CN103473528A - 目标越过绊线的检测方法及装置、视频监控系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及目标越过绊线的检测方法及装置、视频监控系统。方法包括：范围点确定步骤，根据接收到的操作者在视频图像上绘制的绊线，确定用于检测活动目标越过绊线的有效范围，从有效范围内选择分别位于绊线两侧的两个点作为第一判断点和第二判断点；过线判断步骤，检测活动目标的位置，根据活动目标的位置分别与第一判断点和第二判断点的距离的变化，确定活动目标越过绊线。通过确定有效范围，可以避免目标在绊线之外经过也被认为是越界的行为，同时在判断是否越线时不仅仅是判断目标的前后坐标位置关系，而是根据在有效范围内选择位于绊线两侧的两个点作为判断依据，来确定活动目标是否越线，提高了判断是否越过绊线的准确度。

Description

目标越过绊线的检测方法及装置、视频监控系统

技术领域

本申请涉及视频监控技术领域，尤其涉及一种视频图像中目标经过绊线的检测方法及装置、以及一种视频监控系统。

背景技术

视频监控应用非常广泛，通过对视频进行智能分析，可判断出是否有活动目标越界、入侵感兴趣区域。目前，常用的分析技术采用设置绊线或区域等方法进行判断。绊线一般用作周界，如果目标从周界外跨越绊线进入周界内，也就是从绊线的一侧到绊线的另一侧，则发出警报。目前判断目标是否经过绊线的方法通常是，如图1所示，在图像中设置一条绊线，在图像平面中有x、y两个坐标，x为水平坐标，在其中绘制一条经过点(x,y)的绊线，并点(x,y2)处于绊线之外即尚未越界，对于点(x,y1)，由于水平坐标x是一致的，如果y1>y，则说明该点处于绊线的上方，如果y1<y，则说明该点处于绊线的下方。当目标之前处于点(x,y2)而之后处于点(x,y1)，则认为目标跨越绊线。然而这种方法存在至少两个问题：第一，仅是通过目标的前后位置及绊线上的一个点来判断，容易导致判断不准确；第二，对于目标从绊线端点外侧经过也认为是越界，从而容易出现误报警情况。

发明内容

本申请提供一种目标越过绊线的检测方法及装置，能够确定目标是否处于有效区域内且在该有效区域内是否经过绊线，达到对目标入侵监控的目的。

根据本申请的第一方面，本申请提供一种目标越过绊线的检测方法，包括：范围点确定步骤，根据接收到的操作者在视频图像上绘制的绊线，确定用于检测活动目标越过绊线的有效范围，从所述有效范围内选择分别位于所述绊线两侧的两个点作为第一判断点和第二判断点；过线判断步骤，检测活动目标的位置，根据所述活动目标的位置分别与所述第一判断点和所述第二判断点的距离的变化，确定所述活动目标越过所述绊线。

进一步地，所述范围点确定步骤包括：区域判断步骤，以所述绊线的中心点为圆心确定出的圆的区域为有效区域，判断活动目标当前是否处于所述有效区域之外，如果是，则不作处理；判断点确定步骤，当判断出所述活动目标当前处于所述有效区域内，确定与所述绊线相垂直且经过所述中心点的直线，以所述中心点为中心在所述直线上选择两个点，所述两个点为第一判断点和第二判断点。

进一步地，所述区域判断步骤具体包括：根据所接收到的绊线确定所述绊线的起点坐标和终点坐标，根据所述起点坐标和终点坐标，确定所述绊线的中心点和以所述中心点为圆心确定出的圆的半径；检测活动目标的当前位置，判断所述当前位置与所述中心点之间的距离是否大于所述半径，如果是，则确定所述活动目标当前处于所述有效区域之外，不作处理，如果不是，则确定所述活动目标当前处于所述有效区域内。

优选地，所述两个点为所述直线与所述圆相交的交点。

进一步地，所述过线判断步骤包括：计算步骤，检测所述活动目标的位置，计算所述活动目标的位置分别距离所述第一判断点和所述第二判断点的第一长度和第二长度；判断步骤，当判断出所述第一长度由大于或等于所述第二长度变为小于所述第二长度、或者所述第一长度由小于所述第二长度变为大于或等于所述第二长度，确定出所述活动目标越过所述绊线。

根据本申请的第二方面，本申请提供一种目标越过绊线的检测装置，包括：范围点确定模块，用于根据接收到的操作者在视频图像上绘制的绊线，确定用于检测活动目标越过绊线的有效范围，从所述有效范围内选择分别位于所述绊线两侧的两个点作为第一判断点和第二判断点；过线判断模块，用于检测活动目标的位置，根据所述活动目标的位置分别与所述第一判断点和所述第二判断点的距离的变化，确定所述活动目标越过所述绊线。

进一步地，所述范围点确定模块包括：区域判断单元，用于以所述绊线的中心点为圆心确定出的圆的区域为有效区域，判断活动目标当前是否处于所述有效区域之外，如果是，则不作处理；判断点确定单元，用于当判断出所述活动目标当前处于所述有效区域内，确定与所述绊线相垂直且经过所述中心点的直线，以所述中心点为中心在所述直线上选择两个点，所述两个点为第一判断点和第二判断点。

优选地，所述两个点为所述直线与所述圆相交的交点。

进一步地，所述过线判断模块包括：计算单元，用于检测所述活动目标的位置，计算所述活动目标的位置分别距离所述第一判断点和所述第二判断点的第一长度和第二长度；判断单元，用于当判断出所述第一长度由大于或等于所述第二长度变为小于所述第二长度、或者当所述第一长度由小于所述第二长度变为大于或等于所述第二长度，确定出所述活动目标越过所述绊线。

根据本申请的第三方面，本申请提供一种视频监控系统，其包括如上所述的目标越过绊线的检测装置。

本申请的有益效果是：通过确定有效范围，可以避免目标在绊线之外经过也被认为是越界的行为，同时在判断是否越线时不仅仅是判断目标的前后坐标位置关系，而是根据在有效范围内选择位于绊线两侧的两个点作为判断依据，通过活动目标与这两个点的距离变化来确定活动目标是否越线，提高了判断是否越过绊线的准确度。

附图说明

图1为目前常用的判断目标是否越过绊线的示意图；

图2为本申请一种实施例的目标越过绊线的检测方法的流程示意图；

图3为本申请一种实施例的目标越过绊线的检测方法的原理示意图；

图4为本申请一种较好的实施例的目标越过绊线的检测方法的原理示意图；

图5为本申请一种实施例的目标越过绊线的检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

如图2所示，本实施例的目标越过绊线的检测方法包括如下步骤：

范围点确定步骤S10，根据接收到的操作者在视频图像上绘制的绊线，确定用于检测活动目标越过绊线的有效范围，从有效范围内选择分别位于绊线两侧的两个点作为第一判断点和第二判断点。步骤S10具体包括步骤S101～S103：

区域判断步骤S101，以绊线的中心点为圆心确定出的圆的区域为有效区域，判断活动目标当前是否处于有效区域之外，如果是，则不作处理。

具体地，在接收操作者在视频图像上绘制的绊线的同时，可以确定出该绊线的起点坐标P_s(x₁,y₁)和终点坐标P_e(x₂,y₂)，如图3所示，根据起点坐标P_s(x₁,y₁)和终点坐标P_e(x₂,y₂)，根据如下公式（1）和（2）可以得到绊线的中心点P的坐标(x,y)和以中心点为圆心确定出的圆的半径R：

$\left\{\begin{array}{c}x=\frac{x_1+x_2}{2}\\ y=\frac{y_1+y_2}{2}\end{array}\right.$     （1）

$R=\frac{\sqrt{{(x_1-x_2)}^2+{(y_1-y_2)}^2}}{2}$     （2）

检测活动目标的当前位置，假设为P_o(x_o,y_o)，判断该当前位置与中心点P(x,y)之间的距离是否大于半径R，如果是，则确定活动目标当前处于有效区域之外，不作处理，如果不是，则确定活动目标当前处于有效区域内。

判断点确定步骤S103，当区域判断步骤S101判断出活动目标当前处于有效区域内，确定与绊线相垂直且经过中心点P(x,y)的直线L，在直线L上选择两个点，且这两个点构成的线段的中心为中心点P(x,y)，称这两个点为第一判断点P₁(x_1d,y_1d)和第二判断点P₂(x_2d,y_2d)。

第一判断点和第二判断点的坐标位置可以通过平面几何知识计算得到。例如，假设第一判断点P₁(x_1d,y_1d)到中心点P(x,y)的距离为M，绊线的倾斜角为θ，则第一判断点P₁的坐标(x_1d,y_1d)可通过如下公式（3）计算。

$\left\{\begin{array}{c}{x}_{1d}=x-M\sin \mathrm{\&theta;}\\ y_{1d}=y+M\cos \mathrm{\&theta;}\end{array}\right.$     （3）

同理，第二判断点P₂的坐标(x_2d,y_2d)可通过如下公式（4）计算。

$\left\{\begin{array}{c}{x}_{2d}=x+M\sin \mathrm{\&theta;}\\ y_{2d}=y-M\cos \mathrm{\&theta;}\end{array}\right.$     （4）

一种较好的实施例中，步骤S103中选择的两个点为直线L与以绊线的中心点为圆心确定出的圆相交的交点，如图4所示。此时第一判断点和第二判断点的坐标具体计算如下：

首先，计算绊线的斜率，可通过公式（5）计算出。

$k=\frac{(y_1-y_2)}{(x_1-x_2)}$     （5）

如果k=0，则第一判断点P₁的坐标(x_1d,y_1d)和第二判断点P₂的坐标(x_2d,y_2d)可分别由公式（6）和（7）得到。

$\left\{\begin{array}{c}{x}_{1d}=x\\ y_{1d}=y+R\end{array}\right.$     （6）

$\left\{\begin{array}{c}{x}_{2d}=x\\ y_{2d}=y-R\end{array}\right.$     （7）

如果k=±∞，则第一判断点P₁的坐标(x_1d,y_1d)和第二判断点P₂的坐标(x_2d,y_2d)可分别由公式（8）和（9）得到。

$\left\{\begin{array}{c}{x}_{1d}=x+R\\ y_{1d}=y\end{array}\right.$     （8）

$\left\{\begin{array}{c}{x}_{2d}=x-R\\ y_{2d}=y\end{array}\right.$     （9）

如果k>0，则绊线的倾斜角θ符合如下公式（10）。

$\left\{\begin{array}{c}\sin \mathrm{\&theta;}=\sqrt{(1/(1+1/\left(k^2\right)))}\\ \cos \mathrm{\&theta;}=\sqrt{1/(1+\left(k^2\right))}\end{array}\right.$     （10）

此时，第一判断点P₁的坐标(x_1d,y_1d)和第二判断点P₂的坐标(x_2d,y_2d)可分别由公式（11）和（12）得到。

$\left\{\begin{array}{c}{x}_{1d}=x+R\&times;\sin \mathrm{\&theta;}\\ y_{1d}=y-R\&times;\cos \mathrm{\&theta;}\end{array}\right.$     （11）

$\left\{\begin{array}{c}{x}_{2d}=x-R\&times;\sin \mathrm{\&theta;}\\ y_{2d}=y+R\&times;\cos \mathrm{\&theta;}\end{array}\right.$     （12）

如果k<0，则绊线的倾斜角θ符合如下公式（13）。

$\left\{\begin{array}{c}\sin \mathrm{\&theta;}=\sqrt{(1/(1+1/\left(k^2\right)))}\\ \cos \mathrm{\&theta;}=\sqrt{1/(1+\left(k^2\right))}\end{array}\right.$     （13）

此时，第一判断点P₁的坐标(x_1d,y_1d)和第二判断点P₂的坐标(x_2d,y_2d)可分别由公式（14）和（15）得到。

$\left\{\begin{array}{c}{y}_{1d}=x+R\&times;\sin \mathrm{\&theta;}\\ y_{1d}=y+R\&times;\cos \mathrm{\&theta;}\end{array}\right.$     （14）

$\left\{\begin{array}{c}{x}_{2d}=x-R\&times;\sin \mathrm{\&theta;}\\ y_{2d}=y-R\&times;\cos \mathrm{\&theta;}\end{array}\right.$     （15）

过线判断步骤S20，检测活动目标的位置，根据活动目标的位置分别与第一判断点和第二判断点的距离的变化，确定活动目标是否越过所述绊线。步骤S20具体包括步骤S201～S203。

计算步骤S201，检测活动目标的位置P_o(x_o,y_o)，计算活动目标的位置分别距离第一判断点P₁(x_1d,y_1d)和第二判断点P₂(x_2d,y_2d)的第一长度d₁和第二长度d₂。

这里活动目标的位置检测可以实时的，也可以是按预定时间间隔进行检测；所采用的检测方法可以是视频处理技术领域常用的目标检测方法，例如背景差法、特征跟踪、光流法等等。一种较常用的方法是背景差法，主要是通过确定背景图像，然后使用当前图像帧减去背景图像，得到场景的差异，这个差异就是想要得到的活动目标。

第一长度d₁和第二长度d₂的计算可通过如下公式（16）计算。

$d_1\sqrt{{(x_{1d}-x_o)}^2+{(y_{1d}+y_o)}^2}$     （16）

$d_2=\sqrt{{(x_{2d}-x_o)}^2+{(y_{2d}-y_o)}^2}$

判断步骤S203，当判断出第一长度由大于或等于第二长度变为小于第二长度、或者第一长度由小于第二长度变为大于或等于第二长度，确定出活动目标越过绊线。具体地，如果d₁>d₂，说明活动目标当前靠近第二判断点P₂(x_2d,y_2d)，如果d₁<d₂，说明活动目标当前靠近第一判断点P₁(x_1d,y_1d)，由于第一判断点和第二判断点分别位于绊线的两侧，所以，通过判断活动目标分别距离第一判断点和第二判断点的距离长度的变化，可以证明活动目标是否越过绊线，以便后续报警提示有越界发生。

本实施例通过确定有效范围，可以避免目标在绊线之外经过也被认为是越界的行为，同时在判断是否越线时不仅仅是判断目标的前后坐标位置关系，而是根据在有效范围内选择位于绊线两侧的两个点作为判断依据，通过活动目标与这两个点的距离变化来确定活动目标是否越线，提高了判断是否越过绊线的准确度。

实施例2：

如图5所示，本实施例提供一种目标越过绊线的检测装置，包括：范围点确定模块10和过线判断模块20。范围点确定模块10用于根据接收到的操作者在视频图像上绘制的绊线，确定用于检测活动目标越过绊线的有效范围，从有效范围内选择分别位于绊线两侧的两个点作为第一判断点和第二判断点；过线判断模块20用于检测活动目标的位置，根据活动目标的位置分别与第一判断点和第二判断点的距离的变化，确定活动目标越过所述绊线。

范围点确定模块10具体包括区域判断单元101和判断点确定单元103；区域判断单元101用于以绊线的中心点为圆心确定出的圆的区域为有效区域，判断活动目标当前是否处于有效区域之外，如果是，则不作处理；判断点确定单元103用于当判断出活动目标当前处于有效区域内，确定与绊线相垂直且经过中心点的直线，以中心点为中心在所述直线上选择两个点，两个点为第一判断点和第二判断点。一种优选的方案中，这两个点为确定出的直线和圆的相交点。

过线判断模块20具体包括计算单元201和判断单元203；计算单元201用于实时检测活动目标的位置，计算活动目标的位置分别距离第一判断点和第二判断点的第一长度和第二长度；判断单元203用于当判断出第一长度由大于或等于第二长度变为小于第二长度、或者当第一长度由小于第二长度变为大于或等于第二长度，确定出活动目标越过绊线。

以上各模块及相关单元可参考前述实施例1的方法所对应内容实现，不做重述。

实施例3：

本实施例提供一种视频监控系统，其包括实施例2的目标越过绊线的检测装置。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关硬件完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘或光盘等。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种目标越过绊线的检测方法，其特征在于，包括：

范围点确定步骤，根据接收到的操作者在视频图像上绘制的绊线，确定用于检测活动目标越过绊线的有效范围，从所述有效范围内选择两个点作为第一判断点和第二判断点；

过线判断步骤，检测活动目标的位置，根据所述活动目标的位置分别与所述第一判断点和所述第二判断点的距离的变化，确定所述活动目标越过所述绊线。

2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述范围点确定步骤包括：

区域判断步骤，以所述绊线的中心点为圆心确定出的圆的区域为有效区域，判断活动目标当前是否处于所述有效区域之外，如果是，则不作处理；

判断点确定步骤，当判断出所述活动目标当前处于所述有效区域内，确定与所述绊线相垂直且经过所述中心点的直线，以所述中心点为中心在所述直线上选择两个点，所述两个点为第一判断点和第二判断点。

3.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述区域判断步骤具体包括：

根据所接收到的绊线确定所述绊线的起点坐标和终点坐标，根据所述起点坐标和终点坐标，确定所述绊线的中心点和以所述中心点为圆心确定出的圆的半径；

检测活动目标的当前位置，判断所述当前位置与所述中心点之间的距离是否大于所述半径，如果是，则确定所述活动目标当前处于所述有效区域之外，不作处理，如果不是，则确定所述活动目标当前处于所述有效区域内。

4.如权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述两个点为所述直线与所述圆相交的交点。

5.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述过线判断步骤包括：

计算步骤，检测所述活动目标的位置，计算所述活动目标的位置分别距离所述第一判断点和所述第二判断点的第一长度和第二长度；

判断步骤，当判断出所述第一长度由大于或等于所述第二长度变为小于所述第二长度、或者所述第一长度由小于所述第二长度变为大于或等于所述第二长度，确定出所述活动目标越过所述绊线。

6.一种目标越过绊线的检测装置，其特征在于，包括：

范围点确定模块，用于根据接收到的操作者在视频图像上绘制的绊线，确定用于检测活动目标越过绊线的有效范围，从所述有效范围内选择两个点作为第一判断点和第二判断点；

过线判断模块，用于检测活动目标的位置，根据所述活动目标的位置分别与所述第一判断点和所述第二判断点的距离的变化，确定所述活动目标越过所述绊线。

7.如权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述范围点确定模块包括：

区域判断单元，用于以所述绊线的中心点为圆心确定出的圆的区域为有效区域，判断活动目标当前是否处于所述有效区域之外，如果是，则不作处理；

判断点确定单元，用于当判断出所述活动目标当前处于所述有效区域内，确定与所述绊线相垂直且经过所述中心点的直线，以所述中心点为中心在所述直线上选择两个点，所述两个点为第一判断点和第二判断点。

8.如权利要求7所述的检测装置，其特征在于，所述两个点为所述直线与所述圆相交的交点。

9.如权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述过线判断模块包括：

计算单元，用于检测所述活动目标的位置，计算所述活动目标的位置分别距离所述第一判断点和所述第二判断点的第一长度和第二长度；

判断单元，用于当判断出所述第一长度由大于或等于所述第二长度变为小于所述第二长度、或者当所述第一长度由小于所述第二长度变为大于或等于所述第二长度，确定出所述活动目标越过所述绊线。

10.一种视频监控系统，其特征在于，包括如权利要求6-9任一项所述的目标越过绊线的检测装置。

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