一種運(yùn)動(dòng)目標(biāo)越線判斷方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種運(yùn)動(dòng)目標(biāo)越線判斷方法，包括下述步驟：(1)在視頻監(jiān)控區(qū)域內(nèi)設(shè)定一條絆線，在該絆線周圍劃定一個(gè)敏感區(qū)域；(2)依次對(duì)敏感區(qū)域上的像素點(diǎn)進(jìn)行掃描，采用幀間差分法判斷是否有運(yùn)動(dòng)目標(biāo)闖入，如有則得到該運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的重心坐標(biāo)；(3)將得到的重心坐標(biāo)映射到絆線的中垂線上計(jì)算出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的重心映射坐標(biāo)，分析運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的重心映射坐標(biāo)變化趨勢(shì)，從而判斷出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)是否越線及其越線方向。本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)越線判斷方法可在監(jiān)控視頻范圍內(nèi)，自動(dòng)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)是否越線進(jìn)行識(shí)別并判斷運(yùn)動(dòng)方向。本發(fā)明方法特別適合檢測(cè)攀越圍墻、闖入高危區(qū)域、穿越周界等。
【專利說(shuō)明】一種運(yùn)動(dòng)目標(biāo)越線判斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種運(yùn)動(dòng)目標(biāo)越線判斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著社會(huì)的迅速進(jìn)步、科技的快速增長(zhǎng)和國(guó)力的不斷增強(qiáng)，電力、銀行、安檢、交通以及軍事設(shè)施等領(lǐng)域?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)記錄和安全防范報(bào)警系統(tǒng)的要求越來(lái)越高，需求也與日俱增，視頻監(jiān)控在生產(chǎn)生活各方面都得到了非常廣泛的應(yīng)用。雖然監(jiān)控系統(tǒng)普遍地存在于商場(chǎng)、銀行、車站和交通路口等公共場(chǎng)所，但事實(shí)上更高要求的監(jiān)控任務(wù)仍需人工完成，而且現(xiàn)有的大部分視頻監(jiān)控系統(tǒng)通常也只是錄制視頻圖像，提供的信息也是沒(méi)有經(jīng)過(guò)解釋的視頻圖像，所以只能用作事后取證，并沒(méi)有充分發(fā)揮監(jiān)控的實(shí)時(shí)性和主動(dòng)性。為了能跟蹤、實(shí)時(shí)分析、判別監(jiān)控對(duì)象，必要時(shí)在異常事件發(fā)生時(shí)進(jìn)行提示、上報(bào)，為監(jiān)控部門、安全領(lǐng)域提供及時(shí)決策、正確行動(dòng)的信息，視頻監(jiān)控的“智能化”就顯得尤為重要。
[0003]為了體現(xiàn)這一“智能化”，就需一種對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)行為分析的方法代替人為識(shí)別，以此實(shí)現(xiàn)真正意義上的視頻監(jiān)控。提高工作效率的同時(shí)，也大大提高了監(jiān)控的準(zhǔn)確性。
[0004]現(xiàn)有的越線方法往往是針對(duì)交通違法車輛，如中國(guó)專利CN102368353A公開(kāi)了一種交通違法越線取證方法及裝置，所述交通違法越線取證方法包括步驟:錄制在攝像頭監(jiān)控范圍內(nèi)車輛的監(jiān)控錄像；當(dāng)車輛違法越線時(shí)，在監(jiān)控錄像中標(biāo)記越線時(shí)刻；在越線時(shí)刻拍攝多張照片，指定為交通違法越線證據(jù)；根據(jù)標(biāo)記在所述監(jiān)控錄像中截取越線時(shí)刻前后一段視頻，指定為交通違法越線證據(jù)。本發(fā)明通過(guò)高清晰度的照片可將車輛違法越線過(guò)程定位在違法越線的一瞬間；通過(guò)動(dòng)態(tài)的錄像可以清楚的反映出車輛違法越線的整個(gè)過(guò)程，觀察更加直觀。
[0005]而中國(guó)專利CN102289934A公開(kāi)了一種視頻自動(dòng)檢測(cè)車輛違法越線行為系統(tǒng)，包括:具有自動(dòng)跟蹤功能的視頻檢測(cè)單元；用于采集違法越線車輛車牌的圖像采集單元；監(jiān)控信息處理單元:接收所述視頻檢測(cè)單元檢測(cè)到的行駛車輛的軌跡信息，當(dāng)有車輛越線時(shí)，控制圖像采集單元采集越線車輛的車牌信息；采用該發(fā)明所述的系統(tǒng)及方法可以監(jiān)控遠(yuǎn)距離的違法車輛行駛狀態(tài)并抓拍到清晰的違法越線行駛的車輛的車牌號(hào)碼。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種在監(jiān)控視頻范圍內(nèi)，可以自動(dòng)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)是否越線進(jìn)行識(shí)別并判斷運(yùn)動(dòng)方向的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)越線判斷方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種運(yùn)動(dòng)目標(biāo)越線判斷方法，包括下述步驟:
[0008](I)在視頻監(jiān)控區(qū)域內(nèi)設(shè)定一條絆線，在該絆線周圍劃定一個(gè)敏感區(qū)域；
[0009](2)依次對(duì)敏感區(qū)域上的像素點(diǎn)進(jìn)行掃描，采用幀間差分法判斷是否有運(yùn)動(dòng)目標(biāo)闖入，如有則得到該運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的重心坐標(biāo)；
[0010](3)將得到的重心坐標(biāo)映射到絆線的中垂線上計(jì)算出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的重心映射坐標(biāo)，分析運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的重心映射坐標(biāo)變化趨勢(shì)，從而判斷出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)是否越線及其越線方向。[0011]優(yōu)選地，所述步驟(I)中，將絆線在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)進(jìn)行左右平移各N次得到絆線的平行線，平移間隔為dx，N為大于I的整數(shù)，dx > 0，該些平行線所在范圍即為敏感區(qū)域。
[0012]優(yōu)選地，所述步驟(I)中，將絆線在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)進(jìn)行左右平移各三次得到絆線的六條平行線。
[0013]本發(fā)明所述的“絆線”及“平行線“是在視頻圖像上描繪的虛擬線，并不是真實(shí)存在在圖像上。根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景，絆線檢測(cè)分為兩種:單向絆線和雙向絆線。單向絆線是指若按規(guī)定方向闖入則報(bào)警，其他方向安全。雙向絆線指按任意方向只要過(guò)線就報(bào)警。
[0014]優(yōu)選地，所述步驟(2)中，如果在掃描區(qū)域內(nèi)前后相鄰兩幀圖像的像素點(diǎn)作差后的差值大于所設(shè)閾值，則判斷有運(yùn)動(dòng)目標(biāo)闖入。
[0015]優(yōu)選地，所述步驟(2)中，將所有掃描到與前一幀圖像發(fā)生變化的像素點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)分別累加求均值，即可得到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在當(dāng)前幀圖像中的重心坐標(biāo)。
[0016]優(yōu)選地，所述步驟(3)中，在絆線中垂線上設(shè)定一個(gè)參考點(diǎn)A，分析與前一幀圖像得到的重心映射坐標(biāo)和參考點(diǎn)的位置關(guān)系來(lái)更改標(biāo)志位，一旦標(biāo)志位值的大小大于預(yù)設(shè)的敏感閾值就可檢測(cè)出越線，同時(shí)判斷出越線的方向。
[0017]優(yōu)選地，所述步驟(3)中，在絆線中垂線上設(shè)定一個(gè)參考點(diǎn)A，分析與前一幀圖像得到的重心映射坐標(biāo)和參考點(diǎn)的位置關(guān)系來(lái)更改標(biāo)志位，一旦標(biāo)志位值的大小大于預(yù)設(shè)的敏感閾值就可檢測(cè)出越線，同時(shí)判斷出越線的方向。
[0018]優(yōu)選地，所述步驟(3)中，設(shè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在當(dāng)前幀圖像中的重心映射點(diǎn)為C，同理可得到前一幀圖像運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的重心映射點(diǎn)C'，設(shè)O點(diǎn)為絆線的中點(diǎn)，A點(diǎn)為位于絆線中垂線上的參考點(diǎn)，|ao| =N*dx;如果|ca| > |oa|，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在絆線的左下方，此時(shí)若|c' ο> |C0 ,說(shuō)明運(yùn)動(dòng)目標(biāo)正在向中心O點(diǎn)逼近,有越線的企圖,將標(biāo)志位flagl遞增,相反則遞減；A點(diǎn)設(shè)于絆線中垂線上的右上方，當(dāng)|ca| < co時(shí)，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在絆線的右上方，在此前提下，若IC' O < |C0|，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)目標(biāo)正在遠(yuǎn)離O點(diǎn)，將標(biāo)志位flag2遞增，相反則遞減。如果標(biāo)志位flagl大于敏感閾值IN并且flag2大于敏感閾值0UT，即可判定為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)越線。
[0019]本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)越線判斷方法可在監(jiān)控視頻范圍內(nèi)，自動(dòng)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)是否越線進(jìn)行識(shí)別并判斷運(yùn)動(dòng)方向。當(dāng)有運(yùn)動(dòng)目標(biāo)(人或車)穿越自定義的有方向性的一條或多條警戒線時(shí)，則自動(dòng)識(shí)別并產(chǎn)生告警，而在與警戒絆線平行方向運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)將被忽略。本發(fā)明方法特別適合檢測(cè)攀越圍墻、闖入高危區(qū)域、穿越周界等。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明方法的流程框圖。
[0021]圖2是本發(fā)明絆線及敏感區(qū)域的示意圖。
[0022]圖3是本發(fā)明運(yùn)動(dòng)目標(biāo)重心點(diǎn)的映射示意圖。
[0023]圖4是本發(fā)明運(yùn)動(dòng)目標(biāo)是否越線的判斷原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。[0025]參照?qǐng)D1?4，一種運(yùn)動(dòng)目標(biāo)越線判斷方法，其特征在于包括下述步驟:
[0026](I)在視頻監(jiān)控區(qū)域內(nèi)設(shè)定一條絆線，將絆線在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)進(jìn)行左右平移各三次得到絆線的平行線，平移間隔為dx，dx > 0，該些平行線所在范圍即為敏感區(qū)域；
[0027](2)依次對(duì)敏感區(qū)域上的像素點(diǎn)進(jìn)行掃描，如果在掃描區(qū)域內(nèi)前后相鄰兩幀圖像的像素點(diǎn)作差后的差值大于所設(shè)閾值，則判斷有運(yùn)動(dòng)目標(biāo)闖入，如有將所有掃描到與前一幀圖像發(fā)生變化的像素點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)分別累加求均值，即可得到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在當(dāng)前幀圖像中的重心坐標(biāo)；
[0028](3)將得到的重心坐標(biāo)映射到絆線的中垂線上計(jì)算出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的重心映射坐標(biāo)，在絆線中垂線上設(shè)定一個(gè)參考點(diǎn)A，分析與前一幀圖像得到的重心映射坐標(biāo)和參考點(diǎn)的位置關(guān)系來(lái)更改標(biāo)志位，一旦標(biāo)志位值的大小大于預(yù)設(shè)的敏感閾值就可檢測(cè)出越線，同時(shí)判斷出越線的方向。
[0029]本發(fā)明的絆線及敏感區(qū)域如圖2所示，假設(shè)給定絆線(紅色的實(shí)線)的起始坐標(biāo)為(Xl，yi)和(x2，y2)，六條藍(lán)色的虛線為絆線的平行線。故掃描一幀圖像時(shí)，只需掃描7條預(yù)設(shè)的線段上的像素點(diǎn)即可。圖中的六條藍(lán)色虛線所在范圍即為敏感區(qū)域，只有在此區(qū)域內(nèi)有異常才進(jìn)行行為分析。掃描次數(shù)N和掃描間距dx受運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的體積和運(yùn)動(dòng)速度等因素的影響，如果運(yùn)動(dòng)目標(biāo)體積較小或速度較慢，可適當(dāng)減小N和dx ;相反，如果體積較大或速度較快，可適當(dāng)增大。為了提高判斷的準(zhǔn)確性也可增大N或減小dx。
[0030]完成絆線和敏感區(qū)域的設(shè)定后運(yùn)用幀間差分法，如果在掃描區(qū)域內(nèi)前后相鄰兩幀圖像的像素點(diǎn)作差后的差值大于所設(shè)閾值，說(shuō)明有人或車等運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)入該區(qū)域。此時(shí)將所有掃描到異常的像素點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)分別累加求均值，即可得到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在當(dāng)前幀圖像中的重心坐標(biāo)(PX1, Py1) O
[0031]得到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的重心坐標(biāo)后，將重心坐標(biāo)進(jìn)行映射。如圖2所示，黑色的虛線是紅色絆線的中垂線，可理解為越過(guò)絆線的必定軌跡趨勢(shì)。將之前得到的重心坐標(biāo)(pXl，pyi)映射到黑色虛線上得到重心映射點(diǎn)(mXl，myi)，如圖3所示。
[0032]將點(diǎn)(mXl，Hiy1)命名為點(diǎn)C，同理可得到前一幀圖像運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的重心映射點(diǎn)，在此假設(shè)為C'，如圖4所示。圖中O點(diǎn)為絆線的中點(diǎn)，A點(diǎn)為參考點(diǎn)，A點(diǎn)設(shè)于絆線中垂線上的右上方，AO = N.dx0如果|CA| > |0A|，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在絆線的左下方，此時(shí)若|C' O >
CO ,說(shuō)明運(yùn)動(dòng)目標(biāo)正在向中心O點(diǎn)逼近,有越線的企圖,將標(biāo)志為flagl遞增,相反則遞減；當(dāng)|ca| < co時(shí)，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在絆線的右上方，在此前提下，若|c' ο < |co|，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)目標(biāo)正在遠(yuǎn)離O點(diǎn)，將標(biāo)志位flag2遞增，相反則遞減。如果標(biāo)志位flagl大于敏感閾值IN并且flag2大于敏感閾值0UT，即可判定為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)越線，方向?yàn)橛勺笾劣?。若將由左向右?guī)定為正向越線，那么反向越線則是從右向左，判定原理同正向越線。
[0033]每對(duì)相鄰兩幀圖像的進(jìn)行一次分析就影響一次標(biāo)志位，如果敏感閾值IN大小為2，OUT大小為1，說(shuō)明判定一次越線至少需要6幀圖像，大大地提高了判斷的準(zhǔn)確性。
【權(quán)利要求】
1.一種運(yùn)動(dòng)目標(biāo)越線判斷方法，其特征在于包括下述步驟: (1)在視頻監(jiān)控區(qū)域內(nèi)設(shè)定一條絆線，在該絆線周圍劃定一個(gè)敏感區(qū)域； (2)依次對(duì)敏感區(qū)域上的像素點(diǎn)進(jìn)行掃描，采用幀間差分法判斷是否有運(yùn)動(dòng)目標(biāo)闖入，如有則得到該運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的重心坐標(biāo)； (3)將得到的重心坐標(biāo)映射到絆線的中垂線上計(jì)算出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的重心映射坐標(biāo)，分析運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的重心映射坐標(biāo)變化趨勢(shì)，從而判斷出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)是否越線及其越線方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)越線判斷方法，其特征在于:所述步驟⑴中，將絆線在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)進(jìn)行左右平移各N次得到絆線的平行線，平移間隔為dx，N為大于I的整數(shù)，dx > O，該些平行線所在范圍即為敏感區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)越線判斷方法，其特征在于:所述步驟⑴中，將絆線在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)進(jìn)行左右平移各三次得到絆線的六條平行線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)越線判斷方法，其特征在于:所述步驟(2)中，如果在掃描區(qū)域內(nèi)前后相鄰兩幀圖像的像素點(diǎn)作差后的差值大于所設(shè)閾值，則判斷有運(yùn)動(dòng)目標(biāo)闖入。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)越線判斷方法，其特征在于:所述步驟(2)中，將所有掃描到與前一幀圖像發(fā)生變化的像素點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)分別累加求均值，即可得到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在當(dāng)前幀圖像中的重心坐標(biāo)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)越線判斷方法，其特征在于:所述步驟(3)中，在絆線中垂線上設(shè)定一個(gè)參考點(diǎn)A，分析與前一幀圖像得到的重心映射坐標(biāo)和參考點(diǎn)的位置關(guān)系來(lái)更改標(biāo)志位，一旦標(biāo)志位值的大小大于預(yù)設(shè)的敏感閾值就可檢測(cè)出越線，同時(shí)判斷出越線的方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)越線判斷方法，其特征在于:所述步驟(3)中，在絆線中垂線上設(shè)定一個(gè)參考點(diǎn)A，分析與前一幀圖像得到的重心映射坐標(biāo)和參考點(diǎn)的位置關(guān)系來(lái)更改標(biāo)志位，一旦標(biāo)志位值的大小大于預(yù)設(shè)的敏感閾值就可檢測(cè)出越線，同時(shí)判斷出越線的方向。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)越線判斷方法，其特征在于:所述步驟(3)中，設(shè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在當(dāng)前幀圖像中的重心映射點(diǎn)為C，同理可得到前一幀圖像運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的重心映射點(diǎn)C1 ,設(shè)O點(diǎn)為洋線的中點(diǎn),A點(diǎn)為位于洋線中垂線上的參考點(diǎn)，|A0| =N-dx;如果|CA| >OA |，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在絆線的左下方，此時(shí)若IC' O > |C0|，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)目標(biāo)正在向中心O點(diǎn)逼近，有越線的企圖，將標(biāo)志位flagl遞增，相反則遞減;A點(diǎn)設(shè)于絆線中垂線上的右上方，當(dāng)CA < CO時(shí)，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在絆線的右上方，在此前提下，若Ic' O < |co|，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)目標(biāo)正在遠(yuǎn)離O點(diǎn)，將標(biāo)志位flag2遞增，相反則遞減。如果標(biāo)志位flagl大于敏感閾值IN并且flag2大于敏感閾值0UT，即可判定為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)越線。
【文檔編號(hào)】H04N7/18GK103456024SQ201210196610
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年6月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月2日
【發(fā)明者】沈建興 申請(qǐng)人:浙江西谷數(shù)字技術(shù)有限公司