【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种视频图像信息处理方法，尤其涉及一种视频图像叠加ais目标信息的处理方法。
技术介绍
1、在闭路电视监控系统(cctv监控系统)的视频图像中，叠加ais目标信息，能够明显增强船舶交通管理系统(vts)值班员对港口交通态势的评估能力。
2、其他涉水船舶管理、水上设施安保等应用场景，在cctv监控系统的视频图像中，叠加ais目标信息，能够明显增强现场管理能力，提升安保警戒效能。
3、现有的技术手段，如中国专利技术专利文献公开号cn110996024a所述的《一种叠加ais信息的影像数据的显示方法及装置》，首先根据目标船只发送的ais信息获取目标船只相对于摄像机的位置；然后根据目标船只相对于摄像机的位置采集目标船只的影像数据；最后将目标船只的影像数据和接收到的目标船只的ais信息进行合成。其合成方法包括以下步骤：1)提取目标船只的影像数据中的每一帧图像；2)确定每一帧图像的字幕区域；3)根据目标船只的ais信息的接收时间和每一帧图像的拍摄时间建立ais信息和每一帧图像的对应关系；4)在每一帧图像的字幕区域叠加与图像对应的ais信息；5)将叠加ais信息之后的每一帧图像根据时间信息进行排序；6)根据排序后的图像重新生成影像数据。
4、现有的技术手段，如中国专利技术专利文献公开号cn108197562a所述的《一种基于视频技术的ais信息可视化方法及实现系统》，采用如下步骤实现视频图像叠加ais信息：1)对监控视频图像进行目标检测，检测到运动船舶；2)解析船舶ais信息并保存，ais信息
5、中国专利技术专利文献公开号cn110996024a所述的技术，使用图像处理技术分割视频中每帧图像中的船舶运动目标，还使用模板图片匹配的方式区分图像中的多个目标船舶。没有详细说明目标船舶的ais位置信息和视频中船舶位置的变换关系。该方法适用于人机联作的视频图像叠加ais信息，特别适用于人工选定单个目标船只叠加ais信息，不适用多船舶无选定ais目标的情况。该方法，未描述摄像机运动状态下的处理过程，不适用于船载、车载或机载这样的运动平台上的ptz摄像机，pan/tilt/zoom的简写，代表云台全方位(左右/上下)移动及镜头变倍、变焦控制。
6、中国专利技术专利文献公开号cn108197562a所述的技术，使用图像处理技术分割视频中每帧图像中的船舶运动目标，还使用先验知识对目标候选区域中的非船舶目标进行去除。该方法，预先标定了经纬度与图像中像素的对应关系，只适用于固定场景下定焦摄像机使用。不适用于ptz摄像机的监控视频叠加ais信息，更不适用于船载、车载或机载这样的运动平台上的ptz摄像机。
7、海事监管，包括岸基的cctv视频监控系统，也包括安装在执法船上的移动视频监控系统，既有定焦定场景的摄像机，也有带云台的ptz摄像机。开发能够自适应所有类型摄像机、应用场景的监控视频图像并叠加ais信息的技术，就显得十分重要和必要。特别的，在船载、车载或机载这样的运动平台上，计算机的计算资源有限的情况下，使用极少的算力实现视频图像叠加ais信息，非常具有挑战性。
8、在摄像机运动及姿态变化的条件下，视频图叠加ais目标、雷达目标、融合目标和/或告警目标信息，需要解决二维的视场和三维地理空间物标投影变换的问题。把wgs-84大地坐标系下的物标投影到摄像机的视场中，存在焦平面位置、光轴位置的定位问题，由于缺乏足够的信息，这样的定位很难准确实现。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种视频图像叠加ais目标信息的处理方法，不需要复杂的图像处理算法对视频图像中的船舶目标做检测和分割，具有计算量小、占用资源少的优点，能够广泛应用在各种处理器平台上。
2、本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种视频图像叠加ais目标信息的处理方法，包括如下步骤：s1)获取摄像机载体平台的定位导航信息与船舶平台的姿态检测信息；s2)推算ais目标航位，将摄像机的视场投影到wgs-84大地坐标系下，通过视场的矩形平面到wgs-84大地坐标系统椭球面的投影实现目标信息叠加融合；具体分解为以下步骤：s21)采用等角射线投影方法计算投影的封闭曲面记为sp，并将摄像机视场和地表空间曲面进行子区分割，建立摄像机视场子区编码f(m,n)和地表空间曲面子区编码s(m,n)的一一映射表；s22)用封闭曲sp的外接矩形每边扩大一定距离所得的矩形区域r，对ais目标进行空间过滤，用目标对象列表t登记处于矩形区域r内的ais目标；将处于矩形区域r内的ais目标进行航位推算，获得其当前时刻的推算位置；s23)遍历目标对象列表t中的ais目标，用判断一个点是否位于一个凸多边形内的方法，计算其推算位置的地理空间坐标落入哪个地表空间曲面子区，获得其地表空间子区编码(m,n)；s24)读取叠加目标列表overlay中登记ais对象信息及视场坐标位置(x,y)，以及当前摄像机ptz参数下的系统偏差数据(δx,δy)，将ais目标的信息叠加到摄像机视场(x+δx,y+δy)坐标位置。
3、进一步地，所述步骤s1中的摄像机载体平台的定位导航信息与船舶平台的姿态检测信息从摄像机的传感器参数、光学变焦机构、云台、摄像机载体平台的姿态传感器直接获得或计算推导出，具体包括：摄像机相对于载体平台的安装高度、光轴的方位角、光轴的俯仰角、水平视场角、垂直视场角、摄像机载体平台的经纬度、摄像机载体平台的高程、摄像机载体平台的方位角、摄像机载体平台的俯仰角、摄像机载体平台的横滚角。
4、进一步地，所述步骤s2预测ais目标的实时位置，把ais的位置推算的时刻与视频叠加的时刻进行配准，确保两者的时间差小于0.1秒后，再进行目标信息叠加融合。
5、进一步地，所述步骤s21采用如下的等角射线投影方法：用指定刻度的两组射线，将摄像机视场所对应的wgs-84大地椭球面上的目标区域进行等角分割，并对曲面子区进行编码，同时将摄像机视场进行同样的划分和平面子区编码，编码相同的曲面子区和平面子区为同一个投影区域；具体分解为：s211)用摄像机视场的4个边和摄像机镜头中心点所构成的4个面延伸到与wgs-84大地坐标系椭球面相交，求取四条交线的空间方程以及摄像头光轴方位的地平线空间方程；若4条交线中有两条线与地平线相交，投影曲面为3边形、4边形或5边形曲面；否则为四边形曲面，将大地坐标系椭球面上投影的封闭曲面记为sp；s212)将垂直视场角等分为m份，将水平视场角等分为n份，从而将摄像机的视场分割为m×n个子区块，用二维表f登记视场子区块f(m,n)的中心点坐标(x,y)；s213)以焦距f依次计算每个视场子区块f(m,n)的起始点坐标(pm,pn)、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种视频图像叠加AIS目标信息的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的视频图像叠加AIS目标信息的处理方法，其特征在于，所述步骤S1中的摄像机载体平台的定位导航信息与船舶平台的姿态检测信息从摄像机的传感器参数、光学变焦机构、云台、摄像机载体平台的姿态传感器直接获得或计算推导出，具体包括：摄像机相对于载体平台的安装高度、光轴的方位角、光轴的俯仰角、水平视场角、垂直视场角、摄像机载体平台的经纬度、摄像机载体平台的高程、摄像机载体平台的方位角、摄像机载体平台的俯仰角、摄像机载体平台的横滚角。
3.如权利要求1所述的视频图像叠加AIS目标信息的处理方法，其特征在于，所述步骤S2预测AIS目标的实时位置，把AIS的位置推算的时刻与视频叠加的时刻进行配准，确保两者的时间差小于0.1秒后，再进行目标信息叠加融合。
4.如权利要求1所述的视频图像叠加AIS目标信息的处理方法，其特征在于，所述步骤S21采用如下的等角射线投影方法：
5.如权利要求1所述的视频图像叠加AIS目标信息的处理方法，其特征在于，所述步骤S23的计算过
6.如权利要求1所述的视频图像叠加AIS目标信息的处理方法，其特征在于，所述步骤S24中当前PTZ参数下的系统偏差数据是通过查找链表TableSysDev中的SysDev结构体对象来完成的，若发现某个SysDev结构体对象的PTZ参数值与当前摄像机的PTZ参数一致，则存在预定义的系统偏差数据，其偏差数据由SysDev结构体对象的(Δx,Δy)两个参数定义；否则，没有预定义的系统偏差数据，其系统偏差数据为0，令(Δx,Δy)为(0,0)。
7.如权利要求1所述的视频图像叠加AIS目标信息的处理方法，其特征在于，所述步骤S24中系统误差的消除方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种视频图像叠加ais目标信息的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的视频图像叠加ais目标信息的处理方法，其特征在于，所述步骤s1中的摄像机载体平台的定位导航信息与船舶平台的姿态检测信息从摄像机的传感器参数、光学变焦机构、云台、摄像机载体平台的姿态传感器直接获得或计算推导出，具体包括：摄像机相对于载体平台的安装高度、光轴的方位角、光轴的俯仰角、水平视场角、垂直视场角、摄像机载体平台的经纬度、摄像机载体平台的高程、摄像机载体平台的方位角、摄像机载体平台的俯仰角、摄像机载体平台的横滚角。
3.如权利要求1所述的视频图像叠加ais目标信息的处理方法，其特征在于，所述步骤s2预测ais目标的实时位置，把ais的位置推算的时刻与视频叠加的时刻进行配准，确保两者的时间差小于0.1秒后，再进行目标信息叠加融合。
4.如权利要求1所述的视频图像叠加ais目标信息的处理方法，其特征在于，所述步骤s21采用如下的等角射线投影方法：
5.如权利要求1所述的视频图像叠加ais目标信息的处理方法，其特征在于，所述步骤s23的计算过程为：用判断一个点是否位于一个凸多边形内的方法，将目标的经纬度位置依次遍历s(m,n)...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭树林，
申请(专利权)人：上海埃威信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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