基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人群密度分析.pdf

1、近年來(lái)，人群活動(dòng)日益增多，商業(yè)中心、廣場(chǎng)、交通樞紐站等公共場(chǎng)所舉辦的商業(yè)、文體、宗教等活動(dòng)促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的繁榮，但也為公共安全帶來(lái)了巨大的隱患。人群聚集容易導(dǎo)致交通阻塞、踩踏事件、社會(huì)安全事件、公共健康事件等，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致群死群傷等威脅人民生命及財(cái)產(chǎn)安全的后果。結(jié)合視頻監(jiān)控的人群密度分析方法在公共安全領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。人群密度估計(jì)和人群行為分析有助于人群的管理，并對(duì)及時(shí)的制定并實(shí)施應(yīng)急方案有重要意義。
　　本文的人群密度分析包

2、括人群計(jì)數(shù)、人群密度分布估計(jì)以及人群異常行為檢測(cè)。人群計(jì)數(shù)是對(duì)監(jiān)控區(qū)域的全局人群密度的估計(jì)，本文提出了一種多尺度融合遞歸卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)估計(jì)人群密度概率圖，間接的實(shí)現(xiàn)人群計(jì)數(shù)。人群密度概率圖反映行人在圖像上出現(xiàn)的頻率，其像素和即為人群總?cè)藬?shù)，這種間接估計(jì)方法減輕了直接估計(jì)人群總數(shù)的問(wèn)題難度。但是，人群計(jì)數(shù)僅反映人群的全局密度而忽略了人群的局部密度信息，而人群密度概率圖存在透視效應(yīng)，只能反映二維圖像空間上的人群分布。為了克服這個(gè)問(wèn)題，本文提

3、出了一個(gè)聯(lián)合訓(xùn)練的多尺度融合遞歸卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)同時(shí)進(jìn)行人群密度概率圖和人群透視圖的估計(jì)，隨后利用一個(gè)透視自適應(yīng)核與人群密度概率圖卷積后生成像素級(jí)的人群密度分布圖，圖中像素值代表了真實(shí)場(chǎng)景中對(duì)應(yīng)位置的人群分布強(qiáng)度。提出的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將人群密度概率圖估計(jì)和人群透視估計(jì)兩個(gè)任務(wù)聯(lián)合學(xué)習(xí)，使兩個(gè)任務(wù)相互促進(jìn)，學(xué)習(xí)到更好的行人多尺度特征。為了完成人群透視估計(jì)任務(wù)，本文擴(kuò)展了Shanghaitech數(shù)據(jù)集。在4個(gè)人群數(shù)據(jù)集上的實(shí)驗(yàn)證明了聯(lián)合學(xué)

4、習(xí)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以同時(shí)促進(jìn)人群密度概率圖和人群透視圖的估計(jì)精度，并獲得可直接反映三維真實(shí)場(chǎng)景中人群分布強(qiáng)度的人群密度分布圖。
　　本文結(jié)合人群密度分布圖檢測(cè)人群異常行為?；谌巳好芏确植紙D的特性，可直接利用圖中的人群密度值檢測(cè)局部人群密度等級(jí)，從而檢測(cè)出入群異常聚集行為。將序列人群密度分布圖含有的時(shí)空信息輸入卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類，可檢測(cè)出行人異常分散行為。此外，本文方法還可以獲得異常位置、速度及密度等額外的信息。在2個(gè)數(shù)據(jù)集上的