[发明专利]一种基于三维空间场景的监控视频融合系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机图形领域，特别涉及一种基于三维空间场景的监控视频融合的系统和方法。

背景技术

随着GIS技术的广泛应用，集成二维地图等空间位置信息的视频系统解决方案正逐步走向成熟。与传统的单纯获取监控目标的实时音频、视频信息的视频监控系统相比，继承了三维空间信息的三维视频监控系统在增强用户空间意识、辅助用户应急决策等方面将发挥更大的作用。

在三维视频监控方面，目前比较普遍的做法是从各地实时影像中采集出图片，以标注的形式在三维场景中进行显示。当用户想知道某地的监控影像时，点击该标注即可弹出实时监控影像截图。这种方法只是与三维平台的初步结合，并没有发挥出三维场景的直观特点，也远没有达到视频位置与周边三维信息的融合目标。

现有技术有以下几项缺点：

1.传统分镜头监控模式具有画面相互孤立、缺乏关联性的应用局限，难以直观获取监控区域的整体安全态势。

2.目前监控视频与三维场景结合仅限于提取关键视频帧以标注的形式在三维场景中显示，这种方式难以实时直观的显示视频，监控区域和监看目标的查看操作繁杂且不直观。

与直接标注的方式不同，本发明中我们采用将视频投影到三维地图空间的方法，提出一套基于三维地图场景与监控视频融合的系统，将部署在不同地理位置的多路实时监控视频，与监控区域的三维模型进行校正配准，使用三维渲染技术，将实时视频动态映射到三维模型中，生成大范围监控区域的三维全景监控画面。

发明内容

本发明提供一种基于三维空间场景的监控视频融合方法，可生成大范围三维全景动态监控画面，实现监控区域整体安全态势的实时全局掌控。

本发明提供一种基于三维地图场景的视频融合监控系统，其特征在于，包括：

服务器模块,用于采集并存储视频流和摄像头ID对应的属性信息；

视频处理模块，用于向服务器模块发起请求，获取视频流和摄像头ID对应的属性信息，将视频流解析成视频帧，向融合处理模块发送视频帧以及摄像头ID对应的属性信息；

三维场景模块，用于对监控区域进行三维建模，构建三维地图场景，向融合处理模块发送所述三维地图场景；

融合处理模块，用于通过纹理投影的方法将所述视频帧投射到所述三维地图场景中，使所述视频帧与所述三维地图场景进行融合。

本发明所述所述的基于三维地图场景的视频融合监控系统，其特征在于，所述摄像头ID对应的属性信息至少包括摄像头的GPS位置、滚动角、倾斜角和偏航角。

本发明所述所述的基于三维地图场景的视频融合监控系统，其特征在于，所述融合处理模块为接收从视频处理模块传递过来的视频帧以及摄像头ID对应的属性信息，通过摄像头ID对应的属性信息将摄像头定位到三维地图场景中的该位置，并在该位置通过纹理投影的方法将视频帧进行投射，使视频帧与三维地图场景进行融合。

本发明所述所述的基于三维地图场景的视频融合监控系统，其特征在于，实现对所述视频帧与所述三维地图场景进行融合包括以下：

对所述视频帧进行几何校正、噪声消除、色彩亮度调整及配准；

找出所述视频帧与所述三维地图场景的最大相关，生成所述三维地图场景的变换模型，

统一视频图像与三维虚拟场景的坐标变换，通过纹理投影的方法将视频帧进行投射三维场景中，实现视频图像的融合。

本发明所述所述的基于三维地图场景的视频融合监控系统，其特征在于，所述视频帧与三维地图场景的融合视频由摄像头的滚动角、偏航角、倾斜角进行投影校正。

本发明还提供一种基于三维地图场景的视频融合监控方法，其特征在于包括以下步骤：

对监控区域进行三维建模，构建三维地图场景模型；

用摄像头采集监控区域视频流，并将所采集到的视频信息和摄像头ID对应的属性信息上传到服务器进行存储；

向服务器发起请求，获取视频流和摄像头ID对应的属性信息，并将视频流解析成视频帧；

根据摄像头ID对应的属性信息，通过GPS位置将摄像头定位到三维地图场景中的该位置，并在该位置通过纹理投影的方法将视频帧进行投射，实现视频帧与三维地图场景进行融合。

本发明所述所述的基于三维地图场景的视频融合监控方法，其特征在于，所述摄像头ID对应的属性信息至少包括摄像头的GPS位置、滚动角、倾斜角和偏航角。

本发明所述所述的基于三维地图场景的视频融合监控方法，其特征在于，实现对所述视频帧与所述三维地图场景进行融合包括以下：