对象追踪系统技术方案

一种用于通过在具有重叠和非重叠视场的摄像机网络的区域中来追踪对象的系统。所述系统可以使用色彩、形状、文本的组合和／或多分辨率直方图来用于对象表示或目标模型以用于从一个摄像机向另一个摄像机追踪对象。所述系统可以包括用户和输出接口连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及监控且具体地涉及基于#_像机(camera)的监控。更 具体地，本专利技术涉及跨越摄像机网络追踪对象。
技术实现思路
本专利技术包括用于跨越多种视场来追踪对象的摄像机网络和用于在 其视场中注释对象追踪的处理器。附图说明图1是基于多个摄像机的追踪系统的概观； 图2表示实例用户接口的部件； 图3示出图像处理器的基本部件；图4显示一种具有直方图、多分辨率和对象表示的对象操作的基础；图5是具有线索(thread)和坐标测定器的管理器模块的图； 图6示出具有多个抓取器的视频捕捉；图7是用于在另一个或相同摄像机视场中追踪对象(例如目标模 型)的流程图；图8是用于计算特征矢量的流程图；图9、 10、 11和12示出同一人的不同图像的特征表示；图13示出图9-12的图像的多分辨率代表曲线；图14是在像素坐标空间中的被追踪对象的两维概率密度函数的图；图15a和15b示出静态场景的背景减法的实例；图16a和16b示出包括非静态对象的场景的背景减法的实例；图17示出用于从场景的背景分离前景区域的减法技术；图18a和18b是示出从具有目标对象的场景减去背景的效果的图；图19示出目标对象的多分辨率直方图；图20示出多信道、多分辨率直方图的流程图；图21示出在另外的人之中被追踪的人的图像； 图22示出使用子窗口的粒子滤波处理；图23示出用于图21中的图像的图22中的多种子窗口的得分的图； 图24a和24b显示对于选择的图像片(image patch)的背景减法； 图25显示在某一位置追踪一个或多个对象的一系列图像帧； 图26a和27a示出从图25的系列帧中选择的帧； 图26b和27b分别示出图26a中的帧的目标片和图27a中的帧的 选择的图像；图28示出图27a中的帧的相同尺寸子窗口的匹配得分； 图29a、 29b、 30a和30b示出用于多分辨率直方图评价的图像实 例；以及图31a和31b示出具有直方图和被示为追踪任务的矩形的粒子的 图像。具体实施方式基于摄像机的监控和监视系统的有效使用可以需要通过具有重叠 和/或非重叠视场(FOV)的摄像机网络来连续的(即时间上的)追踪 对象。采用这些系统的实际原因，特别是用于在大区域中追踪对象的 那些系统，可能限制使用的摄像机的数量。此外，为了最大化有用追 踪的覆盖区域，摄像机可以被配置为具有非重叠F0V。另外，严格的安 全需求偏爱可以一直具有被追踪对象(例如飞机场中的人)的位置的 监视系统。本专利技术系统可以涉及跨越具有或不具有重叠视场的摄像机 网络的连续对象追踪的问题。本系统可以合并被视为某种顺序的蒙特卡罗(SMC)法的贝叶斯方 法。SMC法通过统计采样可以提供基于图像的追踪问题的解决方法。结 果，这种追踪方法可以应付这样的情节，其中只要对象留在摄像机的 FOV中就持续追踪对象，当它在FOV之外时停止追踪，并且当对象重新 出现在摄像机的FOV中时就自动继续追踪。本系统可以使用被追踪对 象的颜色和形状信息的组合。通过两个或更多个摄像机的追踪可以根据下列描述实现。追踪可 以在第一个摄像4几中手动地或通过用户输入或自动地启动，当,皮追踪 的对象在第一摄像机的FOV中时追踪就一直持续。对象信息可以同时传送到在第 一摄像机的拓朴邻近中的其他摄像机。在其他摄像机中的 追踪任务可以被启动并且放置到这样的模式，其中似乎对象从其他摄像机的F0V中消失了，等待直到对象再次出现在它们的F0V中时再次 追踪。为了实施和使用本系统，可以根据人们或感兴趣的运动对象在他 们的典型的运动活动中所跟随的潜在行程或路径来设置摄像机列表。 基于摄像机设置，因此可以归结到拓朴邻近概念上。 一个或多个计算 机可以被采用用于处理摄像机图像。每个摄像机的计算资源可以预定 的或自适应的方式分配。运动对象的追踪任务可以通过具有对象的轮 廓的单个点击启动。运动检测程序可以用于导出运动对象的颜色和形 状表示。如果对象不是运动的，那么包括感兴趣的对象的矩形可以被 使用。实施SMC追踪的线索(thread)可以由摄像机的F0V开始。由 于对象以特定方向向着摄像机的图像边界运动，因此在拓朴相邻的摄 像机可被要求预期开始被追踪对象的到来。摄像机调整是指另 一个SMC 追踪，其通过使用由前述追踪等所提供对象的表示而产生。该系统对对象的表示可使用颜色和形状的组合。特定对象的表示 可被嵌入SMC框架中用于追踪。覆盖大面积的摄像机拓朴排列可基于 运动对象潜在的路径或路线。分配给摄像机的计算资源可基于服务品 质(QoS)概念，它是从网络摄像机的拓朴邻近得来的。图1示出了执行本专利技术的系统10的概观。存在用户接口 11,其用 于处理从操作者到系统的各个模块的输入。从用户接口 ll的输出可以 经过管理模块12，图像处理模块13,操作器模块14,直接(direct) X才莫块15，以及MFC6. 0才莫块16。如图2所示，用户接口 11可以具有来自SafeskiesTM用户接口子 才莫块21以及SafeskiesTM测试用户接口子才莫块22的输入。用户接口子模块22可用于快速测试系统10的不同模块。该子模 块22可用于暴露系统的能力以及处理开销。当用户接口子模块准备就 绪以及使用插入式框架调试时，该子模块21可以被执行。图像处理模块13可以具有背景减法器子模块23以及图3所示的 与它相连的粒子滤波器子模块24。该模块覆盖粒子滤波和模型追踪。 该背景减法器子模块23可用于场景中的移动对象检测。处理器模块14可执行对象的外观模型，例如彩色以及多分辨率直方图。图4表示子模块25的直方图，其与多分辨率子模块26相连接。 多分辨率子模块26可与对象表示子模块27相连，其又与处理器模块 14连接。直方图子模块25可处理多种彩色空间的直方图，例如红色， 绿色以及蓝色组合，HSV等等。多分辨率处理可补充场景中的对象表示。 对象表示子模块27可与粒子滤波器接口连接用于粒子与目标模型的关 联。如图5所示，管理模块12可具有线索字模28,其可执行与每个摄 像机节点相关联的多个线索，所述每个摄像机节点构成摄像机网络。 具体对于一个摄像机可以存在一个线索。对一个摄像机，具体对于一个人可以存在一个线索，以及对于不同的摄像机，对于同样的人可以 存在多个线索。对于一个摄像机，对于不同的人可以存在不同的线索。 坐标测定器子模块29负责测定适当线索之间的信息交换的坐标。管理 模块12可表示进行下一个的模块，无论其是顺序地，按时间地还是其 它方式J也。直接X模块15可以是用于连接数码相机的接口 。 MFC 6. 0模块16 用于与特定MicrosoftTM软件接口连接。管理器12模块可以具有和图像处理器模块13的连接，其又具有 与MIL7模块18的连接。管理器13可以包括覆盖给定区域的摄像机网 络的摄像机选择器。这些摄像机可以或者可以不具有重叠的F0V。模块 18是能够与摄像机直接连接的接口 。图像处理器模块13也与处理器模 块14连接。管理器模块12被连接到视频捕捉模块17。视频捕捉模块17可具 有视频抓取器子模块31，其促进抓取图像帧来进行处理。其用于普通 的摄像机悬挂装置(hook-up)。模块17可以具有Mil抓取器32,其 支持Mil系统用于模拟摄像机。图像帧可以被帧抓取器(例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种追踪系统，包括：用户接口；连接到所述用户接口的管理器；连接到所述用户接口的图像处理器；连接到所述用户接口和图像处理器的图像操纵器；以及连接到所述管理器的视频捕捉机构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：V莫尔拉斯，J安德鲁，马云潜，ME巴扎科斯，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]