CN110798618B - 一种动态追踪中的摄像头资源调度方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动态追踪中的摄像头资源调度方法及装置，所述方法包括：创建N个初始摄像头的视频分析任务以对目标实施监控任务，并从初始N个摄像头中确定目标所处摄像头；根据获取的N个初始摄像头的视频分析结果，计算目标所处摄像头的目标像素坐标位置，并根据目标像素坐标位置计算得出目标的空间坐标位置；查询后台数据库，根据目标的空间坐标位置，按预设的空间关联范围找出所有的关联摄像头，并调度关联摄像头以对目标实施监控。本发明能够结合后台数据管理技术、视频定位技术对摄像头进行合理准确的任务调度，减少了不必要的视频分析，从而大大节约了动态追踪技术的成本，保证了资源得到充分有效的利用。
Description
技术领域
本发明涉及视频监控技术领域，尤其是涉及一种动态追踪中的摄像头资源调度方法及装置。
背景技术
目前，机器视觉已广泛运用到视频监控、公安消防行业，目标追踪就是其中一种典型应用。利用深度学习算法对实时摄像头的监控画面进行分析，将分析结果特征与追踪目标特征进行比对，如果比对结果超过预设的阈值，则认为该目标是追踪目标。如果将监控区域的摄像头全部进行视觉分析，摄像头的空间位置已知，只要知道是哪个摄像头捕捉到的目标，就可以知道目标现所处的空间位置，从而达到目标跟踪的目的。
将监控区域内全部摄像头进行视觉分析是最常用的方案，其优点在于：简单，不用考虑摄像头现场部署情况和调度方法；有效，全部摄像头都进行视频分析，不会存在“漏网之鱼”。
但是，采用现有技术的常用方案成本较高，人脸动态分析服务器(分析实时视频画面内的人脸，并进行目标比对)，28路大概二三十万，如果在大型场所摄像头在百路的情况下，只是人脸服务器成本费就达到百万，如果再加上人体结构分析服务器，成本非常昂贵。另外，在实际追踪情况下，若调用了离目标很远的摄像头以及视域范围外的摄像头进行分析任务，则会造成资源的浪费。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种动态追踪中的摄像头资源调度方法及装置，能够结合后台数据管理技术、视频定位技术对摄像头进行合理准确的任务调度，从而能够大大节约动态追踪技术的成本和有效减少资源浪费。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种动态追踪中的摄像头资源调度方法，包括：
创建N个初始摄像头的视频分析任务以对目标实施监控任务，并从所述初始N个摄像头中确定目标所处摄像头；其中，N为正整数；
根据获取的所述N个初始摄像头的视频分析结果，计算所述目标所处摄像头的目标像素坐标位置，并根据所述目标像素坐标位置计算得出所述目标的空间坐标位置；
查询后台数据库，根据所述目标的空间坐标位置，按预设的空间关联范围找出所有的关联摄像头，并调度所述关联摄像头以对所述目标实施监控。
进一步地，所述查询后台数据库，根据所述目标的空间坐标位置，按预设的空间关联范围找出所有的关联摄像头，并调度所述关联摄像头以对所述目标实施监控，具体为：
查询后台数据库，根据所述目标的空间坐标位置，按预设的空间关联范围找出所有的关联摄像头，并根据所述关联摄像头与所述目标的距离按从近到远进行排序后，筛选出若干个备选摄像头；
依次计算各个备选摄像头有效视域与所述目标之间的距离，根据有效视域距离计算结果筛选出N个最优摄像头；
调度所述N个最优摄像头以对目标实施监控任务。
进一步地，所述调度所述N个最优摄像头以对目标实施监控任务，具体为：
判断所述N个最优摄像头与所述N个初始摄像头是否为相同的摄像头；
若是，则不进行摄像头调度工作；
若否，则将所述N个初始摄像头的视频分析任务替换为所述N个最优摄像头的视频分析任务。
进一步地，在所述创建N个摄像头的视频分析任务以对目标实施监控任务，并从所述N个摄像头中确定目标所处摄像头之后，在所述根据获取的所述N个摄像头的视频分析结果，计算所述目标所处摄像头的目标像素坐标位置，并根据所述目标像素坐标位置计算得出所述目标的空间坐标位置之前，还包括：
判断所述目标的监控任务是否需要继续；
若是，则执行下一步骤；
若否，则结束追踪。
进一步地，所述关联摄像头为与所述目标处于同一楼层的所有摄像头。
为了解决相同的技术问题，本发明还提供了一种动态追踪中的摄像头资源调度装置，包括监控任务创建模块、目标位置计算模块、摄像头调度模块；其中，
所述监控任务创建模块，用于创建N个初始摄像头的视频分析任务以对目标实施监控任务，并从所述初始N个摄像头中确定目标所处摄像头；其中，N为正整数；
所述目标位置计算模块，用于根据获取的所述N个初始摄像头的视频分析结果，计算所述目标所处摄像头的目标像素坐标位置，并根据所述目标像素坐标位置计算得出所述目标的空间坐标位置；
所述摄像头调度模块，用于查询后台数据库，根据所述目标的空间坐标位置，按预设的空间关联范围找出所有的关联摄像头，并调度所述关联摄像头以对所述目标实施监控。
进一步地，所述摄像头调度模块包括备选摄像头筛选单元、最优摄像头筛选单元、摄像头调度单元；其中，
所述备选摄像头筛选单元，用于查询后台数据库，根据所述目标的空间坐标位置，按预设的空间关联范围找出所有的关联摄像头，并根据所述关联摄像头与所述目标的距离按从近到远进行排序后，筛选出若干个备选摄像头；
所述最优摄像头筛选单元，用于依次计算各个备选摄像头有效视域与所述目标之间的距离，根据有效视域距离计算结果筛选出N个最优摄像头；
所述摄像头调度单元，用于调度所述N个最优摄像头以对目标实施监控任务。
进一步地，所述摄像头调度单元，具体用于：
判断所述N个最优摄像头与所述N个初始摄像头是否为相同的摄像头；
若是，则不进行摄像头调度工作；
若否，则将所述N个初始摄像头的视频分析任务替换为所述N个最优摄像头的视频分析任务。
进一步地，所述关联摄像头为与所述目标处于同一楼层的所有摄像头。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明实施例提供了一种动态追踪中的摄像头资源调度方法及装置，所述方法包括：创建N个初始摄像头的视频分析任务以对目标实施监控任务，并从所述初始N个摄像头中确定目标所处摄像头；根据获取的所述N个初始摄像头的视频分析结果，计算所述目标所处摄像头的目标像素坐标位置，并根据所述目标像素坐标位置计算得出所述目标的空间坐标位置；查询后台数据库，根据所述目标的空间坐标位置，按预设的空间关联范围找出所有的关联摄像头，并调度所述关联摄像头以对所述目标实施监控。本发明能够结合后台数据管理技术、视频定位技术对摄像头进行合理准确的任务调度，减少了不必要的视频分析，从而大大节约了动态追踪技术的成本，保证了资源得到充分有效的利用。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的动态追踪中的摄像头资源调度方法的流程示意图；
图2是本发明一实施例提供的摄像头有效视域示意图；
图3是本发明一实施例提供的动态追踪中的摄像头资源调度方法所涉及的模块之间的逻辑关系示意图；
图4是本发明一实施例提供的动态追踪中的摄像头资源调度方法的另一流程示意图；
图5是本发明一实施例提供的动态追踪应用场景示意图；
图6是本发明一实施例提供的另一动态追踪应用场景示意图；
图7是本发明一实施例提供的墙壁隔档视域示意图；
图8是本发明一实施例提供的动态追踪中的摄像头资源调度装置的结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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作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。
请参见图1，本发明实施例提供了一种动态追踪中的摄像头资源调度方法，包括：
步骤S1、创建N个初始摄像头的视频分析任务以对目标实施监控任务，并从所述初始N个摄像头中确定目标所处摄像头；其中，N为正整数；需要说明的是，目标所处摄像头的数量可以为1也可以是多个，在计算目标的空间坐标位置时综合多个摄像头进行分析，能够提高目标位置分析的准确性。
步骤S2、根据获取的所述N个初始摄像头的视频分析结果，计算所述目标所处摄像头的目标像素坐标位置，并根据所述目标像素坐标位置计算得出所述目标的空间坐标位置；
步骤S3、查询后台数据库，根据所述目标的空间坐标位置，按预设的空间关联范围找出所有的关联摄像头，并调度所述关联摄像头以对所述目标实施监控。可以理解的是，预设的空间关联范围可以是与目标同一楼层的、同一楼房单元的、同一商场区域的，具体可以根据实际情况进行设定，以在实际追踪任务中匹配到合理的关联摄像头。
在本发明实施例中，进一步地，步骤S3具体包括：
步骤S31、查询后台数据库，根据所述目标的空间坐标位置，按预设的空间关联范围找出所有的关联摄像头，并根据所述关联摄像头与所述目标的距离按从近到远进行排序后，筛选出若干个备选摄像头；
步骤S32、依次计算各个备选摄像头有效视域与所述目标之间的距离，根据有效视域距离计算结果筛选出N个最优摄像头；
步骤S33、调度所述N个最优摄像头以对目标实施监控任务。
请参见图2，需要说明的是，在图中有摄像头1和摄像头2，如果以目标与摄像头距离的远近作为创建视频分析任务的优先级，显然是不合理的，虽然摄像头2离目标更近，但是有效视域却离目标更远，在此应该优先选用有效视域更近的摄像头1进行视频分析任务。
进一步地，步骤S33具体包括：
判断所述N个最优摄像头与所述N个初始摄像头是否为相同的摄像头；
若是，则不进行摄像头调度工作；
若否，则将所述N个初始摄像头的视频分析任务替换为所述N个最优摄像头的视频分析任务。
在本发明实施例中，进一步地，在步骤S1之后，在步骤S2之前，还包括：
判断所述目标的监控任务是否需要继续；
若是，则执行下一步骤；
若否，则结束追踪。
在本发明实施例中，进一步地，所述关联摄像头为与所述目标处于同一楼层的所有摄像头。
本发明的整个任务调度方法的实现同时依赖于系统中的其他技术，如后台数据管理技术、视频定位技术等。动态追踪中的摄像头资源调度方法所涉及的模块之间的逻辑关系如图3所示，视觉分析服务可以得到目标在画面中的像素坐标(矩形检测框，一般为左上点和右下点像素坐标确定一个检测框坐标)；视觉定位服务可以根据像素坐标换算出空间坐标；后台数据库中保存着每个摄像头的信息，包括空间坐标和有效视域范围各个顶点的空间坐标。
本发明提供的动态追踪中的摄像头资源调度方法，能够实现在视频分析服务资源有限(不能接入全部摄像头)的情况下，可以对目标进行全摄像头覆盖区域的追踪，从而实现实时追踪下摄像头的准确调度。与现有技术相比，本发明方案优点在于：
1、大大节约成本。视频分析服务的费用在视频追踪项目的成本中占据很大部分，包括视频分析软件费用、硬件设备费用。本方法只接入目标周边的有效摄像头进行分析，可以减少不必要的视频分析，因而减少成本费用。
2、节约运营费用。减少服务器的数量同时也可以减少运营和维护的费用，资源可以得到充分有效的利用。
请参见图4，为了更好说明本发明方案的原理，以下为具体步骤流程的举例说明：
可以假设视频分析任务最多数量max＝N，N的具体数值可以根据实际情况进行设定(例如N＝4)，动态追踪中摄像头资源调用步骤：
1)创建视频分析任务：调用视频分析服务，创建开始的N个摄像头的分析任务，视频分析服务将对这N个摄像头的视频进行分析。
2)判断追踪是否持续：该操作是判断整个追踪任务是否进行下去，如果持续，则进入接下来的计算操作；如果追踪任务需要停止，则结束整个追踪流程。
3)获取分析结果：每隔一定时间获取一次视频分析结果，其中包括追踪目标所在的摄像头及其画面中的像素坐标位置。
4)计算目标空间坐标：调用视觉定位服务，利用目标的像素坐标计算出目标的空间坐标。
5)查询后台数据库：查询后台得到该摄像头同一区域(例如是同一楼层)的其他所有摄像头列表，每个摄像头的信息包括本身的空间位置、有效视域顶点(四个)。
6)计算得出N个最优摄像头：首先把摄像头按照距离目标最近进行排序，筛选出若干个(例如10个)备选的摄像头，然后依次计算目标到各个备选摄像头有效视域的距离(点到多边形距离的计算方法有很多，数学公式在此不列举)，最后得到最优的N个摄像头。
7)更新视频分析任务：获取的N个最优摄像头是否与当前任务中的摄像头相同，如果相同则不更新分析任务；如果有不同，则更新分析任务(通过删改任务让当前分析任务变为最优N个摄像头)。
请参见图5至图6，以下为具体场景举例：
本举例中，视频分析服务器最大同时支持4路摄像头的实时分析，一个摄像头创建一个视频分析任务。
该场景中共有c1～c9共9个摄像头，视频分析服务器最大同时支持4个任务，不能对所有摄像头都进行分析，所以需要合理规划哪些摄像头进行任务分析。图5中五角星代表追踪目标当前的位置。
图1中，通过c3摄像头对目标的定位和后台数据库查询可知，距离目标最近的4个摄像头是c1、c3、c4、c5，但是创建这4个摄像头的任务是不合理的。因为，虽然c2摄像头比c5更远，但是视域离目标更近，根据距离远近，目标会更早被c2摄像头捕获，所以合理的视频分析任务应该是c1、c2、c3、c4摄像头。
假如目标移动到图6的位置。根据有效视域远近距离计算最优摄像头，创建的分析任务的摄像头应该是c5、c2、c3、c4。而此前运行分析任务的摄像头为c1、c2、c3、c4，所以需要对任务进行更新，删除当前任务中的c1任务，并创建c5摄像头的任务。
需要说明的是，最优摄像头的筛选条件就是最快捕获追踪目标，视域范围结合空间位置是最合理的方案，作为优选方案，还可以增加更多限制条件，比如，如图7所示，墙壁的隔挡，增加目标离摄像头视域范围的距离，这些限制条件都存到后台数据库里。
需要说明的是，对于以上方法或流程实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
请参见图8，为了解决相同的技术问题，本发明还提供了一种动态追踪中的摄像头资源调度装置，包括监控任务创建模块1、目标位置计算模块2、摄像头调度模块3；其中，
所述监控任务创建模块1，用于创建N个初始摄像头的视频分析任务以对目标实施监控任务，并从所述初始N个摄像头中确定目标所处摄像头；其中，N为正整数；
所述目标位置计算模块2，用于根据获取的所述N个初始摄像头的视频分析结果，计算所述目标所处摄像头的目标像素坐标位置，并根据所述目标像素坐标位置计算得出所述目标的空间坐标位置；
所述摄像头调度模块3，用于查询后台数据库，根据所述目标的空间坐标位置，按预设的空间关联范围找出所有的关联摄像头，并调度所述关联摄像头以对所述目标实施监控。
进一步地，所述摄像头调度模块3包括备选摄像头筛选单元、最优摄像头筛选单元、摄像头调度单元；其中，
所述备选摄像头筛选单元，用于查询后台数据库，根据所述目标的空间坐标位置，按预设的空间关联范围找出所有的关联摄像头，并根据所述关联摄像头与所述目标的距离按从近到远进行排序后，筛选出若干个备选摄像头；
所述最优摄像头筛选单元，用于依次计算各个备选摄像头有效视域与所述目标之间的距离，根据有效视域距离计算结果筛选出N个最优摄像头；
所述摄像头调度单元，用于调度所述N个最优摄像头以对目标实施监控任务。
进一步地，所述摄像头调度单元，具体用于：
判断所述N个最优摄像头与所述N个初始摄像头是否为相同的摄像头；
若是，则不进行摄像头调度工作；
若否，则将所述N个初始摄像头的视频分析任务替换为所述N个最优摄像头的视频分析任务。
进一步地，所述关联摄像头为与所述目标处于同一楼层的所有摄像头。
可以理解的是上述装置项实施例，是与本发明方法项实施例相对应的，本发明实施例提供的一种动态追踪中的摄像头资源调度装置，可以实现本发明任意一项方法项实施例提供的动态追踪中的摄像头资源调度方法。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种动态追踪中的摄像头资源调度方法，其特征在于，包括：
创建N个初始摄像头的视频分析任务以对目标实施监控任务，并从所述N个初始摄像头中确定目标所处摄像头；其中，N为正整数；
根据获取的所述N个初始摄像头的视频分析结果，计算所述目标所处摄像头的目标像素坐标位置，并根据所述目标像素坐标位置计算得出所述目标的空间坐标位置；具体为：
通过视觉分析服务可以得到目标在画面中的像素坐标，其中，在矩形检测框中左上点和右下点的像素坐标确定一个检测框坐标；通过视觉定位服务可以根据像素坐标换算出空间坐标；后台数据库中保存着每个摄像头的信息，包括空间坐标和有效视域范围各个顶点的空间坐标；
查询后台数据库，根据所述目标的空间坐标位置，按预设的空间关联范围找出所有的关联摄像头；
调度所述关联摄像头以对所述目标实施监控，具体的步骤还包括：
计算得出N个最优摄像头：首先把所述关联摄像头按照距离目标最近进行排序，筛选出若干个备选的摄像头，然后根据点到多边形距离的计算方法依次计算目标到各个备选摄像头有效视域的距离，最后得到最优的N个摄像头；
更新视频分析任务：获取的N个最优摄像头是否与当前任务中的摄像头相同，如果相同则不更新分析任务；如果有不同，则通过删改任务让执行当前任务的摄像头变为最优N个摄像头。
2.根据权利要求1所述的动态追踪中的摄像头资源调度方法，其特征在于，在所述创建N个初始摄像头的视频分析任务以对目标实施监控任务，并从所述N个初始摄像头中确定目标所处摄像头之后，在所述根据获取的所述N个初始摄像头的视频分析结果，计算所述目标所处摄像头的目标像素坐标位置，并根据所述目标像素坐标位置计算得出所述目标的空间坐标位置之前，还包括：
判断所述目标的监控任务是否需要继续；
若是，则执行下一步骤；
若否，则结束追踪。
3.根据权利要求1所述的动态追踪中的摄像头资源调度方法，其特征在于，所述关联摄像头为与所述目标处于同一楼层的所有摄像头。
4.一种动态追踪中的摄像头资源调度装置，其特征在于，包括监控任务创建模块、目标位置计算模块、摄像头调度模块；其中，
所述监控任务创建模块，用于创建N个初始摄像头的视频分析任务以对目标实施监控任务，并从所述N个初始摄像头中确定目标所处摄像头；其中，N为正整数；
所述目标位置计算模块，用于根据获取的所述N个初始摄像头的视频分析结果，计算所述目标所处摄像头的目标像素坐标位置，并根据所述目标像素坐标位置计算得出所述目标的空间坐标位置；具体为：
通过视觉分析服务可以得到目标在画面中的像素坐标，其中，在矩形检测框中左上点和右下点的像素坐标确定一个检测框坐标；通过视觉定位服务可以根据像素坐标换算出空间坐标；后台数据库中保存着每个摄像头的信息，包括空间坐标和有效视域范围各个顶点的空间坐标；
所述摄像头调度模块，用于查询后台数据库，根据所述目标的空间坐标位置，按预设的空间关联范围找出所有的关联摄像头，并调度所述关联摄像头以对所述目标实施监控；
所述调度所述关联摄像头以对所述目标实施监控，具体为：
计算得出N个最优摄像头：首先把所述关联摄像头按照距离目标最近进行排序，筛选出若干个备选的摄像头，然后根据点到多边形距离的计算方法依次计算目标到各个备选摄像头有效视域的距离，最后得到最优的N个摄像头；
更新视频分析任务：获取的N个最优摄像头是否与当前任务中的摄像头相同，如果相同则不更新分析任务；如果有不同，则通过删改任务让执行当前任务的摄像头变为最优N个摄像头。
5.根据权利要求4所述的动态追踪中的摄像头资源调度装置，其特征在于，所述关联摄像头为与所述目标处于同一楼层的所有摄像头。
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