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随着社会节奏加快与城市人口扩张,人流密集的大型活动也日益增多,当人群密度达到一定程度时,极易发生拥挤甚至踩踏事件。传统的人工监控费时费力效率低,而智能化人群监控技术能对人群密度进行自动监控与管理,对各行业人群检测与管理具有重要意义。
目前前人群人数统计方法还存在着如下问题:首先,在人群前景目标提取时,提取到的前景目标块有孔洞和噪音干扰,影响特征选取与人数统计的准确度;其次,背景建模时间长,从而导致人群异常预警不及时;第三,使用像素统计特征和纹理特征作为人群特征,如何对二者进行筛选与组合,以有效地描述人群密度;最后,如何以尽可能少的学习代价建立预测模型,从而快速有效地预测人群人数。针对上述问题,本文展开了以下研究:
(1)针对背景建模时间长的问题,本文采用视觉背景建模方法(Visual BackgroundExtractor,VIBF),快速建立背景模型,该方法鲁棒性较高且易于实现,提高了建模效率。但检测到的前景目标块有孔洞不完整及噪音干扰的问题,为此设计了两种形态学结构元素,通过调整其大小以选取最佳参数,从而有效地填充了细小孔洞、连接邻近物体并平滑边界,获得了良好的去噪效果并得到了较为完整精确的前景目标。
(2)对于像素统计特征和纹理特征选取问题,通过单一特征及不同特征组合进行实验,得到效率与精确度并重的特征维数与组合,充分有效地描述了不同密度的人群特特征,为后续人群人数估计提供了保证。
(3)针对人群人数预测模型问题,基于超限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)理论构建双列的ELM人数预测模型,通过实验合理选择模型参数,达到简单、快速地对人群人数进行建模,实现了对人群人数较为精确的预测。
(4)在Matlab编程环境下,开发了一个人群人数计数软件,并通过实验对本文方法进行了有效验证。
目前前人群人数统计方法还存在着如下问题:首先,在人群前景目标提取时,提取到的前景目标块有孔洞和噪音干扰,影响特征选取与人数统计的准确度;其次,背景建模时间长,从而导致人群异常预警不及时;第三,使用像素统计特征和纹理特征作为人群特征,如何对二者进行筛选与组合,以有效地描述人群密度;最后,如何以尽可能少的学习代价建立预测模型,从而快速有效地预测人群人数。针对上述问题,本文展开了以下研究:
(1)针对背景建模时间长的问题,本文采用视觉背景建模方法(Visual BackgroundExtractor,VIBF),快速建立背景模型,该方法鲁棒性较高且易于实现,提高了建模效率。但检测到的前景目标块有孔洞不完整及噪音干扰的问题,为此设计了两种形态学结构元素,通过调整其大小以选取最佳参数,从而有效地填充了细小孔洞、连接邻近物体并平滑边界,获得了良好的去噪效果并得到了较为完整精确的前景目标。
(2)对于像素统计特征和纹理特征选取问题,通过单一特征及不同特征组合进行实验,得到效率与精确度并重的特征维数与组合,充分有效地描述了不同密度的人群特特征,为后续人群人数估计提供了保证。
(3)针对人群人数预测模型问题,基于超限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)理论构建双列的ELM人数预测模型,通过实验合理选择模型参数,达到简单、快速地对人群人数进行建模,实现了对人群人数较为精确的预测。
(4)在Matlab编程环境下,开发了一个人群人数计数软件,并通过实验对本文方法进行了有效验证。