[发明专利]双摄像机自动协同多目标鹰眼观测系统及其观测方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频监控，特别是一种双摄像机自动协同多目标鹰眼观测系统及其观测方法，该方法是通过双摄像机的自动协同控制获取大范围场景信息的同时得到指定目标的清晰细节的方法。

背景技术

传统视频监控的缺点在于目标距离摄像机较远并且不断移动时，仅仅通过改变焦距的方式不能得到大范围场景内感兴趣目标的清晰图像；多摄像机的视频监控系统结构复杂，成本很高。发明专利200410016455.9用多摄像机进行视频监控，采用一台全景摄像机和多台跟踪摄像机获取异常目标的全局信息和细节信息，其实现技术依赖人工干预和手动分配。中国专利200910097012.X用多摄像机实现跨摄像机的自动跟踪，每台摄像机都对目标进行跟踪聚焦。这两个专利技术采用了多摄像机的模式，多摄像机自动智能监控中的难题在于匹配摄像机视野的重叠区域并标定摄像机，在这方面，前述发明没有相关的论述。视频智能监控中，直接自动获取运动目标的感兴趣区域清晰图像难度较大，例如，获取快速行走行人的脸部图像，行驶过程中车辆的车牌的图像。难点主要在三个方面：

由于运动图像的失真，很难检测出目标的局部特征，并对其定位；

目标快速运动时，如果同时放大其局部特征，则目标很快就脱离摄像机视野；

跟踪放大后的目标，要求PTZ摄像机快速移动，普通设备不能满足这一要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述难点，提供一种双摄像机自动协同多目标鹰眼观测系统及其观测方法。该观测系统及其观测方法既保证目标始终处于监控场景中，同时又能在适当的时候获取最有价值的目标细节信息。当多个目标出现时，则根据目标的标识，自动选择目标进行观测。

本发明的技术解决方案如下：

一种双摄像机自动协同多目标鹰眼观测系统，其特点在于包括硬件平台、广角摄像机、PTZ摄像机，处理机和多通道视频采集卡，所述的广角摄像机和PTZ摄像机位于所述的硬件平台上且位置相对固定不变，所述的PTZ摄像机经控制线与所述的处理机相连，所述的广角摄像机的图像和PTZ摄像机的图像经过所述的多通道视频采集卡和视频线进入所述的处理机并进行数据处理，根据数据处理结果所述的处理机对所述的PTZ摄像机实现在线协同控制。

所述的PTZ摄像机是具有云台全方位(上下、左右)移动及镜头变倍、变焦控制的摄像机，

所述的双摄像机自动协同多目标鹰眼观测系统的观测方法，该方法包括如下步骤：

1)采用静止广角摄像机和PTZ摄像机主从式结构，所述的广角摄像机和PTZ摄像机两台摄像机相对位置固定后，设定广角摄像机的重点监控区域、观测目标的类型和相应的感兴趣区域；通过标定，得到PTZ摄像机对准广角摄像机图像中重点监控区域内任一位置M(x，y)对应的要旋转角度(α，β)并存入所述的处理机。

2)用改进的码本(以下称为CodeBook，参见文献：Kyungnam Kim，Thanarat H.Chalidabhongse，David Harwood，Larry Davis.Real time foreground background segmentation using codebook model[J].Realtime Imaging.2005，11，(3)：172-185.中所述的codebook模型，本发明是在其基础上的改进。)的背景减法，从广角摄像机中检测前景目标，并对观测目标进行跟踪、数据关联和标识，选择特定目标。

3)对所选特定的目标，根据目标当前状态进行分类处理：广角摄像机对快速运动的目标进行缩放跟踪，获取合适大小的图像；对慢速运动的目标定位感兴趣区域并随时将摄取的有关图像输入所述的处理机，该处理机根据感兴趣区域的位置M(x，y)驱动所述的PTZ摄像机旋转角度(α，β)，将感兴趣区域置于所述的PTZ摄像机的图像中心，然后对该区域进行放大观测，获取清晰图像，存入所述的处理机称为查找表。

一般情况下，步骤1)中一次标定可以长期使用，对广角摄像机的重点监控区域、观测目标的类型和相应的感兴趣区域的设定，也可长期使用，除非观测目标的类型和相应的感兴趣区域需要改变。因此观测目标仅需在启动观测系统后反复执行步骤2)和步骤3)即可。