[发明专利]虚拟观测器

说明书

技术领域

本发明涉及广域视频监测系统。在第一方面本发明是监测网络，在另一方面本发明是虚拟观测器，且在又一方面本发明是用于操作虚拟观测器的方法。

背景技术

当前的广域视频监测系统通常由固定的摄像机网络组成。这要求摄像机架设在广域内感兴趣的位置附近。

近来，由于内部安全和外部安全的原因，摄像机已经设置在公共汽车上或其它的移动平台上。类似的装载于交通工具的“移动”摄像机也用来在无人驾驶航空和海底勘测中、且在其它的恶劣或危险的情形下进行观测。

发明的公开内容

在第一方面本发明是广域视频监测网络，其包括多个摄像机来观测人们通常居住和活动的场所，其中每个视频片段或视频帧被存储用于之后结合下面的轨道参数的检索：时间和空间位置，且可能地这些参数包括方向，分辨率和视野。

所述网络可以包括一个或更多个移动摄像机，且这些摄像机被分布在一队交通工具上，如公共汽车、火车、执法车或出租车。在每种情形下，交通工具都可以装有具有内部视角或外部视角的、或两种视角都有的一个或更多摄像机。有外部视角的摄像机可以被定向来记录向前看、向后看或者向侧面看的景象。

所述网络可以包括一个或更多个静态摄像机，且这些摄像机可以位于已知的位置，例如装在建筑物上。静态摄像机的位置可以例如在安装时由GPS确定。

数据和时间标记可以基于载于交通工具上的本地时钟而随每个片段记录。

随每个帧或片段记录的位置信息可以获取自GPS或惯性导航(inertialnavigation)设备。

每个摄像机的方向可以相对于交通工具固定，或是可移动的，例如从一侧转到一侧，或者跟踪交通工具经过的特定物体，多半是建筑物。方位信息可以从位置数据插值而得，或从辅助性的方位传感器获得。

分辨率信息可以从摄像机的属性确定，或者当架设摄像机时被记录。

视野信息可以从摄像机的属性确定，或者当架设摄像机时被记录。视野信息可以从位置数据插值而得，或者从由摄像机拍摄的一幅图像或多幅图像推断而得。

由移动摄像机网络记录的信息表示以低时间分辨率对大的空间区域的采样图像的总和。因此，特定位置的视图分布在许多不同的视频流中。通过检索根据本发明存储的信息，有可能创建来自位于所述网络中的任意点的假想的摄像机的视图，尤其是，能由在不同时间记录的片段或帧、来自不同的摄像机的片段或帧、或在不同的时间记录且来自不同的摄像机的片段或帧来构造复合视图。这种信息能被用来构造许多不同类型的视图。

所述网络中设置了假想的摄像机的点也可以被界定为具有以下观测参数：位置、半径、方向、分辨率和视野。之后这五个参数被用来构造查询，以从存储器检索视频片段或视频帧。

存储器可以保持从分布在多个移动交通工具上的摄像机收集来的数据流。之后，被检索出的片段或帧能被用来合成视图以供显示。合成可以包括图像拼接或“镶嵌(mosaicing)”。

另一方面，本发明是广域视频监测网络中的虚拟观测器，包括计算机和监视器，所述计算机能获得被记录且被存储的视频片段或视频帧，所述监视器在其上显示由在不同时间记录的，或来自不同的摄像机的，或在不同的时间记录且来自不同的摄像机的片段或帧构造的视图。

视频片段或帧与时间和空间位置的轨道参数有关。这些信息能被用来构造许多不同类型的视图。这些不同类型的视图可以包括：

来自给定源位置、半径、方向、分辨率和视野的虚拟观测器的视图。

全景视图，其中需要的视野比摄像机视野更广。在这类型视图中，在不同时间获得的多个视图被组合来给出广角透视视图。

“时间推移”视图示出了某地点的视图如何随时间变化。

特定的物体或陆标的视图。给定目标位置和视角范围，可以根据简单的可见度约束来检索匹配的图像。

根据多个空间、时间和几何约束选择的视图。例如，可以通过从地图挑选位置，或通过基于绝对时间或一天中的时刻的时间约束来选择图像。

在又一方面，本发明是在广域视频监测网络中操作虚拟观测器的方法，该方法包括下面的步骤：

接收在网络的地图上的虚拟观测器的位置的输入；

接收位置的观测参数和查询算子(query operator)的输入；

确定与指定的位置、查询算子和观测参数对应的轨道参数；

检索所存储的、与所确定的轨道参数有关的视频片段或视频帧；及

由检索到的视频片段或视频帧合成待被显示的视图。

查询算子可以包括下列项中的一个或更多个：