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公共交通的客流统计信息对于交通规划、管理和调度具有极其重要的参考价值。本文针对公交监控视频场景低分辨率、光照变化(夜晚、白天)、遮挡等特性,采用视频智能分析技术构建公交客流统计系统,以目标检测和目标跟踪作为两大主体模块。在目标检测模块,由于场景中乘客人头的形态、装饰、发型等方面存在多样性,为提取出表征能力强的特征,采用CNN网络来实现高精度、稳定、鲁棒的人头检索。检测到目标初始帧位置后,输入到目标跟踪模块的STC跟踪算法实施轨迹跟踪,建立从检测到跟踪的端对端系统。针对跟踪漂移问题,实行多帧多目标独立跟踪机制,提出生物启发式轨迹纠正策略,设计信息素图谱,来纠正漂移轨迹,提高跟踪准确率。 主要研究内容如下: ①为降低候选目标选取的计算复杂度,结合混合高斯背景建模和形态学图像处理建立目标预定位模块,提取目标前景区域的平滑轮廓;为提高检测模型的泛化能力,通过探究CNN网络结构及参数对检测准确率的影响,来设计合理的网络层结构和参数,实现基于深度网络的目标检测,在保证高精度的前提下简化网络;为解决单目标多窗口定位问题,采用最小圆覆盖聚类方法实现检测窗口聚类,消除检测二义性。 ②目标跟踪以STC跟踪算法为基础,实行多帧多目标独立跟踪机制来提高跟踪效果;提出了生物启发式轨迹纠正策略来解决跟踪漂移问题;构建3D波峰置信图,聚类分析乘客数量和位置;采用ROI计数方式,统计上下车乘客,实现客流统计功能。 ③仿真结果表明:本文设计的公交客流统计系统,采用 CNN网络提取到维度低、表征能力强的特征,检测准确率达到93.24%,优于对比检测方法。在计数测试中,1636帧测试视频中116位乘客上下车,108位乘客计数成功,计数准确率达到93.1%,优于对比方案。系统运算时间达到可接受范围,并提出了满足实时性的解决方案。