[发明专利]基于嵌入式、光传输的复杂场景目标运动跟踪系统及其监控方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能分析系统，特别涉及一种基于嵌入式、光传输的复杂场景目标运动跟踪系统及其监控方法，属于机器视觉与智能监控技术领域。

背景技术

视频监控通常是指在一个特定的环境中对一些物体(如人、车辆等)或者事件进行实时观察。传统的视觉监控是摄像机对着一个场景不停的拍摄，视频信号传输到主控中心存储，如果有需要则采用人工方法对视频图像进行分析，这样不仅要耗费大量人力，而且面对数不尽的视频录像，想要提取些有价值的信息很困难，长期保存也是一大难题。随着高清网络监控的逐渐盛行，高存储高带宽的弊端逐渐成为监控系统中最大的短板，发展智能化监控系统，对采集到的视频图像进行自动地实时分析和处理，将分析算法嵌入前端设备可使视频图像的处理在硬件上进行，只需要将重要数据传输到主控中心，这会大量减少带宽和存储的要求，可节省较大成本。

传统的智能视频监控系统对于大范围、多摄像头的视频监控，要实现实时分析，需要采用多个视频服务器，成本大大增加。因此研究更加有效的前端智能视频监控的技术实现方案，实现并行的智能视频监控具有重要的研究意义和应用价值。利用嵌入式技术实现运动目标的检测与跟踪是基于前端智能视频监控系统中的核心技术。在当前比较典型的前端智能视频监控系统中，目标检测、跟踪、分类、识别等视频分析算法嵌在前端设备中，摄像头采集的视频数据在监控系统的前端直接进行分析，分析的结果可通过网络统传输到监控中心服务器端。因此研究更加有效的前端智能视频监控的技术实现方案，实现并行的智能视频监控具有重要的研究意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于嵌入式、光传输的复杂场景目标运动跟踪系统及其监控方法。该系统克服了在大范围、多摄像头的视频监控领域，要实现实时运动跟踪时，按照传统技术方案需要采用多个视频跟踪器和光端机，造成系统的硬件成本大大增加的问题。该系统可自动检测运动目标，自动跟踪运动目标，自动识别目标行为，根据事先定义好的规则对特定的事件及时捕获，并对该事件的性质作出智能判断，实现无人值守的智能监控。

本发明采取的技术方案为：

一种基于嵌入式、光传输的复杂场景目标运动跟踪系统，包括多路前端摄像头，多路前端摄像头连接嵌入式智能视频分析系统，嵌入式智能视频分析系统通过光传输系统与终端控制系统连接，同时嵌入式智能视频分析系统连有视频监视器；所述的嵌入式智能视频分析系统，包括输入信息的信号采集单元，信号采集单元连接运动目标检测与跟踪单元，信号经运动目标检测与跟踪单元分析处理后通过光传输控制单元传至光传输系统。

所述的运动目标检测与跟踪单元包括YCbCr-RGB转换模块、RGB-灰度图像转换模块、运动目标检测模块、运动目标跟踪模块，YCbCr-RGB转换模块将视频YCbCr信号转换为RGB信号，RGB-灰度图像转换模块将RGB图像转换为灰度图像，运动目标检测模块将运动目标的区域从复杂背景中提取出来，运动目标跟踪模块对运动目标区域进行跟踪。

所述的嵌入式智能视频分析系统为智能数字光端机，智能数字光端机上还设有本地LCD显示接口和本地VGA显示接口。运动目标检测与跟踪单元分析处理功能由FPGA芯片完成。

所述的终端控制系统包括接收光端机，视频监视显示器，中心服务器，接收光端机接收来自前端嵌入式智能视频分析系统发送的光信号并将其转换为相应的电信号，中心服务器根据收到的跟踪果数据和预定的规则完成启动报警的判断与抉择，或者由此产生反馈控制信号再传输到嵌入式智能视频分析系统的跟踪系统，用来控制云台使摄像头跟踪运动目标。

上述基于嵌入式、光传输的复杂场景目标运动跟踪系统的监控方法，步骤为：前端摄像头采集到得视频信号送到嵌入式智能视频分析系统，嵌入式智能视频分析系统的信号采集单元对视频信号进行模数转换，然后把转换后的数字视频信号送到运动目标检测与跟踪单元进行运动目标的检测与跟踪，光传输控制单元将结果数据通过光传输系统送到终端控制系统，终端控制系统根据事先设定好的规则判断是否告警，同时视频信号发送到本地的视频监视器实时显示监控视频。

所述的运动目标的检测采用帧间差分算法，先将视频彩色图像转换为灰度图像，将当前时刻视频帧和背景图像进行差分运算，提取出运动目标区域的位置。