CN104968048A - 结合移动网络记录和视频监控数据的目标人物追踪方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信网络和视频监控领域，公开了一种结合移动通信记录和视频监控数据的目标人物追踪方法。包含以下步骤：S1、从视频监控录像数据中找到目标人物经过的监控区域及相应的监控时间段；S2、在移动通信网络基站集合中查找覆盖这些监控区域的手机基站信息；S3、获取在监控时间段内经过这些基站的所有手机历史轨迹数据集；S4、对各个基站提取出的手机轨迹集合求交集，得到目标手机轨迹数据集；S5、提取目标手机轨迹集中的手机号码，根据手机号码在移动网络中对目标手机进行识别和追踪。具有即使目标人物不再出现在监控视频中依然可以进行持续追踪等优点。

Description

结合移动网络记录和视频监控数据的目标人物追踪方法

技术领域

本发明涉及一种目标人物追踪技术，特别涉及一种结合移动网络记录和视频监控数据的目标人物追踪方法。

背景技术

如今，视频监控技术已在全国各大城市得到广泛应用，对保障公民人身安全发挥着重要作用。在传统的基于监控视频的安全事件处理方法中，办案人员对摄像头所拍摄到的视频录像进行人工搜索比对，这种方法效率低下且容易产生遗漏。随着图像识别技术的发展，具有人物识别功能的智能视频监控系统获得广泛应用。该类系统基于图像识别技术，对所获取的视频图像进行自动分析，以实现目标人物识别、跟踪、行为轨迹分析等功能。

然而，在实际应用中，受到光线、摄像分辨率、人体姿态、遮挡等因素的影响，往往难以仅通过图像分析的方法进行人物身份的自动辨识。更重要的是，当目标人物离开视频监控区域时，就难以再进行持续的追踪。

另一种可行的追踪方法是针对目标人物携带的手机的追踪技术。在现今的社会，人们出行几乎都会携带手机。当人们使用手机时，移动通信网络中心会在后台记录该手机位置信息。根据给定的手机号码，可以在移动通信网络内实时监控目标手机所处的位置。这种基于移动网络的手机追踪技术的前提是，要预先获取目标手机号码。因此，该方法存在不适用于对未知身份的嫌疑人物的位置追踪的缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有视频监控技术在识别和追踪目标人物方面的不足，本发明提出了一种结合移动网络记录和视频监控数据的目标人物追踪方法；该方法同时利用了视频监控数据以及移动通信网络记录的手机轨迹数据,实现对出现在视频监控区域的目标人物的手机进行识别和跟踪。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种结合移动网络记录和视频监控数据的目标人物追踪方法，主要包括以下步骤：

S1、从视频监控录像数据中找到目标人物经过的监控区域及相应的监控时间段；

S2、对每个出现目标人物的监控区域，在移动通信网络基站集合中查找覆盖该区域的手机基站信息；

S3、对步骤S2中找到的每个手机基站，获取在步骤S1所述的监控时间段内处于该基站附近的所有目标手机轨迹数据集；

S4、对步骤S3中根据各个基站获取的目标手机轨迹数据集求交集，得到目标手机轨迹数据集；

S5、从步骤S4中获得的目标手机轨迹数据集中提取出目标手机号码,提供给监控管理员进行进一步的分析与决策，并在移动网络内对目标手机进行定位和跟踪。

步骤S1具体为：获取视频监控数据，通过视频监控数据找出目标人物所经过的监控区域及活动时间段记为P_k＝<R_k,[T_in-k，T_out-k]>，其中R_k(k＝1,2,…,n)表示经过的第k个监控区域的区域编号，n为拍摄到目标人物的摄像头的总数，[T_in-k，T_out-k]表示目标人物出现在第k个监控区域的时间段，T_in-k为进入该区域时间，T_out-k为离开时间。所有出现目标人物的时空信息的集合{P_k|k＝1,2,…,n}构成了目标人物的移动时空序列。

步骤S2具体为：在移动通信网络基站集合中查找覆盖区域R_k(k＝1,2,…,n)的手机基站BS_k(k＝1,2,…,n)。

步骤S3具体为：在移动通信网络记录中查找在[T_in-k，T_out-k]时间段内处于基站BS_k(k＝1,2,…,n)的目标手机轨迹数据集TS_k＝{<M_i,Tb_i,Te_i,BS_k>|i＝1,2,…}。其中元组<M_i,Tb_i,Te_i,BS_k>表示号码为M_i的手机在时间段[Tb_i,Te_i]内处于基站BS_k覆盖的小区，并且满足Tb_i≤T_in-k≤T_out-k≤Te_i。

步骤S4具体为：获取目标手机轨迹数据集TF如下：

$TF=\underset{k=1}{\overset{n}{\&cap;}}{\mathrm{TS}}_k,$

步骤S5具体为：提取目标手机轨迹数据集TF中包含的手机号码，输出到前台系统以供监控管理员进行分析与决策，并在移动网络内根据手机号码对目标手机进行定位和跟踪。

本发明的工作原理：当出现在监控视频中目标人物携带手机时，他的移动轨迹会同时被监控视频和移动网络所记录。因此，通过分析移动网路基站数据，查询匹配监控视频中出现目标人物的时间、空间信息的手机轨迹，就可以将目标人物的手机号码锁定在一个较小的目标集合中。拍摄到目标人物的监控视频越多，则匹配的手机轨迹越少，该系统锁定目标人物手机的精度就越高。理论上，拍摄到目标人物的监控视频足够多的时候，可唯一的确定目标人物的手机号码。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、本发明同时结合了视频监控数据及移动通信网络记录，能够获取所有携带正常工作的手机且经过若干监控区域的目标人物的手机号码，并通过移动通信网络追踪目标人物的手机的位置；本发明通过结合移动通信网络数据和视频监控数据，识别监控摄像头拍摄到的目标人物的手机号码，并基于手机号码实现目标人物的定位和追踪。

2、本发明能够极大弥补视频监控的无法持续追踪的不足。通过确定目标人物的手机号码，利用移动网络记录持续监控目标手机移动位置，实现对目标人物的追踪。即使目标人物不再出现在监控视频中，依然可以进行持续追踪。

3、本发明相对于单纯的基于移动网络的手机监控技术而言，不需要预先知道目标手机的号码，而是通过结合视频监控数据，在移动网络记录中查询符合特定移动轨迹的手机，动态获得目标人物的手机。

附图说明

图1是本发明的方法流程图。

图2是视频监控及手机基站区域示意图；其中，表示视频监控区域，表示手机基站覆盖区域，表示目标人物。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

一种结合移动网络记录和视频监控数据的目标人物追踪方法，如图1所示，包括以下五个主要步骤：

S1、从视频监控录像数据中找到目标人物经过的监控区域及相应的监控时间段；

S2、对每个出现目标人物的监控区域，在移动通信网络基站集合中查找覆盖该区域的手机基站信息；

S3、对步骤S2中找到的每个手机基站，获取在步骤S1所述的监控时间段内处于该基站附近的所有目标手机轨迹数据集；

S4、对步骤S3中根据各个基站获取的目标手机轨迹数据集求交集，得到目标手机轨迹数据集；

S5、从步骤S4中获得的目标手机轨迹数据集中提取出目标手机号码,提供给监控管理员进行进一步的分析与决策，并在移动网络内对目标手机进行定位和跟踪。

所述步骤S1的具体实施方法是：如图2所示，目标人物经过图中的区域时会被视频监控记录，同时其手机时空信息也会被手机基站采集到。监控管理员从视频监控录像数据中找到相关目标人物，确认该人物具体走过哪些区域，并且记录下相应的进入时间和离开时间，从而得到关于视频监控区域的时空集{P_k|P_k＝<R_k,[T_in-k，T_out-k]>，k＝1,2,…,n}，其中R_k表示经过的第k个监控区域的区域编号，n为拍摄到目标人物的摄像头的总数，[T_in-k，T_out-k]表示目标人物出现在第k个监控区域的时间段，T_in-k为进入该区域时间，T_out-k为离开时间。这个集合包含了目标人物所经过的所有被监控到的区域，其中n的取值越高，越能唯一确定目标人物的手机。在我们的方法中，n＝5时已足够唯一确定目标人物。

所述步骤S2的具体的实施方法是：在移动通信网络基站集合中查找覆盖区域R_k(k＝1,2,…,n)的手机基站BS_k(k＝1,2,…,n)。

所述步骤S3的具体的实施方法是：在移动通信网络记录中查找在[T_in-k，T_out-k]时间段内处于基站BS_k(k＝1,2,…,n)的目标手机轨迹数据集TS_k＝{<M_i,Tb_i,Te_i,BS_k>|i＝1,2,…}。其中元组<M_i,Tb_i,Te_i,BS_k>表示号码为M_i的手机在时间段[Tb_i,Te_i]内处于基站BS_k覆盖的小区，并且满足Tb_i≤T_in-k≤T_out-k≤Te_i。

所述步骤S4的具体的实施方法是：由于轨迹数据规模较大，求交集操作将会耗费大量的时间。为了提高轨迹数据的查询与处理效率，本方法采用以下步骤进行优化处理：

步骤S4-1、对所述步骤S3所获得的目标手机轨迹数据集{TS_k|k＝1,2,…,n},按照轨迹集的大小|TS_k|进行从小到大进行排序，得到基站序列Tseq＝(TS_i1,TS_i2,…,TS_in)。

步骤S4-2、将序列Tseq中排在第一位的目标手机轨迹数据集TS_i1作为基准，记为SS＝TS_i1。

步骤S4-3、从序列Tseq中的第二个目标手机轨迹数据集开始，依次与SS求交集，并将SS的值替换为求交集的结果。

步骤S4-4、将SS保存为TF。

所述步骤S5的具体的实施方法是：输出TF中所有轨迹相对应的手机号码等信息，供监控管理员进行进一步的分析与决策，比如从中发现目标人物并对其手机进行进一步的实时跟踪。

实施例2

本实施例除以下内容以外，同实施例1：

当所述步骤S4对各个基站获取的目标手机轨迹数据集求交集所返回的手机数目大于1，本实施例通过如下流程进行实现,最终锁定目标人物手机号码。

步骤A1、当所述步骤S4对各个基站获取的目标手机轨迹数据集求交集所返回的手机数目大于1，需要同时对求交集后所确定的多个目标手机进行跟踪。根据目标手机的位置，调度所在区域的视频摄像头录像。

步骤A2、如果在某个摄影头中发现目标人物，则再次执行所述步骤S2、S3和S4，对获取的目标手机轨迹数据集求交集，得到符合目标人物移动时空序列的目标手机轨迹数据集。

步骤A3、若A2返回手机数为唯一确定，则该部手机号就是锁定号码。若A2返回手机号仍大于1，则循环迭代步骤A1至A3，直至最终锁定手机号码。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种结合移动网络记录和视频监控数据的目标人物追踪方法，其特征是，包含以下步骤：

步骤S1、从视频监控录像数据中找到目标人物经过的监控区域及相应的监控时间段；

步骤S2、对每个出现目标人物的监控区域，在移动通信网络基站集合中查找覆盖该区域的手机基站信息；

步骤S3、对步骤S2中找到的每个手机基站，获取在步骤S1所述的监控时间段内处于该基站附近的所有目标手机轨迹数据集；

步骤S4、对步骤S3中根据各个基站获取的目标手机轨迹数据集求交集，得到目标手机轨迹数据集；

步骤S5、从步骤S4中获得的目标手机轨迹数据集中提取出目标手机号码，并在移动网络内对目标手机进行定位和跟踪。

2.如权利要求1所述的结合移动网络记录和视频监控数据的目标人物追踪方法，其特征是：在所述步骤S1中，监控管理员从视频监控录像数据中找到相关目标人物，确认该人物具体走过哪些区域，并且记录下相应的进入时间和离开时间，从而得到关于视频监控区域的时空集{P_k|P_k＝<R_k,[T_in-k，T_out-k]>，k＝1,2,…,n}，其中，R_k表示经过的第k个监控区域的区域编号，n为拍摄到目标人物的摄像头的总数，[T_in-k，T_out-k]表示目标人物出现在第k个监控区域的时间段，T_in-k为进入该区域时间，T_out-k为离开时间。

3.如权利要求1所述的结合移动网络记录和视频监控数据的目标人物追踪方法，其特征是：在所述步骤S2中，在移动通信网络基站集合中查找权利要求2所述的覆盖区域R_k的手机基站BS_k，其中，k＝1,2,…,n。

4.如权利要求1所述的结合移动网络记录和视频监控数据的目标人物追踪方法，其特征是：在所述步骤S3中，在移动通信网络记录中查找在权利要求2所述的[T_in-k，T_out-k]时间段内处于权利要求3所述的基站BS_k(k＝1,2,…,n)的目标手机轨迹数据集TS_k＝{<M_i,Tb_i,Te_i,BS_k>|i＝1,2,…}，其中，元组<M_i,Tb_i,Te_i,BS_k>表示号码为M_i的手机在时间段[Tb_i,Te_i]内处于基站BS_k覆盖的小区，并且满足Tb_i≤T_in-k≤T_out-k≤Te_i。

5.如权利要求1所述的结合移动网络记录和视频监控数据的目标人物追踪方法，其特征是：在所述步骤S4中，获取目标手机轨迹数据集TF，TF的值为权利要求4所述的集合TS_k的交集，其中，k＝1,2,…,n。

6.如权利要求1所述的结合移动网络记录和视频监控数据的目标人物追踪方法，其特征是：在所述步骤S5中，输出权利要求5所述的TF中所有轨迹相对应的手机号码等信息，供监控管理员进行进一步的分析与决策。