[发明专利]一种多视角运动目标检测、定位与对应方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频监控技术领域，特别涉及一种多视角运动目标检测、定位与对应方法。

背景技术

近年来，视频监控在城市安全、交通监控、安全生产等领域得到广泛应用。而在视频监控中，多摄像头监控的技术问题一直困扰着行业向前的发展。多摄像头监控包括两种情况：一种是摄像头视野之间没有交叠区域，即单视角情形；另外一种是摄像头视野之间有交叠区域，即多视角情形。

在多视角情形下的运动目标的检测、定位与对应技术是多摄像头视频监控系统中的关键技术，是后续进行目标跟踪、行为分析和目标识别等高级处理的基础。当目标孤立的情况下，检测、定位和对应目标是比较简单的问题，现有的方法已经能够较好的处理。当存在多个运动目标的情况下，检测、定位和对应目标问题则变得复杂起来。主要存在下面两个方面的问题：一是，多个目标之间相互影响而产生遮挡，使得准确检测、定位和对应目标变得非常困难；二是，多个视角多个目标计算复杂度高。

在现有的多视角监控系统中，检测、定位和对应问题主要可以归结为两类：基于图像空间的方法和基于融合空间的方法。基于图像空间的方法是：先在各视角图像中检测出目标，分别处理各个视角的图像，然后对各视角间所检测出来的目标信息进行匹配以定位和对应目标，这是目前经常使用的方法；基于融合空间的方法是：先在各视角图像中检测出目标，然后将各个视角的图像信息融合起来，形成融合空间，在融合空间中检测目标，并且实现目标的定位和对应。

基于图像空间的方法的局限是：遮挡处理能力差。由于先要在图像空间检测目标，检测结果是后面目标对应和定位的基础，而检测结果受遮挡影响很大，甚至可能错误，很难保证后面处理的正确性。基于融合空间的方法是近年来刚刚出现的，典型的方法为FPPF(FleuretF，Lengagne R，and Fua P.Fixed point probability field for complex occlusion handling.In：International Conference onComputer Vision，2005.)，先联合各个视角的前景图像计算目标在空间俯视场的存在可能性，在俯视场中检测出目标，然后再进行各视角目标的对应和检测。基于融合空间的方法不直接在各视角的二维图像上提取目标，而是在信息融合后的空间处理，融合的信息考虑了目标间因遮挡而产生的影响，因此这类方法处理遮挡能力更强，往往获得更好的处理结果，但存在的不足是计算复杂度很高，无法满足实时要求。

综上，现有的方法处理遮挡能力弱，计算复杂度高，很难满足视频监控的要求。

发明内容

为了增强遮挡处理能力，降低计算复杂度，本发明提供了一种基于三维重建的多视角运动目标检测、定位与对应方法。

所述技术方案如下：首先获得各视角的视频，提取各视角的运动目标前景；联合各视角的前景信息，在空间中快速的进行目标的三维重建；由于各视角仅仅提供前景信息，因此三维重建的结果中将仅有运动目标，而没有背景信息，在垂直方向地面投影，在目标所在的位置会形成一个凸起的峰，通过检测峰的位置可以得到目标，同时也对目标进行了定位；由于各视角的标定信息已知，因此，根据在空间所得到的目标位置向各个视角投影即可在各视角将目标检测到，同一位置向各视角的投影也表明了其对应关系。

具体步骤包括：

对多个视角的视频图像进行前景检测，得到二值前景图像；

根据所述二值前景图像，建立空间场模型，在所述空间场模型中进行三维重建，得到所述运动目标的三维重建结果；

对所述三维重建结果进行分析，在空间场中检测并定位所述运动目标，得到运动目标的空间位置；

根据所述运动目标的空间位置，向所述多个视角分别投影，确定所述多个视角间所述运动目标的对应关系。

在空间场模型中进行三维重建具体包括：

将所述空间场模型划分成体积大小相等的体像素，在所述空间场模型中进行三维重建，所述体像素是正方体或圆球体；

在对三维重建结果进行分析，在空间场中检测并定位所述运动目标的具体步骤包括：

a.将所述三维重建结果沿垂直方向投影，并按垂直方向累加得到二维投影图像平面场；

b.对所述二维投影图像平面场进行平滑处理；

c.对所述平滑处理后的二维投影图像平面场进行二值化处理；

d.对所述二值化处理后的二维投影图像平面场进行伪目标去除处理；