一種人車自動識別系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的人車自動識別系統(tǒng)包括多個間隔設(shè)置的高清球機、目標(biāo)特征獲取單元、目標(biāo)類型識別單元、圖像組合單元、第一圖像定位單元以及第二圖像定位單元，實現(xiàn)了人車的準(zhǔn)確識別和追蹤定位，不僅可以獲取監(jiān)控區(qū)域中的行人運動信息，也實現(xiàn)了車輛多監(jiān)控聯(lián)合追蹤的高準(zhǔn)確性。
【專利說明】一種人車自動識別系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種人車自動識別系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 視頻監(jiān)控是安全防范系統(tǒng)的重要組成部分，英文Cameras and Surveillance。傳 統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)包括前端攝像機、傳輸線纜、視頻監(jiān)控平臺。攝像機可分為網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)z像機和 模擬攝像機，可作為前端視頻圖像信號的采集。它是一種防范能力較強的綜合系統(tǒng)。視頻 監(jiān)控以其直觀、準(zhǔn)確、及時和信息內(nèi)容豐富而廣泛應(yīng)用于許多場合。近年來，隨著計算機、網(wǎng) 絡(luò)以及圖像處理、傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)也有了長足的發(fā)展。
[0003] 視頻監(jiān)控應(yīng)用中的運動目標(biāo)追蹤在軍事制導(dǎo)，視覺導(dǎo)航，機器人，智能交通，公共 安全等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。例如，在車輛違章抓拍系統(tǒng)中，車輛的跟蹤就是必不可少的。 在入侵檢測中，人、動物、車輛等大型運動目標(biāo)的檢測與跟蹤也是整個系統(tǒng)運行的關(guān)鍵所 在。
[0004] 然而目前的運動目標(biāo)追蹤技術(shù)還不完善，尤其是公共安全領(lǐng)域的人車識別精度不 高，效率低，一方面的原因在于人與人之間的運動較為復(fù)雜，以及對車輛的監(jiān)控會涉及多個 監(jiān)控設(shè)備的協(xié)同處理。
[0005] 因此有必要針對上述問題重新設(shè)計高效精準(zhǔn)的人車自動識別系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提出一種人車自動識別系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：多個間隔設(shè) 置的高清球機、GPS校準(zhǔn)單元、目標(biāo)特征獲取單元、目標(biāo)類型識別單元、多個濾波消噪單元、 圖像組合單元、第一圖像定位單元、第二圖像定位單元、低速運動定位單元、間距確定單元、 行人運動信息獲取單元、以及數(shù)據(jù)庫單元；
[0008] 所述多個間隔設(shè)置的高清球機用于獲取監(jiān)控范圍內(nèi)的目標(biāo)視頻圖像，所述目標(biāo)包 括行人和車輛；
[0009] 所述GPS校準(zhǔn)單元連接多個高清球機，用于多個高清球機的精確時間同步；
[0010] 所述目標(biāo)特征獲取單元連接多個高清球機，用于根據(jù)高清球機獲取的視頻圖像獲 取監(jiān)控范圍內(nèi)目標(biāo)的類型特征；
[0011] 所述目標(biāo)類型識別單元連接目標(biāo)特征獲取單元，用于根據(jù)目標(biāo)特征獲取單元獲取 的類型特征判斷監(jiān)控目標(biāo)是行人還是車輛；
[0012] 所述濾波消噪單元連接多個高清球機，用于對高清球機獲取的目標(biāo)視頻圖像進(jìn)行 濾波和消噪處理；
[0013] 所述圖像組合單元連接濾波消噪單元，用于當(dāng)目標(biāo)類型識別單元判斷目標(biāo)類型是 車輛時，組合多個高清球機的同一目標(biāo)的視頻圖像；
[0014] 所述第一圖像定位單元連接濾波消噪單元，用于行人面部區(qū)域的定位；
[0015] 所述間距確定單元用于確定行人面部區(qū)域位置與高清球機的距離范圍；
[0016] 所述低速運動定位單元用于根據(jù)間距確定單元確定的距離范圍，對行人的運動軌 跡進(jìn)行追蹤；
[0017] 所述行人運動信息獲取單元用于獲取第一圖像定位單元確定的行人定位信息、間 距確定單元確定的距離范圍信息、以及低速運動定位單元確定的行人運動軌跡信息，并將 上述信息發(fā)送至數(shù)據(jù)庫單元；
[0018] 所述第二圖像定位單元用于對監(jiān)控車輛進(jìn)行定位追蹤，并把相關(guān)信息發(fā)送至數(shù)據(jù) 庫保存。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式，所述第一圖像定位單元用于行人面部區(qū)域的定位包括：
[0020] 根據(jù)其中一個高清球機獲取的行人視頻圖像檢測圖像中是否包括可辨識的面部 區(qū)域；如果面部區(qū)域不能辨識，則通過高清球機重新獲取視頻圖像；
[0021] 當(dāng)檢測到面部區(qū)域后，對面部區(qū)域進(jìn)行追蹤，并通過交互信息使高清球機將面部 區(qū)域保持在整體圖像中央。
[0022] 本發(fā)明的人車自動識別系統(tǒng)包括多個間隔設(shè)置的高清球機、目標(biāo)特征獲取單元、 目標(biāo)類型識別單元、圖像組合單元、第一圖像定位單元以及第二圖像定位單元，實現(xiàn)了人車 的準(zhǔn)確識別和追蹤定位，不僅可以獲取監(jiān)控區(qū)域中的行人運動信息，也實現(xiàn)了車輛多監(jiān)控 聯(lián)合追蹤的尚準(zhǔn)確性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明 的界限。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：
[0024] 附圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的人車自動識別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0025] 下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實施方式。雖然附圖中顯示了本公 開的示例性實施方式，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實 施方式所界限。相反，提供這些實施方式是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟?開的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提出一種人車自動識別系統(tǒng)，如附圖1所示，所述系統(tǒng)包 括：多個間隔設(shè)置的高清球機、GPS校準(zhǔn)單元、目標(biāo)特征獲取單元、目標(biāo)類型識別單元、多個 濾波消噪單元、圖像組合單元、第一圖像定位單元、第二圖像定位單元、低速運動定位單元、 間距確定單元、行人運動信息獲取單元、以及數(shù)據(jù)庫單元；
[0027] 所述多個間隔設(shè)置的高清球機用于獲取監(jiān)控范圍內(nèi)的目標(biāo)視頻圖像，所述目標(biāo)包 括行人和車輛；
[0028] 所述GPS校準(zhǔn)單元連接多個高清球機，用于多個高清球機的精確時間同步；
[0029] 所述目標(biāo)特征獲取單元連接多個高清球機，用于根據(jù)高清球機獲取的視頻圖像獲 取監(jiān)控范圍內(nèi)目標(biāo)的類型特征，所述類型特征包括，但不限于，高度、寬度、速度等；
[0030] 所述目標(biāo)類型識別單元連接目標(biāo)特征獲取單元，用于根據(jù)目標(biāo)特征獲取單元獲取 的類型特征判斷監(jiān)控目標(biāo)是行人還是車輛；
[0031] 所述濾波消噪單元連接多個高清球機，用于對高清球機獲取的目標(biāo)視頻圖像進(jìn)行 濾波和消噪處理；
[0032] 所述圖像組合單元連接濾波消噪單元，用于當(dāng)目標(biāo)類型識別單元判斷目標(biāo)類型是 車輛時，組合多個高清球機的同一目標(biāo)的視頻圖像；
[0033] 所述第一圖像定位單元連接濾波消噪單元，用于行人面部區(qū)域的定位；根據(jù)本發(fā) 明的可選實施方式，所述第一圖像定位單元、低速運動定位單元、間距確定單元、行人運動 信息獲取單元可以連接任意一個高清球機，也可以每個高清球機對應(yīng)設(shè)置一組第一圖像定 位單元、低速運動定位單元、間距確定單元、行人運動信息獲取單元；
[0034] 所述間距確定單元用于確定行人面部區(qū)域位置與高清球機的距離范圍；
[0035] 所述低速運動定位單元用于根據(jù)間距確定單元確定的距離范圍，對行人的運動軌 跡進(jìn)行追蹤；
[0036] 所述行人運動信息獲取單元用于獲取第一圖像定位單元確定的行人定位信息、間 距確定單元確定的距離范圍信息、以及低速運動定位單元確定的行人運動軌跡信息，并將 上述信息發(fā)送至數(shù)據(jù)庫單元；
[0037] 所述第二圖像定位單元用于對監(jiān)控車輛進(jìn)行定位追蹤，并把相關(guān)信息發(fā)送至數(shù)據(jù) 庫保存。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式，所述第一圖像定位單元用于行人面部區(qū)域的定位包括：
[0039] 根據(jù)其中一個高清球機獲取的行人視頻圖像檢測圖像中是否包括可辨識的面部 區(qū)域；如果面部區(qū)域不能辨識，則通過高清球機重新獲取視頻圖像；
[0040] 當(dāng)檢測到面部區(qū)域后，對面部區(qū)域進(jìn)行追蹤，并通過交互信息使高清球機將面部 區(qū)域保持在整體圖像中央。
[0041] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式，所述將面部區(qū)域保持在圖像中央具體包括：
[0042] A1、在圖像中央設(shè)定一個尺寸小于圖像大小的長方形界限區(qū)域，長方形界限區(qū)域 到圖像邊緣設(shè)置為第一調(diào)節(jié)區(qū)域；面部區(qū)域超出長方形界限區(qū)域進(jìn)入第一調(diào)節(jié)區(qū)域時，高 清球機移動使面部區(qū)域保持在長方形界限區(qū)域內(nèi)；
[0043] A2、在高清球機最大移動范圍到一小于高清球機最大移動范圍的設(shè)定值之間設(shè)置 第二調(diào)節(jié)區(qū)域，當(dāng)面部區(qū)域超出長方形界限區(qū)域且高清球機進(jìn)入第二調(diào)節(jié)區(qū)域時，高清球 機調(diào)整使面部區(qū)域保持在長方形界限區(qū)域內(nèi)。
[0044] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式，所述對面部區(qū)域進(jìn)行追蹤具體包括：
[0045] B1、將高清球機采集的三原色圖像轉(zhuǎn)化為六棱錐色彩模型圖像；
[0046] B2、計算面部區(qū)域的色彩質(zhì)量分布圖；
[0047] B3、根據(jù)色彩質(zhì)量分布圖，計算六棱錐色彩模型圖像中色彩的概率分布，獲得顏色 概率質(zhì)量分布圖；
[0048] B4、通過顏色概率質(zhì)量分布圖選取搜索窗的大小與初始位置，采用窗口自適應(yīng)的 連續(xù)自適應(yīng)的MeanShift算法對面部區(qū)域進(jìn)行定位。
[0049] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式，所述圖像組合單元組合多個高清球機的同一目標(biāo)的視頻 圖像具體包括：
[0050] C1、獲取鄰接高清球機前景圖像，利用尺度不變特征轉(zhuǎn)換算法提取圖像特征；
[0051] C2、找出鄰接圖像與基準(zhǔn)圖像識別點歐幾里得度量最近的前兩個識別點，在這兩 個識別點中，如果最近的距離除以第二相近的距離小于某個門限比值〇，則接受這一對吻 合點，完成鄰接前景圖像特征吻合；
[0052] C3、利用隨機取樣一致算法，剔除錯誤的吻合對；
[0053] C4、采用非線性最小二乘算法提高隨機取樣一致算法對圖像變換的準(zhǔn)確率；
[0054] C5、確定高清球機重合邊界，提取某一高清球機背景圖像中吻合成功的尺度不變 特征轉(zhuǎn)換識別點所在位置的橫坐標(biāo) Xi，計算識別點橫坐標(biāo)平均值久最終圖像橫坐標(biāo)x= 5 時為觸發(fā)邊界，根據(jù)確定的重合邊界進(jìn)行圖像組合；
[0055] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式，所述第二圖像定位單元對監(jiān)控車輛進(jìn)行定位追蹤具體包 括：
[0056] D1、當(dāng)車輛進(jìn)入第一個高清球機監(jiān)控區(qū)域內(nèi)，標(biāo)記車輛區(qū)域后，應(yīng)用連續(xù)自適應(yīng)的 MeanShift算法進(jìn)行車輛定位，確定對應(yīng)于標(biāo)記車輛的定位框；
[0057] D2、當(dāng)追蹤過程中遇到遮擋、重合、會車等復(fù)雜情況導(dǎo)致連續(xù)自適應(yīng)的MeanShift 算法的計算目標(biāo)的定位框突然變大或者變小時，利用運動估計算法暫時替代連續(xù)自適應(yīng) 的MeanShift算法，維持定位框的大小，在定位框到達(dá)新的位置時再調(diào)用連續(xù)自適應(yīng)的 MeanShift算法查找目標(biāo)；
[0058] D3、當(dāng)車輛從一個高清球機A監(jiān)控區(qū)域內(nèi)進(jìn)入下一個高清球機B監(jiān)控區(qū)域內(nèi)時，將 車輛的車牌號碼特征信息作為識別要素，并將車輛的定位框大小也傳遞給下一個高清球機 B，高清球機A利用獲得的目標(biāo)車輛車牌號碼的反向投影進(jìn)行定位，當(dāng)車輛駛?cè)敫咔迩驒CA 與下一個鄰接高清球機B的重合邊界時觸發(fā)高清球機B的檢測操作，同時高清球機A將車 牌號碼特征傳遞給高清球機B，并預(yù)測車輛將在B的監(jiān)控區(qū)域中出現(xiàn)的位置，高清球機B會 在預(yù)測位置附近進(jìn)行檢測，一旦發(fā)現(xiàn)與上一個高清球機傳遞過來的車牌號碼特征相同的區(qū) 域則認(rèn)定為定位目標(biāo)，進(jìn)行定位。
[0059] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式，基于運動估計算法具體包括：
[0060] 連續(xù)自適應(yīng)的MeanShift目標(biāo)定位框采用雅克比函數(shù)表示，計算定位區(qū)域的重 心，也即定位框的中央，并通過定位框的方向表示目標(biāo)車輛的車身方向；車輛在行駛過程中 隨著路面狀況會改變行駛方向，表現(xiàn)在速度方向的改變和車身方向的調(diào)整；
[0061] 設(shè)在t時車輛〇的重心為〇t (x (t)，y⑴），由于兩幀之間時間很短，車道比較平滑， 車輛的運動變化較小，根據(jù)車輛在前兩幀的運動方式預(yù)測車輛在第三幀的位置；通過三個 狀態(tài)向量s(t-l)，S(t)，S(t+1)保存目標(biāo)的運動信息，其中

【權(quán)利要求】
1. 一種人車自動識別系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括多個間隔設(shè)置的高清球機、GI^校準(zhǔn)單元、目 標(biāo)特征獲取單元、目標(biāo)類型識別單元、多個濾波消噪單元、圖像組合單元、第一圖像定位單 元、第二圖像定位單元、低速運動定位單元、間距確定單元、行人運動信息獲取單元、W及數(shù) 據(jù)庫單元。 其中，所述GI^校準(zhǔn)單元、目標(biāo)特征獲取單元和濾波消噪單元分別連接多個高清球機， 所述目標(biāo)類型識別單元輸入端連接目標(biāo)特征獲取單元，輸出端連接圖像組合單元和第一圖 像定位單元，所述圖像組合單元還連接濾波消噪單元和第二圖像定位單元，所述第一圖像 定位單元依次連接間距確定單元、低速運動定位單元W及行人運動信息獲取單元，所述第 二圖像定位單元和行人運動信息獲取單元還連接數(shù)據(jù)庫單元。
2. -種如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述多個間隔設(shè)置的高清球機用于獲取監(jiān)控范圍內(nèi) 的目標(biāo)視頻圖像，所述目標(biāo)包括行人和車輛； 所述GI^校準(zhǔn)單元用于多個高清球機的精確時間同步； 所述目標(biāo)特征獲取單元用于根據(jù)高清球機獲取的視頻圖像獲取監(jiān)控范圍內(nèi)目標(biāo)的類 型特征； 所述目標(biāo)類型識別單元用于根據(jù)目標(biāo)特征獲取單元獲取的類型特征判斷監(jiān)控目標(biāo)是 行人還是車輛。
3. -種如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，所述濾波消噪單元用于對高清球機獲取的目標(biāo)視頻 圖像進(jìn)行濾波和消噪處理。
4. 一種如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，所述圖像組合單元連接濾波消噪單元，用于當(dāng)目標(biāo) 類型識別單元判斷目標(biāo)類型是車輛時，組合多個高清球機的同一目標(biāo)的視頻圖像； 所述第二圖像定位單元用于對監(jiān)控車輛進(jìn)行定位追蹤，并把相關(guān)信息發(fā)送至數(shù)據(jù)庫保 存。
5. -種如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，所述第一圖像定位單元連接濾波消噪單元，用于行 人面部區(qū)域的定位； 所述間距確定單元用于確定行人面部區(qū)域位置與高清球機的距離范圍； 所述低速運動定位單元用于根據(jù)間距確定單元確定的距離范圍，對行人的運動軌跡進(jìn) 行追蹤； 所述行人運動信息獲取單元用于獲取第一圖像定位單元確定的行人定位信息、間距確 定單元確定的距離范圍信息、W及低速運動定位單元確定的行人運動軌跡信息，并將上述 信息發(fā)送至數(shù)據(jù)庫單元。
6. -種如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，所述第一圖像定位單元用于行人面部區(qū)域的定位包 括： 根據(jù)其中一個高清球機獲取的行人視頻圖像檢測圖像中是否包括可辨識的面部區(qū)域； 如果面部區(qū)域不能辨識，則通過高清球機重新獲取視頻圖像； 當(dāng)檢測到面部區(qū)域后，對面部區(qū)域進(jìn)行追蹤，并通過交互信息使高清球機將面部區(qū)域 保持在整體圖像中央。
【文檔編號】G06K9/00GK104469328SQ201510004801
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2015年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月6日
【發(fā)明者】鄒剛, 蔣濤 申請人:成都新舟銳視科技有限公司