CN112380894A - 一种基于三维地理信息系统的视频重叠区域目标去重方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种基于三维地理信息系统的视频重叠区域目标去重方法和系统，所述方法包括：实时采集监控视频，并分析出视频画面中的实时移动目标；根据监控覆盖范围将监控视频融合到三维场景中，并根据视频投影关系对监控视频进行矫正处理，形成监控视频像素与三维地理位置坐标的映射关系；根据映射关系确定每两个视频中的重叠区域范围和重叠像素区编号；根据重叠像素区编号集合、预设参数和预设规则，对视频画面中的移动目标进行去重，并输出去重结果。解决了普通视频分析系统重复报警、数据分析不准确、形成脏数据、区域密度计算不准确等一系列问题。
Description
技术领域
本申请实施例涉及三维地理技术领域，具体涉及一种基于三维地理信息系统的视频重叠区域目标去重方法和系统。
背景技术
随着平安城市、雪亮工程、智慧城市等建设的快速发展，视频监控安装的数量越来越多，彼此交叉覆盖的情况也越来越多。与此同时，人工智能技术的逐渐成熟，为基于视频内容的分析应用提供更多可能，人脸识别、人体识别、车辆识别、轨迹追踪、人员密度等应用也步入实践。
但是，目前技术方案在解决跨摄像机理解时都会出现诸多问题，例如无法区分不同摄像机的同一目标，不同摄像机发生重复数据、重复报警、目标数据统计错误等问题。
发明内容
为此，本申请实施例提供一种基于三维地理信息系统的视频重叠区域目标去重方法和系统，解决了传统视频运动目标分析系统在有重叠区域时，目标难以去重的问题。通过将视频像素与空间坐标建立映射关系，利用空间几何算法计算出视频重叠区域，对重叠区域内的目标进行有选择的去重，解决了单纯视频分析系统重复报警、数据分析不准确、形成脏数据、区域密度计算不准确等一系列问题。
为了实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：
根据本申请实施例的第一方面，提供了一种基于三维地理信息系统的视频重叠区域目标去重方法，所述方法包括：
实时采集监控视频，并分析出视频画面中的实时移动目标；
根据监控覆盖范围将监控视频融合到三维场景中，并根据视频投影关系对监控视频进行矫正处理，形成监控视频像素与三维地理位置坐标的映射关系；
根据映射关系确定每两个视频中的重叠区域范围和重叠像素区编号；
根据重叠像素区编号集合、预设参数和预设规则，对视频画面中的移动目标进行去重，并输出去重结果。
可选地，所述分析出视频画面中的实时移动目标，包括：
对视频画面进行像素区域编码；
利用人工智能算法检测识别视频画面中的实时移动目标，并实时跟踪，确定移动目标的位置标记点；
根据实时移动目标的位置标记点和出现的时间戳顺序进行排序。
可选地，所述根据映射关系确定每两个视频中的重叠区域范围和重叠像素区编号，包括：
针对一个视频中的移动目标坐标是否出现在另一个视频中的区域内，若是则将所述移动目标坐标对应的像素区确定为重叠区域范围；
通过每两个视频的遍历计算，确定重叠像素区编号。
可选地，所述根据重叠像素区编号集合、预设参数和预设规则，对视频画面中的实时移动目标进行去重，包括：
根据重叠像素区编号集合，对视频画面中的实时移动目标进行判断，若实时移动目标位置标记点在重叠像素区编号集合内，则实时移动目标为重叠目标；若实时移动目标位置标记点不在重叠像素区编号集合内，则实时移动目标为非重叠目标；
根据预设参数和预设规则，输出去重结果。
根据本申请实施例的第二方面，提供了一种基于三维地理信息系统的视频重叠区域目标去重系统，所述系统包括：
视频分析模块，用于实时采集监控视频，并分析出视频画面中的实时移动目标；
视频融合模块，用于根据监控覆盖范围将监控视频融合到三维场景中，并根据视频投影关系对监控视频进行矫正处理，形成监控视频像素与三维地理位置坐标的映射关系；
3DGIS模块，用于根据映射关系确定每两个视频中的重叠区域范围和重叠像素区编号；
目标去重模块，用于根据重叠像素区编号集合、预设参数和预设规则，对视频画面中的移动目标进行去重，并输出去重结果。
可选地，所述视频分析模块，具体用于：
对视频画面进行像素区域编码；
利用人工智能算法检测识别视频画面中的实时移动目标，并实时跟踪，确定移动目标的位置标记点；
根据实时移动目标的位置标记点和出现的时间戳顺序进行排序。
可选地，所述3DGIS模块，具体用于：
针对一个视频中的移动目标坐标是否出现在另一个视频中的区域内，若是则将所述移动目标坐标对应的像素区确定为重叠区域范围；
通过每两个视频的遍历计算，确定重叠像素区编号。
可选地，所述目标去重模块，具体用于：
根据重叠像素区编号集合，对视频画面中的实时移动目标进行判断，若实时移动目标位置标记点在重叠像素区编号集合内，则实时移动目标为重叠目标；若实时移动目标位置标记点不在重叠像素区编号集合内，则实时移动目标为非重叠目标；
根据预设参数和预设规则，输出去重结果。
根据本申请实施例的第三方面，提供了一种设备，所述设备包括：数据采集装置、处理器和存储器；所述数据采集装置用于采集数据；所述存储器用于存储一个或多个程序指令；所述处理器，用于执行一个或多个程序指令，用以执行第一方面任一项所述的方法。
根据本申请实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质中包含一个或多个程序指令，所述一个或多个程序指令用于执行如第一方面任一项所述的方法。
综上所述，本申请实施例提供了一种基于三维地理信息系统的视频重叠区域目标去重方法和系统，通过实时采集监控视频，并分析出视频画面中的实时移动目标；根据监控覆盖范围将监控视频融合到三维场景中，并根据视频投影关系对监控视频进行矫正处理，形成监控视频像素与三维地理位置坐标的映射关系；根据映射关系确定每两个视频中的重叠区域范围和重叠像素区编号；根据重叠像素区编号集合、预设参数和预设规则，对视频画面中的移动目标进行去重，并输出去重结果。解决了普通视频分析系统重复报警、数据分析不准确、形成脏数据、区域密度计算不准确等一系列问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
图1为本申请实施例提供的一种基于三维地理信息系统的视频重叠区域目标去重方法流程示意图；
图2为本申请实施例提供的像素区域编码实施例示意图；
图3为本申请实施例提供的目标检测识别与目标位置标记点定义实施例示意图；
图4为本申请实施例提供的时间戳顺序示意图；
图5为本申请实施例提供的视频像素区域编号和空间位置坐标的对应关系；
图6为本申请实施例提供的一种基于三维地理信息系统的视频重叠区域目标去重系统框图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，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。
图1示出了本申请实施例提供的一种基于三维地理信息系统的视频重叠区域目标去重方法，所述方法包括如下步骤：
步骤101：实时采集监控视频，并分析出视频画面中的实时移动目标。
步骤102：根据监控覆盖范围将监控视频融合到三维场景中，并根据视频投影关系对监控视频进行矫正处理，形成监控视频像素与三维地理位置坐标的映射关系。
步骤103：根据映射关系确定每两个视频中的重叠区域范围和重叠像素区编号。
步骤104：根据重叠像素区编号集合、预设参数和预设规则，对视频画面中的移动目标进行去重，并输出去重结果。
在一种可能的实施方式中，在步骤101中，所述分析出视频画面中的实时移动目标，包括：对视频画面进行像素区域编码；利用人工智能算法检测识别视频画面中的实时移动目标，并实时跟踪，确定移动目标的位置标记点；根据实时移动目标的位置标记点和出现的时间戳顺序进行排序。
在一种可能的实施方式中，在步骤103中，所述根据映射关系确定每两个视频中的重叠区域范围和重叠像素区编号，包括：针对一个视频中的移动目标坐标是否出现在另一个视频中的区域内，若是则将所述移动目标坐标对应的像素区确定为重叠区域范围；通过每两个视频的遍历计算，确定重叠像素区编号。
在一种可能的实施方式中，在步骤104中，所述根据重叠像素区编号集合、预设参数和预设规则，对视频画面中的实时移动目标进行去重，包括：根据重叠像素区编号集合，对视频画面中的实时移动目标进行判断，若实时移动目标位置标记点在重叠像素区编号集合内，则实时移动目标为重叠目标；若实时移动目标位置标记点不在重叠像素区编号集合内，则实时移动目标为非重叠目标；根据预设参数和预设规则，输出去重结果。
本申请实施例提供的一种基于三维地理信息系统的解决重叠视频做目标分析时目标去重的方法。包括如下模块：
视频分析模块，实现对视频目标检测分析功能，可以实时检测出视频中的人、车等移动目标。
视频融合模块，根据视频监控覆盖范围将视频融合到三维场景中，并根据视频投影关系对视频做矫正处理，形成视频像素与位置坐标的映射关系；3DGIS模块，根据映射关系利用空间几何算法计算两两视频中的重叠区域范围和各自的像素区编号，给出两个重叠区域的像素区矩阵；目标去重模块，根据预设参数、规则，决定直接去重、优选去重等方式，实现去重结果统一输出。
视频分析模块，支持多种视频格式、视频分辨率的接入，根据任务类型可以分析出视频中的运动目标，并提供运动目标的ID号，目标中心点所在像素区域编号、目标属性信息等，实现(目标ID，目标中心点所在像素区编号)数据关系。
视频融合模块，接收视频接入模块转发来的视频信息，根据视频监控覆盖内容和三维场景对视频做视频矫正、拉伸变换，实现视频像素与空间坐标的映射关系。
目标去重模块，根据预设参数、规则，决定直接去重、优选去重等方式，实现去重结果统一输出。
解决了传统视频运动目标分析系统在有重叠区域时，目标难以去重的问题。通过将视频像素与空间坐标建立映射关系，利用空间几何算法计算出视频重叠区域，对重叠区域内的目标进行有选择的去重，解决了单纯视频分析系统重复报警、数据分析不准确、形成脏数据、区域密度计算不准确等一系列问题。
下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例作进一步的详细说明。
本申请实施例提供的方法包含四个步骤：通过视频分析模块，实现对视频目标检测分析功能，可以实时检测出视频中的人、车等移动目标；通过视频融合模块，根据视频监控覆盖范围将视频融合到三维场景中，并根据视频投影关系对视频做矫正处理，形成视频像素与位置坐标的映射关系；通过3DGIS模块，根据映射关系利用空间几何算法计算两两视频中的重叠区域范围和各自的像素区编号；通过目标去重模块，根据预设参数、规则，决定直接去重、优选去重等方式，实现去重结果统一输出。
详细说明如下：
1、通过视频分析模块，实现对视频目标检测分析功能：
(1)进行像素区域编码。例如：1920*1080分辨率的视频，如果以3*3个像素作为一个区域的话，则可以划分出640*360个像素区，给每个像素区进行编码，分别为1#，2#，……230400#。当然也可以按照5*5、7*7或其他像素大小进行像素区编码。如图2所示。
(2)目标检测识别与目标位置标记点定义。视频分析模块利用人工智能算法检测识别视频中的人、车等目标，并实时进行跟踪，计算出目标位置标记点。目标位置标记点定义如下：以检测到人体双脚连线的中心点作为目标位置标记点。如图3所示。
根据目标位置标记点出现的时间戳顺序，如图4，分别为：m-n-p-q-r-s。由此输出(目标人员ID，目标人员标记点所在像素区域编号，时间戳)。
2、通过视频融合模块，实现将视频监控图像融合到三维场景中，并根据视频投影关系对视频做矫正处理，形成视频像素与位置坐标的映射关系，根据实际的物理位置，建立多个视频的统一融合。形成(视频像素区域编号，空间位置坐标)的对应关系。如图5所示，实际应用的时候，坐标系精度可以根据需要自定义。
3、通过3D GIS模块，在统一坐标系下，使用Randolph Franklin提出的PNPoly算法判断一个坐标是否出现在另外一个区域内，如果是则该坐标对对应的像素区为重叠区域。通过遍历计算，可以得出A相机的重叠像素区域编号集合。同理B也可以计算出重叠区域像素区域编号集合。
4、目标去重模块，根据3D GIS计算出的重叠区域像素编号集合，对视频分析模块输出的实时目标进行判断，如果目标位置标记点所在像素区域编号在集合内，则当前目标为重叠目标。如果不在集合内，则当前目标为非重叠目标。根据预设参数，例如可以默认输出视频A的结果，舍弃视频B的重叠目标，实现目标去重。
综上所述，本申请实施例提供了一种基于三维地理信息系统的视频重叠区域目标去重方法，通过实时采集监控视频，并分析出视频画面中的实时移动目标；根据监控覆盖范围将监控视频融合到三维场景中，并根据视频投影关系对监控视频进行矫正处理，形成监控视频像素与三维地理位置坐标的映射关系；根据映射关系确定每两个视频中的重叠区域范围和重叠像素区编号；根据重叠像素区编号集合、预设参数和预设规则，对视频画面中的移动目标进行去重，并输出去重结果。解决了普通视频分析系统重复报警、数据分析不准确、形成脏数据、区域密度计算不准确等一系列问题。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种基于三维地理信息系统的视频重叠区域目标去重系统，如图6所示，所述系统包括：
视频分析模块601，用于实时采集监控视频，并分析出视频画面中的实时移动目标。
视频融合模块602，用于根据监控覆盖范围将监控视频融合到三维场景中，并根据视频投影关系对监控视频进行矫正处理，形成监控视频像素与三维地理位置坐标的映射关系。
3DGIS模块603，用于根据映射关系确定每两个视频中的重叠区域范围和重叠像素区编号。
目标去重模块604，用于根据重叠像素区编号集合、预设参数和预设规则，对视频画面中的移动目标进行去重，并输出去重结果。
在一种可能的实施方式中，所述视频分析模块602，具体用于：对视频画面进行像素区域编码；利用人工智能算法检测识别视频画面中的实时移动目标，并实时跟踪，确定移动目标的位置标记点；根据实时移动目标的位置标记点和出现的时间戳顺序进行排序。
在一种可能的实施方式中，所述3DGIS模块603，具体用于：针对一个视频中的移动目标坐标是否出现在另一个视频中的区域内，若是则将所述移动目标坐标对应的像素区确定为重叠区域范围；通过每两个视频的遍历计算，确定重叠像素区编号。
在一种可能的实施方式中，所述目标去重模块604，具体用于：根据重叠像素区编号集合，对视频画面中的实时移动目标进行判断，若实时移动目标位置标记点在重叠像素区编号集合内，则实时移动目标为重叠目标；若实时移动目标位置标记点不在重叠像素区编号集合内，则实时移动目标为非重叠目标；
根据预设参数和预设规则，输出去重结果。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种设备，所述设备包括：数据采集装置、处理器和存储器；所述数据采集装置用于采集数据；所述存储器用于存储一个或多个程序指令；所述处理器，用于执行一个或多个程序指令，用以执行上述任一项所述的方法。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中包含一个或多个程序指令，所述一个或多个程序指令用于执行如上述任一项所述的方法。
本说明书中上述方法的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
虽然本申请提供了如实施例或流程图的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至为分布式数据处理环境)。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、产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、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。
上述实施例阐明的单元、装置或模块等，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块或子单元的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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，移动终端，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于三维地理信息系统的视频重叠区域目标去重方法，其特征在于，所述方法包括：
实时采集监控视频，并分析出视频画面中的实时移动目标；
根据监控覆盖范围将监控视频融合到三维场景中，并根据视频投影关系对监控视频进行矫正处理，形成监控视频像素与三维地理位置坐标的映射关系；
根据映射关系确定每两个视频中的重叠区域范围和重叠像素区编号；
根据重叠像素区编号集合、预设参数和预设规则，对视频画面中的移动目标进行去重，并输出去重结果。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析出视频画面中的实时移动目标，包括：
对视频画面进行像素区域编码；
利用人工智能算法检测识别视频画面中的实时移动目标，并实时跟踪，确定移动目标的位置标记点；
根据实时移动目标的位置标记点和出现的时间戳顺序进行排序。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据映射关系确定每两个视频中的重叠区域范围和重叠像素区编号，包括：
针对一个视频中的移动目标坐标是否出现在另一个视频中的区域内，若是则将所述移动目标坐标对应的像素区确定为重叠区域范围；
通过每两个视频的遍历计算，确定重叠像素区编号。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据重叠像素区编号集合、预设参数和预设规则，对视频画面中的实时移动目标进行去重，包括：
根据重叠像素区编号集合，对视频画面中的实时移动目标进行判断，若实时移动目标位置标记点在重叠像素区编号集合内，则实时移动目标为重叠目标；若实时移动目标位置标记点不在重叠像素区编号集合内，则实时移动目标为非重叠目标；
根据预设参数和预设规则，输出去重结果。
5.一种基于三维地理信息系统的视频重叠区域目标去重系统，其特征在于，所述系统包括：
视频分析模块，用于实时采集监控视频，并分析出视频画面中的实时移动目标；
视频融合模块，用于根据监控覆盖范围将监控视频融合到三维场景中，并根据视频投影关系对监控视频进行矫正处理，形成监控视频像素与三维地理位置坐标的映射关系；
3DGIS模块，用于根据映射关系确定每两个视频中的重叠区域范围和重叠像素区编号；
目标去重模块，用于根据重叠像素区编号集合、预设参数和预设规则，对视频画面中的移动目标进行去重，并输出去重结果。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述视频分析模块，具体用于：
对视频画面进行像素区域编码；
利用人工智能算法检测识别视频画面中的实时移动目标，并实时跟踪，确定移动目标的位置标记点；
根据实时移动目标的位置标记点和出现的时间戳顺序进行排序。
7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述3DGIS模块，具体用于：
针对一个视频中的移动目标坐标是否出现在另一个视频中的区域内，若是则将所述移动目标坐标对应的像素区确定为重叠区域范围；
通过每两个视频的遍历计算，确定重叠像素区编号。
8.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述目标去重模块，具体用于：
根据重叠像素区编号集合，对视频画面中的实时移动目标进行判断，若实时移动目标位置标记点在重叠像素区编号集合内，则实时移动目标为重叠目标；若实时移动目标位置标记点不在重叠像素区编号集合内，则实时移动目标为非重叠目标；
根据预设参数和预设规则，输出去重结果。
9.一种设备，其特征在于，所述设备包括：数据采集装置、处理器和存储器；
所述数据采集装置用于采集数据；所述存储器用于存储一个或多个程序指令；所述处理器，用于执行一个或多个程序指令，用以执行如权利要求1-4任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中包含一个或多个程序指令，所述一个或多个程序指令用于执行如权利要求1-4任一项所述的方法。
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