專利名稱：一種視頻場景中運動目標感知的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及視頻分析領域，尤其涉及一種視頻場景中運動目標感知的方法及系統(tǒng)。
背景技術：
隨著平安城市、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市的提出和推廣，視頻監(jiān)控得到了極大的發(fā)展，已廣泛應用于城市安防監(jiān)控、交通場景監(jiān)控等方面。其中，實時感知場景中出現(xiàn)的運動目標，獲取目標的運動軌跡、出現(xiàn)時間、目標顏色等目標屬性信息，是智能視頻監(jiān)控基礎而重要的內(nèi)容。但是現(xiàn)有技術中，視頻監(jiān)控技術無法準確感知場景中的運動目標，因此，無法準確的獲取運動目標在場景中的屬性信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種視頻場景中運動目標感知的方法及系統(tǒng)，解決了復雜場景下的運動目標捕捉和跟蹤的問題，實現(xiàn)了對運動目標整個運動過程的持續(xù)感知。一種視頻場景中運動目標感知的方法，該方法包括運動目標的捕捉利用幀間差分法和背景差分法檢測圖像的前景像素，并將兩者檢測的結果融合，獲得包含運動目標及其運動區(qū)域的前景圖；運動目標的跟蹤提取該前景圖中表示某一運動目標位置的前景塊，并對該前景塊進行跟蹤直至其離開視頻場景；運動目標信息的生成根據(jù)該前景塊對應的運動目標在視頻場景中的運動情況，生成包含該運動目標屬性及運動情況的摘要信息。一種視頻場景中運動目標感知的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括運動目標捕捉模塊，用于利用幀間差分法和背景差分法檢測圖像的前景像素，并將兩者檢測的結果融合，獲得包含運動目標及其運動區(qū)域的前景圖；運動目標跟蹤模塊，用于提取該前景圖中表示某一運動目標位置的前景塊，并對該前景塊進行跟蹤直至其離開視頻場景；運動目標信息生成模塊，用于根據(jù)該前景塊對應的運動目標在視頻場景中的運動情況，生成包含該運動目標屬性及運動情況的摘要信息。由上述本發(fā)明提供的技術方案可以看出，通過對運動目標捕捉和跟蹤，并對運動目標信息的提取，實現(xiàn)了對運動目標整個運動過程的持續(xù)感知。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。圖1為本發(fā)明實施例一提供的一種視頻場景中運動目標感知的方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實施例_二提供的一種視頻場景中運動目標感知的系統(tǒng)的不意圖。
具體實施例方式下面結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。實施例一圖1為本發(fā)明實施例一提供的一種視頻場景中運動目標感知的方法的流程圖，主要包括如下步驟步驟101、運動目標的捕捉。本發(fā)明可用于對攝像機實時拍攝的視頻流中的運動目標進行捕捉，也可用于錄像文件中的運動目標進行捕捉。下面以幀間差分法與背景差分法相結合進行運動目標的捕捉為例進行介紹。首先，從視頻數(shù)據(jù)(視頻流或錄像文件)中提取幀數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換為RGB (三基色)圖像。例如，對于DH-1PC-HF3101P槍型攝像機，利用其SDK (軟件開發(fā)工具包)的數(shù)據(jù)回調(diào)函數(shù)(void CALLBACK DecCBFun(long nPort, char * pBuf, long nSize, FRAME_INF0 *pFramelnfo, long nReservedl, long nReserved2)提取巾貞數(shù)據(jù)，將提取出巾貞數(shù)據(jù)(YVl2 (每像素12比特)圖像)轉(zhuǎn)換為RGB圖像R = Y+1. 403 X (U-128)G = Y-0. 344 X (U_128)-0. 714 X (V-128)B = Υ+1· 773X (V-128)其次，計算前一幀RGB圖像與當前幀RGB圖像的幀間差分，獲得幀差前景圖；并計算背景模型和當前幀RGB圖像的差分，獲得背景差前景圖；最后，將幀差前景圖與背景差前景圖融合，獲得包含運動目標及其運動區(qū)域的前景圖。進一步的，還可以預先設置顏色直方圖，并以此來捕捉視頻場景中出現(xiàn)特定顏色屬性的運動目標。所述特定顏色屬性可以根據(jù)需求來定義。示例性的，定義目標顏色屬性集合為{red, blue, green, yellow},根據(jù)運動目標的圖像飽和度分量的值篩選顏色像素,并統(tǒng)計顏色像素的R、G、B分量，根據(jù)R、G、B分量的相對比重確定目標顏色屬性值，其表達式如下ColorR = {p (x, y) | Sat (x, y) > Ts, p(x, y) e I},Rs =(廠).
peColorRGs = X </(/ ),
pGColorRBs =
peColorR
權利要求
1.一種視頻場景中運動目標感知的方法，其特征在于，該方法包括運動目標的捕捉利用幀間差分法和背景差分法檢測圖像的前景像素，并將兩者檢測的結果融合，獲得包含運動目標及其運動區(qū)域的前景圖；運動目標的跟蹤提取該前景圖中表示某一運動目標位置的前景塊，并對該前景塊進行跟蹤直至其離開視頻場景；運動目標信息的生成根據(jù)該前景塊對應的運動目標在視頻場景中的運動情況，生成包含該運動目標屬性及運動情況的摘要信息。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲得包含運動目標及其運動區(qū)域的前景圖步驟包括從視頻數(shù)據(jù)中提取幀數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換為三基色RGB圖像；計算前一幀RGB圖像與當前幀RGB圖像的幀間差分，獲得幀差前景圖，以及計算背景模型和當前幀RGB圖像的差分，獲得背景差前景圖；將所述幀差前景圖與背景差前景圖進行融合，獲得包含運動目標及其運動區(qū)域的前景圖。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取該前景圖中表示某一運動目標位置的前景塊，并對該前景塊進行跟蹤直至其離開視頻場景的步驟包括所述提取該前景圖中表示運動目標位置的前景塊的步驟通過膨脹處理與腐蝕處理， 從該前景圖中提取出連續(xù)的運動區(qū)域；利用連通區(qū)域檢測的方法從所述連續(xù)的運動區(qū)域提取出表示獨立運動區(qū)域的前景塊；再將帶有運動目標當前位置的前景塊單獨提取并進行標記；所述對該前景塊進行跟蹤的步驟利用卡爾曼濾波預測某一運動目標在當前幀的位置；將預測到的位置與標記后的前景塊位置進行比較；若對應為同一運動目標，則將預測到的位置作為該運動目標在當前幀的位置；否則，使用粒子濾波算法對該標記后的前景塊進行跟蹤。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述運動目標信息的生成的步驟包括 提取運動目標在視頻場景中的運動情況，生成包含運動目標的編號、彩色圖片、出現(xiàn)時間、消失時間及運動目標顏色直方圖的摘要信息；其中所述目標顏色直方圖為紅色R、綠色 G、藍色B三通道顏色直方圖，每一直方圖分成8塊。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，該方法還包括用戶查詢所述摘要信息的步驟，且該步驟包括根據(jù)用戶輸入的運動目標的顏色信息及運動目標出現(xiàn)的時間，進行摘要信息的檢索； 輸出符合用戶輸入條件的運動目標的編號，并顯示對應的彩色圖片。
6.一種視頻場景中運動目標感知的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括運動目標捕捉模塊，用于利用幀間差分法和背景差分法檢測圖像的前景像素，并將兩者檢測的結果融合，獲得包含運動目標及其運動區(qū)域的前景圖；運動目標跟蹤模塊，用于提取該前景圖中表示某一運動目標位置的前景塊，并對該前景塊進行跟蹤直至其離開視頻場景；運動目標信息生成模塊，用于根據(jù)該前景塊對應的運動目標在視頻場景中的運動情況，生成包含該運動目標屬性及運動情況的摘要信息。
7.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述運動目標捕捉模塊包括圖像格式轉(zhuǎn)換模塊，用于從視頻數(shù)據(jù)中提取幀數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換為三基色RGB圖像；計算模塊，用于計算前一幀RGB圖像與當前幀RGB圖像的幀間差分，獲得幀差前景圖， 以及計算背景模型和當前幀RGB圖像的差分，獲得背景差前景圖；前景圖獲取模塊，用于將所述幀差前景圖與背景差前景圖進行融合，獲得包含運動目標及其運動區(qū)域的前景圖。
8.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述運動目標跟蹤模塊包括前景塊提取模塊，用于通過膨脹處理與腐蝕處理，從該前景圖中提取出連續(xù)的運動區(qū)域；利用連通區(qū)域檢測的方法從所述連續(xù)的運動區(qū)域提取出表示獨立運動區(qū)域的前景塊； 再將帶有運動目標當前位置的前景塊單獨提取并進行標記；前景塊跟蹤模塊，用于利用卡爾曼濾波預測某一運動目標在當前幀的位置；將預測到的位置與標記后的前景塊位置進行比較；若對應為同一運動目標，則將預測到的位置作為該運動目標在當前幀的位置；否則，使用粒子濾波算法對該標記后的前景塊進行跟蹤。
9.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述運動目標信息生成模塊包括摘要信息生成模塊，用于提取運動目標在視頻場景中的運動情況，生成包含運動目標的編號、彩色圖片、出現(xiàn)時間、消失時間及運動目標顏色直方圖的摘要信息；其中所述目標顏色直方圖為紅色R、綠色G、藍色B三通道顏色直方圖，每一直方圖分成8塊。
10.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括查詢模塊，用于查詢摘要信息；且該模塊包括摘要信息檢索模塊，用于根據(jù)用戶輸入的運動目標的顏色信息及運動目標出現(xiàn)的時間，進行摘要信息的檢索；結果輸出模塊，用于輸出符合用戶輸入條件的運動目標的編號，并顯示對應的彩色圖片。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種視頻場景中運動目標感知的方法及系統(tǒng)，其中，該方法包括運動目標的捕捉利用幀間差分法和背景差分法檢測圖像的前景像素，并將兩者檢測的結果融合，獲得包含運動目標及其運動區(qū)域的前景圖；運動目標的跟蹤提取該前景圖中表示某一運動目標位置的前景塊，并對該前景塊進行跟蹤直至其離開視頻場景；運動目標信息的生成根據(jù)該前景塊對應的運動目標在視頻場景中的運動情況，生成包含該運動目標屬性及運動情況的摘要信息。通過采用本發(fā)明公開的方法實現(xiàn)了對運動目標整個運動過程的持續(xù)感知。
文檔編號G06T7/20GK103020991SQ20121057485
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權日2012年12月26日
發(fā)明者陳宗海, 趙宇宙, 張陳斌, 郭明瑋, 項俊平 申請人:中國科學技術大學