TWI796033B - 人流分析辨識系統 - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一種人流分析辨識系統，其適用於辨識人流資訊之一平台主機上，其係包含一影像圖資單元、一場域範圍設定單元、一影像擷取單元、一人像處理單元以及一顯示處理單元。影像圖資單元係用以儲存一第一場域之平面地圖。場域範圍設定單元係用以輸入第一場域之一範圍資訊。影像擷取單元係用以擷取第一場域內之一區域影像。人像處理單元係從該區域影像內擷取相對應所述範圍資訊之一目標範圍影像，係並利用一人群計數演算法以產生此目標範圍影像內之至少一標註點，其中每一標註點係代表此第一場域中之一人類。顯示處理單元係利用一二維仿射轉換演算法以轉換此目標範圍影像中之該些標註點至平面地圖上，使此平面地圖上呈現對應該些一標註點之至少一人潮分布點，並顯示此平面地圖及該些人潮分布點於顯示螢幕上。

Description

人流分析辨識系統

本發明係有關於一種人流分析辨識系統，特別是有關於一種利用影像擷取及運算處理而精準計算出一區域內之人數及人流變化之分析辨識系統。。

過往在特定場域中，如造勢場地、展覽會館或是跨年晚會中，均會吸引許多的人群前往參加，但由於人潮過於擁擠，無論是主辦單位或是協助治安維護的警方單位，在計算現場總人數時僅能以估算的方式，有時是以空拍圖來鳥瞰整個場地上的人潮來進行計算，有時是以出入口處的平均出入人數來進行加乘計算，有時則以場地面積來除以一平方公尺內所能站立人數來進行計算，使得在一場地中的人數計算造成極大的落差，久而久之，此參與人數之可信度便不再為人們所信服。

更進一步地，目前在一些特定應用中已開始進行在該些場域中人流之辨識，其目的是在於得知人群的移動方向、人群的群聚特徵，其較常使用之方式可以為利用熱源感應或辨識行動裝置之方式，來加以辨別人群之移動以及是否為大量群聚，然而前者會由於人體在人群中彼此阻隔的關係，而無法精準計算出人群中之人數，而後者則是只能判斷出在一場域中之人數及其人流變 化，但若是需要進一步地得知此場地內之一區域範圍內之人數及其人流變化時，便無法透過該種方式來達成。

綜觀前所述，本發明之發明人思索並設計一種人流分析辨識系統，以期針對習知技術之缺失加以改善，進而增進產業上之實施利用。

基於上述目的，本發明係提供一種人流分析辨識系統，其適用於辨識人流資訊之一平台主機上，其係包含一影像圖資單元、一場域範圍設定單元、一影像擷取單元、一人像處理單元以及一顯示處理單元。影像圖資單元係用以儲存一第一場域之平面地圖。場域範圍設定單元係用以輸入第一場域之一範圍資訊。影像擷取單元係用以擷取第一場域內之一區域影像。人像處理單元係從該區域影像內擷取相對應所述範圍資訊之一目標範圍影像，係並利用一人群計數演算法以產生此目標範圍影像內之至少一標註點，其中每一標註點係代表此第一場域中之一人類。顯示處理單元係利用一二維仿射轉換演算法以轉換此目標範圍影像中之該些標註點至平面地圖上，使此平面地圖上呈現對應該些一標註點之至少一人潮分布點，並顯示此平面地圖及該些人潮分布點於顯示螢幕上。

較佳地，本發明之人流分析辨識系統更包含一人流顯示單元，其係以用擷取顯示處理單元在一時間區間內所連續產生之該些至少一人潮分布點，並依一時間順序顯示該些至少一人潮分布點，以在顯示螢幕之平面地圖上產生一第一人流移動分布。

較佳地，此範圍資訊包含坐標、攤位名稱、地址或是地標資訊。

較佳地，此顯示處理單元係在平面地圖上利用不同顏色以呈現該些人潮分布點在不同位置上之分布密度。

較佳地，當此分布密度大於一警示門檻值時，顯示處理單元係發出一警示通知訊息。

較佳地，本發明之人流分析辨識系統更包含一人流影像串接單元以串接一區域人流移動系統，此區域人流移動系統係用以顯示第二場域中之第二人流移動分布。

較佳地，此顯示處理單元係透過所述人流影像串接單元以串接顯示第一人流移動分布及第二人流移動分布。

較佳地，此第二場域係包含所述第一場域。

較佳地，此第二場域係獨立於所述第一場域。

透過上述可以得知，本發明之人流分析辨識系統的確可以解決習知技術上所長久存在的問題，其透過擷取場域影像、設定此影像內之目標範圍、辨識出此目標範圍內之人像以及將此人像轉換成一標註點以呈現於有關此場域的2維地圖上，如此一來，使用者可以立即得知此場域內特定範圍之人潮或人流。

更甚者，本發明之人流分析辨識系統更可以與另一區域人流移動系統進行串接，使得另一場所的人流可接續或串接至本發明之人流分析辨識系統，讓使用者更清楚的了解人流的變化以進行分析，因此， 本發明相對於習知技術的確具有新穎性及進步性，同時對於相關領域而言亦具有實質上的產業應用性。

100:人流分析辨識系統

10:影像圖資單元

11:平面地圖

20:場域範圍設定單元

21、211、212、213、214:範圍資訊

30:影像擷取單元

31:區域影像

40:人像處理單元

41:目標範圍影像

42:標註點

50:顯示處理單元

51:人潮分布點

52:顯示螢幕

53:分布密度

60:人流顯示單元

61:第一人流移動分布

70:人流影像串接單元

200:區域人流移動系統

201:第二人流移動分布

A:第一場域

B:第二場域

第1圖係為本發明之人流分析辨識系統之方塊圖。

第2a圖係為本發明之人流分析辨識系統之第一示意圖。

第2b圖係為本發明之人流分析辨識系統之第二示意圖。

第2c圖係為本發明之人流分析辨識系統之第三示意圖。

第2d圖係為本發明之人流分析辨識系統之第四示意圖。

第3圖係為本發明之另一實施例之人流分析辨識系統之方塊圖。

第4圖係為本發明之區域人流移動系統之示意圖。

為利貴審查員瞭解本發明之發明特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍。

本發明之優點、特徵以及達到之技術方法將參照例示性實施例及所附圖式進行更詳細地描述而更容易理解，且本發明可以不同形式來實現，故不應被理解僅限於此處所陳述的實施例，相反地，對所屬技術領域具有通常知識者而言，所提供的實施例將使本揭露更加透徹與 全面且完整地傳達本發明的範疇，且本發明將僅為所附加的申請專利範圍所定義。

請參閱第1圖，其係為本發明之人流分析辨識系統之方塊圖。如圖所示，此人流分析辨識系統100係適用於辨識人流資訊之一平台主機上，其中此平台主機可以包含一桌上型電腦、一工作站主機或是一筆記型電腦。此人流分析辨識系統100可包含一影像圖資單元10、一場域範圍設定單元20、一影像擷取單元30、一人像處理單元40、一顯示處理單元50，其中影像圖資單元10、場域範圍設定單元20、人像處理單元40、顯示處理單元50則可以為一軟體應用程式或是應用程式中之一副函式。

在本實施例中，影像圖資單元10可以為一資料庫應用程式，其可用以事先儲存一第一場域A之平面地圖11。場域範圍設定單元20則可用以輸入此第一場域A之範圍資訊21，其中此輸入之方式可以使用電腦週邊來加以輸入，例如鍵盤、滑鼠等，而此範圍資訊21則可以包含坐標、攤位名稱、地址或是地標資訊。

在本實施例中，影像擷取單元30可以為連接至平台主機之一攝影機，其可用以擷取第一場域A之一區域影像31，可以理解的是，此區域影像31可以由多個攝影機所拍攝的影像結合而成，其目的是在於將儘可能地擴大區域影像31所能涵蓋的範圍。

當產生區域影像31後，人像處理單元40可從此區域影像31內擷取相對應所述範圍資訊21之一目標範圍影像41，其擷取方式可以透過將區域影像31中預先劃分為多個子區域，而每一子區域將會對應到一唯一之範圍資訊，例如坐標位置等，如此一來，透過所設定的範圍資 訊21，便可以從區域影像31中擷取出對應之目標範圍影像41。之後，此人像處理單元40可利用一人群計數演算法以產生此目標範圍影像41內之至少一標註點42，其中每一個標註點42係代表此第一場域A中之一人類。

值得一提的是，本發明所使用之人群計數演算法可以基於檢測方法或是迴歸方法，前者的演算法包含了SVM、boosting和隨機森林等方法，其係利用整體或部份身體的檢測來統計人群的數量，而後者的演算法則是先提取低階特徵，再利用迴歸模型，如線性迴歸、分段線性迴歸或高斯過程迴歸等方法以學習低階特徵到人群數的對映關係，由於該些演算法屬於人群計數領域之先前技術，本發明將不對其進行贅述，其相關介紹可由網路資源獲得，例如https：//www.gushiciku.cn/pl/2xTE/zh-tw。

接著，可再由顯示處理單元50利用一二維仿射轉換(affine transformation)演算法(或稱六參數轉換演算法)以轉換此目標範圍影像41內之所有標註點42至平面地圖11上，使此平面地圖11上呈現對應該些標註點42之至少一人潮分布點51，最後將此平面地圖11及人潮分布點51顯示在一顯示螢幕52上以供使用者進行觀看。

值得一提的是，此二維仿射轉換演算法係指在幾何中，對一個向量空間進行一次線性轉換並接上一個平移，轉換為另一個向量空間之演算方法，在本實施例中，本發明即使用此演算法將三維空間之目標範圍影像41之標註點42來轉換至二維空間上，使其在平面地圖11上產生相對應位置之人潮分布點51。由於該演算法係為影像處理領域中具有 通常知識者所熟知，故本發明將不對其進行敘述，相關內容可參閱網路資源，如維基百科或Google等。

透過上述之方式，本發明可以將對一地區進行影像擷取並，並進一步地將辨識其中一標的區域的人潮分布，再將此人潮辨識的結果轉換到一平面地圖，透過此方式，對於此標的區域中的人流便可以有效的進行掌握。更甚者，在一較佳實施例中，顯示處理單元50可在平面地圖11上利用不同顏色以呈現人潮分布點51在不同位置上之一分布密度，例如當分布密度過高時，則在該位置之人潮分布點51顯示紅色以當作警示，更進一步地，當此分布密度53大於一警示門檻值時，此顯示處理單元50便可發出一警示通知訊息以通知旁人，而此種應用可以實施在具承載人數限制之吊橋、電梯上，或是具有群聚人數上限之場域中，可有效防止因人數過量而造成之工安意外或傷亡等。

請參閱第2a圖~第2d圖，其係為本發明之人流分析辨識系統之示意圖，並請一併參閱第1圖。如圖所示，第2a圖係顯示本發明影像圖資單元10中所儲存之一第一場域A之平面地圖11，使用者可以利用場域範圍設定單元20輸入此第一場域A之範圍資訊211、212、213、214，以設定其所想要觀察人流的範圍大小。

第2b圖係顯示由影像擷取單元30所擷取第一場域A之一區域影像31，並可以從此區域影像31內擷取相對應所述範圍資訊211、212、213、214所圍成之一目標範圍影像41。

第2c圖係顯示由人像處理單元40利用一人群計數演算法來產生此目標範圍影像41內之標註點42，其中每一標註點42即表示出現 在此目標範圍影像41中之一人像。最後再由顯示處理單元50利用二維仿射轉換演算法將此目標範圍影像41內之所有標註點42轉換到平面地圖11上，以形成平面地圖上的人潮分布點51並供使用者進行觀看，其示意圖即如第2d圖所示。

請參閱第3圖，其係為本發明之另一實施例之人流分析辨識系統之方塊圖，並請參閱第1圖。本實施例之人流分析辨識系統100可應用在一平台主機上，其除了包含如上所述的影像圖資單元10、場域範圍設定單元20、影像擷取單元30、人像處理單元40及顯示處理單元50之外，其更可以包含一人流顯示單元60以及人流影像串接單元70，其中此人流顯示單元60及人流影像串接單元70均可為一軟體應用程式或是軟體應用程式中之一副函式。

進一步的說明，如上所述，顯示處理單元50可轉換目標範圍影像41內之標註點42至平面地圖11上，而使平面地圖11上呈現對應該些標註點42之所有人潮分布點51，而人流顯示單元60則可以擷取顯示處理單元50在一時間區間內所連續產生之該些人潮分布點51，並依時間順序顯示該些人潮分布點51，進而在顯示螢幕52之平面地圖11上產生一第一人流移動分布61。

舉例來說，人流顯示單元60可以在1小時內每隔5分鐘擷取該平面地圖11及該些人潮分布點51，如此一來便可以產生12張之連續影像，人流顯示單元60可以以2~3秒之間隔連續播放此12張連續影像，如此一來，使用者便能透過一動態影像來看到目標範圍影像41內之人流移動，進而加深使用者觀看時之印象。

另外，在本實施例中亦包含了人流影像串接單元70，其係用以串接另一區域人流移動系統200，其中此區域人流移動系統200係用以顯示一第二場域B中之一第二人流移動分布201，而此第二場域B可包含所述第一場域A或獨立於所述第一場域A，前者表示第一場域A係為第二場域B中之一子區域，而後者則表示第一場域A及第二場域B分別位於不同位置之區域，而本發明之技術特徵則可透過人流影像串接單元70來顯示出在此兩種場域間之人流移動情況。

詳細地說，此區域人流移動系統200可包含如本發明之人流分析辨識系統或是透過其他方式所建置而成之人流移動系統。以第4圖為例，此區域人流移動系統200係表示花蓮縣之人流移動，其產生之方式可以透過辨識使用者攜帶的電信設備來加以計算產生，其可以透過在不同時間區段之所在位置而知使用者在花蓮縣內之移動位置，進而造成人流之移動。值得一提的是，此區域人流移動系統200之位置辨識方式並不以此為限，其亦可以為本發明所提出之人流分析辨識系統或是利用其他辨識物品而產生人流計算之系統。

在本實施例中，第二場城B係包含第一場域A，其中花蓮縣可設定為第二場域B，而花蓮縣的光復車站則可設定為第一場域A，顯示處理單元50除了可透過人流影像串接單元70來顯示區域人流移動系統200之第二人流移動分布201，使用者也可以進一步地點選此地圖中的光復車站，進而由人流影像串接單元70串接顯示光復車站之平面地圖，以供使用者進一步對此第一場域A進行如上所述之人流分析辨識程序，而由 於此人流分析辨識程序之內容已於上述實施例所揭露，故此處不再進行贅述。

透過以上可以得知，本發明之人流分析辨識系統的確可以解決習知技藝中所長久存在的問題，其可透過影像擷取及影像處理的方式以精準辨識出一區域範圍內之人數及其人流變化，進而產生一較為公平且公正之人群數字，再者，對於特定場域需要嚴格規範人數上限時，本發明之辨識系統可以立即地顯示出此特定場域之人數，進而立即採取最適當之措施，以符合該特定場域之需求。另外，除了對於特定場域內之人流分析之外，本發明亦可以串接到其他場域的人流移動系統，而使得人流移動之觀察更為全面。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

100:人流分析辨識系統

10:影像圖資單元

11:平面地圖

20:場域範圍設定單元

21:範圍資訊

30:影像擷取單元

31:區域影像

40:人像處理單元

41:目標範圍影像

42:標註點

50:顯示處理單元

51:人潮分布點

52:顯示螢幕

A:第一場域

Claims (8)

1. 一種人流分析辨識系統，係適用於辨識人流資訊之一平台主機上，其係包含：一影像圖資單元，係用以儲存一第一場域之一平面地圖；一場域範圍設定單元，係用以輸入該第一場域之一範圍資訊；一影像擷取單元，係用以擷取該第一場域之一區域影像；一人像處理單元，係從該區域影像內擷取相對應該範圍資訊之一目標範圍影像，並利用一人群計數演算法以產生該目標範圍影像內之至少一標註點，其中每一該至少一標註點係代表該第一場域中之一人類；一顯示處理單元，係利用一二維仿射轉換演算法以轉換該目標範圍影像中之該至少一標註點至該平面地圖，使該平面地圖上呈現對應該至少一標註點之至少一人潮分布點，並顯示該平面地圖及該至少一人潮分布點於一顯示螢幕上；以及一人流顯示單元，係擷取該顯示處理單元在一時間區間內所連續產生之該些至少一人潮分布點，並依時間順序顯示該些至少一人潮分布點，以在該顯示螢幕之該平面地圖上產生一第一人流移動分布；其中，該人流顯示單元係在該時間區間內以一第一時間間隔擷取該平面地圖及該些人潮分布點，以產生複數張連續影像，該人流顯示單元進一步以不同於該第一時間間隔之一第二時間間隔連續播放該複數張連續影像而形成一動態影像，藉此透過該動態影像來看到該目標範圍影像內之人流移動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之人流分析辨識系統，其中該範圍資訊包含坐標、攤位名稱、地址或是地標資訊。
3. 如申請專利範圍第1項所述之人流分析辨識系統，其中該顯示處理單元係在該平面地圖上利用不同顏色以呈現該至少一人潮分布點在不同位置上之一分布密度。
4. 如申請專利範圍第3項所述之人流分析辨識系統，其中當該分布密度大於一警示門檻值時，該顯示處理單元係發出一警示通知訊息。
5. 如申請專利範圍第1項所述之人流分析辨識系統，更包含一人流影像串接單元以串接一區域人流移動系統，其中該區域人流移動系統係用以顯示一第二場域中之一第二人流移動分布。
6. 如申請專利範圍第5項所述之人流分析辨識系統，其中該顯示處理單元係透過該人流影像串接單元以串接顯示該第一人流移動分布及該第二人流移動分布。
7. 如申請專利範圍第5項所述之人流分析辨識系統，其中該第二場域係包含該第一場域。
8. 如申請專利範圍第5項所述之人流分析辨識系統，其中該第二場域係獨立於該第一場域。

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