智能视频分析
在旅游景区综合应用
基于智能视频分析的客流统计系统 维希艾信息科技（无锡）有限公司
目录
1. 应用前景 .............................................................................................................. 3 2. 工作原理 .............................................................................................................. 4 3. 系统拓扑图 .......................................................................................................... 5 4. 前端设置 .............................................................................................................. 6
4.1. 概述 .................................................................................................................................... 6 4.2. 过线计数 ............................................................................................................................ 6 4.3. 计数器 ................................................................................................................................ 7 4.4. 统计报表 ............................................................................................................................ 7
5. 平台综合应用 ...................................................................................................... 9
5.1. Surveillance Client .............................................................................................................. 9 5.2. CRM .................................................................................................................................. 10 5.3. ClickIT高级综合应用 ...................................................................................................... 11 5.4. 基于SDK进行深度开发 ................................................................................................. 13
6. 其它功能特性 .................................................................................................... 16
6.1. 双码流输出 ...................................................................................................................... 16 6.2.支持本地存储 ................................................................................................................... 16 6.3.支持分析结果叠加 ........................................................................................................... 16 6.4.支持多种网络协议 ........................................................................................................... 17 6.5.提供独立的SDK ............................................................................................................... 17
7. 系统设备 ........................................................................................................... 19
7.1. 智能高清摄像机 .............................................................................................................. 19 7.2. 智能标清IP摄像机 ......................................................................................................... 19 7.3. 智能视频编码器 .............................................................................................................. 20
8. 注意事项 ........................................................................................................... 21
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1. 应用前景
对于零售业如大型商场、购物中心、超市、连锁店以及机场、车站周边等场景，客流统计是一个非常重要的商业指标。由于销售额与客流量几乎成正比关系，基于人员计数的客流统计在大型连锁超市的管理和决策规划方面有重要的参考意义。
依据准确的客流量统计，通过进一步的数据整合，不仅可以最大限度的挖掘市场销售潜力，还能够对现有的销售模式和运营工作，以及未来的市场规划起到积极的作用。
基于人数统计的客流数据，可以用于多个方面的商业应用。
? 对于超市总部，针对每个商场或者超市的整体客流统计，可以直观的体现该分
店或者超市的整体销售状态。对于衡量对比各个分店的销售潜力和合理规划各个区域的分店数量可以提供最直接的数据参考。同时也有利于了解内部经营状态以及与同行相比自己的优势与差距，以合理规划激发销售潜力。
? 对于每个分店，针对周边、不同出入口、内部不同区域的客流统计不仅能够使
每个分店了解本店的商业潜力，还可以根据客流量合理安排员工数量、时段，准确的了解不同商业区域的商业价值。这些数据对于商品促销、柜台出租可以提供非常重要的参考。同时对商场或者超市以及内部不同通道的客流量统计，可以合理的规划通道的使用，提高顾客购物体验。
? 对于商业区域中的每个商户，通过对自己柜台周边以及进入的顾客进行客流统
计，同时结合销售额的数据，可以高效准确抓住时机，合理分配时段进行促销。对于保证促销效果和销售状态总结可以起到极大的促进效果。
? 对于消费者，商家通过对客流量的分析，不仅可以合理规划商业区域，提高消
费者购物体验，还能够根据消费者在每个区域的徘徊时间、驻足时间来分析每个区域的商业价值。同时可以统计出消费者的排队时间长度以及人数，可以合理的安排工作人员，既能够提高消费者购物体验，又能减轻工作人员的负担。 基于智能视频分析的人员计数能够为客流统计提供十分准确的数据，尤其是在室内大型商场或者超市等人员流量非常频繁，人员密度非常高的场景。使用智能视频分析提供的人员计数，不需要人工干预，可以自动计算并过滤统计误差。结合传统POS系统的销售数据，使管理者能够高效的获得市场统计的额外数据。
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2. 工作原理
为客流统计提供数据的是基于智能视频分析的人员计数功能。智能视频分析是基于计算机图像视觉技术的一种综合应用，其中的计数功能主要基于目标宽度，配合先进的算法引擎对实际场景进行背景自动建模与学习，确定一个相对静止的背景，在此基础上分析指定区域连续画面中的变化，在去除干扰的基础上，确定真正的目标。最后在连续画面中根据这些目标的宽度与标准宽度的对比，确定计数结果。
基于智能视频分析的人员计数系统可以利用原有的视频监控采集的图像进行处理，而无需大规模架设新的系统。通过设置并学习正常人物的标准宽度，智能视频分析可以对指定区域以不同速度、并肩前行的人物进行准确的双向计数。
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3.系统拓扑图
下图是一个典型人员计数系统的总体拓扑图。整个系统主要由前端人员计数系统、人员计数服务器、人员计数综合管理平台组成。
系统架构
前端人员计数系统是整个系统的核心部分，负责对输入视频进行分析，计算出指定区域的人数并输出实时人数信息。这部分系统可以基于原有的视频监控系统改造，也可以重新架设。硬件有一体化智能摄像机和智能网络编码器搭配兼容的模拟摄像机。
转发服务器主要用于对前端人员计数系统的计数结果进行存储，以及与其它数据如POS系统的销售数据进行整合。一般对于每个连锁店或者大型商场的某块区域需要配置一台转发服务器。转发服务器同时可以提供视频中继，计数结果下载等服务。
人员计数综合管理平台是用户的终端界面，安装在管理服务器中，可以通过因特网在任意的位置登录转发服务器进行管理。同时可以实现对前端人员计数系统的配置，对人员计数服务器的管理和最终数据报表的展示，是用户最直观也是最终的操作界面。
本地客户端预览基于B/S架构，需要安装相应的控件即可实时查看前端系统的视频以及数据结果，同时也可以对前端人员计数系统进行配置。
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4.前端设置
4.1.概述
前端的人员计数功能主要有三部分组成：过线计数规则、计数器和统计报表服务。 过线计数规则可以设置标准人物宽度，并指定人员计数的方向。在有人经过该检测线时，会触发相应的事件。这些事件可以关联到计数器，实现人员统计功能。
计数器可以用于记录各类关联的事件，如有人经过检测线时触发的过线计数事件。记录在计数器中的值会定期包存在前端设备的数据库中，用于实现统计报表服务。
统计报表服务基于前端设备的数据库，能够以多种方式如表格、柱状图或者CSV格式向后端改送数据统计结果，使后端能够基于这些统计数据做进一步的开发整合。
4.2.过线计数
过线计数功能是用于统计经过检测线人物的数量。在人物沿设定的方向穿过检测线时会产生事件，多个目标同时穿过检测线时每个目标都会产生一个事件。这些事件可以被关系到计数器，以实现人员过线计数统计。
为获得精确的人员计数，需要对过线计数的参数进行校准。实际应用场景中，推荐将摄像机俯视安装，即垂直向下。垂直向下的摄像机比侧挂式摄像机能够获得更准确的人员计数统计。
启用过线计数的检测线上会出现2条较长的红线和4条较短的红线。检测线上与中心等距的两条长的细线表示过线人员的标准宽度。最外侧的两条较短细线用于表示单个人物的最大宽度，超过此宽度的目标将被计数为2人或者多人。最内侧的两条较短细线用于表示单个人的最小宽度，低于此宽度的目标将不被计数。
人员标准宽度
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1. 2. 3. 4. 5. 6.
请按照以下步骤对过线计数的参数进行校准。 使用鼠标选择需要校准的计数线；
在右侧窗口中“过线计数”规则下的“宽度校准”前打勾；
通过滚动鼠标滚轮或者拖动检测线上两条长的细线来调整它们的距离，使两条长的细线的间距近似等于过线计数的物体大小。
校准后的实际宽度显示在“过线计数”规则下的“宽度校准”一栏。这个数字表示校准宽度占整个画面宽度的百分比，也可以手动直接修改这个数字。 每条长线两侧的短线分别代表通过检测线的单个目标最小和最大宽度。 点击下方的“应用”，使所有设置生效。
4.3. 计数器
计数器用于统计关联到它的所有事件。在基于人员计数的客流统计中，计数器用于记录经过指定检测线（过线计数）的人员数量。
计数器有三种模式：递增计数、递减计数和即时计数。这三种模式可以分别关联不同的规则。在该方案中，如果需要实现双向计数或者在一个摄像机中实现多个区域的计数，则需要设置多个计数器。每个计数器都设置为递增模式，并关联到一个过线计数的方向。这样的有人员以指定的方向经过指定的检测线后，即产生相应的事件，使的对应的计数器值增加。
如下图所示，可以将过线计数的一个方向关联到某个计数器。
计数器的数据最终会以设定的时间周期记录到前端智能分析模拟的数据库中，并通过报表服务向后端提供统计数据。
4.4. 统计报表
智能分析设备支持最多4个数据表定期保存所有的计数器数据。用户可以查询每个数据表，将查询结果以表格、图表或者CSV标准数据格式输出。用户甚至使用Microsoft Excel直接连接设备的数据库，自动获取数据并做进一步的处理。
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报表服务设置页面允许用户设置各项查询参数以及输出结果的格式，即表格、柱状图或者CSV格式。输入各项查询参数后，点击表格、图表或者CSV按钮会分别呈现不同的数据表现形式，如下所示。
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5. 平台综合应用
后端平台软件有多种选择，可以使用维希艾信息科技提供的Surveillance client综合管理软件对人员计数进行统计处理，也可以使用与前端智能分析模块兼容的VMS软件将基于人员计数的客流统计与其它数据如POS系统的销售额进行整合，甚至可以利用前端人员计数系统的SDK，自行开发高级的数据整合功能。
5.1.Surveillance Client
Surveillance Client提供两种人员计数统计模式：对比模式和总计模式。
在总计模式下，该平台软件能够统计所有出入口在指定时间内的全部客流量。如下图是某连锁店一号门和三号门在过去指定时间段内总共的客流量，最终以柱状图的形式直观显示给用户。
在对比模式下，平台软件能够统计过去指定时间内每个出口的客流量并分别以柱状图的形式进行对比。如下图为某连锁店在过去几小时内，一号门和三号门每小时的客流量对比。
同时在对比模式下，用户也可以直观的看到所有出入口的总流量。
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在对比模式下，用户也可以通过折线图对比不同门店在指定时间段内的客流量变化。同时在折线上会显示准确的门店客流量。用户可以直观的观察到不同门店的客流量变化趋势。
5.2.CRM
CRM – Counter Reporting Mangement是使用前端人员计数系统SDK，基于Microsoft Excel强大的数据分析与图表制作功能的人员计数统计演示软件。
该软件能够同时接入多个前端人员计数系统，自动更新人员计数数据，可以以各种图表的形式将客流量显示给用户。
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5.3.ClickIT高级综合应用
ClickIT综合平台软件可以基于前端人员计数的结果与SDK，实现更加多样化的数据分析功能。
基于双向人员计数数据，可以统计不同时段通过一个通道或者入口的人数，以及方向数据。
? ? ?
多条计数线 方向计数 实时视频叠加注释
可以基于前端智能视频分析系统的Metadata获得目标在商场的徘徊时间分布。该功能对于大型商场或者大型超市十分有用，可以快速的定位顾客的兴趣点和不同区域的商业价值。
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可以基于前端智能视频分析系统的Metadata，实现顾客排队统计。柱状图中的条形代表时间长度。例如，如果每组统计时长为1小时，那么每个条形代表1个小时的时间内不同队伍长度（用不同颜色表示）分别占用的时间。
区域热点图是对于大型商场或者大型超市管理者十分有用的功能。该功能以图形化的方式将指定区域中不同位置的顾客活跃程度（由人员密度、停留时间有关）以不同的颜色标识出来。这样的图形化数据可以十分直观的展现不同区域的商业价值差别，对于大型商场不同位置的出租定价可以提供十分有力的支撑。同时基于该功能，可以十分高效的开展促销、新品推广等活动。
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5.4.基于SDK进行深度开发
前端智能视频分析系统能够将所有的智能分析数据及结果，包括人员计数数据、人员移动轨迹、人员停留时间以Metadata的形式通过网络发送到其它系统。同时前端智能视频分析系统提供完整的SDK，方便用户对这些数据进行分析，并且可以与其它系统如POS提供的数据进行整合。
如下表，用户可以基于SDK将不同区域的人数统计（包括商场内部、商场出入口、商场周边）与POS系统提供的销售额整合，能找提供顾客数量与销售额的区域相关报告、顾客、购物者及销售额的相关报告、顾客和购物者之间的关系、顾客与商场附近客流的关系、进入店中的顾客与在附近展示窗口参考的顾客之间的关系。
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以下是基于SDK开发的区域销售分析、顾客随时间变化的分析、顾客与附近客流量的关系等功能。
? 主要功能：管理者可以监控区域销售状况
? 案例分析：北京的分店1，购物者/所有顾客的比率为56.5%
顾客人均购物消费为65元/人
?
管理者可以依据人员计数及POS交易数据做决定 ?
浏览数据：视频分析的人员计数功能 ?
购物数据：POS系统的销售统计 ?
购物比率：购物者/所有顾客 ?
销售数据：POS系统提供 ?
人均购物消费：总销售额/购物人数
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? 主要功能：销售额和顾客数量随时间的变化
? 案例分析：天津的分店，依据顾客/时间报告，高峰时间为8PM。单位时
间内销售额最高点位于10AM到12PM之间。
?
顾客数目：由室内摄像机的人员计数功能提供 ?
购物者数目：由POS系统提供 ?
销售额：POS系统提供 ?
将人员计数产生的MetaData与POS系统提供的销售额加以整合，产生终报告
? 主要功能：顾客与附近客流的比率
? 案例分析：河北店：每周报告关于附近客流、顾客数目、购物者、顾客
与附近客流的比率、购物者与顾客的比率。
?
顾客数目：由室内摄像机的人员计数功能提供 ?
附近客流数目：由室外摄像机的人员计数功能提供 ?
销售额：POS系统提供 ?
计算顾客/附近客流的比率 ?
计算购物者/顾客的比率
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6.其它功能特性
6.1.双码流输出
该系统支持双码流输出，每路码流都拥有自己的唯一地址，可以配置为不同的编码、分辨率、码率等属性。
每个码流支持的分辨率从FULL HD 1080p到D1以及QCIF等各种分辨率，以实现其它子系统的实时预览及存储需要。
6.2.支持本地存储
该系统支持USB存储设备（如U盘）和SD卡/MicroSD卡，以实现人员计数结果本地存储。
6.3.支持分析结果叠加
该系统不仅可以将时间日期信息叠加到视频输出中，而且支持将人员计数的结果实时叠加到视频输出中。
其它子系统使用该功能时可以有效降低开发难度，不需要解析人员计数数据即可直观的将报警的各项数据显示出来。
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6.4.支持多种网络协议
该系统支持多种网络协议：TCP/IP、UDP/IP、HTTP、RTSP、RTCP、RTP/UDP、RTP/TCP、SNTP、mDNS、UPnP、SMTP、SOCK、IGMP、DHCP、DDNS、SSL v2/v3、IEEE 802.1X、SSH, SNMP v2/v3。
6.5.提供独立的SDK
维希艾为该系统提供完整的SDK开发包，提供丰富的接口和实用的例子程序。客户可以根据自己的需要方便的进行后续开发，以实现与其它子系统的集成联动，进行高度化的自由定制。
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SDK开发包包括视频编码及智能视频分析SDK
? 标准的网络协议的封装 ? 音频、视频和事件流操作 ? Metadata接口 ? HTTP API ? 测试工具 ? 范例程序源码 ? 开发文档
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7.系统设备
该系统由一体化的智能IP摄像机（智能IP枪机、智能IP半球、智能PTZ球机等）或者由智能编码器与兼容的摄像机组成。
智能IP摄像机目前有标准摄像机和高清摄像机多种选择。
7.1.智能高清摄像机
NS1202HD
NS3502HD
NS2102HD
智能高清IP摄像机
NS100HD
7.2.智能标清IP摄像机
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NS1100智能枪机
NS5500智能跟踪球
NS4500智能跟踪球 NS610智能红外摄像机
智能标清IP摄像机
7.3.智能视频编码器
NF1000智能编码器
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8.注意事项
1. 对于标清摄像机，以PAL制式为例，其画面中目标要保证大于10个Blob（1个Blob
大约是10个像素，10个Blob大约占PAL画面面积的0.04%）才可能被检测到（还与目标移动距离和速度有关），参考下图画面大小和Blob大小的对应关系。
Blob与PAL画面的对应关系
2. 如果需要使用过线计数功能，摄像机的理想安装角度是垂直向下（俯视），并且安
装高度在3米以上（视实际的镜头参数而定）。要求摄像机画面中的目标前后有一定的距离。
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不适合过线计数的摄像机安装角度
比较理想的摄像机安装角度
3. 如果需要智能视频分析在夜间仍然能正常工作，需要增加补光设备，或者使用红外
摄像机及热感应摄像机。如果增加补光设备，需要保证整个监控场景都有足够的光照强度，否则摄像机在夜间模式下的画面会有大量的躁点，智能视频分析的效果会下降。红外摄像机的监控距离通常比较近，而且夜间模式下图画面也会有大量躁点，不能保证智能视频分析的在夜间的效果。夜间智能视频分析的最理想的解决方式是使用热感应摄像机（参考3.2.14）。使用热感应摄像机与智能视频分析结合时，不需要额外的补光设备，而且探测距离远，不受车灯等冷光源的干扰，智能视频分析有相当好的效果。
4. 摄像机安装时需要考虑光照的方向，尽量不要使摄像机对着逆光的方向。即使摄像
机具备BLC/WDR等功能，也还是会对智能视频分析造成影响。因为这些功能在工作时会自动改变局部背景的亮度，有可能引起较多误报。
5. 对于监控场景中有较多干扰如树叶晃动、行人走动的区域，将该部分区域设置为非
检测区域，可以有效的降低智能视频分析的误报。
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