CN109857904B - 一种基于三维模型的视频追踪方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于三维模型的视频追踪方法及装置。方法包括：构建目标区域的三维模型并将目标区域中的视频点的位置和视频点对应的视域位置映射至三维模型中；在三维模型中选取追踪点，确定三维模型中覆盖追踪点的视域位置以及确定的视域位置所对应的视频点的位置；根据三维模型中的视频点的位置确定目标区域中的视频点的位置，调取在目标区域中视频点的位置所监控的视频图像。本发明通过建立目标区域与三维模型的对应关系，将视频监控的三大要素位置、视域、时间也同样映射至三维模型中，以视频监控三大要素在三维模型的应用为基础，最终实现时空结合的图像空间证据搜索功能，提高视频监控使用单位在空间图像证据检索的效率。

Description

一种基于三维模型的视频追踪方法及装置

技术领域

本发明涉及视频监控技术领域，具体涉及一种基于三维模型的视频追踪方法及装置。

背景技术

视频监控具有悠久的历史，在传统上广泛应用于安防领域，是协助公共安全部门打击犯罪、维持社会安定的重要手段。随着宽带的普及，计算机技术的发展，图像处理技术的提高，视频监控正越来越广泛地渗透到教育、政府、娱乐、医疗、酒店、运动等其他各种领域。

现阶段视频监控技术在各种类型场所中广泛应用，如何快速在海量视频数据中，检索出跟踪目标的行进路线是用户使用视频监控过程中面临的一大难题，主要体现在两个方面：

(1)视频设备安装点位(视频点位)多，视频图像的检索还多是利用视频点位的编号进行切换查找，多数情况下视频点位的编号和视频点位的位置没有必要关联，因此在视频检索的过程中会浪费大量人力和时间；

(2)视频录像资源多，视频检索慢，即使确定了视频点位的位置，在回放视频录像时，还需根据视频录像中人员出现的时间进行逐条回看后，才可确认视频中相关信息的准确性和有效性。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种基于三维模型的视频追踪方法及装置。

本发明提供以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种基于三维模型的视频追踪方法，包括：

构建目标区域的三维模型并将目标区域中的视频点的位置和视频点对应的视域位置映射至三维模型中；

在三维模型中选取追踪点，确定三维模型中覆盖追踪点的视域位置以及确定的视域位置所对应的视频点的位置；

根据三维模型中的视频点的位置确定目标区域中的视频点的位置，调取在目标区域中视频点的位置所监控的视频图像。

另一方面，本发明还提供了一种基于三维模型的视频追踪装置，包括：

构建单元，用于构建目标区域的三维模型并将目标区域中的视频点的位置和视频点对应的视域位置映射至三维模型中；

处理单元，用于在三维模型中选取追踪点，确定三维模型中覆盖追踪点的视域位置以及确定的视域位置所对应的视频点的位置；

调取单元，用于根据三维模型中的视频点的位置确定目标区域中的视频点的位置，调取在目标区域中视频点的位置所监控的视频图像。

其中，所述处理单元，包括：

第一子单元，用于更新追踪点在三维模型中的位置，重新确定三维模型中覆盖追踪点的视域位置以及视域位置所对应的视频点的位置。

其中，所述处理单元，包括：

第二子单元，用于在三维模型中根据追踪点确定距离最接近所述追踪点的视频点的位置。

进一步的，还包括：

拼接单元，用于基于三维模型中追踪点的时间维度，将多次调取的视频图像进行拼接。

另一方面，本发明还提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线；其中，

处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信；

处理器用于调用存储器中的逻辑指令，以执行上述基于三维模型的视频追踪方法。

另一方面，本发明还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述基于三维模型的视频追踪方法。

本发明实施例提供的一种基于三维模型的视频追踪方法，通过建立目标区域与三维模型的对应关系，将视频监控的三大要素位置、视域、时间也同样映射至三维模型中，以视频监控三大要素在三维模型的应用为基础，最终实现时空结合的图像空间证据搜索功能，提高视频监控使用单位在空间图像证据检索的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一个实施例提供的基于三维模型的视频追踪方法的流程图；

图2是本发明第二个实施例提供的基于三维模型的视频追踪方法的流程图；

图3是本发明第三个实施例提供的基于三维模型的视频追踪装置的结构示意图；

图4是本发明第四个实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例一提供的一种基于三维模型的视频追踪方法，参见图1，包括：

S101：构建目标区域的三维模型并将目标区域中的视频点的位置和视频点对应的视域位置映射至三维模型中；

在本步骤中，根据目标区域的实际场景来创建三维模型，通过该三维模型体现目标区域的实际场景，例如：某一个建筑物的三维模型是根据该建筑的实际的建筑布局构建的三维模型。三维模型主要是保证与实际场景的一致性，将实际场景中的设备设施等在三维中标记。其中，将目标区域中的视频点的位置和视频点对应的视域的位置映射至三维模型中，实现在三维场景中对视频点的位置和视域的位置进行标记。

三维场景的建设与实际场景是对应的，根据调取的实际摄像头点位的视频录像，可将三维场景中同一位置摄像头能照射的视频画面中的区域在三维模型中标记出来。

需要说明的是，视频点位位置是指的实际场景中视频摄像头的位置(比如出入口位置安装的摄像头)，是已经安装的摄像机所在的点位，在实际场景现进行场查看就可以确定视频点位的位置。

视域是指的视频摄像头的视频画面所能看到的视频图像。具体视域的确定可通过调取相应视频摄像头的视频录像来确定。

S102：在三维模型中选取追踪点，确定三维模型中覆盖追踪点的视域位置以及确定的视域位置所对应的视频点的位置；

在本步骤中，三维模型和实际场景是一一对应的，因此通过在实际场景中选取某一位置，可通过空间对应关系对应到三维模型的场景中的某一位置。实际场景需要被追踪的人员或设备可以映射至三维模型中，通过在三维模型中选取追踪点表示被追踪的人员或设备。

由于能够将三维场景中同一位置摄像头能照射的视频画面中的区域在三维模型中标记出来，并且通过三维模型中的坐标位置标记了相应可照射到该坐标位置的视频摄像头，所以通过追踪点可以确定三维模型中覆盖追踪点的视域位置以及确定的视域位置所对应的视频点的位置。

S103：根据三维模型中的视频点的位置确定目标区域中的视频点的位置，调取在目标区域中视频点的位置所监控的视频图像。

在本步骤中，确定三维模型中的视频点的位置，通过三维模型与实际场景的空间对应关系，将三维模型中的视频点的位置对应到实际场景中的视频监控设备的安装位置，并调取该实际场景中视频监控设备所监控的视频图像，达到根据三维模型中的追踪点调取相应的视频图像。

在上述实施例中，在三维模型中选取追踪点确定三维模型中覆盖追踪点的视域位置以及确定的视域位置所对应的视频点的位置，包括：

更新追踪点在三维模型中的位置，重新确定三维模型中覆盖追踪点的视域位置以及视域位置所对应的视频点的位置。

在具体实施时，可以在三维模型中重新确定追踪点的位置，即更新追踪点在三维模型中的位置，追踪点的方向变化为实际场景中被追踪人员或设备的移动方向的变化，通过动态的跟踪追踪点并动态的调取视频录像，实现动态的对现实场景中的人员或设备进行追踪。

在上述实施例中，在三维模型中选取追踪点确定三维模型中覆盖追踪点的视域位置以及确定的视域位置所对应的视频点的位置，包括：

所述在三维模型中根据追踪点确定距离最接近所述追踪点的视频点的位置。

在具体实施时，根据追踪点与视频点的位置关系，自动推荐可照射该追踪点的最佳视频图像，进而实现对人员或设备的视频征集搜索。

从上述描述可知，本发明实施例提供的一种基于三维模型的视频追踪方法，通过建立目标区域与三维模型的对应关系，将目标区域的目标、空间、时间映射至三维模型中，同时将视频监控的三大要素位置、视域、时间也同样映射至三维模型中，以视频监控三大要素在三维模型的应用为基础，最终实现时空结合的图像空间证据搜索功能，提高视频监控使用单位在空间图像证据检索的效率。

本发明实施例二提供了一种基于三维模型的视频追踪方法，参见图2，上述步骤S103之后还具体包括如下步骤：

S104：基于三维模型中追踪点的时间维度，将多次调取的视频图像进行拼接。

在本步骤中，以追踪点的时间维度确定追踪点的移动路径，追踪点的移动路径在三维模型中经过多个视域的位置，根据多个视域的位置确定多个视频点的位置，在调取多个视频点的位置对应的视频图像是，实现对追踪目标的动态追踪；将多次调取的视频图像进行拼接，追踪目标出现的各路视频进行拼接回放，实现追踪事件的重现。

从上述描述可知，通过基于三维模型中追踪点的时间维度，将多次调取的视频图像进行拼接。实现快速获取某一目标在空间区域范围内全路径追踪、路径重建、视频拼接回放。

本发明实施例三提供了一种基于三维模型的视频追踪装置，参见图3，该装置具体包括：

构建单元10，用于构建目标区域的三维模型并将目标区域中的视频点的位置和视频点对应的视域位置映射至三维模型中；

处理单元20，用于在三维模型中选取追踪点，确定三维模型中覆盖追踪点的视域位置以及确定的视域位置所对应的视频点的位置；

调取单元30，用于根据三维模型中的视频点的位置确定目标区域中的视频点的位置，调取在目标区域中视频点的位置所监控的视频图像。

其中，所述处理单元20，包括：

第一子单元201，用于更新追踪点在三维模型中的位置，重新确定三维模型中覆盖追踪点的视域位置以及视域位置所对应的视频点的位置。

其中，所述处理单元20，包括：

第二子单元202，用于在三维模型中根据追踪点确定距离最接近所述追踪点的视频点的位置。

进一步的，还包括：

拼接单元40，用于基于三维模型中追踪点的时间维度，将多次调取的视频图像进行拼接。

装置中各模块所实现的功能与方法实施例中相应的操作步骤对应，这里不再赘述。

从上述描述可知，本发明实施例提供的一种基于三维模型的视频追踪装置，通过建立目标区域与三维模型的对应关系，将目标区域的目标、空间、时间映射至三维模型中，同时将视频监控的三大要素位置、视域、时间也同样映射至三维模型中，以视频监控三大要素在三维模型的应用为基础，最终实现时空结合的图像空间证据搜索功能，提高视频监控使用单位在空间图像证据检索的效率。

同时结合视频图像的时间信息，将不同视频图像的空间信息与时间信息进行耦合检索，实现快速获取某一目标在空间区域范围内全路径追踪、路径重建、视频拼接回放。

本发明实施例四提供了一种电子设备，参见图4，该电子设备可以包括：处理器(processor)810、通信接口(Communications Interface)820、存储器(memory)830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行如下方法：构建目标区域的三维模型并将目标区域中的视频点的位置和视频点对应的视域位置映射至三维模型中；在三维模型中选取追踪点，确定三维模型中覆盖追踪点的视域位置以及确定的视域位置所对应的视频点的位置；根据三维模型中的视频点的位置确定目标区域中的视频点的位置，调取在目标区域中视频点的位置所监控的视频图像。

此外，上述的存储器830中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明实施例五提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：构建目标区域的三维模型并将目标区域中的视频点的位置和视频点对应的视域位置映射至三维模型中；在三维模型中选取追踪点，确定三维模型中覆盖追踪点的视域位置以及确定的视域位置所对应的视频点的位置；根据三维模型中的视频点的位置确定目标区域中的视频点的位置，调取在目标区域中视频点的位置所监控的视频图像。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、装置、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置/系统。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于任何单一的方面，也不局限于任何单一的实施例，也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且，可以单独使用本发明的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (4)

1.一种基于三维模型的视频追踪方法，其特征在于，包括：

构建目标区域的三维模型并将目标区域中的视频点的位置和视频点对应的视域位置映射至三维模型中；

将被追踪的人员或设备映射至三维模型中，在三维模型中选取追踪点表示被追踪的人员或设备；

确定三维模型中覆盖追踪点的视域位置以及确定的视域位置所对应的视频点的位置；在追踪过程中，更新追踪点在三维模型中的位置，重新确定三维模型中覆盖追踪点的视域位置以及视域位置所对应的视频点的位置；所述视域通过调取相应视频摄像头的视频录像来确定；

在三维模型中根据追踪点确定距离最接近所述追踪点的视频点的位置，获取可照射该追踪点的最佳视频图像，用于对人员或设备的视频证据搜索；

所述对人员或设备的视频证据搜索，其方法为：

根据三维模型中的视频点的位置确定目标区域中的视频点的位置，调取在目标区域中视频点的位置所监控的视频图像；

基于三维模型中追踪点的时间维度，将多次调取的视频图像进行拼接；具体为：以追踪点的时间维度确定追踪点的移动路径，追踪点的移动路径在三维模型中经过多个视域的位置，根据多个视域的位置确定多个视频点的位置，在调取多个视频点的位置对应的视频图像时，实现对追踪目标的动态追踪；将多次调取的视频图像进行拼接，追踪目标出现的各路视频进行拼接回放，实现追踪事件的重现。

2.一种基于三维模型的视频追踪装置，其特征在于，包括：

构建单元，用于构建目标区域的三维模型并将目标区域中的视频点的位置和视频点对应的视域位置映射至三维模型中；

处理单元，将被追踪的人员或设备映射至三维模型中，在三维模型中选取追踪点表示被追踪的人员或设备；

确定三维模型中覆盖追踪点的视域位置以及确定的视域位置所对应的视频点的位置；在追踪过程中，更新追踪点在三维模型中的位置，重新确定三维模型中覆盖追踪点的视域位置以及视域位置所对应的视频点的位置；所述视域通过调取相应视频摄像头的视频录像来确定；

调取单元，用于在三维模型中根据追踪点确定距离最接近所述追踪点的视频点的位置，获取可照射该追踪点的最佳视频图像，用于对人员或设备的视频证据搜索；

所述对人员或设备的视频证据搜索，其方法为：

根据三维模型中的视频点的位置确定目标区域中的视频点的位置，调取在目标区域中视频点的位置所监控的视频图像；

基于三维模型中追踪点的时间维度，将多次调取的视频图像进行拼接，具体为：以追踪点的时间维度确定追踪点的移动路径，追踪点的移动路径在三维模型中经过多个视域的位置，根据多个视域的位置确定多个视频点的位置，在调取多个视频点的位置对应的视频图像时，实现对追踪目标的动态追踪；将多次调取的视频图像进行拼接，追踪目标出现的各路视频进行拼接回放，实现追踪事件的重现。

3.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线；其中，

处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信；

处理器用于调用存储器中的逻辑指令，以执行权利要求1所述的基于三维模型的视频追踪方法。

4.一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行权利要求1所述的基于三维模型的视频追踪方法。

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