000061
分别计算第1至第3帧视频帧、第6至第8视频帧的热量平均值，其中，A为图像中所有像素的热量平均值；h为图像中含有的像素列数；w为图像中含有的像素的行数；I(i,j)为视频帧中的第i行的第j列像素点的热量值。
利用公式，
Figure GDA0002997764390000062
计算视频帧中每列像素点的平均值；
利用公式，
Figure GDA0002997764390000063
计算视频帧中每行像素点的平均值；
再利用公式，
Figure GDA0002997764390000064
分别计算第1至第3帧视频帧、第6至第8视频帧的热量特征值。
再将第1至第3帧视频帧的热量特征值的平均值作为前分析单元的热量特征值m1；将第6至第8帧视频帧的热量特征值的平均值作为后分析单元的热量特征值m2。
S103(图中未示出)：若所述第一热量分布特征大于所述第二热量分布特征；执行S105步骤；
具体的，若所述第一热量分布特征大于所述第二热量分布特征；将当前k帧标记为人员离开图像；且所述当前k帧的之前的视频帧为同一人员进入图像时，执行S105步骤；
若所述第一热量分布特征小于所述第二热量分布特征；将当前k帧标记为人员进入图像；且所述当前k帧的之前的视频帧为同一人员进入图像时，执行S101步骤。
示例性的，图2为本发明实施例提供的一种基于太赫兹的热量分布特征变化图，若m1大于m2，说明当前的k帧视频帧K3对应人员离开太赫兹成像设备的成像通道，对应图2中的有人出，再从K3之前的各个k帧视频帧中查找与K3对应的人员进入的状态，对应图2中的有人进入，将与人员进入状态相邻的人员离开状态整体结果作为一个人通过成像通道。例如，在K2中存在与K3中的人员离开的人员进入的状态，则说明K2和K3对应的连续的2k帧视频帧拍摄到了一个人员通过；又例如，K2中的m1等于m2，说明人员在K2对应的视频帧中持续存在，对应图2中的前景有人。继续查找K1中k帧视频帧，若K1中的m1小于m2是说明，人员在拍摄K1对应的视频帧时进入了成像通道，说明人员从拍摄K1时进入成像通道，在K2时持续存在，在K3时离开，执行S105步骤。
S104(图中未示出)：若所述第一热量分布特征等于所述第二热量分布特征；或者所述第一热量分布特征小于所述第二热量分布特征；返回执行所述S101步骤；
示例性的，若m1等于m2，类似的，说明人员在K3对应的视频帧中持续存在，未检测到人员离开和人员进入的状态，需要执行S101步骤，直至检测到人员离开的状态。
若m1小于m2，人员在拍摄K3对应的视频帧时进入了成像通道，需要继续执行S101步骤，直至检测到人员离开的状态。
S105：将当前人员计数更新为当前人员计数与预设阈值之和。
示例性的，如果当前人员计数为x，将x+1作为更新后的人员计数值。
应用本发明图1所示实施例，若所述第一热量分布特征大于所述第二热量分布特征；或者所述第一热量分布特征小于所述第二热量分布特征；将当前人员计数更新为当前人员计数与预设阈值之和，可以进行人数的统计。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，在所述S102步骤之前，所述方法还包括：对所述k帧图像进行低通滤波和像素拉伸处理，得到预设宽度和高度的图像。
应用本发明上述实施例，将各帧图像处理成相同尺寸的图像，可以提高处理效率，还可以避免由于图像尺寸的差别导致的检测误差。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，在所述S103步骤之前，所述方法还包括：
获取人员进入成像区域时对应的第一预设阈值；判断所述第一热量分布特征和第二热量分布特征中的较大值与所述第一预设阈值的差是否大于第二预设阈值；若是，执行所述S103步骤。
具体的，所述第一预设阈值的计算过程为：利用公式，TF＝RF+3εF，其中，TF为第一预设阈值；RF为扰动热量值；εF为探测器的噪声值。
示例性的，若m1和m2中的较大值为m1，则判断m1-TF是否大于ΔF，若是，执行S103步骤，若否，返回执行S101步骤。
在实际应用中，RF+εF为图2中的背景的热量特征值。
且第一预设阈值TF是利用以上公式计算的，统计表明，将扰动与3倍的探测器的噪声值之和作为第一预设阈值，可以使扰动和探测器的噪声值对探测结果的错误影响降低至0.01％以下，提高了检测的精确度。
与本发明图1所示实施例相对应，本发明实施例还提供了一种基于太赫兹的人数统计装置。
图3为本发明实施例提供的一种基于太赫兹的人数统计装置的结构示意图，如图3所示，应用于太赫兹设备，所述装置包括：
获取模块301，用于从所述太赫兹设备拍摄的热能视频中取k帧图像；
将所述k帧图像按顺序分为前分析单元和后分析单元，分别获取前分析单元对应的第一热量分布特征和后分析单元对应的第二热量分布特征；
第一执行模块302，用于若所述第一热量分布特征大于所述第二热量分布特征；触发更新模块304；
第二执行模块303，用于若所述第一热量分布特征等于所述第二热量分布特征；或者所述第一热量分布特征小于所述第二热量分布特征；触发所述获取模块301；
更新模块304，用于将当前人员计数更新为当前人员计数与预设阈值之和。
应用本发明图3所示实施例，若所述第一热量分布特征大于所述第二热量分布特征；或者所述第一热量分布特征小于所述第二热量分布特征；将当前人员计数更新为当前人员计数与预设阈值之和，可以进行人数的统计。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述装置还包括：
处理模块，用于对所述k帧图像进行低通滤波和像素拉伸处理，得到预设宽度和高度的图像。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述获取模块301，还用于：
将所述k帧中的前m帧作为前分析单元，将所述k帧中的后m帧作为后分析单元，且k＝2m+n，n为正整数；
利用公式，
Figure GDA0002997764390000091
分别获取前分析单元对应的第一热量分布特征和后分析单元对应的第二热量分布特征，其中，
F为热量分布特征；∑为求和函数；Ri为图像中每行像素的热量平均值；A为图像中所有像素的热量平均值；Cj为图像中每列像素的热量平均值；h为图像中含有的像素列数；w为图像中含有的像素的行数。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述装置还包括：判断模块，用于获取人员进入成像区域时对应的第一预设阈值；判断所述第一热量分布特征和第二热量分布特征中的较大值与所述第一预设阈值的差是否大于第二预设阈值；若是，触发所述第一执行模块302。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述第一预设阈值的计算过程为：
利用公式，TF＝RF+3εF，其中，
TF为第一预设阈值；RF为扰动热量值；εF为探测器的噪声值。
应用本发明上述实施例，可以提高了检测的精确度。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述第一执行模块301，还用于：
若所述第一热量分布特征大于所述第二热量分布特征；将当前k帧标记为人员离开图像；且所述当前k帧的之前的视频帧为同一人员进入图像时，触发更新模块；
若所述第一热量分布特征小于所述第二热量分布特征；将当前k帧标记为人员进入图像；且所述当前k帧的之前的视频帧为同一人员进入图像时，触发更新模块。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于太赫兹的人数统计方法，其特征在于，应用于太赫兹设备，所述方法包括：
A：从所述太赫兹设备拍摄的热能视频中取k帧图像；
B：将所述k帧图像按顺序分为前分析单元和后分析单元，分别获取前分析单元对应的第一热量分布特征和后分析单元对应的第二热量分布特征；
C：若所述第一热量分布特征大于所述第二热量分布特征；执行E步骤；
D：若所述第一热量分布特征等于所述第二热量分布特征；或者所述第一热量分布特征小于所述第二热量分布特征；返回执行所述A步骤；
E：将当前人员计数更新为当前人员计数与预设阈值之和；
所述B步骤包括：
将所述k帧中的前m帧作为前分析单元，将所述k帧中的后m帧作为后分析单元，且k＝2m+n，n为正整数；
利用公式，
Figure FDA0002997764380000011
分别获取前分析单元对应的第一热量分布特征和后分析单元对应的第二热量分布特征，其中，
F为热量分布特征；∑为求和函数；Ri为图像中每行像素的热量平均值；A为图像中所有像素的热量平均值；Cj为图像中每列像素的热量平均值；h为图像中含有的像素列数；w为图像中含有的像素的行数。
2.根据权利要求1所述的一种基于太赫兹的人数统计方法，其特征在于，在所述B步骤之前，所述方法还包括：
对所述k帧图像进行低通滤波和像素拉伸处理，得到预设宽度和高度的图像。
3.根据权利要求1所述的一种基于太赫兹的人数统计方法，其特征在于，在所述C步骤之前，所述方法还包括：获取人员进入成像区域时对应的第一预设阈值；判断所述第一热量分布特征和第二热量分布特征中的较大值与所述第一预设阈值的差是否大于第二预设阈值；
若是，执行所述C步骤。
4.根据权利要求3所述的一种基于太赫兹的人数统计方法，其特征在于，所述第一预设阈值的计算过程为：
利用公式，TF＝RF+3εF，其中，
TF为第一预设阈值；RF为扰动热量值；εF为探测器的噪声值。
5.根据权利要求1所述的一种基于太赫兹的人数统计方法，其特征在于，所述C步骤包括：
若所述第一热量分布特征大于所述第二热量分布特征；将当前k帧标记为人员离开图像；且所述当前k帧的之前的视频帧为同一人员进入图像时，执行E步骤。
6.一种基于太赫兹的人数统计装置，其特征在于，应用于太赫兹设备，所述装置包括：
获取模块，用于从所述太赫兹设备拍摄的热能视频中取k帧图像；
将所述k帧图像按顺序分为前分析单元和后分析单元，分别获取前分析单元对应的第一热量分布特征和后分析单元对应的第二热量分布特征；
第一执行模块，用于若所述第一热量分布特征大于所述第二热量分布特征；触发更新模块；
第二执行模块，用于若所述第一热量分布特征等于所述第二热量分布特征；或者所述第一热量分布特征小于所述第二热量分布特征；触发所述获取模块；
更新模块，用于将当前人员计数更新为当前人员计数与预设阈值之和；
所述获取模块，还用于：
将所述k帧中的前m帧作为前分析单元，将所述k帧中的后m帧作为后分析单元，且k＝2m+n，n为正整数；
利用公式，
Figure FDA0002997764380000031
分别获取前分析单元对应的第一热量分布特征和后分析单元对应的第二热量分布特征，其中，
F为热量分布特征；∑为求和函数；Ri为图像中每行像素的热量平均值；A为图像中所有像素的热量平均值；Cj为图像中每列像素的热量平均值；h为图像中含有的像素列数；w为图像中含有的像素的行数。
7.根据权利要求6所述的一种基于太赫兹的人数统计装置，其特征在于，所述装置还包括：
处理模块，用于对所述k帧图像进行低通滤波和像素拉伸处理，得到预设宽度和高度的图像。
8.根据权利要求6所述的一种基于太赫兹的人数统计装置，其特征在于，所述装置还包括：判断模块，用于获取人员进入成像区域时对应的第一预设阈值；判断所述第一热量分布特征和第二热量分布特征中的较大值与所述第一预设阈值的差是否大于第二预设阈值；若是，触发所述第一执行模块。
9.根据权利要求8所述的一种基于太赫兹的人数统计装置，其特征在于，所述第一预设阈值的计算过程为：
利用公式，TF＝RF+3εF，其中，TF为第一预设阈值；RF为扰动热量值；εF为探测器的噪声值。
10.根据权利要求6所述的一种基于太赫兹的人数统计装置，其特征在于，所述第一执行模块，还用于：
若所述第一热量分布特征大于所述第二热量分布特征；将当前k帧标记为人员离开图像；且所述当前k帧的之前的视频帧为同一人员进入图像时，触发更新模块。
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