專利名稱：一種多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于視頻監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展和計算機性能的提高，智能監(jiān)控系統(tǒng)被廣泛地應用于人們的日常生活中，如超市和小區(qū)所安裝的安全監(jiān)控系統(tǒng)，銀行設置的柜臺監(jiān)控等。智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究涉及模式識別、計算機視覺和人工智能領(lǐng)域的許多核心課題，并且要運用到視頻運動目標檢測、運動目標跟蹤、目標分類、行為理解以及自動控制等方面的技術(shù)。然而現(xiàn)有的很多智能監(jiān)控系統(tǒng)往往欠缺自動的多方位視頻目標跟蹤檢測功能，通常要監(jiān)控人員持續(xù)地監(jiān)控屏幕，通過解釋獲得的視頻信息，然后做出相應的決策，但讓監(jiān)控人員長期盯著眾多的電視監(jiān)控器是一項繁重的工作，特別是當監(jiān)控點較多時，監(jiān)控人員幾乎無法做到全面完整的監(jiān)控。更重要的是，在進行遠處監(jiān)控時，需要人工對目標物的正面使用攝像機的手動變焦控制進行特寫放大。并且由于大多數(shù)監(jiān)控場景出現(xiàn)異常的情況畢竟為少數(shù)，這樣人工監(jiān)控不僅造成巨大的人力浪費，而且很容易使得監(jiān)控人員思想松懈從而導致漏報。如果發(fā)生了漏報(警)，事后在錄像中可能由于沒有對目標足夠大分辨率的畫面而不能辨認，這在許多不容閃失的重要場所(如銀行金庫、軍用倉庫等場合)是不能容忍的。 此外在手動控制云臺實現(xiàn)攝像機對物體的實時跟蹤中，還可能存在人為跟蹤誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在不增加設備復雜度的前提下，提供一種多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，它可以對監(jiān)視場景進行實時監(jiān)控，能自動檢測出闖入目標，并對運動目標進行自動檢測跟蹤、目標物全貌變焦放大拍攝、分類理解，從而利用計算機來代替監(jiān)控人員完成監(jiān)控，同時兼顧實時性和魯棒性。為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括圖像采集模塊通過攝像頭和視頻采集卡采集圖像；攝像頭標定模塊將采集到的圖像與三維空間中的物體建立映射關(guān)系；云臺控制模塊控制攝像頭轉(zhuǎn)動；運動目標檢測模塊提取并精確定位圖像中的運動物體；目標跟蹤模塊跟蹤運動目標，預測運動目標下一幀位置，并通過云臺控制模塊控制攝像頭轉(zhuǎn)動跟蹤運動目標；圖像抓拍模塊抓拍運動目標圖像。上述多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述云臺控制模塊通過串口連接器連接計算機和攝像頭，并通過指令系統(tǒng)控制攝像頭轉(zhuǎn)動。上述多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述運動目標檢測模塊采用基于混合高斯模型的背景差分法來提取運動目標。上述多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述運動目標檢測模塊采用投影法來實現(xiàn)運動目標精確定位。
上述多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述目標跟蹤模塊通過Kalman濾波器預測運動目標的可能位置，在預測區(qū)域利用模板匹配法完成匹配，判斷目標在實時圖像的位置，并依據(jù)運動目標面積設置閾值，進行模板自動更新。上述多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述目標跟蹤模塊通過運動目標中心的運動矢量控制攝像頭轉(zhuǎn)動。上述多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述圖像抓拍模塊采用基于梯度極值方法和目標實際運動矢量抓拍運動目標圖像。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點結(jié)合攝像頭標定和云臺控制技術(shù)，加強云臺控制精度，提出基于梯度極值方法和目標實際運動矢量抓拍方法，使得運動目標始終在視覺范圍內(nèi)出現(xiàn)，并自動對運動目標進行清晰抓拍，能更好地獲取運動目標全貌；對不同的光照條件和不同的環(huán)境條件具有相當?shù)倪m應性，并兼顧了整個系統(tǒng)的運行速度和CPU利用率；實用價值高且應用前景廣泛，不但能高效地完成安全保障任務，還能節(jié)省人力物力。下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行進一步的說明。


圖1是本發(fā)明多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)中目標跟蹤模塊的流程圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖1所示的多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括圖像采集模塊，主要通過攝像頭和視頻采集卡采集圖像；攝像頭標定模塊主要將采集到的圖像與三維空間中的物體建立映射關(guān)系；云臺控制模塊，主要是通過串口連接器連接計算機和攝像頭，并通過指令系統(tǒng)控制攝像頭轉(zhuǎn)動；運動目標檢測模塊，用于提取并精確定位圖像中的運動物體； 目標跟蹤模塊，用于跟蹤運動目標，預測運動目標下一幀位置，并通過云臺控制模塊控制攝像頭轉(zhuǎn)動跟蹤運動目標；圖像抓拍模塊，用于抓拍運動目標圖像。所述的多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)中的運動目標檢測模塊采用基于混合高斯模型的背景差分法來提取運動目標，采用投影法來實現(xiàn)運動目標精確定位。所述的多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)中的目標跟蹤模塊通過Kalman 濾波器預測運動目標的可能位置，在預測區(qū)域利用模板匹配法完成匹配，判斷目標在實時圖像的位置，并依據(jù)運動目標面積設置閾值，進行模板自動更新。所述的多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)中的目標跟蹤模塊通過運動目標中心的運動矢量控制攝像頭轉(zhuǎn)動。所述的多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)中的圖像抓拍模塊采用基于梯度極值方法和目標實際運動矢量抓拍運動目標圖像。圖2為本發(fā)明多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)中目標跟蹤模塊的流程圖，目標跟蹤模塊首先根據(jù)運動目標檢測模塊標定的運動目標定義匹配模板，并采集下一幀運動目標圖像，利用Kalman濾波器預測運動目標的可能位置，在預測區(qū)域利用模板匹配法完成匹配，判斷目標在實時圖像的位置，并依據(jù)運動目標面積設置閾值，進行模板自動更新，最后通過云臺控制模塊控制攝像頭轉(zhuǎn)動跟蹤運動目標。 以上僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明做任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)的變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括圖像采集模塊通過攝像頭和視頻采集卡采集圖像；攝像頭標定模塊將采集到的圖像與三維空間中的物體建立映射關(guān)系；云臺控制模塊控制攝像頭轉(zhuǎn)動；運動目標檢測模塊提取并精確定位圖像中的運動物體；目標跟蹤模塊跟蹤運動目標，預測運動目標下一幀位置，并通過云臺控制模塊控制攝像頭轉(zhuǎn)動跟蹤運動目標；圖像抓拍模塊抓拍運動目標圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述云臺控制模塊通過串口連接器連接計算機和攝像頭，并通過指令系統(tǒng)控制攝像頭轉(zhuǎn)動。
3.如權(quán)利要求1所述的多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述運動目標檢測模塊采用基于混合高斯模型的背景差分法來提取運動目標。
4.如權(quán)利要求3所述的多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述運動目標檢測模塊采用投影法來實現(xiàn)運動目標精確定位。
5.如權(quán)利要求1所述的多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述目標跟蹤模塊通過Kalman濾波器預測運動目標的可能位置，在預測區(qū)域利用模板匹配法完成匹配，判斷目標在實時圖像的位置，并依據(jù)運動目標面積設置閾值，進行模板自動更新。
6.如權(quán)利要求5所述的多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述目標跟蹤模塊通過運動目標中心的運動矢量控制攝像頭轉(zhuǎn)動。
7.如權(quán)利要求1所述的多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述圖像抓拍模塊采用基于梯度極值方法和目標實際運動矢量抓拍運動目標圖像。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多方位視頻目標跟蹤檢測的智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括通過攝像頭和視頻采集卡采集圖像的圖像采集模塊，將采集到的圖像與三維空間中的物體建立映射關(guān)系的攝像頭標定模塊，控制攝像頭轉(zhuǎn)動的云臺控制模塊，提取并精確定位圖像中的運動物體的運動目標檢測模塊，跟蹤運動目標并預測運動目標下一幀位置同時通過云臺控制模塊控制攝像頭轉(zhuǎn)動跟蹤運動目標的目標跟蹤模塊，抓拍運動目標圖像的圖像抓拍模塊。本發(fā)明可以實現(xiàn)監(jiān)視場景的實時監(jiān)控，能自動檢測出闖入目標，并對運動目標進行自動檢測跟蹤、目標物全貌變焦放大拍攝、分類理解，從而利用計算機來代替監(jiān)控人員完成監(jiān)控，同時兼顧實時性和魯棒性。
文檔編號H04N7/18GK102307297SQ20111027026
公開日2012年1月4日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者倪冬瑋, 劉曉梅, 張凈, 王雷強, 盛平, 郭洋洋, 陸濟遠, 韋洋 申請人:鎮(zhèn)江江大科茂信息系統(tǒng)有限責任公司