[发明专利]基于特征匹配跟踪的视频监控装置及其方法

摘要

本发明公开了一种基于特征匹配跟踪的视频监控装置及其方法。本发明首先将需要监控的区域安装上高清摄像头覆盖整个区域，多摄像头之间是相互连接的，并且统一接到一个交换机上，形成一个监控网，使它们之间的视频数据可以相互传输。当有人员进入监控区域内，利用HOG算法进行视频流的实时检测，将HOG检测到的目标进行编号，为每个运动目标建立唯一的身份标识和定位；对此时视频中的各个目标提取特征并进行行为分析，判断该目标行为是否正常，若行为正常，则说明该人不存在安全隐患；若行为不正常，控制警报装置发出提示警告，提示安保人员注意观察。此时安保人员就可以在监视画面中对此人进行跟踪观察其行为并及时作出处理，避免不良事件的发生。

主权项

1.一种基于特征匹配跟踪的视频监控装置的视频监控方法，所述基于特征匹配跟踪的视频监控装置包括前端设备、传输设备、处理/控制设备、显示/记录设备和警报装置；所述的前端设备用于采集监控区域的图像，并通过传输设备将数据发送给处理/控制设备，以对视频中的各个目标提取特征并进行行为分析；所述的显示/记录设备用于显示并记录监控区域图像；所述的警报装置用于在处理/控制设备控制下发出警报信息；所述的前端设备包括若干个摄像头，不同摄像头之间通过交换机形成监控网，摄像头之间的数据可以互相传输；所述的处理/控制设备包括依次相连的交换机、视频分配器、行为分析模块、硬盘录像机、服务器和控制电脑，所述的前端设备与交换机相连；所述的处理/控制设备的行为分析模块中包括检测模块、跟踪模块、多摄像机交接和特征匹配模块；检测模块采用GPU下的HOG算法对目标进行全局范围的检测和特征提取；跟踪模块用于对跟踪目标和判断跟踪目标是否丢失；对于跟踪丢失情况，由多摄像机交接和特征匹配模块重新找到目标，继续对其进行跟踪；所述视频监控方法的特征还在于，包括如下步骤：S1：利用多个摄像头覆盖整个监控区域，多摄像头之间相互连接，并且它们都统一接到一个交换机上，形成一个监控网，使它们之间的视频数据可以相互传输；S2：当有人员进入监控区域内，利用HOG算法进行视频流的实时检测，将HOG检测到的目标进行编号，为每个运动目标建立唯一的身份标识和定位；对此时视频中的各个目标提取特征并进行行为分析，判断该目标行为是否正常，若行为正常，则说明该目标不存在安全隐患；若行为不正常，控制警报装置发出提示警告，提示安保人员注意观察该目标；所述的步骤S2中，实时检测采用基于GPU下的HOG算法，对监控范围进行区域检测，将每一帧检测到的目标都进行统一标号，标号方式有两种：一是当没有发现可疑人员时，没有运行跟踪功能，标号规则是每检测一帧则标号会更新；二是当发现可疑人员需要跟踪目标时，一旦启动跟踪功能，则检测到的所有目标标号固定，如果此时再有目标进入小区，标号的序号采用累加方式，当已标号的目标离开小区，此人的标号在没结束之前的跟踪功能之前标号也不会有新目标取代，而是空着此标号，而只对新进入的目标继续标号；所述的监控网中，多个摄像头之间相互联系并同时工作，当查找某一目标时，通过监控人员操作运行控制命令对每个摄像头进行控制，调取任意监控画面，多个摄像机的视频数据可进行相互传输；多个摄像头的目标匹配采用快速鲁棒特征算法作为图像匹配的特征提取算法，提高特征提取的速度，采用改进的随机抽样一致性算法将所有特征匹配的点对按照它们相似度的高低进行一个排序，匹配点对的相似程度越高则越可能是正确模型的内点，然后利用相似度最高的匹配点对的数据来确定模型的参数，经过多次对比验证将相似度最高的匹配点对作为最佳的匹配点对；当目标跟踪丢失时启动多摄像头目标跟踪：在多摄像机组成的监控网中，利用之前为每个运动目标建立唯一的标号，找到与之前目标特征匹配成功的目标，从而对目标进行全局的持续跟踪，当跟踪目标离开某一摄像头监视区域进入下一个摄像头区域时，将存储前一个摄像头提取的目标特征并传输给其他摄像头，实现多摄像机之间数据的交接；然后通过目标检测和多摄像机下的特征匹配重新找到目标，继续对其进行跟踪。