視頻監(jiān)控中移動目標的定位方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種視頻監(jiān)控中移動目標的定位方法，包括以下步驟：在監(jiān)控區(qū)域選擇四個點進行測量，獲取該四個點在監(jiān)控圖像上的像素坐標和真實場景中位置坐標的映射關(guān)系；從視頻監(jiān)控系統(tǒng)中獲取實時視頻圖像，并對圖像進行轉(zhuǎn)換，將圖像轉(zhuǎn)換為矩陣數(shù)據(jù)；根據(jù)矩形的大小和寬高比例特征提取運動目標在圖像中的矩形數(shù)據(jù)；以及根據(jù)獲取的移動目標矩形數(shù)據(jù)結(jié)合前述映射關(guān)系，計算該運動目標在真實場景中的位置坐標。本發(fā)明的定位方法通過對視頻圖像數(shù)據(jù)進行分析處理，提取出其中的運動目標，并對其位置進行實時計算，獲取其在真實場景中的實時坐標位置，可為多種監(jiān)控應(yīng)用如報警、測距、地圖顯示等提供有效數(shù)據(jù)支持，具有很高的實際應(yīng)用價值。
【專利說明】視頻監(jiān)控中移動目標的定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言涉及一種視頻監(jiān)控中移動目標的定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，視頻監(jiān)控以其直觀、準確、及時和信息內(nèi)容豐富而廣泛應(yīng)用于許多場合。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，在安防，公共事務(wù)，應(yīng)急事件處理，環(huán)境監(jiān)測等各種行業(yè)中發(fā)揮了重要作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的在于提供一種視頻監(jiān)控中移動目標的定位方法，通過對視頻圖像數(shù)據(jù)進行分析處理，提取出其中的運動目標，并對其位置進行實時計算，獲取其在真實場景中的實時坐標位置。
[0004]為達成上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種視頻監(jiān)控中移動目標的定位方法，包括以下步驟:
[0006]在監(jiān)控區(qū)域選擇四個點進行測量，獲取該四個點在監(jiān)控圖像上的像素坐標和真實位置坐標的映射關(guān)系；
[0007]從視頻監(jiān)控系統(tǒng)中獲取實時視頻圖像，并對圖像進行轉(zhuǎn)換，將圖像轉(zhuǎn)換為矩陣數(shù)據(jù)；
[0008]根據(jù)矩形的大小和寬高比例特征提取運動目標在圖像中的矩形數(shù)據(jù)；以及
[0009]根據(jù)獲取的移動目標矩形數(shù)據(jù)結(jié)合前述映射關(guān)系，計算該運動目標在真實場景中的位置坐標。
[0010]進一步，前述方法中，從視頻監(jiān)控系統(tǒng)中獲取實時監(jiān)控的數(shù)據(jù)流，通過以下方式將圖像轉(zhuǎn)換為矩陣數(shù)據(jù):
[0011]1)對數(shù)據(jù)流進行解碼、轉(zhuǎn)換處理，轉(zhuǎn)換為矩陣數(shù)據(jù)；
[0012]2)使用混合高斯模型算法提取運動目標前景圖像；
[0013]3)對提取的前景圖像數(shù)據(jù)進行二值化處理，使圖像數(shù)據(jù)更容易被計算和處理；
[0014]4 )對二值化圖像進行輪廓查找計算，獲得一個運動目標在圖像上的矩形數(shù)據(jù)。
[0015]進一步，前述方法中，根據(jù)矩形的大小和寬高比例特征提取運動目標在圖像中的矩形數(shù)據(jù)時，取獲取的矩形數(shù)據(jù)的底邊中心點坐標做為運動目標在監(jiān)控顯示區(qū)域的位置坐標。
[0016]進一步，前述映射關(guān)系的表達以凸透鏡成像原理為基礎(chǔ)，并且以如下公式表示:
[0017]R (xl, yl, 1) XT=I
[0018]其中I是圖像上一個空間坐標點(x，y，1)，T為一個3X3矩陣；
[0019]該公式經(jīng)變換后為:R=MXI
[0020]其中，M=l/T，Μ稱為透視矩陣，記為:al al α3
[0021]Μ = bl hi b3
cl c2 c3
[0022]該透視矩陣M的具體數(shù)值可通過前述四個點的坐標通過計算而獲取。
[0023]進一步，運動目標在真實場景中位置坐標的計算如下:根據(jù)分析處理得到的運動目標在圖像中的位置坐標，利用如下公式計算運動目標在真實場景中的位置坐標:
[0024]R (xl, yl, 1) =MXI
[0025]由以上本發(fā)明的技術(shù)方案可知，本發(fā)明的有益效果在于通過對視頻圖像的分析和處理，能夠?qū)⒁曨l中的運動目標進行分析和提取，并計算其在真實場景中的位置坐標，為多種監(jiān)控應(yīng)用如報警，測距，地圖顯示等提供有效數(shù)據(jù)支持，具有很高的實際應(yīng)用價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明較優(yōu)實施例的定位方法的實現(xiàn)流程示意圖。
[0027]圖2為圖1實施例中監(jiān)控區(qū)域內(nèi)測量點的示意圖。
[0028]圖3為圖2中測量點的投射關(guān)系示意圖。
【具體實施方式】
[0029]為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。
[0030]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的較優(yōu)實施例，視頻監(jiān)控中移動目標的定位方法，包括以下步驟:在監(jiān)控區(qū)域選擇四個點進行測量，獲取該四個點在監(jiān)控圖像上的像素坐標和真實位置坐標的映射關(guān)系；從視頻監(jiān)控系統(tǒng)中獲取實時視頻圖像，并對圖像進行轉(zhuǎn)換，將圖像轉(zhuǎn)換為矩陣數(shù)據(jù)；根據(jù)矩形的大小和寬高比例特征提取運動目標在圖像中的矩形數(shù)據(jù)；以及根據(jù)獲取的移動目標矩形數(shù)據(jù)結(jié)合前述映射關(guān)系，計算該運動目標在真實場景中的位置坐標。
[0031]如圖2所示，本實施例中，預(yù)先對監(jiān)控區(qū)域進行一些測量工作，首先在監(jiān)控區(qū)域上標記A、B、C、D四個點，這四個點的像素坐記為(xl, yl)、(x2, y2)、(x3, y3)、(x4, y4),然后在真實場地實測A、B、C、D四點的位置坐標，本實施例中以A點為真實場景的原點坐標，以AD為X軸，A點真實場景坐標為(0，0)，真實場景坐標位置記為(ul，vl)、(u2，v2)、(u3，v3)、(u4,v4)0
[0032]在從視頻監(jiān)控系統(tǒng)中獲取實時視頻圖像并將圖像轉(zhuǎn)換為矩陣數(shù)據(jù)時，首先從視頻監(jiān)控系統(tǒng)中獲取實時監(jiān)控的數(shù)據(jù)流，再通過以下方式將圖像轉(zhuǎn)換為可用于分析和計算的矩陣數(shù)據(jù):
[0033]1)對數(shù)據(jù)流進行解碼、轉(zhuǎn)換處理，轉(zhuǎn)換為矩陣數(shù)據(jù)；
[0034]2)使用混合高斯模型算法提取運動目標前景圖像；
[0035]3)對提取的前景圖像數(shù)據(jù)進行二值化處理，使圖像數(shù)據(jù)更容易被計算和處理；
[0036]4)對二值化圖像進行輪廓查找計算，獲得一個運動目標在圖像上的矩形數(shù)據(jù)。
[0037]較佳地，在根據(jù)矩形的大小和寬高比例特征提取運動目標在圖像中的矩形數(shù)據(jù)時，取獲取的矩形數(shù)據(jù)的底邊中心點坐標做為運動目標在監(jiān)控顯示區(qū)域的位置坐標。
[0038]參考圖2及圖3所示的測量點位置及其投射關(guān)系示意圖，根據(jù)凸透鏡成像原理，真實平面上的每一點可近似為經(jīng)過攝像機鏡頭的中心投射到(XD上。這種映射關(guān)系在數(shù)學上可以表示為真實坐標R (xl, yl, 1)XT=I,其中I是圖像上一個空間坐標點(x，y, 1)，T為一個3 X 3矩陣，公式經(jīng)數(shù)學變換后為
[0039]R=MXI，其中，M=l/T
[0040]其中，Μ稱為透視矩陣，記為:
【權(quán)利要求】
1.一種視頻監(jiān)控中移動目標的定位方法，其特征在于，包括以下步驟:在監(jiān)控區(qū)域選擇四個點進行測量，獲取該四個點在監(jiān)控圖像上的像素坐標和真實場景中位置坐標的映射關(guān)系；從視頻監(jiān)控系統(tǒng)中獲取實時視頻圖像，并對圖像進行轉(zhuǎn)換，將圖像轉(zhuǎn)換為矩陣數(shù)據(jù)；根據(jù)矩形的大小和寬高比例特征提取運動目標在圖像中的矩形數(shù)據(jù)；以及根據(jù)獲取的移動目標矩形數(shù)據(jù)結(jié)合前述映射關(guān)系，計算該運動目標在真實場景中的位置坐標。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于，前述方法中，從視頻監(jiān)控系統(tǒng)中獲取實時監(jiān)控的數(shù)據(jù)流，再通過以下方式將圖像轉(zhuǎn)換為矩陣數(shù)據(jù):1)對數(shù)據(jù)流進行解碼、轉(zhuǎn)換處理，轉(zhuǎn)換為矩陣數(shù)據(jù)； 2)使用混合高斯模型算法提取運動目標前景圖像；3)對提取的前景圖像數(shù)據(jù)進行二值化處理，使圖像數(shù)據(jù)更容易被計算和處理；4)對二值化圖像進行輪廓查找計算，獲得一個運動目標在圖像上的矩形數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定位方法，其特征在于，前述方法中，根據(jù)矩形的大小和寬高比例特征提取運動目標在圖像中的矩形數(shù)據(jù)時，取獲取的矩形數(shù)據(jù)的底邊中心點坐標做為運動目標在監(jiān)控顯示區(qū)域的位置坐標。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的定位方法，其特征在于，前述映射關(guān)系的表達以凸透鏡成像原理為基礎(chǔ)，并且以如下公式表示:R (xl, yl, 1) XT=I其中I是圖像上一個空間坐標點(X，y，1)，Τ為一個3X3矩陣；該公式經(jīng)變換后為:R=MXI其中，M=1/T，M稱為透視矩陣，記為:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定位方法，其特征在于，運動目標在真實場景中位置坐標的計算如下:根據(jù)分析處理得到的運動目標在圖像中的位置坐標，利用如下公式計算運動目標在真實場景中的位置坐標:R (xl, yl, 1) =MXI。
【文檔編號】H04N7/18GK103686074SQ201310587110
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】彭濤, 王進東, 趙安 申請人:南京熊貓電子股份有限公司, 南京熊貓通信科技有限公司