专利名称：一种分层监控指挥系统及跨摄像头虚拟跟踪方法
技术领域：
本发明属于智能视频处理技术领域，尤其涉及一种新的视频监控平台和运动目标跨摄像头虚拟跟踪方法。
背景技术：
在监控系统快速发展的今天，系统规模越来越大，监控点越来越多，工作人员面对越来越多的监控图像已无暇顾及，随着监控范围的不断扩大，需要对整座桥梁、机场，很长 一段公路或者高层建筑进行监控，大多数摄像机的视场达不到这样大的监控范围，因此对大视场视频监控的要求逐渐增多，逐渐形成了一种高端需求。视频全景拼接作为一种解决方案，也得到了越来越多的关注。随之而来的视频监控系统将扮演着重要的角色。到目前为止，常见的监控设备有2种，第一种是固定摄像头(枪机)，采用枪机对准某个场景进行监控，不足之处是当监控场景较多时，需要在多个地点安装摄像机，在场景间来回切换，当视频路数较多、切换频繁时，监控者容易疲倦，且人的注意力只能集中在部分画面上，第二种是球机，球机监控通过转动球机对周围区域监控，但缺点是球机视野有限，同一时间只能监控一个场景，这样仍然会漏掉部分重要信息。在目标跟踪环节，若是安装球机，可手动控球或自动跟踪目标，但是跟踪效果受很多因素影响，容易发生跟踪失败或目标切换，且跟踪过程中，监控画面视野集中在跟踪目标附近，容易漏掉其它重要信息。若是安装枪机，目标容易出现在多个画面中，画面间切换影响监控人员对视频信息的捕捉，而且枪机安装方向固定，监控场景不会随着目标而改变，较容易丢失跟踪目标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分层监控指挥系统和目标跨摄像头虚拟跟踪方法，旨在解决由于现有的监控系统在监控过程中，多视频画面间频繁切换，导致监控人员注意力分散，且长时间查看多路视频易疲倦，和监控过程中，目标跨摄像头容易跟丢的问题。本发明提供一种分层监控指挥系统，所述系统分为四层，分别为地图层、物理层、拼接场景层和局部信息层；这四层分别采用地图、摄像机拍摄场景、拼接场景和鼠标手动获取局部场景形成这样一个分层监控系统。本发明提供一种分层监控指挥方法，点击电子地图的某监控点A，显示A点安装的多个摄像机拼接获取的场景拼接视频，鼠标选择场景拼接视频中感兴趣区域，实时显示感兴趣区域，可实现整体和局部的分层监控，所述方法包括如下具体步骤
步骤I，在多个监控点安装摄像机；
步骤2，将监控点的地理位置信息添加到地图中，实现鼠标点击地图监控点时，能够调用该处的视频资源；步骤3，按照视频拼接步骤拼接监控点的多路视频，若拼接成功，执行步骤5，否则执行步骤4 ；
步骤4，调整摄像机的摆放位置，使得相邻摄像机画面间有足够的重叠区域，执行步骤
3 ； 步骤5，鼠标选择拼接场景中某一感兴趣区域，通过获取鼠标信息，单独显示鼠标选取矩形区域的图像信息。本发明还提供一种目标跨摄像头的虚拟跟踪方法，点击电子地图的某监控点A，显示A点安装的多个摄像机拼接获取的场景拼接视频，通过鼠标手动跟踪运动目标，提取鼠标坐标周围区域像素信息，实时显示运动目标，可实现目标跨摄像头的虚拟跟踪，所述方法包括如下具体步骤
步骤I，在多个监控点安装摄像机；
步骤2，将监控点的地理位置信息添加到地图中，实现鼠标点击地图监控点时，能够调用该处的视频资源；
步骤3，按照视频拼接步骤拼接监控点的多路视频，若拼接成功，执行步骤5，否则执行步骤4 ；
步骤4，调整摄像机的摆放位置，使得相邻摄像机画面间有足够的重叠区域，执行步骤
3 ；
步骤5,单击鼠标键,获取鼠标坐标信息,通过鼠标手动跟踪运动目标,提取鼠标坐标周围区域像素信息，放大显示，可实现跨摄像头的虚拟跟踪。本发明避免了视频监控中多个视频画面间来回切换，最后呈现出一个完整的、连续的监控画面，同时通过鼠标响应，使监控人员参与到视频监控中，实时显示感兴趣区域和运动目标区域，通过鼠标手动跟踪目标，实现目标跨摄像头虚拟跟踪。
图I是本发明提供的一种分层监控系统；
图2是本发明提供的分层监控系统的示例；
图3是本发明第一实施例提供的一种分层监控方法的实现流程 图4是本发明第一实施例提供的一种水平拼接示意 图5是本发明第二实施例提供的一种分层监控方法的实现流程 图6是本发明第二实施例提供的一种垂直拼接示意 图7是本发明第三实施例提供的一种分层监控方法的实现流程 图8是本发明第三实施例提供的一种水平垂直拼接示意 图9是本发明第四实施例提供的一种虚拟跟踪实现流程 图10是本发明第四实施例提供的一种虚拟跟踪示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。参见附图1、2，监控指挥系统分为四层，分别为地图层、物理层、拼接场景层、局部信息层。电子地图为整个大地区的缩放，地图包含监控点的地理位置信息，通过点击电子地图中某个区域，可显示该点附近的场景拼接图。这种分层监控指挥系统是指将图像拼接技术用于监控，多个摄像机拍摄视频用于拼接，固定多个摄像机后可以获取稳定的视频源，按照视频拼接算法可拼接出全景视频。视频拼接可以看成是连续的图像拼接过程，而图像拼接可以通过特征点提取、特征匹配、计算透视变换矩阵、计算焦距和旋转矩阵、捆绑调整、图像拉直、曝光补偿、图像融合等一系列过程实现；
将相互间存在重叠部分的视频序列进行空间匹配对准，经曝光融合后形成一幅包含各视频序列信息的大视角高分辨率的连续图像。当拼接画面中出现可疑车辆、行人等目标时，监控人员可通过手动跟踪目标，有利于捕捉细节信息，实现整体与局部的立体分层监控。 采用分层监控的思想，将拼接全景视频作为一个监控平台，给人一种完整的、大视野、高分辨率的连续画面，更接近人眼观察的视角，避免监控时在各画面间来回切换。同时通过鼠标手动选取感兴趣区域或者跟踪，对拼接画面局部放大，实现整体和局部的立体监控。以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述
实施例一
图3示出了本发明实施例一提供的一种监控系统的实现流程，详述如下
在摄像机安装过程中，同一监控点的摄像机水平摆放，摄像机拍摄画面重叠区域占画面的1/3左右。将监控点的地理信息添加到地图中，点击地图中的监控点，可调用该处的视频信
肩、O采用图像拼接技术，如图4所示，水平拼接多路视频。如果拼接成功，显示拼接后的场景图，如果拼接失败，调整摄像机的摆放位置，镜头焦距等。鼠标选择拼接场景中某一感兴趣区域，通过获取鼠标信息，单独显示鼠标选取矩形区域的图像信息。
实施例二
图5示出了本发明实施例二提供的一种监控系统的实现流程，详述如下
在摄像机安装过程中，同一监控点的摄像机垂直摆放，摄像机拍摄画面重叠区域占画面的1/3左右。将监控点的地理信息添加到地图中，点击地图中的监控点，可调用该处的视频信
肩、O采用图像拼接技术，如图6所示，垂直拼接多路视频。如果拼接成功，显示拼接后的场景图，如果拼接失败，调整摄像机的摆放位置，镜头焦距等。鼠标选择拼接场景中某一感兴趣区域，通过获取鼠标信息，单独显示鼠标选取矩形区域的图像信息。
实施例三
图7示出了本发明实施 例三提供的一种监控系统的实现流程，详述如下
在摄像机安装过程中，同一监控点的摄像机水平垂直摆放，摄像机拍摄画面重叠区域占画面的1/3左右。将监控点的地理信息添加到地图中，点击地图中的监控点，可调用该处的视频信
肩、O采用图像拼接技术，如图8所示，水平垂直拼接多路视频。如果拼接成功，显示拼接后的场景图，如果拼接失败，调整摄像机的摆放位置，镜头焦距等。鼠标选择拼接场景中某一感兴趣区域，通过获取鼠标信息，单独显示鼠标选取矩形区域的图像信息。_
实施例四
图9示出了本发明实施例四提供的一种监控系统的实现流程，详述如下
在摄像机安装过程中，同一监控点的摄像机水平垂直摆放，摄像机拍摄画面的重叠区域占画面的1/3左右。将监控点的地理信息添加到地图中，点击地图中的监控点，可调用该处的视频信
肩、O采用图像拼接技术，如图10所示，水平拼接多路视频。如果拼接成功，显示拼接后的场景图，如果拼接失败，调整摄像机的摆放位置，镜头焦距等。单击鼠标中键,开启鼠标手动跟踪,通过获取鼠标坐标信息,在鼠标周围开启一个矩形区域，鼠标移动跟踪目标过程中，单独显示以鼠标为中心矩形区域的图像信息，实现运动目标的跨摄像头虚拟跟踪。
在本发明中，分层监控指挥系统中水平拼接、垂直拼接、水平垂直拼接等拼接方式变化、拼接路数(3路、4路、5路…)变化等都包含在本发明的保护范围之内；鼠标手动选择运动目标实现跨摄像头虚拟跟踪，何种方式(点击鼠标左键、中键)开启跟踪功能都包含在本发明的保护范围之内；显示局部信息时调整窗口区域大小、形状等包含在本发明的保护范围之内。本发明避免了视频监控中多个视频画面间来回切换，最后呈现出一个完整的、连续的监控画面，同时通过鼠标响应，使监控人员参与到视频监控中，实时显示感兴趣区域和运动目标区域，通过鼠标手动跟踪目标，实现目标跨摄像头虚拟跟踪。
权利要求
1.一种分层监控指挥系统，其特征在于，所述系统分为四层，分别为地图层、物理层、拼接场景层和局部信息层；这四层分别采用地图、摄像机拍摄场景、拼接场景和鼠标手动获取局部场景形成所述分层监控指挥系统。
2.一种分层监控指挥方法，所述方法采用权利要求I所述的系统，其特征在于，点击电子地图的某监控点A，显示A点安装的多个摄像机拼接获取的场景拼接视频，鼠标选择场景拼接视频中感兴趣区域，实时显示感兴趣区域，可实现整体和局部的分层监控。
3.根据权利要求2所述的分层监控指挥方法，其特征在于，所述方法包括如下具体步骤 步骤I，在多个监控点安装摄像机； 步骤2，将监控点的地理位置信息添加到地图中，实现鼠标点击地图监控点时，能够调用该处的视频资源； 步骤3，按照视频拼接步骤拼接监控点的多路视频，若拼接成功，执行步骤5，否则执行步骤4 ； 步骤4，调整摄像机的摆放位置，使得相邻摄像机画面间有足够的重叠区域，执行步骤3 ； 步骤5，鼠标选择拼接场景中某一感兴趣区域，通过获取鼠标信息，单独显示鼠标选取矩形区域的图像信息。
4.一种目标跨摄像头的虚拟跟踪方法，所述方法采用权利要求I所述的系统，其特征在于，点击电子地图的某监控点A，显示A点安装的多个摄像机拼接获取的场景拼接视频，通过鼠标手动跟踪运动目标，提取鼠标坐标周围区域像素信息，实时显示运动目标，可实现目标跨摄像头的虚拟跟踪。
5.根据权利要求4所述的虚拟跟踪方法，其特征在于，所述方法包括如下具体步骤 步骤I，在多个监控点安装摄像机； 步骤2，将监控点的地理位置信息添加到地图中，实现鼠标点击地图监控点时，能够调用该处的视频资源； 步骤3，按照视频拼接步骤拼接监控点的多路视频，若拼接成功，执行步骤5，否则执行步骤4 ； 步骤4，调整摄像机的摆放位置，使得相邻摄像机画面间有足够的重叠区域，执行步骤3 ； 步骤5,单击鼠标键,获取鼠标坐标信息,通过鼠标手动跟踪运动目标,提取鼠标坐标周围区域像素信息，放大显示，可实现跨摄像头的虚拟跟踪。
6.根据权利要求2-5之一所述的方法，其特征在于，视频拼接可以看成是连续的图像拼接过程，而图像拼接可以通过特征点提取、特征匹配、计算透视变换矩阵、计算焦距和旋转矩阵、捆绑调整、图像拉直、曝光补偿、图像融合等一系列过程实现。
7.根据权利要求3或5所述的方法，其特征在于，所述步骤I中同一监控点的摄像机为水平摆放、垂直摆放或者水平垂直摆放。
8.根据权利要求3或5所述的方法，其特征在于，所述步骤4中相邻摄像机拍摄的画面要有相同场景，重叠部分占画面的1/3左右。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤5中具体包括鼠标手动选择拼接场景中的感兴趣区域，获取鼠标的起点和终点坐标，在拼接图中画出矩形区域，将矩形区域中的图像数据复制出来，放大显示。
10. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤5具体包括单击鼠标左键或中键，开启鼠标手动跟踪，获取鼠标的坐标信息，在拼接图中截取以鼠标为中心的矩形区域，矩形区域大小可根据运动目标与拼接场景调整，将矩形区域中的图像数据复制出来，放大显不。
全文摘要
本发明提供了一种分层监控指挥系统和跨摄像头虚拟跟踪方法，所述方法通过点击电子地图的某监控点A，显示A点安装的多个摄像机拼接获取的场景拼接视频，通过鼠标响应，鼠标手动选择拼接场景中的感兴趣区域，或者手动滑动鼠标来跟踪目标，实时显示目标周围邻域信息，实现监控场景整体和局部的分层监控。本发明避免了视频监控中多个视频画面间来回切换，最后呈现出一个完整的、连续的监控画面，同时通过鼠标响应，使监控人员参与到视频监控中，实时显示感兴趣区域和运动目标区域，通过鼠标手动跟踪目标，实现目标跨摄像头虚拟跟踪。
文档编号H04N5/262GK102938827SQ201210499188
公开日2013年2月20日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年11月29日
发明者刘军, 魏园波, 赵金桃 申请人:深圳英飞拓科技股份有限公司