公共交通客流统计器的功能与原理

基于单摄像头的客流统计系统融合了视频处理、图像处理、模式识别以及人工智能等多个领域的技术。可以利用原有的监控摄像头及图像采集卡获得的视频数据，对视频图像中静止或行走的不同姿态的行人进行检测和跟踪，可以获得指定时段和指定区域内的人群流动量。

一个客流统计系统的功能一般包括：通过视频监测，实时准确计算通道双向的进出人数（断面式）；通过综合统计一个逻辑封闭区域所有进入及离开通道的人数，准确计算任何时段该封闭区域内的人数（断面式）；用户可以方便地设定视频中通道方位和方向（断面式）；能够统计视频画面中用户指定任意区域内的人数（区域式）；能处理多人同时通过检测口的复杂情况，能适应现场复杂的背景环境；能够对不同角度的视频画面进行准确统计；提供灵活可靠的数据传输功能，实时向后端发送人数统计数据和记录的视频图像；提供灵活的统计报表选择，包括时报、日报、周报、月报或年报表等；带有故障恢复功能，系统出现故障后会自动重启。 上图是一个典型客流统计系统的总体结构图。整个系统主要由前端客流统计系统，客流统计系统局域服务器，客流统计综合管理平台，以及远程监控客户端软件等四部分组成。

前端客流统计系统是整个系统的核心部分，负责对输入视频进行分析，计算出通道或者指定区域进出人数。视频输入可以式模拟式的，也可以是数字式的。对于模拟式输入，系统需要通过采集卡对视频进行采集。对于数字式压缩视频，需要通过解码器回复视频图像，作为系统输入。前端客流统计系统需要进行配置，设置客流统计区域和进出方向等信息。整个系统的主要计算在这里完成。前端客流统计系统的输出是实时人数信息。根据用户的需要，还可以输出视频图像。客流统计处理单元一般可以计算多路输入视频。根据总的需要进行人数统计的视频数量，一般需要使用多个处理单元。

客流统计系统局域服务器用于控制一组客流统计处理单元。比如在一个城市的某个连锁百货店，每个分店中都有一些摄像头和人数统计处理单元。那么每一个分店都需要一个局域服务器。局域服务器的主要功能包括接入和取消下级处理单元、对每个摄像头里统计区域与方向进行设置、产生本地客流统计结果，本地数据库管理、本地查询报表和用户权限管理等功能。

客流统计综合管理平台可以连接多个客流统计局域服务器，其主要功能包括搜集局域服务器数据和视频图像、对数据进行统计与分析、支持远程终端报表查询。还以连锁百货商店为例，一个城市或者整个百货公司需要一个客流统计综合管理平台。

远程监控客户端可以是专门的程序或者网络插件。其主要功能是是客流统计系统的用户，可以在任何地方登陆进入系统，使用客流统计综合管理平台提供的查询、报表，统计、分析、现场情况观测等各种服务。 从视频中分析出人数是一个非常复杂和有挑战性的计算机视觉与人工智能问题。一个解决方案是采用运动区域检测算法来实现的。其基本原理是在固定摄像头里提取出运动区域，根据这些运动区域进行统计。当运动区域和人的大小相似的时候，就可以认为有一个人通过。当多个人距离较近的时候，采用人体大小的先验知识，把一个运动区域分割为多个单人区域，从而对客流的估计。当然，视频流是实时连续的，运动区域的检测和分割需要在每一帧内不停地计算。此外还要对每一帧间的运动区域进行跟踪，把不同时间的运动区域连接起来，从而给出正确的客流和行人运动方向。还有一种基于图像特征和神经元网络的算法。其基本原理是在图像中采集一些反应人体特点的比较粗糙的特征，比如图像边缘密度，然后通过神经元网络学习人数与图像特征之间的非线性关系。随着计算机视觉与人工智能技术的发展，新的更加可靠快速的人数统计算法与产品在不断出现。