[發(fā)明專利]地理場景中視頻動(dòng)態(tài)對(duì)象軌跡時(shí)空檢索方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110327611.7
• 申請(qǐng)日: 2021-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN113190711A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 解愉嘉;毛波;陳曉曉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京財(cái)經(jīng)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F16/732
• 分類號(hào): G06F16/732;G06F16/783
• 代理公司: 北京知呱呱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11577
• 代理人: 孫志一

一種地理場景中視頻動(dòng)態(tài)對(duì)象軌跡時(shí)空檢索方法及系統(tǒng)，對(duì)視頻圖像中動(dòng)態(tài)對(duì)象的檢測、位置標(biāo)記及子圖提取并跟蹤，獲取動(dòng)態(tài)對(duì)象軌跡信息；進(jìn)行動(dòng)態(tài)對(duì)象的連續(xù)單幀瞬時(shí)定位，將動(dòng)態(tài)對(duì)象的所有瞬時(shí)空間位置的時(shí)序組合得到局部軌跡；對(duì)同一運(yùn)動(dòng)對(duì)象進(jìn)行多相機(jī)連續(xù)定位，實(shí)現(xiàn)全局軌跡的獲取；構(gòu)建檢索條件，給出軌跡樣本與檢索條件匹配的模型；分析檢索條件與相機(jī)視域的空間關(guān)系，選出與檢索條件匹配的相機(jī)，實(shí)現(xiàn)檢索條件與每個(gè)相機(jī)中的視頻軌跡匹配查詢；基于全局軌跡檢索，通過分析已構(gòu)建的視頻對(duì)象全局軌跡，將檢索條件與全局軌跡進(jìn)行匹配查詢。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)對(duì)跨相機(jī)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)全場景時(shí)空一體化檢索，為視頻GIS時(shí)空數(shù)據(jù)分析與可視化提供支持。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及視頻與地理場景數(shù)據(jù)組織、地理場景中視頻檢索與視頻動(dòng)態(tài)對(duì)象檢索等技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地理場景中視頻動(dòng)態(tài)對(duì)象軌跡時(shí)空檢索方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

監(jiān)控視頻能夠記錄地理場景中動(dòng)態(tài)對(duì)象(行人、車輛等)的時(shí)序運(yùn)動(dòng)行為，刻畫其運(yùn)動(dòng)軌跡。軌跡是動(dòng)態(tài)對(duì)象活動(dòng)路線的抽象概括，具有位置、方向等豐富的時(shí)空信息，通過軌跡檢索可提升視頻對(duì)象查詢分析效率。由于不同監(jiān)控相機(jī)視域存在空間隔斷，導(dǎo)致出現(xiàn)在不同鏡頭中的動(dòng)態(tài)對(duì)象軌跡時(shí)空不連續(xù)，檢索困難。另一方面，視頻GIS通過視頻與地理信息融合，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)多相機(jī)視頻圖像的空間檢索查詢。在此基礎(chǔ)上，如何基于統(tǒng)一的地理時(shí)空描述，發(fā)展視頻目標(biāo)軌跡層面的空間化檢索方法，從軌跡數(shù)據(jù)中挖掘出對(duì)應(yīng)不同潛在應(yīng)用價(jià)值的內(nèi)容，已經(jīng)成為時(shí)空數(shù)據(jù)管理分析領(lǐng)域的一個(gè)重要研究課題。

與返回特定圖像集合的視頻圖像檢索不同，視頻軌跡檢索返回特定動(dòng)態(tài)對(duì)象軌跡集合。當(dāng)前的軌跡檢索研究多聚焦于對(duì)圖像內(nèi)容本身的檢索分析，忽視了相機(jī)時(shí)域之間的空間拓?fù)潢P(guān)系，無法對(duì)跨相機(jī)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行全場景時(shí)空一體化檢索。因此，急需發(fā)展能夠?qū)⒁曨l軌跡與地理場景進(jìn)行一體化描述與關(guān)聯(lián)分析的檢索方法，將多相機(jī)視頻目軌跡作為獨(dú)立地理對(duì)象進(jìn)行檢索，獲得感興趣相機(jī)、視頻與軌跡集合。基于上述分析，亟需發(fā)展一種地理場景中視頻動(dòng)態(tài)對(duì)象軌跡時(shí)空檢索的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明提供一種地理場景中視頻動(dòng)態(tài)對(duì)象軌跡時(shí)空檢索方法及系統(tǒng)，以解決由于不同監(jiān)控相機(jī)視域存在空間隔斷，導(dǎo)致出現(xiàn)在不同鏡頭中的動(dòng)態(tài)對(duì)象軌跡時(shí)空不連續(xù)，檢索困難，以及現(xiàn)有的軌跡檢索研究多聚焦于對(duì)圖像內(nèi)容本身的檢索分析，忽視了相機(jī)時(shí)域之間的空間拓?fù)潢P(guān)系，無法對(duì)跨相機(jī)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行全場景時(shí)空一體化檢索的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：第一方面，提供一種地理場景中視頻動(dòng)態(tài)對(duì)象軌跡時(shí)空檢索方法，包括以下步驟：

對(duì)視頻圖像中動(dòng)態(tài)對(duì)象的檢測、位置標(biāo)記及子圖提取，基于跟蹤算法對(duì)所述動(dòng)態(tài)對(duì)象進(jìn)行跟蹤，并獲取動(dòng)態(tài)對(duì)象的軌跡信息；

基于相機(jī)標(biāo)定的結(jié)果，構(gòu)建圖像-地理空間映射模型，進(jìn)行所述動(dòng)態(tài)對(duì)象的連續(xù)單幀瞬時(shí)定位，通過在每個(gè)相機(jī)的視域中，將動(dòng)態(tài)對(duì)象的所有瞬時(shí)空間位置的時(shí)序組合得到局部軌跡；

基于動(dòng)態(tài)對(duì)象重識(shí)別算法進(jìn)行跨相機(jī)重識(shí)別，對(duì)同一運(yùn)動(dòng)對(duì)象進(jìn)行多相機(jī)的連續(xù)定位，實(shí)現(xiàn)全局軌跡的獲取；

基于空間約束與時(shí)間約束，構(gòu)建檢索條件，并給出軌跡樣本與所述檢索條件匹配的模型；

基于逐相機(jī)檢索，通過分析檢索條件與相機(jī)視域的空間關(guān)系，選出與檢索條件匹配的相機(jī)，實(shí)現(xiàn)檢索條件與每個(gè)相機(jī)中的視頻軌跡匹配查詢；

基于全局軌跡檢索，通過分析已構(gòu)建的視頻對(duì)象全局軌跡，將所述檢索條件與全局軌跡進(jìn)行匹配查詢。

作為地理場景中視頻動(dòng)態(tài)對(duì)象軌跡時(shí)空檢索方法的優(yōu)選方案，對(duì)視頻圖像中動(dòng)態(tài)對(duì)象的檢測采用的算法為Mask-RCNN，對(duì)視頻圖像中動(dòng)態(tài)對(duì)象的跟蹤采用的算法為CSRT。

作為地理場景中視頻動(dòng)態(tài)對(duì)象軌跡時(shí)空檢索方法的優(yōu)選方案，所述局部軌跡為所有的單幀瞬時(shí)空間位置的排列組合。