CN103763513A - 一种分布式跟踪监控方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分布式跟踪监控方法及其系统，监控方法包含：中心控制步骤，中心服务站通过网络向摄像机群发送控制指令，并接收摄像机群反馈信息；特定摄像机选定步骤，中心服务站根据反馈信息选择摄像机群中的至少一摄像机作为特定摄像机进行联动监控；特定摄像机监控步骤，特定摄像机根据所述中心服务站的控制指令主动识别和跟踪上报监控目标，完成对所述监控目标的持续跟踪监控。本发明针对现有技术的不足，能够解决超高清图像中移动目标识别计算量大、跟踪困难的问题，特别是对于全城跟踪移动目标的情况，可以大大提高监控效率，对于快速、实时跟踪监控目标具有重要意义。

Description

一种分布式跟踪监控方法及其系统

技术领域

本发明属于超高清背景之下的智能联动跟踪监控系统，特别是涉及一种具有分布式跟踪摄像机群和中心服务站的能够快速、准确跟踪目标的联动监控系统。 

背景技术

随着我国城市治安状况日益复杂，公共安全问题不断凸显，城市安防对于图像清晰度要求越来越高，超高清将走入现代监控领域。但在超高清图像中进行移动目标识别的计算量很大，特别是对于全城跟踪的情况，所有摄像机都要对目标进行识别计算，这样监控效率低下，建立一种联动监控信息系统，对于快速、实时跟踪监控具有重要意义。 

中国专利CN201110315899.2公开了“一种具有预警功能的分布式视频监控装置”，其分析了一种基于DSP和FPGA架构的嵌入式视频监控装置，但是该专利没有对分布式联动跟踪监控方法进行深入的分析和讨论。 

现有监控系统中，摄像机只能进行被动地计算识别目标，这样浪费了大量的监控资源，同时不能快速准确连续地跟踪到目标。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种分布式跟踪监控方法及其系统，以达到高效、实时跟踪的目的。 

为实现上述目的，本发明提供了一种分布式跟踪监控方法，应用于包括中心服务站和摄像机群的监控系统，其特征在于： 

中心控制步骤：所述中心服务站通过网络向所述摄像机群发送控制指令，并接收所述摄像机群反馈信息； 

特定摄像机选定步骤：所述中心服务站根据所述反馈信息选择所述摄像机群中的至少一摄像机作为特定摄像机进行联动监控； 

特定摄像机监控步骤，所述特定摄像机根据所述中心服务站的控制指令主动识别和跟踪上报监控目标，完成对所述监控目标的持续跟踪监控。 

上述分布式跟踪监控方法，其特征在于，所述中心控制步骤，还包括： 

特征信息发送步骤：所述中心服务站通过网络将所述监控目标的特征信息发送给所述摄像机群； 

目标识别步骤：所述摄像机群根据所述特征信息进行计算比对，识别监控目标的摄像机上报所述监控目标的位置信息给所述中心服务站。 

上述分布式跟踪监控方法，其特征在于，所述特定摄像机选定步骤还包括一交叉区域特定摄像机选定步骤，用于当所述监控目标进入所述摄像机群中的多个摄像机的交叉监控范围内时，所述中心服务站根据获取到的所述位置信息，主动选定所述交叉区域的所述多个摄像机作为特定摄像机进行跟踪监控。 

上述分布式跟踪监控方法，其特征在于，所述特定摄像机选定步骤，还包括一特定摄像机的取消步骤，用于当所述监控目标脱离所述特定摄像机监控范围内时，所述中心服务站根据获取到的位置信息，主动取消所述特定摄像机跟踪监控。 

上述分布式跟踪监控方法，其特征在于，还包括： 

数据存储步骤：记录监控目标的监控信息，并存储视频数据。 

上述分布式跟踪监控方法，其特征在于，还包括： 

语音步骤：提醒监控人员关注所述监控目标的监控画面； 

视频显示步骤：显示传送的视频图像。 

本发明还提供一种分布式跟踪监控系统采用如所述分布式跟踪监控方法，所述系统包括：中心服务站、摄像机群和主网络设备，其特征在于： 

所述中心服务站与所述主网络设备连接，用于通过网络向所述摄像机群发送控制指令，并根据接收到的所述摄像机群反馈信息选择至少一摄像机作为特定摄像机进行联动监控； 

所述摄像机群与所述主网络设备连接，用于根据所述中心服务站的控制指令主动识别和跟踪上报监控目标，完成对监控目标的持续跟踪监控； 

所述主网络设备用于所述中心服务站和所述摄像机群的互联互通。 

上述分布式跟踪监控系统，其特征在于：还包括一数据存储器，所述数据存储器通过工业总线与所述中心服务站和所述主网络设备连接，用于记录所述 监控目标的监控信息，并存储视频数据。 

上述分布式跟踪监控系统，其特征在于，所述摄像机群中的每一摄像机均内置一子网络设备，所述子网络设备通过无线网络与所述主网络设备连接。 

上述分布式跟踪监控系统，还包括：语音设备、多路解码设备和显示屏，其特征在于： 

所述语音设备通过工业总线与所述中心服务站链接，用于提醒监控人员关注所述监控目标的监控画面； 

所述多路解码设备：通过工业总线与所述数据存储器连接，用于对视频数据进行解码； 

所述显示屏：通过工业总线与所述多路解码设备连接，用于显示所述视频数据。 

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过超高清视频监控方法，能够精确选择特定的摄像机主动识别可疑目标，避免了全部摄像机盲目性地识别计算，大大降低了计算量，有效缩短了对目标的识别时间，这样能够快速、准确地识别可疑目标，从而能够实现在全城范围内对目标的连续跟踪，使监控系统的性能得到极大的提高。 

附图说明

图1是本发明分布式跟踪监控系统框图； 

图2是本发明的分布式跟踪监控方法流程图； 

图3是本发明的分布式跟踪监控方法跟踪效果图。 

其中，附图标记： 

100中心服务站         200超高清摄像机群 

300主网络设备         400数据存储器 

500多路解码设备       600显示屏 

700语音设备           800子网络设备 

S1～S6、S11～S12、S21～S22：本发明各实施例的施行步骤 

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的 限定。 

下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步的说明。 

如图1所示，分布式跟踪监控系统包括中心服务站100、超高清摄像机群200、主网络设备300、数据存储器400、多路解码设备500、显示屏600、语音设备700、子网络设备800。 

中心服务站100与主网络设备300连接，用于通过网络向摄像机群200发送控制指令，并根据接收到的摄像机群200反馈信息选择至少一摄像机作为特定摄像机进行联动监控； 

中心服务站100为控制总站，内部具有存储器，记录着各个摄像机的监控范围。中心服务站100通过工业总线与主网络设备300、数据存储器400和语音设备700连接。其可向摄像机群200发送识别跟踪目标的命令、接收跟踪摄像机的反馈信息、计算判断可疑目标的实际位置处于哪一个摄像机的监控范围、控制语音设备700对监控人员的提醒，同时控制着数据存储器400的存储记录。 

摄像机群200与主网络设备300连接，用于根据中心服务站100的控制指令主动识别和跟踪上报监控目标，完成对监控目标的持续跟踪监控； 

主网络设备300通过工业总线与中心服务站100和数据存储器400连接，通过无线网络与各个摄像机连接，用于中心服务站100和摄像机群200的互联互通。 

数据存储器400通过工业总线与中心服务站100、主网络设备300和多路解码设备400连接，其可在中心服务站100的控制下重点记录可疑目标的运动轨迹方便回调，同时存储着各个摄像机传送过来的视频数据并发送给多路解码设备500。 

多路解码设备500通过工业总线与数据存储器400和显示屏600连接，其将视频数据解码后可在显示屏600上显示各个摄像机的监控画面。 

语音设备700通过工业总线与中心服务站100连接，用于提醒监控人员关注监控目标。 

子网络设备800包含：子网络设备1、子网络设备2。。。子网络设备n，内置于摄像机群200的各个摄像机中，通过无线网络和中心服务站100通信以及传输视频数据给数据存储器400。 

如图2所示，分布式跟踪监控方法，包含以下步骤： 

中心控制步骤S1：中心服务站100通过网络向摄像机群200发送控制指令，并接收摄像机群200反馈信息； 

特定摄像机选定步骤S2：中心服务站100根据反馈信息选择摄像机群200中的至少一摄像机作为特定摄像机进行联动监控； 

特定摄像机监控步骤S3，特定摄像机根据中心服务站100的控制指令主动识别和跟踪上报监控目标，完成对监控目标的持续跟踪监控。 

数据存储步骤S4：记录监控目标的运动轨迹，并存储视频数据。 

语音步骤S5：提醒监控人员关注监控目标的监控画面； 

视频显示步骤S6：显示传送的视频图像。 

监控方法中的中心控制步骤S1，还包括： 

特征信息发送步骤S11：中心服务站100通过网络将监控目标的特征信息发送给摄像机群200； 

目标识别步骤S12：摄像机群200根据特征信息进行计算比对，识别监控目标的摄像机上报监控目标的位置信息给中心服务站100。 

特定摄像机选定步骤S2还包括： 

交叉区域特定摄像机选定步骤S21：用于当监控目标进入摄像机群200中的多个摄像机的交叉监控范围内时，中心服务站100根据获取到的位置信息，主动选定交叉区域的多个摄像机作为特定摄像机进行跟踪监控。 

特定摄像机的取消步骤S22：用于当监控目标脱离特定摄像机监控范围内时，中心服务站100根据获取到的位置信息，主动取消特定摄像机跟踪监控。 

以下结合本发明的具体实施例，对分布式跟踪监控方法进行详细说明： 

一般情况下，摄像机群200执行简单的监控命令，一旦需要识别跟踪犯罪嫌疑人等可疑目标，中心服务站100就将可疑目标的特征信息通过无线网络广播发送给摄像机群200，摄像机群200将特征信息存储起来，同时中心服务站100会发送识别跟踪的指令，各个摄像机开始对监控范围内的目标进行识别计算并与可疑目标的特征信息进行对比，一旦某个摄像机1识别到了可疑目标，此摄像机1就会通过无线网络报告给中心服务站100，同时将可疑目标的实际位置信息发送给中心服务站100。中心服务站100得知某个摄像机1跟踪到了可疑目标后，就会发送停止识别跟踪的指令给其他的摄像机，使其恢复简单的 监控状态。 

识别到可疑目标的摄像机1作为特定摄像机，就会根据目标的大小和距离，自动选择合适的变焦，获得清晰的细节图像。一旦识别到目标的摄像机1监测到可疑目标即将脱离自己的监控范围时，此摄像机1就将报告中心服务站1，同时将目标的当前位置信息发送给中心服务站100。中心服务站100则会通过位置信息计算得知可疑目标即将进入到哪个摄像机的监控范围，并通过无线网络发送可疑目标的实际位置信息和识别跟踪的指令给此摄像机2，此摄像机2也作为特定摄像机，此摄像机2收到指令后，镜头就会转到中心服务站100发来的实际位置并根据可疑目标的特征信息进行精确范围内的识别计算，此后目标的跟踪将由此摄像机2进行并且实时将目标的位置信息传送给中心服务站100，而其他的摄像机仍进行简单的监控。随着目标的移动，中心服务站100和超高清摄像机群200就按以上的策略进行目标的识别和跟踪。每个跟踪可疑目标的摄像机将目标的运动轨迹记录在数据存储器400，方便以后的回调取证。摄像机群200将监控画面实时地通过无线网络传送给数据存储器400，并经过多路解码设备500解码后在显示屏600上显示。 

以下结合本发明的具体实施例，对交叉区域特定摄像机的选定步骤S21进行进一步的说明。 

本发明一具体实施例，如图3所示，摄像机群200中，摄像机1、摄像机2、摄像机3……和摄像机n的监控范围为圆形区域，一般情况下，每个摄像机同一时刻只能监控一个扇形区域，但安装和固定摄像机的云台是可以360度旋转的，所以摄像机n的监控范围可以达到一个圆形区域。并且各个监控范围间相互有所交叉，这样可以避免监控盲区的出现。一般情况下，摄像机群200执行简单的监控命令。一旦需要识别跟踪犯罪嫌疑人等可疑目标，则中心服务站100通过主网络设备300将可疑目标的特征信息及识别跟踪的指令广播发送给所有的摄像机。摄像机群200将目标的特征信息存储起来，并对各自监控范围内的目标进行识别计算，将计算结果与可疑目标的特征信息进行对比，假如某时摄像机1识别到了可疑目标M，则摄像机1将通过子网络设备1报告给中心服务站100，同时将目标M的实际位置信息也发送给中心服务站100。 

中心服务站100收到摄像机1的反馈信息后，将通过主网络设备300将停 止识别计算的命令广播发送给其他的摄像机。则这些摄像机恢复正常情况下的监控状态。而摄像机1作为特定摄像机进行变焦放大，获得可疑目标M更为清晰的细节画面。中心服务站100控制语音设备700提醒监控人员关注摄像机1的监控画面。同时中心服务站100发送指令给数据存储器400重点记录此时可疑目标M的运动轨迹方便以后的回调。一旦摄像机1计算出可疑目标M即将离开自己的监控范围，则其通过主网络设备300报告给中心服务站100，同时将当前目标M的实际位置信息传送给中心服务站100。 

中心服务站100会根据收到的目标M的实际位置信息与存储的各个摄像机的监控范围进行对比。假如目标M按图3中箭头方向走到了摄像机1和4的监控交叉区域，则中心服务站就会将识别跟踪的指令和目标M的位置信息通过主网络设备300发送给摄像机4，摄像机4收到指令和位置信息后，其镜头会转到收到的实际位置进行目标的识别计算。此时摄像机1和4同时作为特定摄像机，对目标进行跟踪。假如目标走出摄像机1的监控范围并完全走入摄像机4的监控范围，则中心服务站100会发送停止跟踪的指令给摄像机1，此后目标的跟踪将由摄像机4完成，而摄像机1恢复一般情况的监控状态。此时中心服务站100会控制数据存储器400重点记录摄像机4传送过来的目标的运动轨迹方便以后的回调，同时控制语音设备700提醒监控人员关注摄像机4的监控画面。随着目标M的移动，中心服务站100和超高清摄像机群200就按以上的策略进行目标的识别和跟踪，且对可疑目标的跟踪画面及记录的运动轨迹是连续的。每个摄像机实时地通过无线网络将监控画面传送给数据存储器400，并经过多路解码设备500解码后在显示屏600上显示。 

特别的，若目标M走入了交叉区域A或B，则摄像机2和5或摄像机4和5在短时间内同时作为特定摄像机，对目标进行跟踪，若目标M走入了交叉区域C，则摄像机2、摄像机4和摄像机5同时作为特定摄像机，对目标进行跟踪直到目标完全走入某一个摄像机的监控范围。其他情况同理。此外，本实施方式仅例示本发明的较佳实施例，为避免赘述，并未详加记载所有可能的变化组合。 

综上所述，本发明提供了一种分布式跟踪监控方法及其系统，可以避免摄像机群盲目地进行目标的识别计算，大大缩短了目标移动过程中的识别计算时间。智能化的语音提醒功能能够帮助监控人员实现连续不中断跟踪目标的效 果，同时目标的连续运动轨迹也都记录在数据存储器方便以后的回调播放。此套监控系统及识别跟踪策略能够实现在超高清背景之下高效、实时跟踪可疑目标的目的。 

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。 

Claims (10)

1.一种分布式跟踪监控方法，应用于包括中心服务站和摄像机群的监控系统，其特征在于：

中心控制步骤：所述中心服务站通过网络向所述摄像机群发送控制指令，并接收所述摄像机群反馈信息；

特定摄像机选定步骤：所述中心服务站根据所述反馈信息选择所述摄像机群中的至少一摄像机作为特定摄像机进行联动监控；

特定摄像机监控步骤，所述特定摄像机根据所述中心服务站的控制指令主动识别和跟踪上报监控目标，完成对所述监控目标的持续跟踪监控。

2.根据权利要求1所述分布式跟踪监控方法，其特征在于，所述中心控制步骤，还包括：

特征信息发送步骤：所述中心服务站通过网络将所述监控目标的特征信息发送给所述摄像机群；

目标识别步骤：所述摄像机群根据所述特征信息进行计算比对，识别监控目标的摄像机上报所述监控目标的位置信息给所述中心服务站。

3.根据权利要求1所述分布式跟踪监控方法，其特征在于，所述特定摄像机选定步骤还包括一交叉区域特定摄像机选定步骤，用于当所述监控目标进入所述摄像机群中的多个摄像机的交叉监控范围内时，所述中心服务站根据获取到的所述位置信息，主动选定所述交叉区域的所述多个摄像机作为特定摄像机进行跟踪监控。

4.根据权利要求3所述分布式跟踪监控方法，其特征在于，所述特定摄像机选定步骤，还包括一特定摄像机的取消步骤，用于当所述监控目标脱离所述特定摄像机监控范围内时，所述中心服务站根据获取到的位置信息，主动取消所述特定摄像机跟踪监控。

5.根据权利要求1所述分布式跟踪监控方法，其特征在于，还包括：

数据存储步骤：记录监控目标的监控信息，并存储视频数据。

6.根据权利要求1所述分布式跟踪监控方法，其特征在于，还包括：

语音步骤：提醒监控人员关注所述监控目标的监控画面；

视频显示步骤：显示传送的视频图像。

7.一种分布式跟踪监控系统，采用如权利要求1-6中任一项所述分布式跟踪监控方法，所述系统包括：中心服务站、摄像机群和主网络设备，其特征在于：

所述中心服务站与所述主网络设备连接，用于通过网络向所述摄像机群发送控制指令，并根据接收到的所述摄像机群反馈信息选择至少一摄像机作为特定摄像机进行联动监控；

所述摄像机群与所述主网络设备连接，用于根据所述中心服务站的控制指令主动识别和跟踪上报监控目标，完成对监控目标的持续跟踪监控；

所述主网络设备用于所述中心服务站和所述摄像机群的互联互通。

8.根据权利要求7所述分布式跟踪监控系统，其特征在于：还包括一数据存储器，所述数据存储器通过工业总线与所述中心服务站和所述主网络设备连接，用于记录所述监控目标的监控信息，并存储视频数据。

9.根据权利要求7所述分布式跟踪监控系统，其特征在于，所述摄像机群中的每一摄像机均内置一子网络设备，所述子网络设备通过无线网络与所述主网络设备连接。

10.根据权利要求7所述分布式跟踪监控系统，还包括：语音设备、多路解码设备和显示屏，其特征在于：

所述语音设备通过工业总线与所述中心服务站链接，用于提醒监控人员关注所述监控目标的监控画面；

所述多路解码设备：通过工业总线与所述数据存储器连接，用于对视频数据进行解码；

所述显示屏：通过工业总线与所述多路解码设备连接，用于显示所述视频数据。

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