恭喜杭州电子科技大学张旭光获国家专利权
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龙图腾网恭喜杭州电子科技大学申请的专利基于Langevin流体驱动模型的人群运动显著性检测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN113989736B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202111221294.7,技术领域涉及:G06V20/52;该发明授权基于Langevin流体驱动模型的人群运动显著性检测方法是由张旭光;柳旺设计研发完成,并于2021-10-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于Langevin流体驱动模型的人群运动显著性检测方法在说明书摘要公布了:本发明属于视频分析与图像处理技术领域,公开了一种基于Langevin模型和方向自信息的大规模场景下人群运动显著性区域检测算法。通过Langevin模型可以构建粒子间的相互作用关系。将人群粒子看作为流体中的粒子运动,利用Langevin模型获得粒子所受的合外力,以及基于相干矢量场提取粒子的方向自信息并融合两个特征构建粒子的显著性值,根据各个位置显著性值的不同进行二值分割,最后根据图像基本处理后能够检测出人群中的显著性区域。本发明具有良好的适用性,能够应用于大规模的人群视频场景,同时由于通过构建人群相干流场使得算法更鲁棒,此外,特征融合机制使得方法能够适应更广泛的人群运动场景。
本发明授权基于Langevin流体驱动模型的人群运动显著性检测方法在权利要求书中公布了:1.一种基于Langevin流体驱动模型的人群运动显著性检测方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:用Horn-Schunck光流算法提取人群运动光流场;步骤1.1:用Horn-Schunck光流算法处理所选视频提取的帧序列;在输入的视频序列中,提取连续的两帧,通过同一个像素点在局部邻域内像素值不变的点在两帧之间的位置变化提取出来粒子的运动场,设pi为二维运动中的一个点,其坐标为x,y,光流大小为u,v,那么pi处的光流表示为x,y,u,v,最后将所有点的光流组成的集合称为光流场,光流场能够提供视频中像素点的运动信息;步骤1.2:由步骤1.1可以得到大规模人群场景中粒子的光流场集合为速度方向集合为n是人群粒子总数;步骤2:借鉴物理“热扩散”思想规整光流场;步骤2.1:借鉴物理“热扩散”思想,构建公式1获取位置p处的粒子收到来自位置q处的粒子扩散的相干矢量相干矢量构建如下: 其中,代表在位置p处的粒子经过时间间隔l后获得来自位置q处的粒子扩散的相干矢量,表示位于p处的粒子光流,λ=x,y,distp,q表示粒子间的像素距离,kp为能量扩散系数,kt为光流扩散系数,kt=0.2,分别表示位置p和q处的光流方向向量,表示p、q位置光流的相似程度,Q是一个阈值;步骤2.2:在获得粒子的运动相干矢量之后,同时在时空域上对粒子的相干矢量进行均值化处理,以获取相干流场矢量,处理过程由公式2描述: 其中,ε2为邻域粒子数量,分别代表t时刻的水平和垂直流场矢量;步骤3:求解粒子特征;步骤3.1:将人群粒子运动看作为理想流体,借助斯托克斯定律来描述流体的粘滞阻力Frt,斯托克斯粘滞阻力公式为: 其中,为t时刻粒子所受的粘滞力,a为粒子的体积,令a=1,ζ为流体的粘度,取为粒子在t时刻的运动速度;步骤3.2:将人群建模为流体粒子,利用Langevin模型模拟人群运动行为获得粒子间相互作用力,流体中粒子的Langevin方程如下: 其中,m为粒子质量,为粒子速度,为流体的粘滞力,为粒子受到的合外力,为随机涨落力;通过流体中粒子运动特征及人群中粒子运动特征的对比分析,得到人群粒子中外力与随机力满足关系再结合公式4得到粒子受到的合力为: 其中,为粒子受到的合外力,m为粒子质量,为粒子速度,为流体的粘滞力;步骤3.3:通过相干流场,人群相干矢量场中流场矢量集合为n是所有相干矢量的总个数,在得到的人群区域将运动方向角在[-π,π]上划分为八个方向等级,通过方向集计算得到粒子的方向角大小,方向角计算公式如下: 其中θ为运动粒子的方向角,分别为粒子水平和垂直方向流场矢量;步骤3.4:将人群运动方向分为八个,统计每个方向的人群粒子数占总粒子数的概率Px,通过信息论自信息公式计算得到各个方向的自信息值大小,自信息公式描述如下:Ix=-log2Px,x=1,2…87其中,Ix表示方向位于x等级的自信息,Px为方向位于x等级的粒子的概率;步骤3.5,通过7得到各个方向的自信息集合I=I1,I2…I8,通过遍历所有粒子,获得最终粒子自信息显著性特征;步骤4:特征阈值化及特征融合。
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