基于光流特征的航站楼旅客异常行为识别方法研究

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1、中图分类号：TP391论文编号：102870416-SZ021学科分类号：081002硕士学位论文基于光流特征的航站楼旅客异常行为识别方法研究研究生姓名许莙苓专业类别工程硕士专业领域电子与通信工程指导教师汪飞副教授联合指导黎宁副教授南京航空航天大学研究生院电子信息工程学院二О一五年十二月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofElectronicandInformationEngineeringResearchonOpticalFlowBasedPassenger’sAbnormalBe

2、haviorRecognitionUnderAirportTerminalAThesisinElectronicandCommunicationEngineeringbyXuJunlingAdvisedbyAssociateProf.WangFeiAssociateProf.LiNingSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2015承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论

3、文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：摘要近年来，民航业迅速发展，客流量日益增多，机场作为民航客运的载体，频繁发生旅客闹事事件。然而传统视频监控系统依靠人工观测的方式发现异常事件，其监测有效性与航站楼内巨大的监控摄像数量不匹配。智能视频监控系统能对旅客异常行为实时分析，及时预警安全险情，缓解机场安全管理压力。利用视频行为分析技术

4、，本文针对视频旅客出现的快速奔跑、打架斗殴以及聚集围观等三类异常行为的检测与识别进行了详细地研究。主要研究工作反映在：相对于正常行走，将旅客快速奔跑、打架斗殴定义为运动异常行为，采用了以光流方向区间为检测指标的运动异常行为识别方法。首先，计算运动目标检测后的行人区域光流特征，将到的光流方向值分配到一定数量的角度区间。然后，统计出各区间的光流特征个数与光流特征平均幅值，构成出描述运动异常行为的特征量。最后，利用优化后的特征量对支持向量机进行学习训练，可以有效地得到识别旅客正常行走、快速奔跑与打架斗殴等3种行为的分类器。针对中低人群密度场景下，旅客聚集异常行为与其他多人行为的相似性，提出了基

5、于人群密度和角点光流特征的多人典型群集异常行为的检测方法。首先利用前景二值图计算归一化前景面积与前景分布的二维联合熵，获得人群密度变化特征；同时，利用前景角点的运动光流特征，计算光流动能与光流方向熵。根据群聚行为在人群密度及运动特征上的表现特点，利用不同行为在人群密度及光流特征上表现特点的差异，定义群聚、奔跑两个异常判断指标；利用阈值法，逐一地识别出群聚、奔跑、打架及正常行走行为。该方法有效减少了利用单一人群密度特征检测群聚异常带来的其他群体行为的误检。利用本文提出的不同异常行为的检测识别算法，对多个标准人体行为视频库以及实测视频进行仿真实验。实验结果表明，本文提出的异常行为检测方法有助

6、于提高航站楼旅客异常行为的识别性能。关键词：视频行为分析，光流场，异常行为识别，群聚，奔跑，打架，行走，旅客，航站楼iABSTRACTInrecentyears,withtherapiddevelopmentofcivilaviationindustry,theincreasingnumberofpassengerflowingledtofrequentoccurrenceofpassengers’troubleaccidentintheairportterminal.Sincetraditionalvideosurveillancesystemreliesonartificialobs

7、ervationstodiscoverabnormalevents,theeffectivenessofmonitoringdoesnotmatchthehugenumberofmonitorcamerasinterminalbuildings.Onthecontrary,intelligentvideosurveillancesystemisabletoanalyzeabnormalbehaviorsofpassengersinr