[发明专利]一种监控视频目标映射到三维地理场景模型的方法及系统

说明书

本发明实施例公开了一种监控视频目标映射到三维地理场景模型的方法及系统，涉及视频流与三维模型实时融合技术领域,该方法包括以下步骤：首先读取监控探头视频图像，然后在三维地理场景模型中采集同名点对，获取同名点对的图像坐标和地理坐标，建立视频图像与地理空间的映射关系；再通过视频目标检测处理，获取图像中视频目标区域与子图影像；最后使用视频与地理空间映射关系模型，将视频目标子图影像映射于地理场景模型中实现可视化融合。实施本发明的有益效果是建立了视频目标与地理场景的映射关系，增强了监控视频在地理场景中融合表达的效果，为视频地理场景信息一体化的快速检索与高效理解提供极大的便利。

背景技术

监控视频被广泛应用于安防、交通、环境监测等多个领域。近十年来，我国每年新增的摄像头数量已达数百万个，并且逐年快速增长。监控视频数据具有数据量大、高价值信息稀疏分布等特性，制约着人对视频信息的快速理解与有效使用，造成了视频人工浏览检索效率低下、视频数据传输冗余等问题。另一方面，当前监控视频表达多釆用“井”字窗格、各自独立的视图模式，但仅依靠监控图像数据无法有效完成视频目标对象时空行为分析、视频场景模拟、区域状态监测等诸多复杂的监控任务。由于地理信息具有空间性、时序性、多维性等优势，将监控视频与地理信息进行融合分析，可在地理空间中挖掘视频隐含的时空信息，降低视频处理难度，因此，监控视频与GIS的融合表达与分析技术逐渐受到重视。

然而对于监控视频与三维地理空间数据的融合，当前现有的融合模式往往在实际部署和使用中，会存在以下困难和问题：

第一、视频在三维地理空间数据的映射结果失真；

第二、不能有效表达图像的空间信息；

第三、缺乏对视频中动态信息的智能分析表达。

基于以上的问题，亟需一种新的监控视频目标映射到三维地理场景模型的方法及系统的技术方案。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种监控视频目标映射到三维地理场景模型的方法及系统，以解决现有技术中视频映射结果失真，不能有效表达图像的空间信息以及缺乏对视频中动态信息的智能分析表达的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，一种监控视频目标映射到三维地理场景模型的方法，包括以下步骤：

S1：获取接入监控探头的视频序列图像信息，并在视频图像和三维地理场景模型采集同名点对，获取同名点的图像坐标和地理坐标；

S2：基于同名点对坐标数据，建立视频图像与地理空间的映射关系；

S3：采用基于深度学习Mask RCNN的方法实现视频目标的检测与分割，从视频图像中获得视频目标图像范围并提取子图；

S4：基于视频图像与地理空间的相互映射关系，实现视频目标的地理空间定位；

S5：基于相机位置、视线方向、视频目标位置，实现视频目标子图在虚拟地理场景模型中的可视化表达；

S6：重复步骤S3、S4、S5，对实时视频流的每一帧图像循环处理，得到每一帧视频图像中的视频目标位置与子图，与三维场景模型进行融合表达。

进一步地，步骤S1所述的视频图像为截取监控视频的第一帧图像。

进一步地，步骤S1所述的三维地理场景模型指根据真实地理场景量测信息构建的三维场景模型，所述视频图像和虚拟地理场景上采集同名点对的数量不少于3对，且不能全部共线。

进一步地，步骤S2所述的建立视频图像与地理空间的映射关系，包括以下步骤：

S20：记选取图像平面的某一点q坐标为q(x,y)，q在三维地理空间所对应的点Q坐标为Q(X，Y，Z)，将q和Q写为齐次坐标形式：