地铁客流监测中光流法了下的视频分析技术应用研究

顾辰

摘要：本文首先分析了地铁客流量监测中光流法的视频分析技术应用现状，其次阐述了视频分析技术研究现状以及在地铁客流量监测中光流法的应用，旨提升地铁的运营质量和服务水平，全面的发挥出光流法在地铁客流量监测中的主要作用。

关键词：地铁客流量监测；光流法；视频分析技术

一、地铁客流量监测中光流法的视频分析技术应用现状

（一）客流统计

对指定区域的人流量进行数量统计就是客流统计，将客流的实时状态和数量以最简明的方式提供给各个部门，从而为人流量比较密集、比较大的车站提供最有效的客流疏导措施。

（二）人员逆向检测

当系统检测到人员在单向行驶区域向反方向行驶时，系统就会自动报警，这就属于人员逆向检测。该项应用只是适合车站的单向换乘和单向通道区域。在单向通道行驶的人员都非常的有秩序，如果突然有人员逆行，就会非常容易的引发安全事故，特别是在高峰阶段的时期中，如果出现多个逆行目标，其他乘客的正常行驶就会受到严重的影响，因此，在这一问题上，相关的工作人员要严格的监管控制，从而确保行驶的秩序。

（三）滞留检测

当一个物体在指定的地方停留时间超过规定的时间或是停留时间过长，那么系统也会自动报警，这就指的是滞留检测，在人流量比较大、密集的地方，乘客将行李、包裹遗忘在地铁站是经常出现的事情，甚至还有更为严重的不良行为，例如：乞讨、摆摊等。对于这种现象来说，应用该技术就可以及时的发现乘客遗忘的行李和包裹，同时也能及时的去管控这些不良的行为。

二、视频分析技术研究现状

（一）帧间查分法

在对间隔时间较短的图像进行差分运算就是帧间查分法。由于很多图片的间隔时间都比较短，光照变化的影响也是非常的小，因此，在这种现象下，就可以采用帧间差分法，帧间差分法对光照变化有很多的特点，例如：简单、快捷、运算量小等方面的特点，同时还有着强大的鲁棒性。

（二）背景差分法

用现有的图像帧减去背景的图像，直接获取的图像就是前景图像，该方法就是背景差分法。背景差分法与帧间查分法互相比较，背景差分法可以将前景物体的轮廓也精确的获取出来，在背景环境没有任何变化的要求和条件下，就可以使用該方式。虽然其背景不会有任何的改变，但是有一点却会随着时间而发生改变，那就是光照条件。因此，重新创建合适的背景就是背景差分法最重要、最关键的步骤。

（四）光流法

在1950时，著名的生物学家Gibson就提出了光流的基础概念，其图像之所以会发生变化主要是由带有灰度的像素点而引起的。物体应对的像素在图像运动时产生的瞬时速度就可以看作是光流。

三、地铁客流量监测中光流法的应用研究

在当前的发展中，地铁已经逐渐的成为了城市的热门交通工具，其本身具备非常多的优点，例如：速度快、时间准时以及运量大等方面的优点。但是正因为地铁具备这些优点，对人员也有较大的吸引力，才会在高峰期阶段中出现拥堵、安全事故的现象，不仅给地铁运营带来了巨大的压力，同时还严重的影响了地铁的运行质量、服务、安全以及效率等。由此可见，对客流状态进行监测工作极其的重要。

（一）客流状态监测

城市轨道交通领域的客流监测相关人员研究了行人通道通行服务水平分级方法，该方法如图1所示。通过光流，可以方便、快速的获取到运动物体的行驶速度以及人流量的数量，从而使通行的服务水平得到有效的提升。

（二）异常运动监测

想要避免阴影制造的光流影响到客流监测，那么就必须采用掩码的方式对原图的关键部位进行掩码屏蔽。其图2主要为视频经过掩码后计算的流光图，图中都是不同场景下的客流图，而与其对应的则是时刻计算的光流场。从图中可以看出，客流量的密度与光流场占据的背景面积大部分都是一致的，由此可见，地铁的客流密度可以根据光流场的密度来进行有效的判断。如果当光流场密度越大就证明客流也就越大，而光流场的密度越小，则就证明客流也就越小。

但需要注意的是，如果现场的客流比较大，行人难以正常行驶，并出现拥堵的现象时，此时此刻，光流场的背景面积就可能会比较小，就如同客流较小时一样。此时相关的工作人员就必须将异常客流和较小客流的光流场进行相互比较，仔细比较以后就会发现以下两种特征，其一，光流场的面积时大时小，光流位置的变化与光流方向不相同，这就证明客流出现了异常；其二，位置在逐渐的变换，而光流面积在随着位置一同变换，并且方向一致，那就证明是客流比较小。工作人员可以根据这些特征进行分析，判断出客流是否正常，如发现问题，就必须及时的采取措施进行控制，从而避免出现安全事故。

四、结束语

宗山所述，在运动的物体中，有很多信息和数据都属于光流，如通过光流场的像素对信息进行采集、集中，获取运动物体的基础信息；在获取信息的同时，还要观察物体的运动情况和局部变形等。通过分析和研究可以发现，在地铁客流量监测中应用光流法的视频分析技术，有着非常重要的作用，同时对客流量状态的监测和判断也有着巨大的优势。