專利名稱：一種利用多視點視頻進行目標跟蹤的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控技術領域，尤其涉及一種利用多視點視頻進行目標跟蹤的方法和系統(tǒng)。
背景技術：
在跨攝像頭監(jiān)控中，需要在傳統(tǒng)單攝像頭目標檢測基礎上，將在多個視角中出現(xiàn)的同一目標關聯(lián)起來。目前跨攝像頭的多視點特定目標跟蹤技術主要是通過提取整個特定目標的顏色、紋理、形狀和邊緣等特征，基于一定的法則來匹配跟蹤，但是在目標的檢索跟蹤過程中，只是在所有攝像頭中被動的去檢索，如果發(fā)現(xiàn)目標則開始跟蹤。對于只有幾個攝像頭的小區(qū)域采用這種盲目跟蹤的方法也是可以的，比如下列專利申請 I、發(fā)明名稱為“跨攝像頭的多運動目標跟蹤方法”(公開號CN102156863A，
公開日2011-08-17)的專利申請是對跟蹤目標建立模板，跟蹤過程中對提取的運動目標也建立模板，然后通過模板的相似度來判斷是否為同一目標；2、發(fā)明名稱為“攝像機聯(lián)合跟蹤檢測系統(tǒng)”(公開號CN102006461A，
公開日2011-04-06)的專利申請是通過對多個攝像機進行預標定，目標檢測跟蹤模塊對目標進行檢測跟蹤并將跟蹤信息通過目標信息鏈更新模塊發(fā)送給服務器，服務器通知PTZ (平移傾斜變焦)驅動模塊調整PTZ攝像機的參數(shù)連續(xù)跟蹤目標。隨著“平安城市”和“智慧城市”等大型安防監(jiān)控系統(tǒng)的建設，監(jiān)控視頻的數(shù)據(jù)量日益龐大，如何跨攝像頭快速、準確地跟蹤特定目標成為一個日益重要的問題，顯然對特定目標的跟蹤過程中，采用盲目跟蹤的方法顯然不行，現(xiàn)有技術的多視點特定目標跟蹤存在的主要問題是沒有根據(jù)路徑規(guī)劃對后續(xù)不可能出現(xiàn)的位置進行排除，都是根據(jù)顏色、紋理等特征進行盲目搜索，這樣不但增加了誤匹配的可能，而且無法做到實時跟蹤。

發(fā)明內容
本發(fā)明的方面和優(yōu)點在下文的描述中部分地陳述，或者可從該描述顯而易見，或者可通過實踐本發(fā)明而學習。為克服現(xiàn)有技術的問題，本發(fā)明提供一種利用多視點視頻進行目標跟蹤的方法和系統(tǒng)，通過路徑規(guī)劃的方法，及時縮小區(qū)域或排除不可能的攝像頭，然后在縮小的區(qū)域內或可能的攝像頭中通過特征分析得出準確的目標位置，克服了現(xiàn)有多視點視頻特定目標跟蹤技術中盲目搜索的不足，提高了多視點特定目標的匹配精度，降低了漏匹配和誤匹配，極大地提高了速度。本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案如下根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種利用多視點視頻進行目標跟蹤的方法，包括下列步驟獲取各攝像頭的分布位置，并結合地圖建立攝像頭的路徑表，該路徑表標識出任意一個攝像頭與從該任意一個攝像頭下一步可能運動到達的攝像頭之間的對應關系；
確定目標當前所在的攝像頭，并保存目標的特征信息，如果目標仍在當前攝像頭中，則僅在當前攝像頭中進行目標跟蹤；如果目標在當前攝像頭中消失，則讀取該路徑表，根據(jù)該路徑表查找目標下一步可能到達的攝像頭，并根據(jù)所保存的特征信息在下一步可能到達的攝像頭的視頻流中查找目標。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在建立路徑表時，如果攝像頭所在位置是封閉空間，則根據(jù)攝像頭之間是否可以直接通達來建立路徑表，將下一步可能運動到達的攝像頭列入路徑表中。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在建立路徑表時，如果攝像頭所在位置是開闊空間，則根據(jù)攝像頭距離的遠近來建立路徑表，將預定大小的區(qū)域內的所有攝像頭列入路徑表中。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該預定大小的區(qū)域是以當前攝像頭為中心劃定的一個 圓圈。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在建立路徑表時，如果攝像頭所在位置是開闊空間和封閉空間交界處，則對封閉空間部分，將當前攝像頭在下一時刻可能到達的攝像頭列入路徑表中；對開闊空間部分，將預定大小的區(qū)域內的所有攝像頭列入路徑表中。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在該路徑表中，下一步可能運動到達的攝像頭也包括當前的攝像頭。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該目標的特征信息包括下列中的至少一項顏色特征、紋理特征、形狀特征、邊緣特征。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如果目標在當前攝像頭中消失，則根據(jù)該路徑表，提高目標下一步可能到達的攝像頭的靈敏度。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如果檢索到目標，則報警提示，同時標示目標所在的攝像頭位置并顯示目標所在的攝像頭的視頻。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種利用多視點視頻進行目標跟蹤的系統(tǒng)，包括存儲模塊，其存儲攝像頭的路徑表，該路徑表根據(jù)各攝像頭的分布位置并結合地圖而建立，該路徑表標識出任意一個攝像頭與從該任意一個攝像頭下一步可能運動到達的攝像頭之間的對應關系；跟蹤模塊，其確定目標當前所在的攝像頭，并保存目標的特征信息，如果目標仍在當前攝像頭中，則僅在當前攝像頭中進行目標跟蹤；如果目標在當前攝像頭中消失，則讀取該存儲模塊中的路徑表，根據(jù)該路徑表查找目標下一步可能到達的攝像頭，并根據(jù)所保存的特征信息在下一步可能到達的攝像頭的視頻流中查找目標。利用多視點視頻進行目標跟蹤的系統(tǒng)同樣可采用上面所述的方法特征中的一項或多項其它特征。本發(fā)明通過路徑規(guī)劃的方法，及時縮小區(qū)域或排除不可能的攝像頭，然后在縮小的區(qū)域內或可能的攝像頭中通過特征分析得出準確的目標位置，克服了現(xiàn)有多視點視頻特定目標跟蹤技術中盲目搜索的不足，提高了多視點特定目標的匹配精度，降低了漏匹配和誤匹配，極大地提高了速度。通過閱讀說明書，本領域普通技術人員將更好地了解這些實施例和其它實施例的特征和方面。


下面通過參考附圖并結合實例具體地描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點和實現(xiàn)方式將會更加明顯，其中附圖所示內容僅用于對本發(fā)明的解釋說明，而不構成對本發(fā)明的任何意義上的限制，在附圖中圖I為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例在開闊區(qū)域內進行特定目標查找的示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例在建筑物內進行特定目標查找的示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的基于路徑規(guī)劃的目標跟蹤流程圖；圖4為本發(fā)明利用多視點視頻進行目標跟蹤的系統(tǒng)結構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明根據(jù)當前目標所在的位置做路徑規(guī)劃，實時排除它后面不可能出現(xiàn)在哪些攝像頭中，然后對剩下可能出現(xiàn)的攝像頭視頻進行分析，確定目標的準確位置。路徑規(guī)劃問題是一個經典的組合優(yōu)化問題，可看作是在給定的圖上構造若干條回路，使得這些回路滿足一些特定的條件和約束并且路由這些回路的總消耗最少。本發(fā)明利用多視點視頻進行目標跟蹤的方法包括下列步驟獲取各攝像頭的分布位置，并結合地圖建立攝像頭的路徑表，該路徑表標識出任意一個攝像頭與從該任意一個攝像頭下一步可能運動到達的攝像頭之間的對應關系；確定目標當前所在的攝像頭，并保存目標的特征信息，如果目標仍在當前攝像頭中，則僅在當前攝像頭中進行目標跟蹤；如果目標在當前攝像頭中消失，則讀取該路徑表，根據(jù)該路徑表查找目標下一步可能到達的攝像頭，并根據(jù)所保存的特征信息在下一步可能到達的攝像頭的視頻流中查找目標。其中，該目標的特征信息可采用顏色特征、紋理特征、形狀特征、邊緣特征、或這些特征的組合。如果目標在當前攝像頭中消失，則根據(jù)該路徑表，提高目標下一步可能到達的攝像頭的靈敏度。如果檢索到目標，則報警提示，同時標示目標所在的攝像頭位置并顯示目標所在的攝像頭的視頻。如果未檢索到目標，則根據(jù)該路徑表，在下一步可能到達的攝像頭的視頻流中繼續(xù)進行查找。在一個實施例中，首先獲取攝像頭的地圖并對地圖進行分析，確定攝像頭所在位置是封閉空間還是開闊空間，如果是開闊空間則根據(jù)攝像頭之間的距離來規(guī)劃路徑，如果是封閉空間則根據(jù)攝像頭之間是否可以直接通達來規(guī)劃路徑。其具體步驟如下I)攝像頭位置地圖獲??；2)攝像頭地圖路徑分析；3)攝像頭持續(xù)監(jiān)控，判斷是否有異常事件發(fā)生；4)對異常事件的目標進行跟蹤，同時報警提示；5)如果目標消失則退出。第一步、攝像頭位置地圖的獲取獲取攝像頭的位置地圖，同時獲取實際地圖，將位置地圖和實際地圖相結合，便于后續(xù)對攝像頭屬于開闊空間或封閉空間作判斷。 第二步、攝像頭地圖路徑分析
I)對每個攝像頭是屬于開闊空間還是屬于封閉空間進行標示。圖I中的標號al_a20以及圖2中的標號1_14為均為攝像頭。如圖I中ID為al、a2、a3、a4的攝像頭處于開闊空間，ID為a5的攝像頭則處于開闊空間和封閉空間的交界處，如果經過了 ID為a5的攝像頭進入到建筑物內，如圖2所示，則建筑物內所有的攝像頭都屬于封閉空間的攝像頭。2)如果是封閉的建筑物，則根據(jù)每一個攝像頭的位置和建筑物內的布局進行路徑規(guī)劃，假定目標在當前攝像頭，分析下一步可能達到的攝像頭位置并建立路徑表。
如圖I中，當前行人目標所在的位置是開闊空間；如圖2所示，當前行人目標所在的位置是封閉空間。3)如果是開闊的空間，則依照攝像頭距離的遠近建立路徑表。如圖I所示，當前行人目標所在的攝像頭標識(ID)為a2，本發(fā)明以攝像頭a2為中心劃定一個區(qū)域(如圖I中的虛線所示)，里面包括了攝像頭al、a2、a3、a4、a5的共5個攝像頭，這5個攝像頭就是其下一時刻可能到達的位置為攝像頭位置，作為攝像頭a2的路徑表；當目標到達攝像頭a3以后，以攝像頭a3劃定一個區(qū)域(如圖I中的虛線所示)，里面包括了攝像頭a2、a3、a4、a6、a7，作為攝像頭a3的路徑表，以此類推。但是該路徑表只是最重要和最先搜索的路徑表，如果在該路徑表中長時間尋找不到目標，考慮到開放環(huán)境中有許多盲區(qū)導致攝像頭無法監(jiān)控，則需要進一步根據(jù)當前路徑表中的攝像頭ID，尋找其子路徑表中的攝像頭，以便進一步尋找目標。比如圖I所示，當前行人目標在攝像頭2中，那么根據(jù)其路徑表，后續(xù)需要在al、a2、a3、a4、a5共5個攝像頭中尋找目標。當長時間不能發(fā)現(xiàn)目標時，則進一步在子路徑表中尋找，比如攝像頭a3的路徑表為a2、a3、a4、a6、a7，它就是攝像頭a2的子路徑表，以此類推。4)如果是封閉空間，在根據(jù)建筑物內的路徑來建立路徑表。如圖2所示，當前行人目標所在的攝像頭ID為7，攝像頭7下一步可能到達的攝像頭為5、6、13，那么5、6、7、13就是攝像頭7的路徑表，這里將攝像頭7也作為路徑里面的一部分非常重要，因為目標離開攝像頭以后有可能再次回到該攝像頭。在圖2中共有14個攝像頭，這14個攝像頭分別設置于可通行區(qū)域的入口處或拐角處。從表I中可以看出，如果目標位于攝像頭4處，其下一時刻可能到達的位置為攝像頭2、4、8、10處；當目標到達攝像頭10以后，其下一時刻可能到達的位置為攝像頭4、9、10、11處；以此類推，當目標道道攝像頭13以后，其下一時刻可能到達的位置為攝像頭7、12、13、14處。表I建筑物內特定目標的路徑規(guī)劃表
攝像機ID 下一個攝像機ID ~(1)、2、3
2I、(2)、4
~I、⑶、5、權利要求
1.一種利用多視點視頻進行目標跟蹤的方法，其特征在于包括下列步驟 獲取各攝像頭的分布位置，并結合地圖建立攝像頭的路徑表，所述路徑表標識出任意一個攝像頭與從所述任意一個攝像頭下一步可能運動到達的攝像頭之間的對應關系； 確定目標當前所在的攝像頭，并保存目標的特征信息，如果目標仍在當前攝像頭中，則僅在當前攝像頭中進行目標跟蹤；如果目標在當前攝像頭中消失，則讀取所述路徑表，根據(jù)所述路徑表查找目標下一步可能到達的攝像頭，并根據(jù)所保存的特征信息在下一步可能到達的攝像頭的視頻流中查找目標。
2.根據(jù)權利要求I所述的利用多視點視頻進行目標跟蹤的方法，其特征在于，在建立路徑表時，如果攝像頭所在位置是封閉空間，則根據(jù)攝像頭之間是否可以直接通達來建立路徑表，將下一步可能運動到達的攝像頭列入路徑表中。
3.根據(jù)權利要求I所述的利用多視點視頻進行目標跟蹤的方法，其特征在于，在建立路徑表時，如果攝像頭所在位置是開闊空間，則根據(jù)攝像頭距離的遠近來建立路徑表，將預定大小的區(qū)域內的所有攝像頭列入路徑表中。
4.根據(jù)權利要求3所述的利用多視點視頻進行目標跟蹤的方法，其特征在于，所述預定大小的區(qū)域是以當前攝像頭為中心劃定的一個圓圈。
5.根據(jù)權利要求I所述的利用多視點視頻進行目標跟蹤的方法，其特征在于，在建立路徑表時，如果攝像頭所在位置是開闊空間和封閉空間交界處，則對封閉空間部分，將當前攝像頭在下一時刻可能到達的攝像頭列入路徑表中；對開闊空間部分，將預定大小的區(qū)域內的所有攝像頭列入路徑表中。
6.根據(jù)權利要求I所述的利用多視點視頻進行目標跟蹤的方法，其特征在于，在所述路徑表中，下一步可能運動到達的攝像頭也包括當前的攝像頭。
7.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的利用多視點視頻進行目標跟蹤的方法，其特征在于，所述目標的特征信息包括下列中的至少一項顏色特征、紋理特征、形狀特征、邊緣特征。
8.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的利用多視點視頻進行目標跟蹤的方法，其特征在于，如果目標在當前攝像頭中消失，則根據(jù)所述路徑表，提高目標下一步可能到達的攝像頭的靈敏度。
9.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的利用多視點視頻進行目標跟蹤的方法，其特征在于，如果檢索到目標，則報警提示，同時標示目標所在的攝像頭位置并顯示目標所在的攝像頭的視頻。
10.一種利用多視點視頻進行目標跟蹤的系統(tǒng)，其特征在于包括 存儲模塊，其存儲攝像頭的路徑表，所述路徑表根據(jù)各攝像頭的分布位置并結合地圖而建立，所述路徑表標識出任意一個攝像頭與從所述任意一個攝像頭下一步可能運動到達的攝像頭之間的對應關系； 跟蹤模塊，其確定目標當前所在的攝像頭，并保存目標的特征信息，如果目標仍在當前攝像頭中，則僅在當前攝像頭中進行目標跟蹤；如果目標在當前攝像頭中消失，則讀取所述存儲模塊中的路徑表，根據(jù)所述路徑表查找目標下一步可能到達的攝像頭，并根據(jù)所保存的特征信息在下一步可能到達的攝像頭的視頻流中查找目標。
全文摘要
本發(fā)明提供一種利用多視點視頻進行目標跟蹤的方法和系統(tǒng)，該方法包括獲取各攝像頭的分布位置，并結合地圖建立攝像頭的路徑表，路徑表標識出任意一個攝像頭與從該任意一個攝像頭下一步可能運動到達的攝像頭之間的對應關系；確定目標當前所在的攝像頭，并保存目標的特征信息，如果目標仍在當前攝像頭中，則僅在當前攝像頭中進行目標跟蹤；如果目標在當前攝像頭中消失，則讀取路徑表，根據(jù)路徑表查找目標下一步可能到達的攝像頭，并根據(jù)所保存的特征信息在下一步可能到達的攝像頭的視頻流中查找目標。本發(fā)明克服了現(xiàn)有多視點視頻特定目標跟蹤技術中盲目搜索的不足，提高了多視點特定目標的匹配精度，降低了漏匹配和誤匹配，極大地提高了速度。
文檔編號G06T7/20GK102638675SQ20121009600
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月1日 優(yōu)先權日2012年4月1日
發(fā)明者吳金勇, 王一科, 王軍, 龔灼 申請人:安科智慧城市技術(中國)有限公司