一種人車自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的人車自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)包括多個(gè)間隔設(shè)置的高清球機(jī)、目標(biāo)特征獲取單元、目標(biāo)類型識(shí)別單元、圖像組合單元、第一圖像定位單元以及第二圖像定位單元，實(shí)現(xiàn)了人車的準(zhǔn)確識(shí)別和追蹤定位，不僅可以獲取監(jiān)控區(qū)域中的行人運(yùn)動(dòng)信息，也實(shí)現(xiàn)了車輛多監(jiān)控聯(lián)合追蹤的高準(zhǔn)確性。
【專利說明】一種人車自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種人車自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 視頻監(jiān)控是安全防范系統(tǒng)的重要組成部分，英文Cameras and Surveillance。傳 統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)包括前端攝像機(jī)、傳輸線纜、視頻監(jiān)控平臺(tái)。攝像機(jī)可分為網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)和 模擬攝像機(jī)，可作為前端視頻圖像信號(hào)的采集。它是一種防范能力較強(qiáng)的綜合系統(tǒng)。視頻 監(jiān)控以其直觀、準(zhǔn)確、及時(shí)和信息內(nèi)容豐富而廣泛應(yīng)用于許多場(chǎng)合。近年來，隨著計(jì)算機(jī)、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(zhǎng)足的發(fā)展。
[0003] 視頻監(jiān)控應(yīng)用中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)追蹤在軍事制導(dǎo)，視覺導(dǎo)航，機(jī)器人，智能交通，公共 安全等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。例如，在車輛違章抓拍系統(tǒng)中，車輛的跟蹤就是必不可少的。 在入侵檢測(cè)中，人、動(dòng)物、車輛等大型運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)與跟蹤也是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵所 在。
[0004] 然而目前的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)追蹤技術(shù)還不完善，尤其是公共安全領(lǐng)域的人車識(shí)別精度不 高，效率低，一方面的原因在于人與人之間的運(yùn)動(dòng)較為復(fù)雜，以及對(duì)車輛的監(jiān)控會(huì)涉及多個(gè) 監(jiān)控設(shè)備的協(xié)同處理。
[0005] 因此有必要針對(duì)上述問題重新設(shè)計(jì)高效精準(zhǔn)的人車自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提出一種人車自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：多個(gè)間隔設(shè) 置的高清球機(jī)、GPS校準(zhǔn)單元、目標(biāo)特征獲取單元、目標(biāo)類型識(shí)別單元、多個(gè)濾波消噪單元、 圖像組合單元、第一圖像定位單元、第二圖像定位單元、低速運(yùn)動(dòng)定位單元、間距確定單元、 行人運(yùn)動(dòng)信息獲取單元、以及數(shù)據(jù)庫(kù)單元；
[0008] 所述多個(gè)間隔設(shè)置的高清球機(jī)用于獲取監(jiān)控范圍內(nèi)的目標(biāo)視頻圖像，所述目標(biāo)包 括行人和車輛；
[0009] 所述GPS校準(zhǔn)單元連接多個(gè)高清球機(jī)，用于多個(gè)高清球機(jī)的精確時(shí)間同步；
[0010] 所述目標(biāo)特征獲取單元連接多個(gè)高清球機(jī)，用于根據(jù)高清球機(jī)獲取的視頻圖像獲 取監(jiān)控范圍內(nèi)目標(biāo)的類型特征；
[0011] 所述目標(biāo)類型識(shí)別單元連接目標(biāo)特征獲取單元，用于根據(jù)目標(biāo)特征獲取單元獲取 的類型特征判斷監(jiān)控目標(biāo)是行人還是車輛；
[0012] 所述濾波消噪單元連接多個(gè)高清球機(jī)，用于對(duì)高清球機(jī)獲取的目標(biāo)視頻圖像進(jìn)行 濾波和消噪處理；
[0013] 所述圖像組合單元連接濾波消噪單元，用于當(dāng)目標(biāo)類型識(shí)別單元判斷目標(biāo)類型是 車輛時(shí)，組合多個(gè)高清球機(jī)的同一目標(biāo)的視頻圖像；
[0014] 所述第一圖像定位單元連接濾波消噪單元，用于行人面部區(qū)域的定位；
[0015] 所述間距確定單元用于確定行人面部區(qū)域位置與高清球機(jī)的距離范圍；
[0016] 所述低速運(yùn)動(dòng)定位單元用于根據(jù)間距確定單元確定的距離范圍，對(duì)行人的運(yùn)動(dòng)軌 跡進(jìn)行追蹤；
[0017] 所述行人運(yùn)動(dòng)信息獲取單元用于獲取第一圖像定位單元確定的行人定位信息、間 距確定單元確定的距離范圍信息、以及低速運(yùn)動(dòng)定位單元確定的行人運(yùn)動(dòng)軌跡信息，并將 上述信息發(fā)送至數(shù)據(jù)庫(kù)單元；
[0018] 所述第二圖像定位單元用于對(duì)監(jiān)控車輛進(jìn)行定位追蹤，并把相關(guān)信息發(fā)送至數(shù)據(jù) 庫(kù)保存。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述第一圖像定位單元用于行人面部區(qū)域的定位包括：
[0020] 根據(jù)其中一個(gè)高清球機(jī)獲取的行人視頻圖像檢測(cè)圖像中是否包括可辨識(shí)的面部 區(qū)域；如果面部區(qū)域不能辨識(shí)，則通過高清球機(jī)重新獲取視頻圖像；
[0021] 當(dāng)檢測(cè)到面部區(qū)域后，對(duì)面部區(qū)域進(jìn)行追蹤，并通過交互信息使高清球機(jī)將面部 區(qū)域保持在整體圖像中央。
[0022] 本發(fā)明的人車自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)包括多個(gè)間隔設(shè)置的高清球機(jī)、目標(biāo)特征獲取單元、 目標(biāo)類型識(shí)別單元、圖像組合單元、第一圖像定位單元以及第二圖像定位單元，實(shí)現(xiàn)了人車 的準(zhǔn)確識(shí)別和追蹤定位，不僅可以獲取監(jiān)控區(qū)域中的行人運(yùn)動(dòng)信息，也實(shí)現(xiàn)了車輛多監(jiān)控 聯(lián)合追蹤的尚準(zhǔn)確性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 通過閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明 的界限。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中：
[0024] 附圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的人車自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施方式。雖然附圖中顯示了本公 開的示例性實(shí)施方式，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí) 施方式所界限。相反，提供這些實(shí)施方式是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟?開的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提出一種人車自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，如附圖1所示，所述系統(tǒng)包 括：多個(gè)間隔設(shè)置的高清球機(jī)、GPS校準(zhǔn)單元、目標(biāo)特征獲取單元、目標(biāo)類型識(shí)別單元、多個(gè) 濾波消噪單元、圖像組合單元、第一圖像定位單元、第二圖像定位單元、低速運(yùn)動(dòng)定位單元、 間距確定單元、行人運(yùn)動(dòng)信息獲取單元、以及數(shù)據(jù)庫(kù)單元；
[0027] 所述多個(gè)間隔設(shè)置的高清球機(jī)用于獲取監(jiān)控范圍內(nèi)的目標(biāo)視頻圖像，所述目標(biāo)包 括行人和車輛；
[0028] 所述GPS校準(zhǔn)單元連接多個(gè)高清球機(jī)，用于多個(gè)高清球機(jī)的精確時(shí)間同步；
[0029] 所述目標(biāo)特征獲取單元連接多個(gè)高清球機(jī)，用于根據(jù)高清球機(jī)獲取的視頻圖像獲 取監(jiān)控范圍內(nèi)目標(biāo)的類型特征，所述類型特征包括，但不限于，高度、寬度、速度等；
[0030] 所述目標(biāo)類型識(shí)別單元連接目標(biāo)特征獲取單元，用于根據(jù)目標(biāo)特征獲取單元獲取 的類型特征判斷監(jiān)控目標(biāo)是行人還是車輛；
[0031] 所述濾波消噪單元連接多個(gè)高清球機(jī)，用于對(duì)高清球機(jī)獲取的目標(biāo)視頻圖像進(jìn)行 濾波和消噪處理；
[0032] 所述圖像組合單元連接濾波消噪單元，用于當(dāng)目標(biāo)類型識(shí)別單元判斷目標(biāo)類型是 車輛時(shí)，組合多個(gè)高清球機(jī)的同一目標(biāo)的視頻圖像；
[0033] 所述第一圖像定位單元連接濾波消噪單元，用于行人面部區(qū)域的定位；根據(jù)本發(fā) 明的可選實(shí)施方式，所述第一圖像定位單元、低速運(yùn)動(dòng)定位單元、間距確定單元、行人運(yùn)動(dòng) 信息獲取單元可以連接任意一個(gè)高清球機(jī)，也可以每個(gè)高清球機(jī)對(duì)應(yīng)設(shè)置一組第一圖像定 位單元、低速運(yùn)動(dòng)定位單元、間距確定單元、行人運(yùn)動(dòng)信息獲取單元；
[0034] 所述間距確定單元用于確定行人面部區(qū)域位置與高清球機(jī)的距離范圍；
[0035] 所述低速運(yùn)動(dòng)定位單元用于根據(jù)間距確定單元確定的距離范圍，對(duì)行人的運(yùn)動(dòng)軌 跡進(jìn)行追蹤；
[0036] 所述行人運(yùn)動(dòng)信息獲取單元用于獲取第一圖像定位單元確定的行人定位信息、間 距確定單元確定的距離范圍信息、以及低速運(yùn)動(dòng)定位單元確定的行人運(yùn)動(dòng)軌跡信息，并將 上述信息發(fā)送至數(shù)據(jù)庫(kù)單元；
[0037] 所述第二圖像定位單元用于對(duì)監(jiān)控車輛進(jìn)行定位追蹤，并把相關(guān)信息發(fā)送至數(shù)據(jù) 庫(kù)保存。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述第一圖像定位單元用于行人面部區(qū)域的定位包括：
[0039] 根據(jù)其中一個(gè)高清球機(jī)獲取的行人視頻圖像檢測(cè)圖像中是否包括可辨識(shí)的面部 區(qū)域；如果面部區(qū)域不能辨識(shí)，則通過高清球機(jī)重新獲取視頻圖像；
[0040] 當(dāng)檢測(cè)到面部區(qū)域后，對(duì)面部區(qū)域進(jìn)行追蹤，并通過交互信息使高清球機(jī)將面部 區(qū)域保持在整體圖像中央。
[0041] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述將面部區(qū)域保持在圖像中央具體包括：
[0042] A1、在圖像中央設(shè)定一個(gè)尺寸小于圖像大小的長(zhǎng)方形界限區(qū)域，長(zhǎng)方形界限區(qū)域 到圖像邊緣設(shè)置為第一調(diào)節(jié)區(qū)域；面部區(qū)域超出長(zhǎng)方形界限區(qū)域進(jìn)入第一調(diào)節(jié)區(qū)域時(shí)，高 清球機(jī)移動(dòng)使面部區(qū)域保持在長(zhǎng)方形界限區(qū)域內(nèi)；
[0043] A2、在高清球機(jī)最大移動(dòng)范圍到一小于高清球機(jī)最大移動(dòng)范圍的設(shè)定值之間設(shè)置 第二調(diào)節(jié)區(qū)域，當(dāng)面部區(qū)域超出長(zhǎng)方形界限區(qū)域且高清球機(jī)進(jìn)入第二調(diào)節(jié)區(qū)域時(shí)，高清球 機(jī)調(diào)整使面部區(qū)域保持在長(zhǎng)方形界限區(qū)域內(nèi)。
[0044] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述對(duì)面部區(qū)域進(jìn)行追蹤具體包括：
[0045] B1、將高清球機(jī)采集的三原色圖像轉(zhuǎn)化為六棱錐色彩模型圖像；
[0046] B2、計(jì)算面部區(qū)域的色彩質(zhì)量分布圖；
[0047] B3、根據(jù)色彩質(zhì)量分布圖，計(jì)算六棱錐色彩模型圖像中色彩的概率分布，獲得顏色 概率質(zhì)量分布圖；
[0048] B4、通過顏色概率質(zhì)量分布圖選取搜索窗的大小與初始位置，采用窗口自適應(yīng)的 連續(xù)自適應(yīng)的MeanShift算法對(duì)面部區(qū)域進(jìn)行定位。
[0049] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述圖像組合單元組合多個(gè)高清球機(jī)的同一目標(biāo)的視頻 圖像具體包括：
[0050] C1、獲取鄰接高清球機(jī)前景圖像，利用尺度不變特征轉(zhuǎn)換算法提取圖像特征；
[0051] C2、找出鄰接圖像與基準(zhǔn)圖像識(shí)別點(diǎn)歐幾里得度量最近的前兩個(gè)識(shí)別點(diǎn)，在這兩 個(gè)識(shí)別點(diǎn)中，如果最近的距離除以第二相近的距離小于某個(gè)門限比值〇，則接受這一對(duì)吻 合點(diǎn)，完成鄰接前景圖像特征吻合；
[0052] C3、利用隨機(jī)取樣一致算法，剔除錯(cuò)誤的吻合對(duì)；
[0053] C4、采用非線性最小二乘算法提高隨機(jī)取樣一致算法對(duì)圖像變換的準(zhǔn)確率；
[0054] C5、確定高清球機(jī)重合邊界，提取某一高清球機(jī)背景圖像中吻合成功的尺度不變 特征轉(zhuǎn)換識(shí)別點(diǎn)所在位置的橫坐標(biāo) Xi，計(jì)算識(shí)別點(diǎn)橫坐標(biāo)平均值久最終圖像橫坐標(biāo)x= 5 時(shí)為觸發(fā)邊界，根據(jù)確定的重合邊界進(jìn)行圖像組合；
[0055] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述第二圖像定位單元對(duì)監(jiān)控車輛進(jìn)行定位追蹤具體包 括：
[0056] D1、當(dāng)車輛進(jìn)入第一個(gè)高清球機(jī)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)，標(biāo)記車輛區(qū)域后，應(yīng)用連續(xù)自適應(yīng)的 MeanShift算法進(jìn)行車輛定位，確定對(duì)應(yīng)于標(biāo)記車輛的定位框；
[0057] D2、當(dāng)追蹤過程中遇到遮擋、重合、會(huì)車等復(fù)雜情況導(dǎo)致連續(xù)自適應(yīng)的MeanShift 算法的計(jì)算目標(biāo)的定位框突然變大或者變小時(shí)，利用運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法暫時(shí)替代連續(xù)自適應(yīng) 的MeanShift算法，維持定位框的大小，在定位框到達(dá)新的位置時(shí)再調(diào)用連續(xù)自適應(yīng)的 MeanShift算法查找目標(biāo)；
[0058] D3、當(dāng)車輛從一個(gè)高清球機(jī)A監(jiān)控區(qū)域內(nèi)進(jìn)入下一個(gè)高清球機(jī)B監(jiān)控區(qū)域內(nèi)時(shí)，將 車輛的車牌號(hào)碼特征信息作為識(shí)別要素，并將車輛的定位框大小也傳遞給下一個(gè)高清球機(jī) B，高清球機(jī)A利用獲得的目標(biāo)車輛車牌號(hào)碼的反向投影進(jìn)行定位，當(dāng)車輛駛?cè)敫咔迩驒C(jī)A 與下一個(gè)鄰接高清球機(jī)B的重合邊界時(shí)觸發(fā)高清球機(jī)B的檢測(cè)操作，同時(shí)高清球機(jī)A將車 牌號(hào)碼特征傳遞給高清球機(jī)B，并預(yù)測(cè)車輛將在B的監(jiān)控區(qū)域中出現(xiàn)的位置，高清球機(jī)B會(huì) 在預(yù)測(cè)位置附近進(jìn)行檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)與上一個(gè)高清球機(jī)傳遞過來的車牌號(hào)碼特征相同的區(qū) 域則認(rèn)定為定位目標(biāo)，進(jìn)行定位。
[0059] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，基于運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法具體包括：
[0060] 連續(xù)自適應(yīng)的MeanShift目標(biāo)定位框采用雅克比函數(shù)表示，計(jì)算定位區(qū)域的重 心，也即定位框的中央，并通過定位框的方向表示目標(biāo)車輛的車身方向；車輛在行駛過程中 隨著路面狀況會(huì)改變行駛方向，表現(xiàn)在速度方向的改變和車身方向的調(diào)整；
[0061] 設(shè)在t時(shí)車輛〇的重心為〇t (x (t)，y⑴），由于兩幀之間時(shí)間很短，車道比較平滑， 車輛的運(yùn)動(dòng)變化較小，根據(jù)車輛在前兩幀的運(yùn)動(dòng)方式預(yù)測(cè)車輛在第三幀的位置；通過三個(gè) 狀態(tài)向量s(t-l)，S(t)，S(t+1)保存目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)信息，其中

【權(quán)利要求】
1. 一種人車自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括多個(gè)間隔設(shè)置的高清球機(jī)、GI^校準(zhǔn)單元、目 標(biāo)特征獲取單元、目標(biāo)類型識(shí)別單元、多個(gè)濾波消噪單元、圖像組合單元、第一圖像定位單 元、第二圖像定位單元、低速運(yùn)動(dòng)定位單元、間距確定單元、行人運(yùn)動(dòng)信息獲取單元、W及數(shù) 據(jù)庫(kù)單元。 其中，所述GI^校準(zhǔn)單元、目標(biāo)特征獲取單元和濾波消噪單元分別連接多個(gè)高清球機(jī)， 所述目標(biāo)類型識(shí)別單元輸入端連接目標(biāo)特征獲取單元，輸出端連接圖像組合單元和第一圖 像定位單元，所述圖像組合單元還連接濾波消噪單元和第二圖像定位單元，所述第一圖像 定位單元依次連接間距確定單元、低速運(yùn)動(dòng)定位單元W及行人運(yùn)動(dòng)信息獲取單元，所述第 二圖像定位單元和行人運(yùn)動(dòng)信息獲取單元還連接數(shù)據(jù)庫(kù)單元。
2. -種如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述多個(gè)間隔設(shè)置的高清球機(jī)用于獲取監(jiān)控范圍內(nèi) 的目標(biāo)視頻圖像，所述目標(biāo)包括行人和車輛； 所述GI^校準(zhǔn)單元用于多個(gè)高清球機(jī)的精確時(shí)間同步； 所述目標(biāo)特征獲取單元用于根據(jù)高清球機(jī)獲取的視頻圖像獲取監(jiān)控范圍內(nèi)目標(biāo)的類 型特征； 所述目標(biāo)類型識(shí)別單元用于根據(jù)目標(biāo)特征獲取單元獲取的類型特征判斷監(jiān)控目標(biāo)是 行人還是車輛。
3. -種如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，所述濾波消噪單元用于對(duì)高清球機(jī)獲取的目標(biāo)視頻 圖像進(jìn)行濾波和消噪處理。
4. 一種如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，所述圖像組合單元連接濾波消噪單元，用于當(dāng)目標(biāo) 類型識(shí)別單元判斷目標(biāo)類型是車輛時(shí)，組合多個(gè)高清球機(jī)的同一目標(biāo)的視頻圖像； 所述第二圖像定位單元用于對(duì)監(jiān)控車輛進(jìn)行定位追蹤，并把相關(guān)信息發(fā)送至數(shù)據(jù)庫(kù)保 存。
5. -種如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，所述第一圖像定位單元連接濾波消噪單元，用于行 人面部區(qū)域的定位； 所述間距確定單元用于確定行人面部區(qū)域位置與高清球機(jī)的距離范圍； 所述低速運(yùn)動(dòng)定位單元用于根據(jù)間距確定單元確定的距離范圍，對(duì)行人的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn) 行追蹤； 所述行人運(yùn)動(dòng)信息獲取單元用于獲取第一圖像定位單元確定的行人定位信息、間距確 定單元確定的距離范圍信息、W及低速運(yùn)動(dòng)定位單元確定的行人運(yùn)動(dòng)軌跡信息，并將上述 信息發(fā)送至數(shù)據(jù)庫(kù)單元。
6. -種如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，所述第一圖像定位單元用于行人面部區(qū)域的定位包 括： 根據(jù)其中一個(gè)高清球機(jī)獲取的行人視頻圖像檢測(cè)圖像中是否包括可辨識(shí)的面部區(qū)域； 如果面部區(qū)域不能辨識(shí)，則通過高清球機(jī)重新獲取視頻圖像； 當(dāng)檢測(cè)到面部區(qū)域后，對(duì)面部區(qū)域進(jìn)行追蹤，并通過交互信息使高清球機(jī)將面部區(qū)域 保持在整體圖像中央。
【文檔編號(hào)】G06K9/00GK104469328SQ201510004801
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2015年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月6日
【發(fā)明者】鄒剛, 蔣濤 申請(qǐng)人:成都新舟銳視科技有限公司