CN114679573A

CN114679573A - 一种基于人脸识别的公共安全视频监控系统

Info

Publication number: CN114679573A
Application number: CN202210584890.XA
Authority: CN
Inventors: 黄炳裕
Original assignee: Guangzhou Weiyue Communication Equipment Co ltd
Current assignee: Guangzhou Weiyue Communication Equipment Co ltd
Priority date: 2022-05-27
Filing date: 2022-05-27
Publication date: 2022-06-28
Anticipated expiration: 2042-05-27
Also published as: CN114679573B

Abstract

本发明涉及图像通信设备技术领域，具体涉及一种基于人脸识别的公共安全视频监控系统，包括识别监测模块和提醒模块，识别监测模块包括图像采集单元、检测单元和识别单元，提醒模块安装在预定区域的一侧，并与识别监测模块通讯连接，所述检测单元根据判断结果向提醒模块发送行人在预定区域内的行为信息。本发明通过对斑马线两侧的图像分别进行采集，基于图像分析可知晓行人当前通行数量、行人行走路径信息和行人行走速度信息，可通过得出的数据分析并判断行人通过斑马线至少需要多长时间以及行人在通行过程中有没有危险行为，对行人通行行为进行精准的实时监测和把控，通过提醒模块对过往车辆发出示警信号，提醒过往车辆，减少交通事故的发生。

Description

一种基于人脸识别的公共安全视频监控系统

技术领域

本发明涉及图像通信设备技术领域，具体涉及一种基于人脸识别的公共安全视频监控系统。

背景技术

道路交通公共安全一直是人们关注的重点，并且加强公民的安全意识也是重中之重，通常在行人过马路或者斑马线时，采用红绿灯、劝导员等方式来对行人进行交通管制。

现有的公共安全视频监控系统以机动车违法信息作为唯一的安全指标，忽视了行人在斑马线上行走可能存在危险行为等一系列重要因素，导致在机动车拐弯时，因视角盲区，难以去判断斑马线上此时的行人通行状况，存在很难去规避的安全隐患。

因此，提出一种基于人脸识别的公共安全视频监控系统来解决上述提出的问题。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种基于人脸识别的公共安全视频监控系统，能够有效地解决现有技术中无法精准的知悉行人在斑马线上行走状态的问题。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供一种基于人脸识别的公共安全视频监控系统，包括识别监测模块和提醒模块；

识别监测模块包括图像采集单元、检测单元和识别单元；

所述图像采集单元用于采集过预定区域的行人图像信息；

所述检测单元将图形采集单元所采集的行人图像信息进行分析检测；

所述识别单元根据检测结果判断行人是否处于危险行走状态中；

提醒模块安装在斑马线的一侧，并与识别监测模块通讯连接，所述检测单元根据判断结果向提醒模块发送行人在预定区域内的行为信息；

其中，图形采集单元对行人图像信息分析检测的具体方法如下：

S1：将采集的图像经过灰度化处理后提取预定区域覆盖范围；

S2：对S1中获得图像中的预定区域覆盖范围进行标记并构建三维图像矩阵模型；

S3：对S2中的三维图像矩阵模型中进行区域划分，并分别对每个区域内的行人动作特征信息进行识别并将识别结果反馈给提醒模块；

其中，构建所述S2中的三维图像矩形模型的具体方法包括：

步骤1：基于S1中提取图像中的预定区域，令预定区域长度方向实际长度为M，预定区域宽度方向实际长度为N，令M所在方向为y轴，N所在方向为x轴，图像宽度方向为z轴，图像中预定区域的左上角极点处为原点；

步骤2：在三维图像矩阵模型中将M实际长度等分为x份，将N在三维图像矩阵模型中等分为y份，预定区域中的矩阵图像被分隔成若干个长为

，宽为

的矩形格，并且

；

其中，所述识别结果至少包括有需要在预设区域行走的行人数量、行人行走路径信息和行人行走速度信息中的一种或多组。

进一步地，所述识别监测模块还包括人脸识别单元，用于对处在斑马线及斑马线边缘的行人面部影像实时采集。

进一步地，判断所述行人数量的具体方法包括：

S101：在所述三维图像矩阵中进行第一区域划分，其中第一区域的长度为图像中预定区域的宽度N，在图像中预定区域长度方向上选取长度为n作为第一区域的宽度；

S103：定位每一帧进入到第一区域的行人，当任一帧图像中的行人跨出S102中标记的第一区域和预定区域之间的界限，并到达预定区域内时视作该行人需要穿过预设区域。

进一步地，所述行人行走路径信息的判断步骤如下：

S201：选取任一帧图像中行人跨过第一区域界线并处在预定区域上的图像，并在图像中的三维图像矩阵内对行人行走路径进行标记；

S202：设定正常状态下单位距离内处在正常状态下的行为路径范围，并与S201中行人行走路径标记点进行比对分析，当判断行人的行走行为是否为异常行走行为。

进一步地，所述行人行走速度信息的判断步骤包括：

S301：选取至少两帧图像中行人跨过第一区域和预定区域界限后位于预定区域上的图像，通过S201中得到的行人行走路径信息得到行人在一定时间段的图像拍摄时间范围内的行走总路程；

S302：根据S301中行人的行走总路程，计算得到行人行走速度信息和走完预定区域剩余路程所需时间。

进一步地，所述检测单元还包括有比对单元：将正在斑马线上行走的路人走完斑马线所需时间与绿灯通行剩余时间进行比对，并根据比对结果通过提醒模块发出提醒。

进一步地，所述提醒模块至少包括有行人提醒单元和车辆提醒单元，行人提醒单元根据绿灯通行剩余时间对行人发出提醒信号，其提醒方式至少包括语音提醒、警示灯闪烁或滚动屏的方式中的一种或多种，车辆提醒单元根据行人当前过斑马线的行为信息得到行人过完斑马线至少剩余时间，并向过往车辆发出提示信号，其方式至少包括语音提醒、警示灯闪烁或滚动屏的方式中的一种或多种。

有益效果

本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

本发明通过对斑马线两侧的图像分别进行采集，基于图像分析可知晓行人当前通行数量、行人行走路径信息和行人行走速度信息，可通过得出的数据分析并判断行人通过斑马线至少需要多长时间以及行人在通行过程中有没有危险行为，对行人通行行为进行精准的实时监测和把控，通过提醒模块对过往车辆发出示警信号，提醒过往车辆，减少交通事故的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中监控系统步骤示意图；

图2为本发明实施例中监控系统方法流程示意图；

图3为本发明实施例中三维图像矩阵模型建立示意图；

图4为本发明实施例中区域划分示意图；

图5为本发明实施例中行人行走路线信息判定示意图；

图6为本发明实施例中提醒模块示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例：一种基于人脸识别的公共安全视频监控系统，主要包括识别监测模块和提醒模块，识别监测模块中包括图像采集单元、检测单元和识别单元。

图像采集单元优选的采用影像采集摄像头，分别设在预定区域的两端。

示例1：应用在行人过斑马线的场景中，首先影像采集摄像头分设在斑马线的两端，分别靠近红绿灯设置，对过往行人进行图像采集，采集内容至少包括有行人面部信息、行人数量、行人行走路径信息和行人行走速度信息中的一种或多种。

检测单元通过实时的对图像采集单元采集的图像信息进行分析检测，首先需要判断行人是否需要过斑马线，剔除在斑马线范围内短暂停留或不过马路的情况，并将检测结果发给识别单元，由识别单元判断行人的行走状态是否危险或斑马线上是否有行人。

具体的，对行人图像信息分析检测的具体方法如下：

S1：首先通过摄像采集摄像头对斑马线区域进行多次图像采集，将采集的图像经过灰度化处理后提取斑马线的覆盖范围；

S2：对S1中获得图像中的斑马线覆盖范围进行标记并构建三维图像矩阵模型；

S3：对S2中的三维图像矩阵模型中进行区域划分，并分别对每个区域内的行人动作特征信息进行识别并将识别结果反馈给提醒模块。

值得注意的是，斑马线展示的区域在图像中为等腰梯形状，并且图像大小完全覆盖斑马线所在的区域。

其中，构建所述S2中的三维图像矩形模型的具体方法包括：

步骤1：基于S1中提取图像中的斑马线，令斑马线长度方向实际长度为M，斑马线宽度方向实际长度为N，令M所在方向为y轴，N所在方向为x轴，图像宽度方向为z轴，图像中斑马线的左上角极点处为原点；

，宽为

的矩形格，并且

；

值得注意的是，图像中的矩形格大小不一，但每格的边长均相等。

而通过上述的判断步骤和方法可以分析并处理所识别的识别结果，首先对单个绿灯通行行程中的斑马线过线人的数量进行判断，具体的判断步骤如下：

S101：在所述三维图像矩阵中进行第一区域划分，其中第一区域的长度为图像中斑马线的宽度N，在图像中斑马线长度方向上选取长度为n作为第一区域的宽度；

S103：定位每一帧进入到第一区域的行人，当任一帧图像中的行人跨出S102中标记的第一区域和斑马线剩余区域之间的界限，并到达斑马线剩余区域内时视作该行人需要穿过斑马线，需要对这个人继续进行多方面的信息采集和实时关注。

当经过第一区域的行人仅短暂停留并脱离图像采集面时，停止对该行人的判断，当单个绿灯通行过程中，有过马路企图的行人数量为0，则后续停止图像采集，直至到达下一个绿灯通行过程再进行图像采集。

首先距离图像采集摄像头最远的斑马线一端为第一区域的长度，并且由斑马线宽度方向作为第一区域的两个宽度，设为长度n，从而第一区域整体的面积为：

并且第一区域和斑马线剩余区域的分界线两端的相应坐标为

和，当接近绿灯亮时，影像采集摄像头开始工作，对斑马线附近进行图像采集，当绿灯开始时，判断跨越第一区域和斑马线剩余区域之间界限的人数，当未跨越第一区域的行人则不计数，当行人过完马路后，数量逐个减少，可根据脱离摄像范围的数量结合统计的行人数量比对，判断当前行程中还有多少未走完斑马线的行人数量，根据对每人进行速度分析，可知晓当前斑马线上所有行人全部通过斑马线至少需要时间，作为一个重要的安全判断指标。

其次，需要对斑马线上的行人行走路径信息进行分析判断，令采集的图像中除第一区域外的区域为第二区域，具体步骤如下：

在两帧图像中较晚的时间节点时，行人处在三维图像矩阵模型中的坐标为（m2, n2，0），而上一个时间段中的坐标为（m1,n1,0），从而此人处在正常位移过程中的位移最大值为

，在这个单位矩形框内，行人的位移视作正常，首先预设单位时间内的行人所能达到的最大行程为L，

当

时，视作行人处在正常行走状态中；

当

时，视作行人处在不正常行走状态中，视作行人行走存在一定的危险性。

基于此，还可得出行人行走速度信息，通过上述前后坐标，可在三维图像矩阵模型中构建直角三角形，利用三角函数可得知该行人在该段行走路程中，最小的位移距离为：

通过两帧图像的时间间隔，可得出此人的速度至少为：

从图像中还可获取该行人距离通行完整条斑马线剩余行程，根据与上述得到的速度可得出完成整个斑马线行走过程所需的剩余时间，同时在最后的图像拍摄节点时，获取此时的绿灯通行行程中绿灯剩余时间，通过与行人完成整个斑马线行走过程所需的剩余时间进行比对，可得知行人能否在绿灯通行行程结束前到达斑马线的另一面，此时将比对结果向提醒模块发送行人在预定区域内的行为信息，行为信息至少包括有行人通行完斑马线的预测时间。

而提醒模块至少包括有行人提醒单元和车辆提醒单元，行人提醒单元根据绿灯通行剩余时间对行人发出提醒信号，其提醒方式至少包括语音提醒、警示灯闪烁或滚动屏的方式中的一种或多种，车辆提醒单元根据行人当前过斑马线的行为信息得到行人过完斑马线至少剩余时间，并向过往车辆发出提示信号，其方式至少包括语音提醒、警示灯闪烁或滚动屏的方式中的一种或多种。

在实际应用中，车辆提醒单元与行人提醒单元均设有两个，分设在斑马线的两侧，其中行人提醒单元的展示面可有一定的倾斜，让拐弯车辆能够得知当前斑马线上是否有行人，行人通行至少需要多长时间，对此可进行等待、减速等行为去避免到达拐弯拐点时导致的视觉盲区给行人带来危险的可能。

示例2：在建立的三维图像矩阵中针对于斑马线长度方向的两侧边界分别向外拓展若干个单位的距离长度，建立第三区域示出模型，在对获取图像进行判断时，设定一定的阈值，当行人过斑马线多次或持续时间的在第三区域内移动，同样的视作危险交通行为。

进一步地，所述行人图像信息还包括人脸识别单元，用于对处在斑马线及斑马线边缘的行人面部影像实时采集，在行人在斑马线的位移过程中，通过人脸识别单元观察到行人的面部信息，在实际应用中可与公安道路系统信息共享，当该行人运动中，判断该行人是否存在危险过马路的行为，而斑马线两侧的摄像采集摄像头同时工作，用于对两侧方向通行行人均进行信息采集，以及对人群数量的确定把控，减少重叠等现象，让检测结果更加精确。

同时在公共安全视频监控系统中还可设置有数据中转服务器，将行人违规通行信息通过数据中转服务器上传至公安或交通系统中，违规通行信息包括但不限于上述示出的基于判断行人行走路径信息和行人行走速度来得到的是否违规通行，实际应用中，包括闯红灯等违法行为，而在公安或交通系统的对接端口中，至少包含有公民的面部信息、不规范过马路行为的累积次数和该公民的联系方式，当行人累积的违规次数到达一定的数量时，采用发短信、电话等方式提醒行人通行违规，有危险性，同时可给未成年人的监护人发送信息，加强对未成年人的交通安全保护意识。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。

Claims

1.一种基于人脸识别的公共安全视频监控系统，其特征在于，包括识别监测模块和提醒模块；

识别监测模块包括图像采集单元、检测单元和识别单元；

所述图像采集单元用于采集过预定区域的行人图像信息；

提醒模块安装在预定区域的一侧，并与识别监测模块通讯连接，所述检测单元根据判断结果向提醒模块发送行人在预定区域内的行为信息；

其中，构建所述S2中的三维图像矩形模型的具体方法包括：

，宽为

的矩形格，并且

；

2.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的公共安全视频监控系统，其特征在于，所述识别监测模块还包括：

人脸识别单元，用于对处在斑马线及斑马线边缘的行人面部影像实时采集。

3.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的公共安全视频监控系统，其特征在于，判断所述行人数量的具体方法包括：

4.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的公共安全视频监控系统，其特征在于，所述行人行走路径信息的判断步骤如下：

5.根据权利要求4所述的一种基于人脸识别的公共安全视频监控系统，其特征在于，所述行人行走速度信息的判断步骤包括：

6.根据权利要求5所述的一种基于人脸识别的公共安全视频监控系统，其特征在于，所述检测单元还包括有：

比对单元：将正在斑马线上行走的路人走完斑马线所需时间与绿灯通行剩余时间进行比对，并根据比对结果通过提醒模块发出提醒。

7.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的公共安全视频监控系统，其特征在于，所述提醒模块至少包括有：

行人提醒单元：行人提醒单元根据绿灯通行剩余时间对行人发出提醒信号，其提醒方式至少包括语音提醒、警示灯闪烁或滚动屏的方式中的一种或多种；

车辆提醒单元：车辆提醒单元根据行人当前过斑马线的行为信息得到行人过完斑马线至少剩余时间，并向过往车辆发出提示信号，其方式至少包括语音提醒、警示灯闪烁或滚动屏的方式中的一种或多种。