專利名稱：一種多方位視頻目標(biāo)跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于視頻監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種多方位視頻目標(biāo)跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展和計算機(jī)性能的提高，智能監(jiān)控系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用于人們的日常生活中，如超市和小區(qū)所安裝的安全監(jiān)控系統(tǒng)，銀行設(shè)置的柜臺監(jiān)控等。智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究涉及模式識別、計算機(jī)視覺和人工智能領(lǐng)域的許多核心課題，并且要運(yùn)用到視頻運(yùn)動目標(biāo)檢測、運(yùn)動目標(biāo)跟蹤、目標(biāo)分類、行為理解以及自動控制等方面的技術(shù)。然而現(xiàn)有的很多智能監(jiān)控系統(tǒng)往往欠缺自動的多方位視頻目標(biāo)跟蹤檢測功能，通常要監(jiān)控人員持續(xù)地監(jiān)控屏幕，通過解釋獲得的視頻信息，然后做出相應(yīng)的決策，但讓監(jiān)控人員長期盯著眾多的電視監(jiān)控器是一項(xiàng)繁重的工作，特別是當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)較多時，監(jiān)控人員幾乎無法做到全面完整的監(jiān)控。更重要的是，在進(jìn)行遠(yuǎn)處監(jiān)控時，需要人工對目標(biāo)物的正面使用攝像機(jī)的手動變焦控制進(jìn)行特寫放大。并且由于大多數(shù)監(jiān)控場景出現(xiàn)異常的情況畢竟為少數(shù)，這樣人工監(jiān)控不僅造成巨大的人力浪費(fèi)，而且很容易使得監(jiān)控人員思想松懈從而導(dǎo)致漏報。如果發(fā)生了漏報(警)，事后在錄像中可能由于沒有對目標(biāo)足夠大分辨率的畫面而不能辨認(rèn)，這在許多不容閃失的重要場所(如銀行金庫、軍用倉庫等場合)是不能容忍的。 此外在手動控制云臺實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)對物體的實(shí)時跟蹤中，還可能存在人為跟蹤誤差。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是在不增加設(shè)備復(fù)雜度的前提下，提供一種多方位視頻目標(biāo)跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，它可以對監(jiān)視場景進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，能自動檢測出闖入目標(biāo)，并對運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行自動檢測跟蹤、目標(biāo)物全貌變焦放大拍攝、分類理解，從而利用計算機(jī)來代替監(jiān)控人員完成監(jiān)控，同時兼顧實(shí)時性和魯棒性。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種多方位視頻目標(biāo)跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括圖像采集模塊通過攝像頭和視頻采集卡采集圖像；攝像頭標(biāo)定模塊將采集到的圖像與三維空間中的物體建立映射關(guān)系；云臺控制模塊控制攝像頭轉(zhuǎn)動；運(yùn)動目標(biāo)檢測模塊提取并精確定位圖像中的運(yùn)動物體；目標(biāo)跟蹤模塊跟蹤運(yùn)動目標(biāo)，預(yù)測運(yùn)動目標(biāo)下一幀位置，并通過云臺控制模塊控制攝像頭轉(zhuǎn)動跟蹤運(yùn)動目標(biāo)；圖像抓拍模塊抓拍運(yùn)動目標(biāo)圖像。上述多方位視頻目標(biāo)跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述云臺控制模塊通過串口連接器連接計算機(jī)和攝像頭，并通過指令系統(tǒng)控制攝像頭轉(zhuǎn)動。上述多方位視頻目標(biāo)跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述運(yùn)動目標(biāo)檢測模塊采用基于混合高斯模型的背景差分法來提取運(yùn)動目標(biāo)。上述多方位視頻目標(biāo)跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述運(yùn)動目標(biāo)檢測模塊采用投影法來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動目標(biāo)精確定位。[0010]上述多方位視頻目標(biāo)跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述目標(biāo)跟蹤模塊通過Kalman濾波器預(yù)測運(yùn)動目標(biāo)的可能位置，在預(yù)測區(qū)域利用模板匹配法完成匹配，判斷目標(biāo)在實(shí)時圖像的位置，并依據(jù)運(yùn)動目標(biāo)面積設(shè)置閾值，進(jìn)行模板自動更新。上述多方位視頻目標(biāo)跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述目標(biāo)跟蹤模塊通過運(yùn)動目標(biāo)中心的運(yùn)動矢量控制攝像頭轉(zhuǎn)動。上述多方位視頻目標(biāo)跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述圖像抓拍模塊采用基于梯度極值方法和目標(biāo)實(shí)際運(yùn)動矢量抓拍運(yùn)動目標(biāo)圖像。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)結(jié)合攝像頭標(biāo)定和云臺控制技術(shù)，加強(qiáng)云臺控制精度，提出基于梯度極值方法和目標(biāo)實(shí)際運(yùn)動矢量抓拍方法，使得運(yùn)動目標(biāo)始終在視覺范圍內(nèi)出現(xiàn)，并自動對運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行清晰抓拍，能更好地獲取運(yùn)動目標(biāo)全貌；對不同的光照條件和不同的環(huán)境條件具有相當(dāng)?shù)倪m應(yīng)性，并兼顧了整個系統(tǒng)的運(yùn)行速度和CPU利用率；實(shí)用價值高且應(yīng)用前景廣泛，不但能高效地完成安全保障任務(wù)，還能節(jié)省人力物力。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步的說明。

圖1是本發(fā)明多方位視頻目標(biāo)跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明多方位視頻目標(biāo)跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)中目標(biāo)跟蹤模塊的流程圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖1所示的多方位視頻目標(biāo)跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括圖像采集模塊，主要通過攝像頭和視頻采集卡采集圖像；攝像頭標(biāo)定模塊主要將采集到的圖像與三維空間中的物體建立映射關(guān)系；云臺控制模塊，主要是通過串口連接器連接計算機(jī)和攝像頭，并通過指令系統(tǒng)控制攝像頭轉(zhuǎn)動；運(yùn)動目標(biāo)檢測模塊，用于提取并精確定位圖像中的運(yùn)動物體； 目標(biāo)跟蹤模塊，用于跟蹤運(yùn)動目標(biāo)，預(yù)測運(yùn)動目標(biāo)下一幀位置，并通過云臺控制模塊控制攝像頭轉(zhuǎn)動跟蹤運(yùn)動目標(biāo)；圖像抓拍模塊，用于抓拍運(yùn)動目標(biāo)圖像。所述的多方位視頻目標(biāo)跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)中的運(yùn)動目標(biāo)檢測模塊采用基于混合高斯模型的背景差分法來提取運(yùn)動目標(biāo)，采用投影法來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動目標(biāo)精確定位。所述的多方位視頻目標(biāo)跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)中的目標(biāo)跟蹤模塊通過Kalman 濾波器預(yù)測運(yùn)動目標(biāo)的可能位置，在預(yù)測區(qū)域利用模板匹配法完成匹配，判斷目標(biāo)在實(shí)時圖像的位置，并依據(jù)運(yùn)動目標(biāo)面積設(shè)置閾值，進(jìn)行模板自動更新。所述的多方位視頻目標(biāo)跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)中的目標(biāo)跟蹤模塊通過運(yùn)動目標(biāo)中心的運(yùn)動矢量控制攝像頭轉(zhuǎn)動。所述的多方位視頻目標(biāo)跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)中的圖像抓拍模塊采用基于梯度極值方法和目標(biāo)實(shí)際運(yùn)動矢量抓拍運(yùn)動目標(biāo)圖像。圖2為本發(fā)明多方位視頻目標(biāo)跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)中目標(biāo)跟蹤模塊的流程圖，目標(biāo)跟蹤模塊首先根據(jù)運(yùn)動目標(biāo)檢測模塊標(biāo)定的運(yùn)動目標(biāo)定義匹配模板，并采集下一幀運(yùn)動目標(biāo)圖像，利用Kalman濾波器預(yù)測運(yùn)動目標(biāo)的可能位置，在預(yù)測區(qū)域利用模板匹配法完成匹配，判斷目標(biāo)在實(shí)時圖像的位置，并依據(jù)運(yùn)動目標(biāo)面積設(shè)置閾值，進(jìn)行模板自動更新，最后通過云臺控制模塊控制攝像頭轉(zhuǎn)動跟蹤運(yùn)動目標(biāo)。 以上僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明做任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)的變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種多方位視頻目標(biāo)跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括圖像采集模塊通過攝像頭和視頻采集卡采集圖像；攝像頭標(biāo)定模塊將采集到的圖像與三維空間中的物體建立映射關(guān)系；云臺控制模塊控制攝像頭轉(zhuǎn)動；運(yùn)動目標(biāo)檢測模塊提取并精確定位圖像中的運(yùn)動物體；目標(biāo)跟蹤模塊跟蹤運(yùn)動目標(biāo)，預(yù)測運(yùn)動目標(biāo)下一幀位置，并通過云臺控制模塊控制攝像頭轉(zhuǎn)動跟蹤運(yùn)動目標(biāo)；圖像抓拍模塊抓拍運(yùn)動目標(biāo)圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的多方位視頻目標(biāo)跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述云臺控制模塊通過串口連接器連接計算機(jī)和攝像頭，并通過指令系統(tǒng)控制攝像頭轉(zhuǎn)動。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多方位視頻目標(biāo)跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括通過攝像頭和視頻采集卡采集圖像的圖像采集模塊，將采集到的圖像與三維空間中的物體建立映射關(guān)系的攝像頭標(biāo)定模塊，控制攝像頭轉(zhuǎn)動的云臺控制模塊，提取并精確定位圖像中的運(yùn)動物體的運(yùn)動目標(biāo)檢測模塊，跟蹤運(yùn)動目標(biāo)并預(yù)測運(yùn)動目標(biāo)下一幀位置同時通過云臺控制模塊控制攝像頭轉(zhuǎn)動跟蹤運(yùn)動目標(biāo)的目標(biāo)跟蹤模塊，抓拍運(yùn)動目標(biāo)圖像的圖像抓拍模塊。本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)視場景的實(shí)時監(jiān)控，能自動檢測出闖入目標(biāo)，并對運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行自動檢測跟蹤、目標(biāo)物全貌變焦放大拍攝、分類理解，從而利用計算機(jī)來代替監(jiān)控人員完成監(jiān)控，同時兼顧實(shí)時性和魯棒性。
文檔編號H04N7/18GK202231803SQ201120342458
公開日2012年5月23日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者倪冬瑋, 劉曉梅, 張凈, 王雷強(qiáng), 盛平, 郭洋洋, 陸濟(jì)遠(yuǎn), 韋洋 申請人:鎮(zhèn)江江大科茂信息系統(tǒng)有限責(zé)任公司