一种联合多监控探头系统的目标跟踪方法
【专利摘要】本发明的联合多监控探头系统的目标跟踪方法，通过对监控目标的捕获、锁定、识别信息的取样以及信息对比，不仅可以准确的识别监控目标的类型，也可以及时对同一个监控目标进行持续监控，识别率高，可以为交通管理提供有力的支持。
【专利说明】一种联合多监控探头系统的目标跟踪方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及视频监控领域，尤其涉及一种联合多监控探头系统的目标跟踪方法。
【背景技术】
[0002] 视频监控是安全防范系统的重要组成部分，传统的监控系统包括前端高清球机、 传输线缆、视频监控平台。高清球机可分为网络数字高清球机和模拟高清球机，可作为前端 视频图像信号的采集。它是一种防范能力较强的综合系统。视频监控以其直观、准确、及时 和信息内容丰富而广泛应用于许多场合。近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技 术的飞速发展，视频监控技术也有了长足的发展。
[0003] 视频监控应用中的运动目标追踪在军事制导，视觉导航，机器人，智能交通，公共 安全等领域有着广泛的应用。例如，在违章抓拍系统中，目标的跟踪就是必不可少的。在入 侵捕获中，运动目标的捕获与跟踪也是整个系统运行的关键所在。
[0004] 然而目前的运动目标追踪技术还不完善，涉及多个监控设备的协同处理效率低、 准确度不高。
[0005] 因此有必要针对上述问题重新设计高效精准的目标跟踪系统。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
[0007] 根据本发明的实施方式，提出一种联合多监控探头系统的目标跟踪方法，所述多 监控探头系统包括多个间隔设置的高清球机单元、多个捕获单元、多个锁定单元、多个目标 识别信息取样单元、目标确定单元以及图像组合单元，所述高清球机的输出端与捕获单元 的输入端连接，捕获单元的输出端与锁定单元的输入端连接，锁定单元的输出端与目标识 别信息取样单元的输入端连接，目标识别信息取样单元的输出端与目标确定单元的输入端 连接，所述目标确定单元的输出端连接图像组合单元的输入端；
[0008] 所述方法具体包括：
[0009] S1、通过多个间隔设置的高清球机单元获取各自监控区域内的目标视频图像；
[0010] S2、通过捕获单元对每个高清球机的获取的视频图像中的监控目标进行扫描和捕 获，得到目标的位置信息和类型特征信息；
[0011] S3、通过锁定单元对应同一高清球机的不同视频图像的捕获结果，判断是否属于 同一监控目标，如属于同一监控目标，则进行目标锁定；
[0012] S4、通过目标识别信息取样单元从不同视频图像中取样同一监控目标的识别信 息；以及
[0013] S5、通过目标确定单元对监控目标的识别信息进行比对，确定所述监控目标在多 个高清球机中是否同时出现；
[0014] S6、通过图像组合单元对所确定的监控目标的多个视频图像的组合顺序进行排 序，确定多个视频图像帧间的相互位置关系；根据视频图像帧间的相互位置关系，将多个视 频图像帧组合生成全景视频图像帧。
[0015] 根据本发明的实施方式，所述步骤S2具体包括：
[0016] 所述捕获单元包括粗捕获单元和精确捕获单元两个捕获单元，将视频图像划分为 多个标准尺寸的定位框，然后对定位框进行捕获；粗捕获单元和精确捕获单元都通过训练 建立分层归类单元；粗捕获单元采用10个像素为步进值进行快速扫描，初步区分出监控目 标的类型特征，对需要监控的识别类型进行标记；精确捕获单元针对粗捕获单元捕获后的 经过标记的目标类型进行捕获，采用1个像素为步进值对这些窗口进行精细扫描，最终得 到准确的类型目标的位置信息和类型特征信息。
[0017] 根据本发明的实施方式，所述捕获单元按以下方式进行捕获：
[0018] B1、依照建立好的归类单元，对定位框取样局部梯形质量分布图特征，并计算捕获 单元中的归类单元输出值；
[0019] B2、该定位框由各个归类单元依次判别，若其中一个归类单元判定输入为"非待监 控目标"，则这个图像块将直接被判定为"非待监控目标"，并且不经过后面的归类单元；只 有当所有的归类单元均将该图像块判定为"待监控目标"时，该定位框才最终被认为是"待 监控目标"。
[0020] 根据本发明的实施方式，所述步骤S3的通过锁定单元对应同一高清球机的不同 视频图像的捕获结果，判断是否属于同一监控目标具体包括：
[0021] C1、清空缓冲待监控目标序列和输出待监控目标序列，定义待监控目标离开当前 监控范围的离开门限值Tl，T1为大于0且小于1的实常数，待监控目标在视频图像中出现 的门限值T2,T2为大于等于1的整数，待监控目标对应一致度门限值T3,T3为大于等于1 的整数；
[0022]C2、将第t帧的每一个捕获结果和待监控目标缓冲序列的所有待监控目标进行对 应，找到t帧捕获结果与当前待监控目标的缓冲序列中最一致的待监控目标；如果该最大 值与第m个目标的一致度大于T1，则判断为第m个目标在t帧中的位置，将m个目标的信息 更新；如果该最大值小于T1，那么此捕获结果作为可能出现在视频中的新待监控目标加入 到待监控目标缓冲序列里；
[0023]C3、对待监控目标的缓冲序列里面的所有待监控目标进行统计，如果当前的待监 控目标在缓冲序列里面连续出现T2帧，那么认为该待监控目标是新出现在视频中的待监 控目标，并将该待监控目标加入到输出待监控目标序列里；如果连续T3帧未出现，那么则 认为该待监控目标已经驶出该视频，从缓冲序列里面删除该待监控目标，并将输出序列里 面的对应的该待监控目标删除。
[0024] 本发明的联合多监控探头系统的目标跟踪方法，通过对监控目标的捕获、锁定、识 别信息的取样以及信息对比，不仅可以准确的识别监控目标的类型，也可以及时对同一个 监控目标进行持续监控，识别率高，可以为交通管理提供有力的支持。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通 技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明 的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0026] 附图1示出了根据本发明实施方式的联合多监控探头系统结构示意图；
[0027] 附图2示出了根据本发明实施方式的联合多监控探头系统的目标跟踪方法流程 图。
【具体实施方式】
[0028] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公 开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实 施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公 开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0029] 根据本发明的实施方式，提出一种联合多监控探头系统的目标跟踪方法，如附图1 所示，所述系统包括多个间隔设置的高清球机单元、多个捕获单元、多个锁定单元、多个目 标识别信息取样单元、目标确定单元以及图像组合单元，所述高清球机的输出端与捕获单 元的输入端连接，捕获单元的输出端与锁定单元的输入端连接，锁定单元的输出端与目标 识别信息取样单元的输入端连接，目标识别信息取样单元的输出端与目标确定单元的输入 端连接，所述目标确定单元的输出端连接图像组合单元的输入端；
[0030] 所述方法具体包括如下步骤，如附图2所示：
[0031] S1、通过多个间隔设置的高清球机单元获取各自监控区域内的目标视频图像；
[0032] S2、通过捕获单元对每个高清球机的获取的视频图像中的监控目标进行扫描和捕 获，得到目标的位置信息和类型特征信息；
[0033] S3、通过锁定单元对应同一高清球机的不同视频图像的捕获结果，判断是否属于 同一监控目标，如属于同一监控目标，则进行目标锁定；
[0034]S4、通过目标识别信息取样单元从不同视频图像中取样同一监控目标的识别信 息；以及
[0035]S5、通过目标确定单元对监控目标的识别信息进行比对，确定所述监控目标在多 个高清球机中是否同时出现；
[0036] S6、通过图像组合单元对所确定的监控目标的多个视频图像的组合顺序进行排 序，确定多个视频图像帧间的相互位置关系；根据视频图像帧间的相互位置关系，将多个视 频图像帧组合生成全景视频图像帧。
[0037] 根据本发明的实施方式，所述步骤S2具体包括：
[0038] 所述捕获单元包括粗捕获单元和精确捕获单元两个捕获单元，将视频图像划分为 多个标准尺寸的定位框，然后对定位框进行捕获；粗捕获单元和精确捕获单元都通过训练 建立分层归类单元；粗捕获单元采用10个像素为步进值进行快速扫描，初步区分出监控目 标的类型特征，对需要监控的识别类型进行标记；精确捕获单元针对粗捕获单元捕获后的 经过标记的目标类型进行捕获，采用1个像素为步进值对这些窗口进行精细扫描，最终得 到准确的类型目标的位置信息和类型特征信息。
[0039] 根据本发明的实施方式，所述类型特征可以是，但不限于，长度、宽度、速度等特 征。
[0040] 根据本发明的实施方式，所述捕获单元通过训练建立分层归类单元具体包括：
[0041] A1、采用局部梯形质量分布图特征表示物体的形状信息，每一个局部梯形质量分 布图对应一个图像的局部长方形区域，将该长方形区域分为四个子区域，计算图像的梯度， 并将梯度量化为9个方向，这样每个子区域便统计得到9维质量分布图，4个9维质量分布 图拼接成一个36维的质量分布图作为该局部梯形质量分布图的特征向量；
[0042] A2、在一个定位框中均匀取样出局部长方形区域，每一长方形区域对应一个梯形 质量分布图特征，该些梯形质量分布图特征构成特征集合；
[0043] A3、采用训练方法从特征集合中选择出对待监控目标判别能力最强的特征，构成 归类单元。
[0044] 根据本发明的实施方式，所述捕获单元按以下方式进行捕获：
[0045] B1、依照建立好的归类单元，对定位框取样局部梯形质量分布图特征，并计算捕获 单元中的归类单元输出值；
[0046] B2、该定位框由各个归类单元依次判别，若其中一个归类单元判定输入为"非待监 控目标"，则这个图像块将直接被判定为"非待监控目标"，并且不经过后面的归类单元；只 有当所有的归类单元均将该图像块判定为"待监控目标"时，该定位框才最终被认为是"待 监控目标"。
[0047] 根据本发明的实施方式，所述步骤S3的通过锁定单元对应同一高清球机的不同 视频图像的捕获结果，判断是否属于同一监控目标具体包括：
[0048] C1、清空缓冲待监控目标序列和输出待监控目标序列，定义待监控目标离开当前 监控范围的离开门限值Tl，T1为大于0且小于1的实常数，待监控目标在视频图像中出现 的门限值T2,T2为大于等于1的整数，待监控目标对应一致度门限值T3,T3为大于等于1 的整数；
[0049] C2、将第t(t>l)帧的每一个捕获结果和待监控目标缓冲序列的所有待监控目标 进行对应，找到t帧捕获结果与当前待监控目标的缓冲序列中最一致的待监控目标；如果 该最大值与第m(m>l)个目标的一致度大于T1，则判断为第m个目标在t帧中的位置，将m 个目标的信息更新；如果该最大值小于T1，那么此捕获结果作为可能出现在视频中的新待 监控目标加入到待监控目标缓冲序列里；
[0050] C3、对待监控目标的缓冲序列里面的所有待监控目标进行统计，如果当前的待监 控目标在缓冲序列里面连续出现T2帧，那么认为该待监控目标是新出现在视频中的待监 控目标，并将该待监控目标加入到输出待监控目标序列里；如果连续T3帧未出现，那么则 认为该待监控目标已经驶出该视频，从缓冲序列里面删除该待监控目标，并将输出序列里 面的对应的该待监控目标删除。
[0051] 根据本发明的实施方式，所述一致度设定为：将第t帧的第i个捕获结果表示为
【权利要求】
1. 一种联合多监控探头系统的目标跟踪方法，所述多监控探头系统包括多个间隔设置 的高清球机单元、多个捕获单元、多个锁定单元、多个目标识别信息取样单元、目标确定单 元以及图像组合单元，所述高清球机的输出端与捕获单元的输入端连接，捕获单元的输出 端与锁定单元的输入端连接，锁定单元的输出端与目标识别信息取样单元的输入端连接， 目标识别信息取样单元的输出端与目标确定单元的输入端连接，所述目标确定单元的输出 端连接图像组合单元的输入端；所述方法具体包括如下步骤： 51、 通过多个间隔设置的高清球机单元获取各自监控区域内的目标视频图像； 52、 通过捕获单元对每个高清球机的获取的视频图像中的监控目标进行扫描和捕获， 得到目标的位置信息和类型特征信息； 53、 通过锁定单元对应同一高清球机的不同视频图像的捕获结果，判断是否属于同一 监控目标，如属于同一监控目标，则进行目标锁定； 54、 通过目标识别信息取样单元从不同视频图像中取样同一监控目标的识别信息；以 及 55、 通过目标确定单元对监控目标的识别信息进行比对，确定所述监控目标在多个高 清球机中是否同时出现。
2. -种如权利要求1所述的方法，在步骤S5之后还包括： 56、 通过图像组合单元对所确定的监控目标的多个视频图像的组合顺序进行排序，确 定多个视频图像帧间的相互位置关系；根据视频图像帧间的相互位置关系，将多个视频图 像帧组合生成全景视频图像。
3. -种如权利要求2所述的方法，所述步骤S2具体包括： 所述捕获单元包括粗捕获单元和精确捕获单元两个捕获单元，将视频图像划分为多个 标准尺寸的定位框，然后对定位框进行捕获；粗捕获单元和精确捕获单元都通过训练建立 分层归类单元；粗捕获单元采用10个像素为步进值进行快速扫描，初步区分出监控目标的 类型特征，对需要监控的识别类型进行标记；精确捕获单元针对粗捕获单元捕获后的经过 标记的目标类型进行捕获，采用1个像素为步进值对这些窗口进行精细扫描，最终得到准 确的类型目标的位置信息和类型特征信息。
4. 一种如权利要求3所述的方法，所述捕获单元按以下方式进行捕获： B1、依照建立好的归类单元，对定位框取样局部梯形质量分布图特征，并计算捕获单元 中的归类单元输出值； B2、该定位框由各个归类单元依次判别，若其中一个归类单元判定输入为"非待监控目 标"，则这个图像块将直接被判定为"非待监控目标"，并且不经过后面的归类单元；只有当 所有的归类单元均将该图像块判定为"待监控目标"时，该定位框才最终被认为是"待监控 目标"。
5. -种如权利要求4所述的方法，所述步骤S3的通过锁定单元对应同一高清球机的不 同视频图像的捕获结果，判断是否属于同一监控目标具体包括： C1、清空缓冲待监控目标序列和输出待监控目标序列，定义待监控目标离开当前监控 范围的离开门限值Tl，Tl为大于0且小于1的实常数，待监控目标在视频图像中出现的门 限值T2，T2为大于等于1的整数，待监控目标对应一致度门限值T3，T3为大于等于1的整 数； C2、将第t帧的每一个捕获结果和待监控目标缓冲序列的所有待监控目标进行对应， 找到t帧捕获结果与当前待监控目标的缓冲序列中最一致的待监控目标；如果该最大值与 第m个目标的一致度大于T1，则判断为第m个目标在t帧中的位置，将m个目标的信息更 新；如果该最大值小于T1，那么此捕获结果作为可能出现在视频中的新待监控目标加入到 待监控目标缓冲序列里； C3、对待监控目标的缓冲序列里面的所有待监控目标进行统计，如果当前的待监控目 标在缓冲序列里面连续出现T2帧，那么认为该待监控目标是新出现在视频中的待监控目 标，并将该待监控目标加入到输出待监控目标序列里；如果连续T3帧未出现，那么则认为 该待监控目标已经驶出该视频，从缓冲序列里面删除该待监控目标，并将输出序列里面的 对应的该待监控目标删除。
【文档编号】G06T7/20GK104519326SQ201510010181
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2015年1月9日 优先权日:2015年1月9日
【发明者】邹刚, 蒋涛 申请人:成都新舟锐视科技有限公司