[發明專利]一種視頻監控目標實時定位方法

有效

• 申請號: 201911291966.4
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN111126220B
• 公開（公告）日: 2023-10-17
• 發明（設計）人: 班瑞;石焜;李瑞芬;趙利霞
• 申請（專利權）人: 北京瞭望神州科技有限公司
• 主分類號: G06V20/40
• 分類號: G06V20/40;G06V10/774;G06T7/80;G06T7/70;G06V10/82;G06N3/084;H04N7/18
• 代理公司: 鄭州先風知識產權代理有限公司 41127
• 代理人: 馬柯柯

本發明提供一種基于視頻的監控目標實時定位方法，選取若干個已知平面坐標樣本點，通過采集攝像機的不同方位值，以及這些樣本點在每一方位值下對應的實際視頻圖像坐標，利用神經網絡深度學習計算方法構建攝像機實時定位模型，解析實時視頻圖像與對應的地理空間之間的映射關系，進而根據輸入的平面坐標預測視頻監控目標的圖像坐標。

技術領域

本發明屬于計算機視覺和視頻監控技術領域，涉及一種基于視頻的監控目標實時定位方法。

背景技術

近些年來，隨著視頻監控設備性能的不斷優化升級、產品價格的降低以及功能的不斷完善，使得視頻監控技術被廣泛應用各個領域，在安防、城市安全等領域占有較大的市場份額。在全社會大力建立健全安全生產監管體制，加強各類預警機制的形勢下，視頻監控技術也正朝著高清化、智能化、民用化的方向發展，特別是視頻內容識別技術快速發展，為視頻監控技術帶來了空前發展前景，視頻內容識別技術可以迅速發現預設監控目標，大量節約人力和時間。

伴隨著電子地圖服務的迅速發展，視頻數據與GIS結合成為一種必然趨勢，其中，如何解析圖像與地理空間的映射關系，進而對視頻監控目標進行實時定位，成為了視頻監控領域一個熱點研究方向；賴于互聯網的發展，大數據時代來臨，視頻圖像識別技術得到空前發展，但是從視頻中能精準定位目標物體坐標的技術相比之下滯后很多，有平面坐標數據獲取不準確的原因，也跟攝像頭內部參數、位置等因素有關，由于攝像頭獲取的視頻自身存在邊際變形效應，所求的物體與圖像的對應關系又是一種非線性的復雜的映射關系，很多傳統的方法計算出的誤差比較大；如何解決目前的問題，是當下的研究方向。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種基于視頻的監控目標實時定位方法。

一種基于視頻的監控目標實時定位方法，其中：包括如下步驟：

第一步：訓練樣本集的準備

(1)樣本數據的采集

樣本數據包括以下三個方面：一是目標地物的平面坐標，二是攝像頭的特定角度方位的具體方位值，三是該攝像頭在該具體方位值下對應的準確的圖像坐標，即真實值，將真實值設為期望輸出值，期望輸出值用于訓練神經網絡，以調整誤差；

其中攝像頭的方位值——PTZ值，即Pan/Tilt/Zoom，下面Z值寫為Z_O，是根據攝像頭內部設定的參數來獲取的，PTZ_O值代表方位：即攝像頭左右移動值/上下移動值/攝像頭鏡頭變倍、變焦控制值；攝像頭的PTZ_O值取值范圍如下：P值取值范圍是0～360度，T值取值范圍是-5～90度，Z_O值取值范圍是1～30倍；

選取已知平面坐標的目標地物為樣本，然后打開攝像頭的視頻，實時讀取該地物的平面坐標，讀取精度精確到小數點后9位，同時還可獲取攝像頭視頻中該地物樣本在該方位下對應的圖像坐標值：攝像頭視頻里面鼠標顯示為十字絲，通過十字絲定位目標地物，然后點擊攝像頭屏幕上的目標地物，獲取目標地物在屏幕圖像中的位置，從而獲取目標地物圖像坐標，同時保存此時相對應的PTZ_O值以及目標地物的平面坐標值；圖像以左上角為原點(0,0)，右上角坐標為(1,0)，左下角坐標為(0,1)，右下角坐標為(1,1)，目標地物在視頻中的圖像坐標參考系如上，橫、縱坐標取值范圍為0～1；

以上為輸入樣本采集；采集若干個樣本后，所有樣本隨機打亂，抽出100條做為驗證集，其余為訓練集；驗證集始終不參與訓練，只在誤差滿足訓練集要求后，做驗證使用；輸出數據通過將樣本輸入神經網絡計算后得到；

(2)對輸入數據以及對期望輸出值進行預處理

預處理分兩個步驟，一是數據清洗和歸一化，二是變換成極坐標格式數據；

首先清洗掉有明顯錯誤的干擾數據；