基于物联网安防应用中的智能视频客流统计

　　物联网安防，顾名思义，就是把物联网产品和安防产品的功能特点结合起来，以达到安全防护的作用，也是用物联网技术来实现安防的表现。另外一方面，基于物联网发展的需求，安防产品以及技术在物联网实现过程中的应用，是安防应用领域的延伸，其本质和最重要的就是安防产品智能化。

　　安防行业中，视频监控的应用占据了市场的绝大部分比例，所以安防产品智能化首先要解决的就是视频监控技术的智能化。但是视频技术智能化之后，应用智能视频分析技术的物联网安防的应用绝不仅仅是视频监控，而是产生了以视频监控应用为核心、围绕在视频监控应用周围一系列新的应用。

　　本文将围绕智能视频、物联网安防这两个主题，来讨论和介绍行业内成熟的一系列新应用方向。

　　客流统计技术

　　客流统计是最近比较成熟和热门的一种智能应用。无论是商业、政府、学校、工地还是其他一些特别场合，人的数量都是一个非常重要、不可忽视的数据信息：商业需要人来消费，研究客流数据是商业智能分析的一个核心组成部分；政府需要对人流趋势进行调查和预测，所有的交通规划、公共服务都需要客流数据作为支撑；学校、工地等需要自动人员计数来进行教学和生产过程的管理等。

　　从物联网应用角度来看，客流统计需要的核心是人体传感技术，需要利用各种探测技术，来感知、探测、统计人的流动数量、方向。早期一些客流统计技术，诸如红外对射、红外幕帘、重力感应等，存在着诸多缺陷，导致准确率偏低，统计出来的数据已经失去了应用分析的价值，在现在实际应用中已经被、或者趋于淘汰。得益于视频分析技术的飞速发展，现在基于视频分析的客流统计技术已经日益成熟。

　　智能视频客流统计

　　智能视频客流统计技术，是指利用智能视频分析技术来实现客流统计的一类技术，常见的实现方式分为三种：

　　基于双目视差原理的双目立体视觉客流统计技术：利用两个垂直向下的摄像头的视野差，来计算出下方经过的目标的高度，并匹配其中与人体高度接近的(如1.5米至1.8米)运动目标，统计其运动方向和数量。典型的如英国益百利使用的技术。

　　基于运动目标检测的客流统计技术：利用面对出入口通道的摄像头采集来的视频，分析其中的运动目标，并通过运动目标跨越虚拟线来判断人流的运动方向和数量。国内绝大部分的厂商均提供的是这样的技术。

　　基于视频识别的模式匹配技术和运动跟踪技术来实现客流统计技术：利用垂直向下的摄像头来匹配这个角度下人头、肩膀、头发等人体通用特征，通过模式匹配技术来进行视频识别，然后再利用运动跟踪技术来实现对人流的运动方向和数量的统计。

　　通过对以上三种实现技术的了解，我们不难发现：

　　第一种方式实际上只通过高度这一个特征来判断下方经过的目标是否为人体，对于过低或过高的人会遗漏，而对于与人体高度差别不大的其他目标经过则会容易产生误判。

　　第二种方式在使用时需要对应用环境、使用镜头、安装远近、角度等各中因素综合考虑，需要较多的现场项目配置才能达到比较好的效果，所以会导致这类技术还停留于项目型技术，很难产品化。

　　第三种方式由于所有人体从上向下角度观看时，特征差异比较小，所以采用了垂直向下的角度进行模式特征匹配，这样可以精确匹配到视野内的人体目标，所以几乎无需进行任何设置即可适应绝大部分场合的客流统计工作，在市面上已经出现了产品化程度非常高的嵌入式客流统计终端产品。

　　从物联网系统的角度来讲，产品化的嵌入式客流统计终端，即是一种感知人体运动方向和数量的智能感知器，具有完整的感知、数据预处理和网络连接功能，是物联网安防应用最重要的智能感知设备。嵌入式客流统计终端通过视频分析技术，挖掘了视频场景内的更深层次的“人流量”数据信息，是一种物联网安防的优秀感知器。

　　智能视频客流统计的应用

　　根据物联网的三要素——感知、连接和应用，典型的智能视频客流统计的应用也主要分为三个有机的组成部分：前端的嵌入式客流统计终端，中间的网络连接和后端的客流统计分析应用平台。如图1所示。
 

　　现有的嵌入式客流统计终端，可选配内置3G模块，通上电源即可实现感知和连接的绝大部份功能，也可以通过普通的有线网络接入应用系统平台。

　　由于嵌入式客流统计终端上已经完成了人体识别和运动轨迹跟踪的所有工作，所以从嵌入式客流统计终端上输出的是客流数据信息，对网络的依赖程度也非常低。系统应用平台基于B/S架构构建，建设、部署、维护都非常的便利和灵活，给用户提供的应用途径也支持固定的PC和移动的手机服务等。

　　基于以上的客流统计分析平台，现在已经发展和实施的应用包括：

　　商业客流统计：基于时间趋势和空间趋势，来统计和分析客流量在商业场合的时间分布、空间分布状况，以便为商业经营着提供更直观和有效的决策依据。

　　矿井、生产车间等的出入人数进行统计和限制：通过嵌入式客流统计终端来统计进出矿井、生产车间等场合的人数，配合核对考勤记录，防止工人在复杂、危险场所迷失。

　　公交车辆、长途车辆以及校车的人数统计：通过对移动车辆上下车人数的实时分析，可以实现对公交车辆的动态调度决策、对长途车辆的中途上下客和收费进行监管、对校车的超载行为进行预警管理等。

　　KTV、夜总会、网吧、电影院等经营性文化娱乐场所的场内人数超限管理：根据文化部2006年发布的文件要求，为了防止安全隐患，经营性文化娱乐场所的人均经营面积不得低于1.5平方米。政策的执行和监管可以通过客流统计来实现应用。如图2所示。

　　结束语

　　智能视频分析技术支持下的客流统计分析系统，由于分析的对象是人的移动状态、信息、数据，所以具有非常广阔的应用空间。在物联网安防的框架下，嵌入式客流统计终端作为客流量信息的智能感知器，能为后端平台应用系统挖掘出有效和准确的客流量信息，从而可以带来诸多具体的实际应用和优秀的应用潜力。
 

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