超市人流量监控防疫预警系统开题报告

1.1研究背景

在如今大数据时代下，传统人为监控的局限性越来越明显。作为监控者，当同时监控多个监视器时，监控精度会随着监控视频数量的上升而下降。再者，人类无法对单调的事务长时间的集中注意力，根据研究人在关注监控图像20分钟后，其注意力会下降到无法接受的程度。除此之外人类还需要饮食休息等生理活动，因此人为监控系统往往存在漏报率高、可靠性差及人力成本昂贵等问题。而智能视频监控技术能够很好的解决这些问题，在当下疫情反复的环境中更是有着不可替代的重要性。智能视频监控技术目前的主流主要是对固定的监控摄像机拍摄的视频进行分析，获得视频中的运动目标信息，提取语义级别的事件信息进而做出反应的一种技术。其常用框架下的各个模块能够提供多种实现方案，十分契合疫情环境的复杂性。但目前的智能视频监控技术大都是在疫情发生后，用来掌握扩散的范围和带病人员，以制定防疫方案。如果能够提前预警疫情的爆发和发展，那么对抗“疫”将起到至关重要的作用。结合目前完善的疫情发展预测模型，智能视频监控技术可以对关键地点的人流量进行实时监控、统计及预警，从而规避风险。

1.2研究目的

超市人流量监控防疫预警系统是为了利用智能视频监控技术进行人流量监控，对数据进行分析和统计，直观的显示给防疫人员，从而提前预警疫情和节约人力。本文中的研究在超市关键人流动线上部署固定的监控摄像机，同时在客户端实时显示统计的数据，当人流量在某一时刻过于密集时会在界面提出警示信息，避免传播风险。因为智能视频监控技术可以更改部分模块和框架实现多种方案，所以本文的研究可以应用在车站、餐厅等人流量流动区域。

1.3 研究意义

本项研究提供了一种人流量监控预警系统的解决方案，能够高精度的跟踪视频中的运动目标，并且识别静止目标和遮挡物，拥有一定的精度和可靠性。研究预期能够拥有一套完善的人流量监控防疫预警系统，可以快速应用在复杂的防疫环境中，提前预警摄像机监控地点的疫情发展风险，有效减少人员接触和人力成本。

2.1 研究内容

1）视频采集硬件：使用摄像机采集超市重点区域的人员流通视频，通常情况下是高位俯视角度，视频内容能够看到一定范围内明显的人员流通情况。

2）分析视频：通过目标检测算法对采集视频逐帧分析，识别人形，选取其特征点进行追踪，对视频内识别的目标进行编号以方便后续的数据分析。

3）统计预警软件：实现一个交互界面，呈现实时监控画面、目标跟踪情况及人流量统计。当某区域人流量达到阈值后进行预警，提示监控人员。

2.2 预期目标

1）完成超市视频采集：通过摄像机采集人员流通视频

2）实现目标检测：算法分析视频能够识别人形，对不同姿态下的人员和遮挡物作出一定的区分

3）实现目标跟踪：使用学习框架，结合算法优点实现对运动目标有效和快速的追踪

4）完成预警统计软件：使用Python设计并完成客户端，将实时监控、统计及预警信息展示给用户

3.1 研究方法

本课题实现各个研究目标需要采用资料收集法、案例研究法及实验法。为了满足防疫的各种应用场景，广泛收集相关资料，寻找最适合的部署解决方案。同时研究前者的算法案例，尝试结合算法实现较高精度的人形目标检测和跟踪。在此基础上不断实验，对框架进行优化，找到最终的课题方案。

3.2 研究步骤

（1）研究准备阶段：收集资料和文献，与导师讨论课题，走访观察应用环境

（2）需求分析阶段：与超市人员进行沟通，了解人员流通重点区域；观察监控区域范围，了解固定摄像机部署位置；记录超市人员对系统的功能需求。

（3）系统分析阶段：本系统需要硬件进行视频采集，同时编写算法代码监测目标，并将统计结果和预警信息呈现给用户。

（4）系统设计阶段：按照分析具体化每个模块功能，部署一般固定式摄像机实现人员流通视频采集，使用Python语言编写算法代码和开发框架，并创建GUI用户界面程序。

（5）系统实现阶段：依据设计采用Pycharm作为开发工具，严格按照Python的编程规范进行编码；对采集视频逐帧分析，研究符合设计的算法识别和跟踪人形目标；对前者的案例进行研究，实现符合防疫预警的超市人流量监控用户程序。

（6）系统测试阶段：完成程序后对超市人流量监控防疫预警系统进行测试，记录系统功能是否与需求吻合，同时对软件的安全和性能部分进行测试，如跟踪响应速度、有无闪退情况、统计是否符合精度等。

（7）总结完善，撰写报告

[1] 吕妮. 基于图像处理的高精度人流密度监控方法[J]. 电子设计工程,2019,27(24)

[2] 袁烨. 面向智能监控的人流量计数及人群密度检测研究与实现[D]. 浙江:浙江理工大学,2017.

[3] 翟志强. 基于智能视频监控的人流量统计系统设计[D]. 安徽:合肥工业大学,2016

[4] 乐勇. 基于监控视频动态信息分析的人流密度检测算法的研究[D]. 江苏:南京邮电大学,2015.

[5] 王祉. 基于视频监控的人流量统计系统设计[D]. 安徽:合肥工业大学,2015.

[6] 程栗. 基于视频监控的人流量统计系统研究[D]. 四川:西南科技大学,2015.

[7] 印骏,吴文芳. 大型人流通道高清图像监控和智能分析应用[J]. 低压电器,2009(24):46-49.

[8] 印骏,吴文芳. 虹桥枢纽大通道人流高清图像监控和智能分析应用说明[C]. //上海市建筑学会建筑电气专业委员会2009年年会论文集. 2009:55-58.

[9] 中国建筑第四工程局有限公司. 施工电梯人流监控系统:CN202010733710.0[P].2020-12-01.

（1）2022.1.10 ---- 2022.2.20查阅资料，了解课题背景，撰写开题报告

（2）2022.2.21 ---- 2022.3.18根据课题要求，进行需求分析，熟悉开发工具

（3）2022.3.19 ---- 2022.3.31根据需求分m析结果，对系统进行概要设计

（4）2022.4.1 ---- 2022.4.15 根据概要设计，对系统进行详细设计

（5）2022.4.16 ---- 2022.5.9 编写代码及设计实现

（6）2022.5.10 ---- 2022.5.17程序调试，毕业论文资料收集，撰写论文提纲

（7）2022.5.18 ---- 2022.5.31整理设计文档，撰写毕业论文

（8）2022.6.1---- 2022.6.10准备答辩相关材料，参加毕业答辩