基于智能視頻分析的人員跟蹤方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種跟蹤方法，特別是一種基于智能視頻分析的人員跟蹤方法。
【背景技術(shù)】
[0002]安全問(wèn)題是今天所有的政府部門(mén)，企事業(yè)單位所非常重視的問(wèn)題，視頻監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)成為公安機(jī)關(guān)打擊犯罪對(duì)付恐怖主義的有效手段，視頻監(jiān)控系統(tǒng)也開(kāi)始邁向規(guī)?；ㄔO(shè)，目前已經(jīng)安裝了數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的監(jiān)控?cái)z像機(jī)。這些攝像機(jī)一般由繁忙的安全人員值守，用于監(jiān)控，存儲(chǔ)，或回放錄像。過(guò)多的攝像機(jī)使值班人員疲于應(yīng)付，無(wú)法發(fā)揮出實(shí)時(shí)監(jiān)控的能力，這種被動(dòng)式的，事后查驗(yàn)的方法根本不能提供一種滿足當(dāng)今需要的實(shí)時(shí)安全監(jiān)控，這種情況下既增加了破案難度，又浪費(fèi)了大量的警力。
[0003]解決以上問(wèn)題的一個(gè)有效方法是對(duì)視頻進(jìn)行智能分析。智能視頻分析技術(shù)是通過(guò)借助計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力對(duì)視頻內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，過(guò)濾掉不相關(guān)的信息，僅僅提取視頻中的關(guān)鍵信息，并針對(duì)違法事件自動(dòng)報(bào)警的監(jiān)控方式，是新一代的監(jiān)控系統(tǒng)。智能視頻分析技術(shù)將傳統(tǒng)的事后取證的監(jiān)控方式變?yōu)槭虑邦A(yù)防和實(shí)時(shí)報(bào)警的監(jiān)控方式。

【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，提供一種基于智能視頻分析的人員跟蹤方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)多目標(biāo)跟蹤，能夠同時(shí)跟蹤多達(dá)64個(gè)目標(biāo)，能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)被遮擋時(shí)間不超過(guò)3秒的連續(xù)跟蹤，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)多目標(biāo)交匯前和分離后的準(zhǔn)確跟蹤。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:基于智能視頻分析的人員跟蹤方法，它包括如下子步驟:
S1:內(nèi)容分析:對(duì)圖像內(nèi)容進(jìn)行分析，剔除無(wú)用的背景信息；
52:對(duì)象識(shí)別:根據(jù)不同的活動(dòng)目標(biāo)的大小、運(yùn)動(dòng)速度及運(yùn)動(dòng)規(guī)律準(zhǔn)確識(shí)別出人員、動(dòng)物、車(chē)輛或其他對(duì)象，分離出重要信息；
53:定位跟蹤:在復(fù)雜背景下實(shí)時(shí)地對(duì)活動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行定位和跟蹤；目標(biāo)被小遮擋物遮擋后繼續(xù)進(jìn)行跟蹤；
54:目標(biāo)預(yù)測(cè):對(duì)目標(biāo)質(zhì)心位移，速度和加速度等狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)和濾波；
55:分析對(duì)比:將活動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與制定的安全規(guī)則進(jìn)行比對(duì)，確認(rèn)活動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)的安全性；
56:返回預(yù)置位置:目標(biāo)跟蹤完成后自動(dòng)返回當(dāng)前設(shè)置的預(yù)置位置。
[0006]所述的步驟SI中的背景信息包括靜態(tài)信息和動(dòng)態(tài)信息，靜態(tài)信息包括地面、建筑物，動(dòng)態(tài)信息包括風(fēng)吹草動(dòng)、水波、雨雪、樹(shù)影。
[0007]所述的對(duì)象識(shí)別采用基于改進(jìn)高斯混合模型的視頻圖像背景建模與更新方法。
[0008]所述的步驟S3中的安全規(guī)則包括安全界線、安全范圍。
[0009]它還包括一個(gè)報(bào)警步驟，活動(dòng)目標(biāo)超過(guò)安全規(guī)則的安全界線，視頻分析系統(tǒng)激活報(bào)警，提示監(jiān)控人員予以關(guān)注，或者進(jìn)行處理。
[0010]所述的分析對(duì)比采用圖像識(shí)別的異常行為識(shí)別方法，它包括:
1)設(shè)定人體行為由一系列短時(shí)人體動(dòng)作構(gòu)成，將行為表示為時(shí)間域上人體動(dòng)作的合理組合，對(duì)短時(shí)動(dòng)作進(jìn)行識(shí)別；
2)設(shè)定在公共安防場(chǎng)景下的異常行為的短時(shí)動(dòng)作；
3)采用運(yùn)動(dòng)能量圖MEI和運(yùn)動(dòng)歷史圖MHI捕捉視頻序列中的人體運(yùn)動(dòng)信息，將時(shí)序短時(shí)人體運(yùn)動(dòng)壓縮在一幅圖像中；
4)對(duì)圖像進(jìn)行識(shí)別。
[0011]所述的定位跟蹤采用基于尺度不變特征與粒子濾波的視頻目標(biāo)跟蹤方法進(jìn)行跟足示O
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供了一種基于智能視頻分析的人員跟蹤方法，該方法實(shí)現(xiàn)了多目標(biāo)跟蹤，能夠同時(shí)跟蹤多達(dá)64個(gè)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)被遮擋時(shí)間不超過(guò)3秒的連續(xù)跟蹤，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)多目標(biāo)交匯前和分離后的準(zhǔn)確跟蹤。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的方法流程框圖；
圖2為異常行為識(shí)別方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]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。
[0015]如圖1所示，智能視頻分析人員跟蹤方法，它包括如下子步驟:
S1:內(nèi)容分析:對(duì)圖像內(nèi)容進(jìn)行分析，剔除無(wú)用的背景信息，例如:地面、建筑物等靜態(tài)信息以及風(fēng)吹草動(dòng)、水波、雨雪、樹(shù)影等動(dòng)態(tài)信息都能夠經(jīng)智能視頻分析被判斷為背景信息，而重要信息則是人、車(chē)等活動(dòng)信息。
[0016]S2:對(duì)象識(shí)別:根據(jù)不同的活動(dòng)目標(biāo)的大小、運(yùn)動(dòng)速度及運(yùn)動(dòng)規(guī)律準(zhǔn)確識(shí)別出人員、動(dòng)物、車(chē)輛或其他對(duì)象，分離出重要信息；
53:定位跟蹤:在復(fù)雜背景下實(shí)時(shí)地對(duì)活動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行定位和跟蹤；目標(biāo)被小遮擋物遮擋后繼續(xù)進(jìn)行跟蹤；
54:目標(biāo)預(yù)測(cè):對(duì)目標(biāo)質(zhì)心位移，速度和加速度等狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)和濾波；
55:分析對(duì)比:將活動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與制定的安全規(guī)則進(jìn)行比對(duì)，確認(rèn)活動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)的安全性；
56:返回預(yù)置位置:目標(biāo)跟蹤完成后自動(dòng)返回當(dāng)前設(shè)置的預(yù)置位置。
[0017]所述的對(duì)象識(shí)別采用基于改進(jìn)高斯混合模型的視頻圖像背景建模與更新方法，在對(duì)高斯混合模型背景建模技術(shù)的原理和缺陷進(jìn)行深入分析研宄的基礎(chǔ)上，根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)該算法的背景建模時(shí)機(jī)、模型更新機(jī)制、顏色模型、陰影模型、背景微動(dòng)模型等方面進(jìn)行改進(jìn)，提高其實(shí)時(shí)性和抗干擾性。
[0018]所述的步驟S3中的安全規(guī)則包括安全界線、安全范圍。
[0019]它還包括一個(gè)報(bào)警步驟，活動(dòng)目標(biāo)超過(guò)安全規(guī)則的安全界線，視頻分析系統(tǒng)激活報(bào)警，提示監(jiān)控人員予以關(guān)注，或者進(jìn)行處理。例如:在圖像中指定的區(qū)域設(shè)定“虛擬”的安全界線，一旦識(shí)別“目標(biāo)對(duì)象”跨越這一安全界線，系統(tǒng)就激活報(bào)警，提示監(jiān)控人員予以關(guān)注，提高了報(bào)警精確度和響應(yīng)速度。
[0020]如圖2所示，所述的分析對(duì)比采用圖像識(shí)別的異常行為識(shí)別方法，它包括:
1)設(shè)定人體行為由一系列短時(shí)人體動(dòng)作構(gòu)成，將行為表示為時(shí)間域上人體動(dòng)作的合理組合，對(duì)短時(shí)動(dòng)作進(jìn)行識(shí)別；
2)設(shè)定在公共安防場(chǎng)景下的異常行為的短時(shí)動(dòng)作；
3)采用運(yùn)動(dòng)能量圖MEI和運(yùn)動(dòng)歷史圖MHI捕捉視頻序列中的人體運(yùn)動(dòng)信息，將時(shí)序短時(shí)人體運(yùn)動(dòng)壓縮在一幅圖像中，有助于避免復(fù)雜的視覺(jué)跟蹤問(wèn)題；
4)對(duì)圖像進(jìn)行識(shí)別。
[0021]所述的定位跟蹤采用基于尺度不變特征與粒子濾波的視頻目標(biāo)跟蹤方法進(jìn)行跟蹤，針對(duì)復(fù)雜環(huán)境下的多目標(biāo)跟蹤問(wèn)題，結(jié)合尺度不變特征對(duì)光線、視角、距離、目標(biāo)大小等因素的魯棒性和粒子濾波視頻目標(biāo)跟蹤算法的抗遮擋性，提出一種基于算法融合的復(fù)雜環(huán)境視頻目標(biāo)跟蹤算法，成功的解決復(fù)雜環(huán)境和遮擋條件下的多目標(biāo)跟蹤問(wèn)題。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于智能視頻分析的人員跟蹤方法，其特征在于:它包括如下子步驟: S1:內(nèi)容分析:對(duì)圖像內(nèi)容進(jìn)行分析，剔除無(wú)用的背景信息； 52:對(duì)象識(shí)別:根據(jù)不同的活動(dòng)目標(biāo)的大小、運(yùn)動(dòng)速度及運(yùn)動(dòng)規(guī)律準(zhǔn)確識(shí)別出人員、動(dòng)物、車(chē)輛或其他對(duì)象，分離出重要信息； 53:定位跟蹤:在復(fù)雜背景下實(shí)時(shí)地對(duì)活動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行定位和跟蹤；目標(biāo)被小遮擋物遮擋后繼續(xù)進(jìn)行跟蹤； 54:目標(biāo)預(yù)測(cè):對(duì)目標(biāo)質(zhì)心位移，速度和加速度等狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)和濾波； 55:分析對(duì)比:將活動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與制定的安全規(guī)則進(jìn)行比對(duì)，確認(rèn)活動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)的安全性； 56:返回預(yù)置位置:目標(biāo)跟蹤完成后自動(dòng)返回當(dāng)前設(shè)置的預(yù)置位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能視頻分析的人員跟蹤方法，其特征在于:所述的步驟SI中的背景信息包括靜態(tài)信息和動(dòng)態(tài)信息，靜態(tài)信息包括地面、建筑物，動(dòng)態(tài)信息包括風(fēng)吹草動(dòng)、水波、雨雪、樹(shù)影。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能視頻分析的人員跟蹤方法，其特征在于:所述的對(duì)象識(shí)別采用基于改進(jìn)高斯混合模型的視頻圖像背景建模與更新方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能視頻分析的人員跟蹤方法，其特征在于:所述的步驟S3中的安全規(guī)則包括安全界線、安全范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能視頻分析的人員跟蹤方法，其特征在于:它還包括一個(gè)報(bào)警步驟，活動(dòng)目標(biāo)超過(guò)安全規(guī)則的安全界線，視頻分析系統(tǒng)激活報(bào)警，提示監(jiān)控人員予以關(guān)注，或者進(jìn)行處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能視頻分析的人員跟蹤方法，其特征在于:所述的分析對(duì)比采用圖像識(shí)別的異常行為識(shí)別方法，它包括: 1)設(shè)定人體行為由一系列短時(shí)人體動(dòng)作構(gòu)成，將行為表示為時(shí)間域上人體動(dòng)作的合理組合，對(duì)短時(shí)動(dòng)作進(jìn)行識(shí)別； 2)設(shè)定在公共安防場(chǎng)景下的異常行為的短時(shí)動(dòng)作； 3)采用運(yùn)動(dòng)能量圖MEI和運(yùn)動(dòng)歷史圖MHI捕捉視頻序列中的人體運(yùn)動(dòng)信息，將時(shí)序短時(shí)人體運(yùn)動(dòng)壓縮在一幅圖像中； 4)對(duì)圖像進(jìn)行識(shí)別。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能視頻分析的人員跟蹤方法，其特征在于:所述的定位跟蹤采用基于尺度不變特征與粒子濾波的視頻目標(biāo)跟蹤方法進(jìn)行跟蹤。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于智能視頻分析的人員跟蹤方法，它包括如下步驟：對(duì)圖像內(nèi)容進(jìn)行分析，剔除無(wú)用的背景信息；根據(jù)不同的活動(dòng)目標(biāo)的大小、運(yùn)動(dòng)速度及運(yùn)動(dòng)規(guī)律準(zhǔn)確識(shí)別出人員、動(dòng)物、車(chē)輛或其他對(duì)象，分離出重要信息；將活動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與制定的安全規(guī)則進(jìn)行比對(duì)，確認(rèn)活動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)的安全性；在復(fù)雜背景下實(shí)時(shí)地對(duì)活動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行定位和跟蹤；對(duì)目標(biāo)質(zhì)心位移，速度和加速度等狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)和濾波；目標(biāo)被小遮擋物遮擋后繼續(xù)進(jìn)行跟蹤；目標(biāo)跟蹤完成后自動(dòng)返回當(dāng)前設(shè)置的預(yù)置位置。本發(fā)明提供了一種智能視頻分析人員跟蹤方法，該方法實(shí)現(xiàn)了多目標(biāo)跟蹤，實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)被遮擋時(shí)間不超過(guò)3秒的連續(xù)跟蹤，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)多目標(biāo)交匯前和分離后的準(zhǔn)確跟蹤。
【IPC分類(lèi)】G06T7-20
【公開(kāi)號(hào)】CN104637071
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510042799
【發(fā)明人】曾立軍, 蒲澤新
【申請(qǐng)人】四川君逸易視科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年1月28日