一種多目標(biāo)主動識別跟蹤監(jiān)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控領(lǐng)域，特別是涉及一種多目標(biāo)主動識別跟蹤監(jiān)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信、流媒體等技術(shù)的日趨成熟與完善，視頻在社會生產(chǎn)生活中的應(yīng)用日益廣泛。在智能視頻監(jiān)控、導(dǎo)航、遙感、車牌識別等計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)中，視頻是最主要的信息來源，視頻監(jiān)控是安全防范系統(tǒng)的重要組成部分。
[0003]在大型監(jiān)控環(huán)境中，前端設(shè)備提供圖像采集、云臺控制等基礎(chǔ)監(jiān)控功能，用戶可以在顯示器上觀看實(shí)時圖像，并通過云臺控制鍵盤操作跟蹤實(shí)體。目前采用的跟蹤監(jiān)控方式中，管理人員手動控制云臺轉(zhuǎn)動，并依賴于攝像機(jī)的自動聚焦技術(shù)對目標(biāo)進(jìn)行對焦，這種跟蹤監(jiān)控方式至少存在兩個弊端，1)云臺的控制不能根據(jù)目標(biāo)的坐標(biāo)信息進(jìn)行自動控制，自動化強(qiáng)度低，過于依賴人工操控；2)依賴于攝像機(jī)的自動聚焦技術(shù)，對焦延時高，導(dǎo)致監(jiān)控圖像不清楚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多目標(biāo)主動識別跟蹤監(jiān)控方法，有效解決了視頻監(jiān)控及多目標(biāo)跟蹤中所存在的云臺控制問題和聚焦問題。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種多目標(biāo)主動識別跟蹤監(jiān)控方法，包括以下步驟:
51、通過第一攝像機(jī)采集監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的全景圖像，在全景圖像中自動抓取多個特定目標(biāo)作為被跟蹤目標(biāo)，鎖定被跟蹤目標(biāo)后，根據(jù)該多個被跟蹤目標(biāo)的運(yùn)動行徑和運(yùn)動速度矢量及圖像識別算法分別對其進(jìn)行實(shí)時地持續(xù)跟蹤拍攝，計(jì)算出每個被跟蹤目標(biāo)在全景圖像中的實(shí)時坐標(biāo)信息，并存儲至數(shù)據(jù)庫；
52、根據(jù)被跟蹤目標(biāo)在全景圖像中的實(shí)時坐標(biāo)信息確定第二攝像機(jī)的云臺的第一角度控制值以及第二攝像機(jī)的第一聚焦值，計(jì)算出每一個被跟蹤目標(biāo)的實(shí)時坐標(biāo)信息所對應(yīng)的實(shí)時的第一角度控制值和第一聚焦值，并存儲至數(shù)據(jù)庫，第一角度控制值和第一聚焦值隨被跟蹤目標(biāo)位置在全景圖像中的動態(tài)變換而實(shí)時更新；
53、當(dāng)需要采集某一個被跟蹤目標(biāo)的特寫圖像時，第二攝像機(jī)根據(jù)該選定的被跟蹤目標(biāo)當(dāng)前所對應(yīng)的第一角度控制值和第一聚焦值對其進(jìn)行定位，采集其特寫圖像，使第二攝像機(jī)始終聚焦于被跟蹤目標(biāo)，對該被跟蹤目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時地持續(xù)跟蹤拍攝。
[0006]進(jìn)一步的，所述方法還包括主動對焦處理步驟:在全景圖像中根據(jù)被跟蹤目標(biāo)的運(yùn)動行徑和運(yùn)動速度矢量信息對被跟蹤目標(biāo)的軌跡進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測其下一時刻的坐標(biāo)位置，并計(jì)算出其下一時刻相應(yīng)的第一角度控制值和第一聚焦值傳送至第二攝像機(jī)，控制第二攝像機(jī)對被跟蹤目標(biāo)進(jìn)行快速地主動定位和主動對焦，對被跟蹤目標(biāo)進(jìn)行平滑跟蹤拍攝，保證特寫圖像的清晰度。
[0007]進(jìn)一步的，所述方法還包括目標(biāo)切換步驟:當(dāng)在已鎖定的多個被跟蹤目標(biāo)中進(jìn)行特征圖像顯示切換時，第二攝像機(jī)直接調(diào)用數(shù)據(jù)庫中該重新選定的被跟蹤目標(biāo)所對應(yīng)的第一角度控制值和第一聚焦值，對其進(jìn)行定位采集其特寫圖像。
[0008]進(jìn)一步的，當(dāng)被跟蹤目標(biāo)出現(xiàn)異常動作，第二攝像機(jī)的特寫圖像中不能識別定位出被跟蹤目標(biāo)后，第二攝像機(jī)重新調(diào)用第一攝像機(jī)的實(shí)時第一角度控制值和第一聚焦值，重新采集被跟蹤目標(biāo)的特寫圖像。
[0009]進(jìn)一步的，當(dāng)被跟蹤目標(biāo)在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)被遮擋而無法被跟蹤時，根據(jù)該被跟蹤目標(biāo)的運(yùn)動行徑和運(yùn)動速度矢量信息及其歷史記錄信息，以及遮擋物信息，對被跟蹤目標(biāo)進(jìn)行預(yù)測處理和模擬跟蹤拍攝。通過預(yù)測處理計(jì)算出被跟蹤目標(biāo)可能進(jìn)行的多個預(yù)測運(yùn)動行徑及其相應(yīng)的概率，第二攝像機(jī)按概率最大的預(yù)測運(yùn)動行徑進(jìn)行模擬跟蹤拍攝，第一攝像機(jī)根據(jù)多個預(yù)測運(yùn)動行徑在全景圖像中對遮擋物附近進(jìn)行目標(biāo)識別檢測，當(dāng)?shù)谝粩z像機(jī)檢測到該被跟蹤目標(biāo)時，第二攝像機(jī)結(jié)束模擬跟蹤拍攝，根據(jù)其坐標(biāo)信息對該被跟蹤目標(biāo)進(jìn)行定位識別，采集其特寫圖像。
[0010]進(jìn)一步的，在預(yù)測處理時，需判斷該遮擋物當(dāng)前處于靜止?fàn)顟B(tài)還是運(yùn)動狀態(tài)，若該遮擋物處于運(yùn)動狀態(tài)，則第一攝像機(jī)需跟蹤定位遮擋物，結(jié)合遮擋物的運(yùn)動行徑和運(yùn)動速度矢量，對該被跟蹤目標(biāo)進(jìn)行預(yù)測處理，第一攝像機(jī)還需在該遮擋物的附近以及遮擋物的行徑路段上，對被跟蹤目標(biāo)進(jìn)行識別檢測。
[0011]進(jìn)一步的，在第一攝像機(jī)鎖定被跟蹤目標(biāo)后，計(jì)算出該被跟蹤目標(biāo)的第一中心坐標(biāo)值，第二攝像機(jī)根據(jù)該第一中心坐標(biāo)值所轉(zhuǎn)換的第一角度控制值和第一聚焦值對被跟蹤目標(biāo)進(jìn)行粗定位，并在特寫圖像中對該被跟蹤目標(biāo)進(jìn)行重新識別定位，計(jì)算出該被跟蹤目標(biāo)在特寫圖像中的第二中心坐標(biāo)值，并判斷該第二中心坐標(biāo)值是否為特寫圖像的中心位置。
[0012]若是，則鎖定被跟蹤目標(biāo)，第二攝像機(jī)跟隨被跟蹤目標(biāo)的移動而動態(tài)調(diào)整，使得被跟蹤目標(biāo)始終鎖定在特寫圖像的中央。
[0013]若不是，則根據(jù)該第二中心坐標(biāo)位置計(jì)算第二攝像機(jī)的云臺的第二角度控制值以及第二攝像機(jī)的第二聚焦值，第二攝像機(jī)根據(jù)該第二角度控制值和第二聚焦值對特寫圖像面進(jìn)行微調(diào)，將被跟蹤目標(biāo)鎖定在特寫圖像的中央。
[0014]進(jìn)一步的，第二攝像機(jī)根據(jù)該第二角度控制值和第二聚焦值對特寫圖像面進(jìn)行微調(diào)后，同步更新第一攝像機(jī)的參數(shù)，將第二角度控制值和第二聚焦值與第一中心坐標(biāo)值進(jìn)行匹配，并存儲至數(shù)據(jù)庫，便于再次計(jì)算時的調(diào)用。
[0015]進(jìn)一步的，在判斷第二中心坐標(biāo)值是否為特寫圖像的中心位置時，增加一個誤差閾值，若第二中心坐標(biāo)值與特寫圖像的中心位置的誤差大于該誤差閾值，則第二攝像機(jī)對該被跟蹤目標(biāo)的特寫圖像進(jìn)行微調(diào)。
[0016]進(jìn)一步的，所述特定目標(biāo)包括具備預(yù)設(shè)特征的目標(biāo)和具備指定特征的目標(biāo)。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明第二攝像機(jī)完成對被跟蹤目標(biāo)的持續(xù)跟蹤拍攝，始終首先依賴于該被跟蹤目標(biāo)在全景圖像中的坐標(biāo)信息，以及根據(jù)坐標(biāo)信息所計(jì)算出的第一角度控制值和第一聚焦值，根據(jù)第一角度控制值控制第二攝像機(jī)的云臺的轉(zhuǎn)動角度，根據(jù)第一聚焦值控制第二攝像機(jī)的焦距，如此設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)以下功能。
[0018]①保證當(dāng)被跟蹤目標(biāo)出現(xiàn)異常動作時，如急停、急轉(zhuǎn)等，第二攝像機(jī)的特寫圖像始終保持對目標(biāo)的鎖定，不會丟失目標(biāo)的特寫圖像。
[0019]②實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行主動對焦，根據(jù)運(yùn)動目標(biāo)的運(yùn)動行徑和運(yùn)動速度矢量信息，對運(yùn)動目標(biāo)的軌跡進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測其下一時刻的坐標(biāo)位置，并計(jì)算出其下一時刻相應(yīng)的第一角度控制值和第一聚焦值，以便第二攝像機(jī)能對目標(biāo)進(jìn)行快速地主動對焦，能對高速運(yùn)動的目標(biāo)進(jìn)行平滑跟蹤拍攝，保證目標(biāo)細(xì)節(jié)不因高速運(yùn)動而模糊；通過預(yù)測處理，還可以在目標(biāo)被遮擋的情況下，對其進(jìn)行模擬跟蹤拍攝。
[0020]③當(dāng)特寫圖像在多個目標(biāo)之間進(jìn)行瞬時切換時，第二攝像機(jī)能根據(jù)切換目標(biāo)的第一角度控制值和第一聚焦值對其進(jìn)行快速定位和對焦，保證特寫圖像的清晰度，完成目標(biāo)的平滑切換操作。
[0021 ] ④實(shí)現(xiàn)目標(biāo)在遮擋的情況下，第二攝像機(jī)不會對前景遮擋物進(jìn)行自動聚焦，避免在重新獲得鎖定目標(biāo)時，由于聚焦的問題，使得特寫圖像出現(xiàn)模糊不清的狀況。
[0022]本發(fā)明第二攝像機(jī)還將判斷特寫圖像中的目標(biāo)是否在特寫圖像的中央，并更新其在全景圖像中的坐標(biāo)信息所對應(yīng)的第二攝像機(jī)的云臺角度控制值和聚焦值的數(shù)據(jù)值，在一定工作時長后，即可保證第一攝像機(jī)所鎖定的目標(biāo)始終在第二攝像機(jī)的特寫圖像的中央。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明多目標(biāo)主動識別跟蹤監(jiān)控方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
[0025]如圖1所示，該實(shí)施例描述了一種多目標(biāo)主動識別跟蹤監(jiān)控方法，包括以下步驟: 步驟S1、通過第一攝像機(jī)采集監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的全景圖像，在全景圖像中自動抓取多個特定目標(biāo)作為被跟蹤目標(biāo)，自動識別有價值的目標(biāo)對象，所述特定目標(biāo)包括具備預(yù)設(shè)特征的目標(biāo)和具備指定特征的目標(biāo)。
[0026]預(yù)設(shè)特征是指，預(yù)先在數(shù)據(jù)庫中錄入有價值目標(biāo)的特征數(shù)據(jù)，以便于第一攝像機(jī)在全局圖像中進(jìn)行圖像識別時，同數(shù)據(jù)庫中的預(yù)設(shè)特征進(jìn)行匹配比對，若發(fā)現(xiàn)與預(yù)設(shè)特征相同或相似的目標(biāo)，則將其鎖定。
[0027]指定特征是指，手動輸入待跟蹤目標(biāo)的特征數(shù)據(jù)，第一攝像機(jī)在全局圖像中進(jìn)行圖像識別時，搜索與該指定特征相同或相似的目標(biāo)，并將其鎖定。如需要定位白色轎車，則手動輸入白色轎車，讓系統(tǒng)自動鎖定全景圖像中所有的白色轎車。當(dāng)然也可在系統(tǒng)中集成語首識別t旲塊，以支持語首輸入。
[0028]當(dāng)鎖定被跟蹤目標(biāo)后，根據(jù)該多個被跟蹤目標(biāo)的運(yùn)動行徑和運(yùn)動速度矢量及圖像識別算法分別對其進(jìn)行實(shí)時地持續(xù)跟蹤拍攝，計(jì)算出每個被跟蹤目標(biāo)在全景圖像中的實(shí)時坐標(biāo)信息，并存儲至數(shù)據(jù)庫。
[0029]步驟S2、根據(jù)被跟蹤目標(biāo)在全景圖像中的實(shí)時坐標(biāo)信息確定第二攝像機(jī)的云臺的第一角度控制值以及第二攝像機(jī)的第一聚焦值，計(jì)算出每一個被跟蹤目標(biāo)的實(shí)時坐標(biāo)信息所對應(yīng)的實(shí)時的第一角度控制值和第一聚焦值，并存儲至數(shù)據(jù)庫，第一角度控制值和第一聚焦值隨被跟蹤目標(biāo)位置在全景圖像中的動態(tài)變換而實(shí)時更新。
[0030]步驟S3、當(dāng)需要采集某一個被跟蹤目標(biāo)的特寫圖像時，第二攝像機(jī)根據(jù)該選定的被跟蹤目標(biāo)當(dāng)前所對應(yīng)的第一角度控制值和第一聚焦值對其進(jìn)行定位，采集其特寫圖像，使第二攝像機(jī)始終聚焦于被跟蹤目標(biāo)，對該被跟蹤目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時地持續(xù)跟蹤拍攝。
[0031]進(jìn)一步的，所述方法還包括主動對焦處理步驟:在全景圖像中根據(jù)被跟蹤目標(biāo)的運(yùn)動行徑和運(yùn)動速度矢量信息對被跟蹤目標(biāo)的軌跡進(jìn)行預(yù)測，預(yù)