視頻監(jiān)控中移動(dòng)目標(biāo)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(dòng)目標(biāo)的定位方法，包括以下步驟：在監(jiān)控區(qū)域選擇四個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，獲取該四個(gè)點(diǎn)在監(jiān)控圖像上的像素坐標(biāo)和真實(shí)場(chǎng)景中位置坐標(biāo)的映射關(guān)系；從視頻監(jiān)控系統(tǒng)中獲取實(shí)時(shí)視頻圖像，并對(duì)圖像進(jìn)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(yùn)動(dòng)目標(biāo)在圖像中的矩形數(shù)據(jù)；以及根據(jù)獲取的移動(dòng)目標(biāo)矩形數(shù)據(jù)結(jié)合前述映射關(guān)系，計(jì)算該運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在真實(shí)場(chǎng)景中的位置坐標(biāo)。本發(fā)明的定位方法通過對(duì)視頻圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，提取出其中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，并對(duì)其位置進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，獲取其在真實(shí)場(chǎng)景中的實(shí)時(shí)坐標(biāo)位置，可為多種監(jiān)控應(yīng)用如報(bào)警、測(cè)距、地圖顯示等提供有效數(shù)據(jù)支持，具有很高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【專利說明】視頻監(jiān)控中移動(dòng)目標(biāo)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(dòng)目標(biāo)的定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，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。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，在安防，公共事務(wù)，應(yīng)急事件處理，環(huán)境監(jiān)測(cè)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(dòng)目標(biāo)的定位方法，通過對(duì)視頻圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，提取出其中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，并對(duì)其位置進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，獲取其在真實(shí)場(chǎng)景中的實(shí)時(shí)坐標(biāo)位置。
[0004]為達(dá)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(dòng)目標(biāo)的定位方法，包括以下步驟:
[0006]在監(jiān)控區(qū)域選擇四個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，獲取該四個(gè)點(diǎn)在監(jiān)控圖像上的像素坐標(biāo)和真實(shí)位置坐標(biāo)的映射關(guān)系；
[0007]從視頻監(jiān)控系統(tǒng)中獲取實(shí)時(shí)視頻圖像，并對(duì)圖像進(jìn)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(yùn)動(dòng)目標(biāo)在圖像中的矩形數(shù)據(jù)；以及
[0009]根據(jù)獲取的移動(dòng)目標(biāo)矩形數(shù)據(jù)結(jié)合前述映射關(guān)系，計(jì)算該運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在真實(shí)場(chǎng)景中的位置坐標(biāo)。
[0010]進(jìn)一步，前述方法中，從視頻監(jiān)控系統(tǒng)中獲取實(shí)時(shí)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(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)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(yùn)動(dòng)目標(biāo)前景圖像；
[0013]3)對(duì)提取的前景圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行二值化處理，使圖像數(shù)據(jù)更容易被計(jì)算和處理；
[0014]4 )對(duì)二值化圖像進(jìn)行輪廓查找計(jì)算，獲得一個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在圖像上的矩形數(shù)據(jù)。
[0015]進(jìn)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(yùn)動(dòng)目標(biāo)在圖像中的矩形數(shù)據(jù)時(shí)，取獲取的矩形數(shù)據(jù)的底邊中心點(diǎn)坐標(biāo)做為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在監(jiān)控顯示區(qū)域的位置坐標(biāo)。
[0016]進(jìn)一步，前述映射關(guān)系的表達(dá)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(gè)空間坐標(biāo)點(diǎn)(x，y，1)，T為一個(gè)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(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)通過計(jì)算而獲取。
[0023]進(jìn)一步，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在真實(shí)場(chǎng)景中位置坐標(biāo)的計(jì)算如下:根據(jù)分析處理得到的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在圖像中的位置坐標(biāo)，利用如下公式計(jì)算運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在真實(shí)場(chǎng)景中的位置坐標(biāo):
[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(duì)視頻圖像的分析和處理，能夠?qū)⒁曨l中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行分析和提取，并計(jì)算其在真實(shí)場(chǎng)景中的位置坐標(biāo)，為多種監(jiān)控應(yīng)用如報(bào)警，測(cè)距，地圖顯示等提供有效數(shù)據(jù)支持，具有很高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明較優(yōu)實(shí)施例的定位方法的實(shí)現(xiàn)流程示意圖。
[0027]圖2為圖1實(shí)施例中監(jiān)控區(qū)域內(nèi)測(cè)量點(diǎn)的示意圖。
[0028]圖3為圖2中測(cè)量點(diǎn)的投射關(guān)系示意圖。
【具體實(shí)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(shí)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(shí)施例，視頻監(jiān)控中移動(dòng)目標(biāo)的定位方法，包括以下步驟:在監(jiān)控區(qū)域選擇四個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，獲取該四個(gè)點(diǎn)在監(jiān)控圖像上的像素坐標(biāo)和真實(shí)位置坐標(biāo)的映射關(guān)系；從視頻監(jiān)控系統(tǒng)中獲取實(shí)時(shí)視頻圖像，并對(duì)圖像進(jìn)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(yùn)動(dòng)目標(biāo)在圖像中的矩形數(shù)據(jù)；以及根據(jù)獲取的移動(dòng)目標(biāo)矩形數(shù)據(jù)結(jié)合前述映射關(guān)系，計(jì)算該運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在真實(shí)場(chǎng)景中的位置坐標(biāo)。
[0031]如圖2所示，本實(shí)施例中，預(yù)先對(duì)監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行一些測(cè)量工作，首先在監(jiān)控區(qū)域上標(biāo)記A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)，這四個(gè)點(diǎn)的像素坐記為(xl, yl)、(x2, y2)、(x3, y3)、(x4, y4),然后在真實(shí)場(chǎng)地實(shí)測(cè)A、B、C、D四點(diǎn)的位置坐標(biāo)，本實(shí)施例中以A點(diǎn)為真實(shí)場(chǎng)景的原點(diǎn)坐標(biāo)，以AD為X軸，A點(diǎn)真實(shí)場(chǎng)景坐標(biāo)為(0，0)，真實(shí)場(chǎng)景坐標(biāo)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(shí)時(shí)視頻圖像并將圖像轉(zhuǎn)換為矩陣數(shù)據(jù)時(shí)，首先從視頻監(jiān)控系統(tǒng)中獲取實(shí)時(shí)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(jì)算的矩陣數(shù)據(jù):
[0033]1)對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)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(yùn)動(dòng)目標(biāo)前景圖像；
[0035]3)對(duì)提取的前景圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行二值化處理，使圖像數(shù)據(jù)更容易被計(jì)算和處理；
[0036]4)對(duì)二值化圖像進(jìn)行輪廓查找計(jì)算，獲得一個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)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(yùn)動(dòng)目標(biāo)在圖像中的矩形數(shù)據(jù)時(shí)，取獲取的矩形數(shù)據(jù)的底邊中心點(diǎn)坐標(biāo)做為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在監(jiān)控顯示區(qū)域的位置坐標(biāo)。
[0038]參考圖2及圖3所示的測(cè)量點(diǎn)位置及其投射關(guān)系示意圖，根據(jù)凸透鏡成像原理，真實(shí)平面上的每一點(diǎn)可近似為經(jīng)過攝像機(jī)鏡頭的中心投射到(XD上。這種映射關(guān)系在數(shù)學(xué)上可以表示為真實(shí)坐標(biāo)R (xl, yl, 1)XT=I,其中I是圖像上一個(gè)空間坐標(biāo)點(diǎn)(x，y, 1)，T為一個(gè)3 X 3矩陣，公式經(jīng)數(shù)學(xué)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(dòng)目標(biāo)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(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，獲取該四個(gè)點(diǎn)在監(jiān)控圖像上的像素坐標(biāo)和真實(shí)場(chǎng)景中位置坐標(biāo)的映射關(guān)系；從視頻監(jiān)控系統(tǒng)中獲取實(shí)時(shí)視頻圖像，并對(duì)圖像進(jìn)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(yùn)動(dòng)目標(biāo)在圖像中的矩形數(shù)據(jù)；以及根據(jù)獲取的移動(dòng)目標(biāo)矩形數(shù)據(jù)結(jié)合前述映射關(guān)系，計(jì)算該運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在真實(shí)場(chǎng)景中的位置坐標(biāo)。
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(shí)時(shí)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(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)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(yùn)動(dòng)目標(biāo)前景圖像；3)對(duì)提取的前景圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行二值化處理，使圖像數(shù)據(jù)更容易被計(jì)算和處理；4)對(duì)二值化圖像進(jìn)行輪廓查找計(jì)算，獲得一個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)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(yùn)動(dòng)目標(biāo)在圖像中的矩形數(shù)據(jù)時(shí)，取獲取的矩形數(shù)據(jù)的底邊中心點(diǎn)坐標(biāo)做為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在監(jiān)控顯示區(qū)域的位置坐標(biāo)。
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(dá)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(gè)空間坐標(biāo)點(diǎn)(X，y，1)，Τ為一個(gè)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(yùn)動(dòng)目標(biāo)在真實(shí)場(chǎng)景中位置坐標(biāo)的計(jì)算如下:根據(jù)分析處理得到的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在圖像中的位置坐標(biāo)，利用如下公式計(jì)算運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在真實(shí)場(chǎng)景中的位置坐標(biāo):R (xl, yl, 1) =MXI。
【文檔編號(hào)】H04N7/18GK103686074SQ201310587110
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)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(jìn)東, 趙安 申請(qǐng)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