[发明专利]一种对视频中物体进行快速定位和追踪的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于视频处理领域，具体涉及一种对视频中物体进行快速定位和追踪的装置及方法。

背景技术

随着视频采集设备的技术成熟与价格大众化，越来越多的领域应用视频作为信息记录和分析的手段。如何在大量的视频中，确定特定的物体(或人物，下同)在画面中的位置，并对其进行快速的定位和持续追踪，是对视频进行进一步操作与分析的基础。

现有的技术方案主要有人工操作法和图像识别法。

其中人工操作法，需要操作人员人工识别视频中特定物体，用特定软件对其进行逐帧标记，从而实现定位与追踪功能。

图像识别法，是指使用计算机视觉算法，对视频图像序列中的特定物体进行识别和标记，从而实现自动定位与追踪功能。

人工操作法的问题在于，操作人员需要对视频进行逐帧标记，工作量巨大而且乏味。人力成本高，处理速度慢，而且准确性受到操作人员的主观因素影响较大，难以进行广泛应用。图像识别法基于对视频画面海量数据的高速分析，要求计算机有强大的图像处理能力，并对图像质量有较高需求，对视频中的光强变化、物体运动速度、背景物体运动等因素非常敏感。这使得图像识别法的硬件成本高，处理速度较慢，且适用场景有限。

发明内容

为了克服上述现有技术方案的缺点，本发明提供一种对视频中的物体进行快速定位和追踪的方法及装置，可以对视频进行实时处理，并有广泛的应用场景。

本发明第一方面提供一种对视频中物体进行快速定位和追踪的方法，所述定位和追踪的方法包括以下步骤：

1)获取包含有特定物体的视频，并确定视频采集装置的镜头焦距、镜头畸变系数(内部参数)，和视频采集装置在物理坐标系中的三维坐标和方向角(外部参数)；

2)位置获取模块获取一个或多个特定物体在物理坐标系中连续的三维坐标序列；

3)将所述包含物体的视频和所述物体在物理坐标系中的三维坐标序列信息进行时间轴同步；

4)坐标转换模块将所述物体在物理坐标系中的三维坐标序列进行空间转换，获得该物体在所述视频中的像素坐标序列；

5)根据所述该物体在视频中的像素坐标序列，对视频中的物体进行标记并实现追踪，并由图像展示与操作模块进行定位和追踪的效果展示和操作。

在所述的步骤5)中，图像展示与操作模块根据被选定物体的视频像素坐标，对周围区域画面进行自动截取；并在被选定物体移动时，图像展示与操作模块上的画面区域同步实时移动。

在所述的步骤5)中，当视频获取模块包含多个视频获取设备时；在对视频中的物体进行标记追踪的过程中，通过设置规则，可对图像展示与操作模块上显示的视频进行选择。

本发明第二方面提供一种对视频中物体进行快速定位和追踪的装置，所述定位和追踪的装置包括：

视频获取模块，用于获取包含有特定物体的视频；

位置获取模块，用于获取物理坐标系中的一个或多个特定物体的坐标随时间变化的序列，该模块与视频模块时间同步；

坐标转换模块，用于将所述特定物体在物理坐标系中的坐标序列转换为所述视频中的像素坐标序列；

图像展示与操作模块，包括显示终端，用于展示对所述视频中特定物体进行定位和追踪的效果，并做进一步的分析或视频处理操作。

本发明提供的对视频中物体进行快速定位的方法与装置，通过获取同步的视频与物体的物理世界坐标信息，将物体的物理世界坐标转换为视频的像素坐标，从而将特定物体与其在视频中的位置进行匹配，实现对视频中的特定物体进行定位和追踪。这一方法可以实时地或快速地对一个或多个视频中的一个或多个特定物体进行定位和追踪，算法简单，对计算机的图像处理能力和视频图像质量要求很低，硬件成本低，适用场景广泛。

附图说明

图1：本发明的模块框示意图。

图2：实施例1的系统示意图。

图3：实施例1、2的物体俯视图与坐标。

图4：实施例1的视频示意图。

图5：实施例1的视频截取结果示意图。

图6：实施例2的系统示意图。

图7：实施例2的视频示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种对单视频中物体进行实时定位和追踪的系统。

该系统包含一台摄像机，服务器，显示终端，无线或有线网络通信设备，和包含定位桩与定位标记的物体定位设备。其中定位设备可以是基于蓝牙、wifi、RFID，或者超宽带UWB等技术的。