CN110740297B - 一种自动识别的基于计算机的监控装置及监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种自动识别的基于计算机的监控装置,包括:高清高倍变焦运动摄像机、监控计算机、图像形成及处理模块、远程视频监控及识别系统;所述图像形成及处理模块用于处理所摄像机自动追踪到的高清视频信号和数据,包括数据采集电路、无线信号发射器、参数调整单元、存储单元和主控制器;所述远程视频监控及识别系统用于对所述处理后的高清视频信号和数据进行监控和识别,所述远程视频监控及识别系统包括无线信号接收器、数据接收单元、视频流存储单元和图像识别单元,所述远程视频监控及识别系统与所述监控计算机电连接,相应地,提出一种视频监控方法,本发明可以更好的对视频参数进行畸变矫正且对监控目标进行更加快速跟踪识别。
Description
技术领域
本发明涉及监控技术领域,尤其涉及到一种自动识别的基于计算机的监控装置及监控方法。
背景技术
随着科技的进步,对安全防护的监控手段也越来越多样化,而视频监控系统以其直观、方便、信息内容丰富而在医疗监护、公安系统、电信机房、城市交通、水利系统和小区治安等方面得到了广泛应用,现有的监控装置由原来的模拟视频监控开始转向网络视频监控,但由于其现场环境等因素需要特定的监控布线增加了电路成本和复杂性,并且现有的监控图像处理由于其采用的算法较为复杂占用CPU降低了识别速度,不适用于一些需要快速跟踪识别的场景。
综上所述,如何提供一种电路布线简易且视频传输可靠度高并能对监控目标进行更加快速跟踪识别的基于计算机的监控装置及监控方法,是本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本方案针对上文提到的问题和需求,提出一种自动识别的基于计算机的监控装置及监控方法,其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题。
为了达到上述目的,本发明提供如下技术方案:一种自动识别的基于计算机的监控装置包括:高清高倍变焦运动摄像机、监控计算机、图像形成及处理模块、远程视频监控及识别系统;
所述图像形成及处理模块用于处理所述高清高倍变焦运动摄像机自动追踪到的高清视频信号和数据,包括数据采集电路、无线信号发射器、参数调整单元、存储单元和主控制器,所述高清高倍变焦运动摄像机通过所述数据采集电路与所述主控制器连接,所述无线信号发射器、所述参数调整单元和所述存储单元与所述主控制器连接,所述参数调整单元包括畸变/弯曲信息测量矫正模块和比较模块,所述畸变/弯曲信息测量矫正模块的输出端与所述比较模块的输入端相连,所述比较模块的输出端与所述畸变/弯曲信息测量矫正模块的第一输入端相连,所述畸变/弯曲信息测量矫正模块的第二输入端与所述数据采集电路输出端相连,所述存储单元为数据库用于存储视频信息和视频信息相关的场景信息;
所述远程视频监控及识别系统用于对所述图像形成及处理模块处理后的高清视频信号和数据进行监控和识别,所述远程视频监控及识别系统包括无线信号接收器、数据接收单元、视频流存储单元和图像识别单元,所述远程视频监控及识别系统与所述监控计算机电连接。
进一步地,所述无线信号接收器与所述数据接收单元电连接,所述数据接收单元与所述视频流存储单元和所述图像识别单元电连接。
进一步地,所述场景信息包括时间、编号和地点。
进一步地,所述数据采集电路包括电阻R1、可调电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、极性电容C1、非极性电容C2、非极性电容C3、运放U1、视频同步分离芯片和A/D转换器,所述A/D转换器的数据输出端和启动信号控制端与所述主控制器相连,所述电阻R5的一端、所述电阻R6的一端和所述非极性电容C2的一端并接后接所述A/D转换器的输入端,所述电阻R1的一端、所述电阻R6的另一端和所述非极性电容C2的另一端并接后通过所述非极性电容C3与所述视频同步分离芯片的输入端相连,所述电阻R1的另一端和所述电阻R4的一端与所述运放U1的负极输入端相连,所述电阻R4的另一端与所述电阻R5的另一端和所述运放U1的输出端相连,所述运放U1的正极输入端与所述可调电阻R2并联后接所述极性电容C1的正极,所述极性电容C1的负极与所述电阻R3的一端并接,所述电阻R3的另一端接地,所述电阻R3并接在视频输入端口上。
一种自动识别的基于计算机的监控方法,包括:
S1:图像获取,通过所述与摄像机连接的数据采集电路获取高清视频信号和数据;
S2:所述参数调整单元对视频畸变/弯曲信息进行矫正;
S3:所述主控制器将经过矫正和与场景信息进行匹配压缩过的视频信息通过无线信号发射器发送给与所述无线信号接收器相连的数据接收单元;
S4:所述数据接收单元将接收到的视频流信息进行编码解压发送给所述图像识别单元;
S5:所述图像识别单元对图像进行目标识别。
进一步地,所述S2的具体步骤为:
S21:畸变像素点为(Ud,Vd),非畸变像素点为:(U,V),在非畸变坐标系内x′=(U-Cx)/fx,y′=(V-Cy)/fy,由畸变模型可得:
x″=x′(1+k1.r2+k2.r4)+2.p1x′.y′+p2(r2+2x′2)
y″=y′(1+k1.r2+k2.r4)+2p2x′.y′+p1(r2+2y′2)
,则Ud=fx.x″+Cx,Vd=fy.y″+Cy,其中,k1,k2为径向形变系数,p1,p2为切向形变系数
S22:对畸变像素进行赋值和插值处理得到映射的非畸变像素(U,V)。
进一步地,所述S5的具体步骤为:
S51:视频高速跟踪,提取视频帧在当前位置附近用二维分块循环矩阵采样,训练得到一个回归器;
S52:在前一帧位置附近采样,用所述回归器判断每个采样的响应,将响应最强的采样作为本帧的位置。
本发明的有益效果是,该发明可以更好的对视频参数进行畸变矫正且对监控目标进行更加快速跟踪识别。。
下文中将结合附图对实施本发明的最优实施例进行更详尽的描述,以便能容易地理解本发明的特征和优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中,附图仅仅用于展示本发明的一些实施例,而非将本发明的全部实施例限制于此。
图1为本发明中自动识别的基于计算机的监控装置的结构示意图。
图2为本发明中数据采集电路的电路示意图。
图3为本发明中数据接收单元的电路示意图。
图4为本发明中自动识别的基于计算机的监控方法的步骤流程图。
具体实施方式
为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚,下文中将结合本发明具体实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
本发明提供了一种电路布线简易且视频传输可靠度高并能对监控目标进行更加快速跟踪识别的基于计算机的监控装置及监控方法。
如附图1至附图4所示,该监控装置包括:高清高倍变焦运动摄像机、监控计算机、图像形成及处理模块、远程视频监控及识别系统;所述图像形成及处理模块用于处理所述高清高倍变焦运动摄像机自动追踪到的高清视频信号和数据,包括数据采集电路、无线信号发射器、参数调整单元、存储单元和主控制器,所述高清高倍变焦运动摄像机通过所述数据采集电路与所述主控制器连接,所述无线信号发射器、所述参数调整单元和所述存储单元与所述主控制器连接,所述参数调整单元包括畸变/弯曲信息测量矫正模块和比较模块,所述畸变/弯曲信息测量矫正模块的输出端与所述比较模块的输入端相连,所述比较模块的输出端与所述畸变/弯曲信息测量矫正模块的第一输入端相连,所述畸变/弯曲信息测量矫正模块的第二输入端与所述数据采集电路输出端相连,所述存储单元为数据库用于存储视频信息和视频信息相关的场景信息,所述无线信号接收器与所述数据接收单元电连接,其中,所述数据接收单元与所述视频流存储单元和所述图像识别单元电连接,场景信息包括时间、编号和地点;所述远程视频监控及识别系统用于对所述图像形成及处理模块处理后的高清视频信号和数据进行监控和识别,所述远程视频监控及识别系统包括无线信号接收器、数据接收单元、视频流存储单元和图像识别单元,所述远程视频监控及识别系统与所述监控计算机电连接。
视频图像采集的方法很多,基本上可分为自动图像采集和基于处理的图像采集两类。前者采用专用图像采集芯片,自动完成图像的采集、帧存储器地址生成以及图像数据的刷新;除了要对采集模式进行设定外,主处理器不参与采集过程。这种方法的特点是采集不占用CPU的时间,实时性好,适合活动图像的采集,但电路较复杂、成本高。后者采用通用视频A/D转换器实现图像的采集,不能完成图像的自动采集,整个采集过程在CPU的控制下完成,由CPU启动A/D转换,读取A/D转换数据,将数据存入帧存储器。其特点是数据采集占用CPU的时间,对处理器的速度要求高,但电路简单、成本低、易于实现,能够满足某些图像采集系统的需要,本发明采用基于数据信号处理器DSP的视频图像采集电路和采集方法,所述DSP采用型号为TMS320VC5402,所述数据信号处理器DSP为主控制器,如图2所示,所述数据采集电路包括电阻R1、可调电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、极性电容C1、非极性电容C2、非极性电容C3、运放U1、视频同步分离芯片和A/D转换器,所述A/D转换器的数据输出端和启动信号控制端与所述主控制器相连,所述电阻R5的一端、所述电阻R6的一端和所述非极性电容C2的一端并接后接所述A/D转换器的输入端,所述电阻R1的一端、所述电阻R6的另一端和所述非极性电容C2的另一端并接后通过所述非极性电容C3与所述视频同步分离芯片的输入端相连,所述电阻R1的另一端和所述电阻R4的一端与所述运放U1的负极输入端相连,所述电阻R4的另一端与所述电阻R5的另一端和所述运放U1的输出端相连,所述运放U1的正极输入端与所述可调电阻R2并联后接所述极性电容C1的正极,所述极性电容C1的负极与所述电阻R3的一端并接,所述电阻R3的另一端接地,所述电阻R3并接在视频输入端口上。
一种自动识别的基于计算机的监控方法,包括:
S1:图像获取,通过所述与摄像机连接的数据采集电路获取高清视频信号和数据;
S2:所述参数调整单元对视频畸变/弯曲信息进行矫正;
S21:畸变像素点为(Ud,Vd),非畸变像素点为:(U,V),在非畸变坐标系内x′=(U-Cx)/fx,y′=(V-Cy)/fy,由畸变模型可得:
x″=x′(1+k1.r2+k2.r4)+2.p1x′.y′+p2(r2+2x′2)
y″=y′(1+k1.r2+k2.r4)+2p2x′.y′+p1(r2+2y′2)
,则Ud=fx.x″+Cx,Vd=fy.y″+Cy,其中,k1,k2为径向形变系数,p1,p2为切向形变系数;
S22:对畸变像素进行赋值和插值处理得到映射的非畸变像素(U,V);
S3:所述主控制器将经过矫正和与场景信息进行匹配压缩过的视频信息通过无线信号发射器发送给与所述无线信号接收器相连的数据接收单元;
S4:所述数据接收单元将接收到的视频流信息进行编码解压发送给所述图像识别单元;
S5:所述图像识别单元对图像进行目标识别;
S51:视频高速跟踪,提取视频帧在当前位置附近用二维分块循环矩阵采样,训练得到一个回归器;
S52:在前一帧位置附近采样,用所述回归器判断每个采样的响应,将响应最强的采样作为本帧的位置。
该图像识别跟踪中利用循环矩阵进行快速计算的方式,可以对目标快速计算跟踪,具体过程为首先进行窗口尺寸设置,再使用高斯形状的回归标签,用窗口对图像大小处理,接着根据上一帧跟踪位置和尺度抓取目标作为测试集,然后用平移过滤器计算平移滤波器响应找到目标位置,用尺度过滤器计算平移滤波器响应找到目标所在的尺度,用计算结果更新目标位置和更新目标尺度,接下来抓取上一步中找到的目标图块作为训练集,训练平移分类器和训练尺度分类器,保存目标位置尺度以及时间,最后进行可视化,对图像进行循环处理直到结束。
应当说明的是,本发明所述的实施方式仅仅是实现本发明的优选方式,对属于本发明整体构思,而仅仅是显而易见的改动,均应属于本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种自动识别的基于计算机的监控装置,其特征在于,包括:高清高倍变焦运动摄像机、监控计算机、图像形成及处理模块、远程视频监控及识别系统;
所述图像形成及处理模块用于处理所述高清高倍变焦运动摄像机自动追踪到的高清视频信号和数据,包括数据采集电路、无线信号发射器、参数调整单元、存储单元和主控制器,所述高清高倍变焦运动摄像机通过所述数据采集电路与所述主控制器连接,所述无线信号发射器、所述参数调整单元和所述存储单元与所述主控制器连接,所述参数调整单元包括畸变/弯曲信息测量矫正模块和比较模块,所述畸变/弯曲信息测量矫正模块的输出端与所述比较模块的输入端相连,所述比较模块的输出端与所述畸变/弯曲信息测量矫正模块的第一输入端相连,所述畸变/弯曲信息测量矫正模块的第二输入端与所述数据采集电路输出端相连,所述存储单元为数据库用于存储视频信息和视频信息相关的场景信息,所述数据采集电路包括电阻R1、可调电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、极性电容C1、非极性电容C2、非极性电容C3、运放U1、视频同步分离芯片和A/D转换器,所述A/D转换器的数据输出端和启动信号控制端与所述主控制器相连,所述电阻R5的一端、所述电阻R6的一端和所述非极性电容C2的一端并接后接所述A/D转换器的输入端,所述电阻R1的一端、所述电阻R6的另一端和所述非极性电容C2的另一端并接后通过所述非极性电容C3与所述视频同步分离芯片的输入端相连,所述电阻R1的另一端和所述电阻R4的一端与所述运放U1的负极输入端相连,所述电阻R4的另一端与所述电阻R5的另一端和所述运放U1的输出端相连,所述运放U1的正极输入端与所述可调电阻R2并联后接所述极性电容C1的正极,所述极性电容C1的负极与所述电阻R3的一端并接,所述电阻R3的另一端接地,所述电阻R3并接在视频输入端口上;
所述远程视频监控及识别系统用于对所述图像形成及处理模块处理后的高清视频信号和数据进行监控和识别,所述远程视频监控及识别系统包括无线信号接收器、数据接收单元、视频流存储单元和图像识别单元,所述远程视频监控及识别系统与所述监控计算机电连接;
所述图像形成及处理模块与所述远程视频监控及识别系统实现监控过程的监控方法具体包括:S1:图像获取,通过与摄像机连接的数据采集电路获取高清视频信号和数据;
S2:所述参数调整单元对视频畸变/弯曲信息进行矫正;
S21:畸变像素点为(Ud,Vd),非畸变像素点为:(U,V),在非畸变坐标系内x′=(U-Cx)/fx,y′=(V-Cy)/fy,由畸变模型可得:
x″=x′(1+k1.r2+k2.r4)+2.p1x′.y′+p2(r2+2x′2)
y″=y′(1+k1.r2+k2.r4)+2p2x′.y′+p1(r2+2y′2)
则Ud=fx.x″+Cx,Vd=fy.y″+Cy,其中,k1,k2为径向形变系数,p1,p2为切向形变系数;
S22:对畸变像素进行赋值和插值处理得到映射的非畸变像素(U,V);
S3:所述主控制器将经过矫正和与场景信息进行匹配压缩过的视频信息通过无线信号发射器发送给与所述无线信号接收器相连的数据接收单元;
S4:所述数据接收单元将接收到的视频流信息进行编码解压发送给所述图像识别单元;
S5:所述图像识别单元对图像进行目标识别;
S51:视频高速跟踪,提取视频帧在当前位置附近用二维分块循环矩阵采样,训练得到一个回归器;
S52:在前一帧位置附近采样,用所述回归器判断每个采样的响应,将响应最强的采样作为本帧的位置。
2.根据权利要求1所述的自动识别的基于计算机的监控装置,其特征在于,所述无线信号接收器与所述数据接收单元电连接,所述数据接收单元与所述视频流存储单元和所述图像识别单元电连接。
3.根据权利要求1所述的自动识别的基于计算机的监控装置,其特征在于,所述场景信息包括时间、编号和地点。
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