地鐵客流監(jiān)測(cè)中光流法了下的視頻分析技術(shù)應(yīng)用研究

顧辰

摘要：本文首先分析了地鐵客流量監(jiān)測(cè)中光流法的視頻分析技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，其次闡述了視頻分析技術(shù)研究現(xiàn)狀以及在地鐵客流量監(jiān)測(cè)中光流法的應(yīng)用，旨提升地鐵的運(yùn)營(yíng)質(zhì)量和服務(wù)水平，全面的發(fā)揮出光流法在地鐵客流量監(jiān)測(cè)中的主要作用。

關(guān)鍵詞：地鐵客流量監(jiān)測(cè)；光流法；視頻分析技術(shù)

一、地鐵客流量監(jiān)測(cè)中光流法的視頻分析技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）客流統(tǒng)計(jì)

對(duì)指定區(qū)域的人流量進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)就是客流統(tǒng)計(jì)，將客流的實(shí)時(shí)狀態(tài)和數(shù)量以最簡(jiǎn)明的方式提供給各個(gè)部門(mén)，從而為人流量比較密集、比較大的車(chē)站提供最有效的客流疏導(dǎo)措施。

（二）人員逆向檢測(cè)

當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到人員在單向行駛區(qū)域向反方向行駛時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，這就屬于人員逆向檢測(cè)。該項(xiàng)應(yīng)用只是適合車(chē)站的單向換乘和單向通道區(qū)域。在單向通道行駛的人員都非常的有秩序，如果突然有人員逆行，就會(huì)非常容易的引發(fā)安全事故，特別是在高峰階段的時(shí)期中，如果出現(xiàn)多個(gè)逆行目標(biāo)，其他乘客的正常行駛就會(huì)受到嚴(yán)重的影響，因此，在這一問(wèn)題上，相關(guān)的工作人員要嚴(yán)格的監(jiān)管控制，從而確保行駛的秩序。

（三）滯留檢測(cè)

當(dāng)一個(gè)物體在指定的地方停留時(shí)間超過(guò)規(guī)定的時(shí)間或是停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，那么系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)報(bào)警，這就指的是滯留檢測(cè)，在人流量比較大、密集的地方，乘客將行李、包裹遺忘在地鐵站是經(jīng)常出現(xiàn)的事情，甚至還有更為嚴(yán)重的不良行為，例如：乞討、擺攤等。對(duì)于這種現(xiàn)象來(lái)說(shuō)，應(yīng)用該技術(shù)就可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)乘客遺忘的行李和包裹，同時(shí)也能及時(shí)的去管控這些不良的行為。

二、視頻分析技術(shù)研究現(xiàn)狀

（一）幀間查分法

在對(duì)間隔時(shí)間較短的圖像進(jìn)行差分運(yùn)算就是幀間查分法。由于很多圖片的間隔時(shí)間都比較短，光照變化的影響也是非常的小，因此，在這種現(xiàn)象下，就可以采用幀間差分法，幀間差分法對(duì)光照變化有很多的特點(diǎn)，例如：簡(jiǎn)單、快捷、運(yùn)算量小等方面的特點(diǎn)，同時(shí)還有著強(qiáng)大的魯棒性。

（二）背景差分法

用現(xiàn)有的圖像幀減去背景的圖像，直接獲取的圖像就是前景圖像，該方法就是背景差分法。背景差分法與幀間查分法互相比較，背景差分法可以將前景物體的輪廓也精確的獲取出來(lái)，在背景環(huán)境沒(méi)有任何變化的要求和條件下，就可以使用該方式。雖然其背景不會(huì)有任何的改變，但是有一點(diǎn)卻會(huì)隨著時(shí)間而發(fā)生改變，那就是光照條件。因此，重新創(chuàng)建合適的背景就是背景差分法最重要、最關(guān)鍵的步驟。

（四）光流法

在1950時(shí)，著名的生物學(xué)家Gibson就提出了光流的基礎(chǔ)概念，其圖像之所以會(huì)發(fā)生變化主要是由帶有灰度的像素點(diǎn)而引起的。物體應(yīng)對(duì)的像素在圖像運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)速度就可以看作是光流。

三、地鐵客流量監(jiān)測(cè)中光流法的應(yīng)用研究

在當(dāng)前的發(fā)展中，地鐵已經(jīng)逐漸的成為了城市的熱門(mén)交通工具，其本身具備非常多的優(yōu)點(diǎn)，例如：速度快、時(shí)間準(zhǔn)時(shí)以及運(yùn)量大等方面的優(yōu)點(diǎn)。但是正因?yàn)榈罔F具備這些優(yōu)點(diǎn)，對(duì)人員也有較大的吸引力，才會(huì)在高峰期階段中出現(xiàn)擁堵、安全事故的現(xiàn)象，不僅給地鐵運(yùn)營(yíng)帶來(lái)了巨大的壓力，同時(shí)還嚴(yán)重的影響了地鐵的運(yùn)行質(zhì)量、服務(wù)、安全以及效率等。由此可見(jiàn)，對(duì)客流狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)工作極其的重要。

（一）客流狀態(tài)監(jiān)測(cè)

城市軌道交通領(lǐng)域的客流監(jiān)測(cè)相關(guān)人員研究了行人通道通行服務(wù)水平分級(jí)方法，該方法如圖1所示。通過(guò)光流，可以方便、快速的獲取到運(yùn)動(dòng)物體的行駛速度以及人流量的數(shù)量，從而使通行的服務(wù)水平得到有效的提升。

（二）異常運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)

想要避免陰影制造的光流影響到客流監(jiān)測(cè)，那么就必須采用掩碼的方式對(duì)原圖的關(guān)鍵部位進(jìn)行掩碼屏蔽。其圖2主要為視頻經(jīng)過(guò)掩碼后計(jì)算的流光圖，圖中都是不同場(chǎng)景下的客流圖，而與其對(duì)應(yīng)的則是時(shí)刻計(jì)算的光流場(chǎng)。從圖中可以看出，客流量的密度與光流場(chǎng)占據(jù)的背景面積大部分都是一致的，由此可見(jiàn)，地鐵的客流密度可以根據(jù)光流場(chǎng)的密度來(lái)進(jìn)行有效的判斷。如果當(dāng)光流場(chǎng)密度越大就證明客流也就越大，而光流場(chǎng)的密度越小，則就證明客流也就越小。

但需要注意的是，如果現(xiàn)場(chǎng)的客流比較大，行人難以正常行駛，并出現(xiàn)擁堵的現(xiàn)象時(shí)，此時(shí)此刻，光流場(chǎng)的背景面積就可能會(huì)比較小，就如同客流較小時(shí)一樣。此時(shí)相關(guān)的工作人員就必須將異常客流和較小客流的光流場(chǎng)進(jìn)行相互比較，仔細(xì)比較以后就會(huì)發(fā)現(xiàn)以下兩種特征，其一，光流場(chǎng)的面積時(shí)大時(shí)小，光流位置的變化與光流方向不相同，這就證明客流出現(xiàn)了異常；其二，位置在逐漸的變換，而光流面積在隨著位置一同變換，并且方向一致，那就證明是客流比較小。工作人員可以根據(jù)這些特征進(jìn)行分析，判斷出客流是否正常，如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，就必須及時(shí)的采取措施進(jìn)行控制，從而避免出現(xiàn)安全事故。

四、結(jié)束語(yǔ)

宗山所述，在運(yùn)動(dòng)的物體中，有很多信息和數(shù)據(jù)都屬于光流，如通過(guò)光流場(chǎng)的像素對(duì)信息進(jìn)行采集、集中，獲取運(yùn)動(dòng)物體的基礎(chǔ)信息；在獲取信息的同時(shí)，還要觀察物體的運(yùn)動(dòng)情況和局部變形等。通過(guò)分析和研究可以發(fā)現(xiàn)，在地鐵客流量監(jiān)測(cè)中應(yīng)用光流法的視頻分析技術(shù)，有著非常重要的作用，同時(shí)對(duì)客流量狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和判斷也有著巨大的優(yōu)勢(shì)。