[發明專利]一種面向大場景監控的攝像機布局優化方法

在審

• 申請號: 201410815008.3
• 申請日: 2014-12-24
• 公開（公告）號: CN104469322A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 尹宏鵬;柴毅;蔣瑋;張坤
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04N5/247
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于視頻監控技術領域，特別是涉及一種面向大場景監控的攝像機布局優化方法。

背景技術

隨著“平安城市”、“3111工程”和“天網工程”等項目在各個城市的有序展開，安全防范工作受到越來越多的關注，視頻監控系統作為安防工作的重要組成部分，被廣泛的應用于金融、交通、公共安全等領域，成為打擊犯罪，反恐防暴的有力武器。其中各種大型體育場館、機場、車站、展覽中心等人流密集的大型場所作為安防的重點區域，不可避免的需要安裝大量的監控攝像機，作為打擊犯罪、保護人民財產安全、維護社會治安的有效手段。而面向此類大場景的視頻監控系統的設計往往需要存在大規模、高覆蓋率、多視角等監控要求。

當前，面向大場景視頻監控的多攝像機的空間布局規劃問題進行的深入研究還比較少，現有的布局規劃方式大多數是由工程設計人員憑借經驗或者簡單的量測、估算來進行布局配置，這種設計方式較為粗糙，很難綜合考慮實際應用中遇到的環境復雜性、自遮擋和互遮擋、成本控制等問題，故難以得到最優的布局方案。這就給面向大場景下大規模、高覆蓋率、多視角的視頻監控系統的設計、應用及推廣帶來了很多的困難，同時還會增加系統的復雜度以及相關的建設和維護費用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種面向大場景監控的攝像機優化布局方法。本發明方法能夠克服現有布局方法中主要依靠人工經驗，缺乏全局考慮等缺點，可應對大場景監控中不同區域的多種監控要求，同時還可兼顧考慮設計成本問題，可為大場景下監控攝像機的布局優化提供科學依據。

為實現上述目的，本發明提供了一種監控攝像機的布局優化方法，具體包括以下步驟：

A.監控場景的建模；

B.監控要求的建模；

C.通過優化算法得出最優的攝像機布局方案。

所述的步驟A還進一步包括：

A1.環境的建模；

A2.監控對象的建模；

A3.監控攝像機的建模；

A4.遮擋情況和可見條件的建模。

所述的環境建模，是指對被監控的空間進行建模，包括：對監控空間中監控區域的設定，攝像機可安置區域的設定，空間中的障礙物的建模。其中，監控區域可根據需求設定不同的權值，進行重要程度的劃分；攝像機可安置區域，可根據設計要求設置在固定的點位或者某些區域；空間中障礙物被定義為可阻礙攝像機視線的物體。

所述的監控對象的建模，是指對監控對象的位置、朝向、可視面進行建模。

所述的監控攝像機的建模，是指對攝像機的所在位置、姿態進行建模；根據設計目標的不同和攝像機型號參數的不同，確定攝像機的可視區域FOV；確定攝像機的成本。

所述的遮擋情況包括自遮擋和互遮擋，其中自遮擋是指被監控對象自身造成的遮擋，即需要監控的方向沒有滿足可視條件。

所述的互遮擋，是指監控攝像機到監控對象的視線方向上存在障礙物或場景邊界的遮擋，導致攝像機不能觀察到監控對象。

所述的可見的條件，是評判監控對象對于攝像機是否可見的標準，具體是指被監控對象在監控攝像機中必須滿足的一定的成像條件，如：監控對象在攝像機中的成像必須超過一定數量的像素；監控對象必須被一定數量以上的攝像機監控到。

所述的步驟B還進一步包括：

B1.設計目標的建模；

B2.約束條件的建模。

所述的設計目標，是指整個布局設計的目標函數，可以是：實現監控覆蓋率最大化，使得設計成本最低，或者根據實際需要定制。

所述的約束條件，是指設計中必須滿足的限制條件，如：必須達到某一覆蓋率要求，成本不得高于某一限制，覆蓋條件限制，攝像機的型號、數量限制或根據實際需要定制；

所述的設計目標和約束條件的區別在于：設計目標是對整個設計方案的優劣進行評價的標準，是最終期望達到的目標；約束條件是設計過程中必須滿足的限制條件。

所述的步驟C還進一步包括：

C1.讀取監控場景的模型，對攝監控對象可能出現的區域和攝像機可安置區域進行離散化；

C2.讀取離散化后的攝像機可安置位置集和監控對象集；

C3.讀取設計目標和約束條件；

C4.通過優化搜索算法得出滿足約束條件和設計目標解

其中，所述的對監控對象的可能出現的區域進行離散化，是指對監控區域中監控對象可能出現的位置，可能的朝向進行離散化處理，得到一個集合。所述的對攝像機可安置區域的離散化，是指對監控攝像機可安置的區域進行離散化處理，得到一個集合。