[发明专利]一种结合运动规律和目标检测的视频对象计数方法

说明书

本发明公开了一种结合运动规律和目标检测的视频对象计数方法，包括以下步骤：S1、利用目标检测模型从视频中检测得到每一帧包含的目标的位置；S2、根据摄像头与对象的相对运动关系，建模出摄像头的运动轨迹以及视频对应的场景模型；S3、根据检测对象在单张图片中的位置，修正各个检测对象在场景模型中的绝对位置；S4、根据检测对象在场景模型中的位置，确定不同帧的检测结果所归属的对象；S5、统计场景模型中的对象数目，即为视频中对象的数量。本发明只需少量的人工标记就可获得非常精确的目标检测效果，具有模型轻量、建模运算复杂度低的优点。

技术领域

本发明涉及计算机视觉技术领域，具体涉及一种结合运动规律和目标检测的视频对象计数方法。

背景技术

视频对象计数是指，给定一段包含目标对象的视频，求出视频中目标对象的数量。视频对象计数在农业生产和城市交通管理中有着重要的应用，例如根据视频统计养殖场动物数量，作为农业投保的资产证明，或者根据道路摄像头拍摄的视频，统计一段时间内道路的车流量，从而对交通资源进行更好的调度和管理。现有的对象计数大多基于单张图片的视觉信息，利用目标检测或密度回归方法，统计得到图像中目标对象的数量。但这种方法不能直接应用于视频数据，因为视频中的连续帧往往包含大量重复的对象，如何关联不同帧的对象以避免重复统计，是视频对象计数要解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中对象计数方法在视频中重复统计的问题，提供一种结合运动规律和目标检测的视频对象计数方法。该方法利用视频图像包含的视觉信息进行目标检测，同时利用摄像头与目标对象之间的相对运动引入的时空信息，从而确定出检测对象的归属，实现准确的视频对象计数。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种结合运动规律和目标检测的视频对象计数方法，首先利用目标检测模型从视频中检测得到每一帧包含的目标位置，然后根据摄像头与对象的相对运动关系，对检测对象在真实场景中的位置进行建模，再根据检测对象在场景模型中的位置，确定不同帧的检测结果所归属的对象；最后统计场景模型中的对象数目，作为视频中对象的数量。

具体而言，如图1所示，本发明所采用的技术方案包含以下具体的步骤：

S1、利用目标检测模型从视频中检测得到每一帧包含的目标位置；

S2、根据摄像头与对象的相对运动关系，建模出摄像头的运动轨迹以及视频对应的场景模型，如图2所示；

S3、根据检测对象在单张图片中的位置，修正各个检测对象在场景模型中的绝对位置；

S4、根据检测对象在场景模型中的位置，确定不同帧的检测结果所归属的对象，如图3所示；

S5、统计场景模型中的对象数目，作为视频中对象的数量。

进一步地，所述的步骤S1具体为：利用在公开数据集上预训练得到的目标检测模型D在目标视频上进行预检测，得到检测结果，对检测不到目标的对象进行人工标注，将人工标注与预检测结果混合，训练目标检测模型D得到更好的检测模型D′，在目标视频上使用检测模型D′进行检测，得到视频中每一帧的检测结果。

进一步地，所述的目标检测模型采用半监督训练目标检测模型。

进一步地，所述的步骤S2具体为：根据各个相邻帧中同一对象与摄像头的相对运动距离和方向，累计得到摄像头相对于目标场景的运动轨迹，以及每张图片在运动轨迹上的位置，作为视频对应的场景模型。

进一步地，所述的步骤S3具体为：根据检测结果(检测框)在图片中的位置，计算出每一帧捕捉到的对象在运动轨迹中的修正距离，从而建模出每一帧各个对象在场景中的绝对位置。