[發明專利]基于視頻監控的越界檢測方法及越界監控系統

有效

• 申請號: 201510076355.3
• 申請日: 2015-02-13
• 公開（公告）號: CN104680555B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 鄒見效;陳樺;徐紅兵;于力
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06T7/20
• 分類號: G06T7/20;H04N7/18
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 溫利平

1.一種基于視頻監控的越界檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：用戶在視頻監控圖像上沿警示區域的邊沿依次設置警示區域的邊界頂點，將相鄰邊界頂點連接得到警示區域封閉邊界線，并在封閉邊界線的兩個相鄰端點之間設置安全通道線段的端點，連接安全通道線段端點得到安全通道線段；根據實際需要設置跟蹤目標位于邊界線內部和外部的安全標識，至少將其中一種情況的安全標識設置為1，其余為0；

S2：對封閉邊界線進行擴大和縮小，得到擴大邊界線和縮小邊界線，將擴大邊界線和縮小邊界線所圍區域作為跟蹤區域；初始化跟蹤目標集合O為空集，每個跟蹤目標對應一個坐標隊列；

S3：對每幀視頻監控圖像進行運動目標檢測，得到運動目標區域，篩選出位于跟蹤區域的運動目標區域，再將篩選得到的運動目標區域與跟蹤目標集合O的跟蹤目標進行匹配跟蹤，具體步驟包括：

S3.1：選擇外接矩形面積S、質心坐標C作為匹配特征；記跟蹤目標集O＝{O_i|i＝1,2,...,N}，N表示跟蹤目標數量，當前監控視頻圖像篩選得到的運動目標區域集為R＝{R_j|j＝1,2,...,P}，P表示運動目標區域數量；

S3.2：計算每個跟蹤目標與運動目標區域的面積匹配結果λ_S(i,j)和質心匹配結果λ_C(i,j)：

λ_S(i,j)＝{1|if(|S(O_i)-S(R_j)|≤H_S),elseλ_S＝0}

λ_C(i,j)＝{d|if(d≤H_C),elseλ_C＝0},d＝max(|C(O_i)-C(R_j)|_x,|C(O_i)-C(R_j)|_y)

其中，S(O_i)、S(R_j)分別表示跟蹤目標O_i、運動目標區域R_j的外接矩形面積，C(O_i)、C(R_j)分別表示跟蹤目標O_i、運動目標區域R_j的質心坐標，|C(O_i)-C(R_j)|_x表示質心坐標在x軸的差值絕對值，|C(O_i)-C(R_j)|_y表示質心坐標在y軸的差值絕對值，d為質心x、y坐標差值絕對值的最大值，H_S、H_C分別表示預設的面積、質心的匹配閾值；

S3.3：根據面積匹配結果λ_S(i,j)和質心匹配結果λ_C(i,j)得到辨識元素m_ij，各個辨識元素m_ij組成的N*P矩陣即為特征辨識矩陣，辨識元素m_ij的計算公式為：

mij=0,(λS(i,j)=1)∩(λC(i,j)>0)1,(λS(i,j)=0)∩(λC(i,j)>0)2,λC(i,j)=0]]>

S3.4：根據特征辨識矩陣得到以下五種匹配情況：

(1)如果對于O_i∈O，都為2，則運動目標區域是新的跟蹤目標；

(2)如果對于或則運動目標區域與跟蹤目標一一對應匹配；

(3)如果對于中元素數量X＞1，均有則運動目標區域與跟蹤目標集合O中X個跟蹤目標匹配；

(4)如果對于中元素數量Y＞1，均有則有Y個運動目標區域與跟蹤目標集合O中的一個跟蹤目標匹配；

(5)如果對于R_j∈R，都為2，則所有運動目標區域都不與跟蹤目標匹配；

S4：每幀視頻監控圖像進行運動目標檢測和匹配跟蹤后，進行目標行為分析，具體包括以下步驟：

S4.1：對于跟蹤目標集合O中的每個跟蹤目標，首先判斷質心到邊界線各條邊的垂心是否位于對應頂點之間，如果不是，計算對應兩個頂點與跟蹤目標質心的距離，選擇其中較小值作為質心到該條邊的距離，否則計算質心到該條邊的垂直距離；從所求得所有距離中篩選出最小距離D_min；

S4.2：判斷是否D_min＜H_D1，H_D1表示預設閾值，如果不是，目標安全，不作任何操作，否則進入步驟S4.3；

S4.3：計算質心到安全通道線段的垂心如果垂心在安全通道線段上，進入步驟S4.4，否則進入步驟S4.5；

S4.4：計算質心到安全通道線段的距離D_l，如果D_l≤D_min，目標安全，不作任何操作，否則進入步驟S4.5；

S4.5：判斷是否D_min＜H_D2，H_D2表示預設閾值，并且H_D2＜H_D1，如果是進行報警，并根據目標的坐標隊列在視頻監控畫面中標示出目標軌跡，否則進入步驟S4.6；

S4.8：判斷跟蹤目標在邊界線外部還是內部，再判斷對應的安全標識是否為1，如果是，進行預警，并根據目標的坐標隊列在視頻監控畫面中標示出目標軌跡，否則目標安全，不作任何操作；

S5：判斷越界檢測是否結束，如果是，檢測結束，否則返回步驟S3對下一幀監控視頻圖像進行檢測。