[发明专利]一种监控视频分割及索引方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种监控视频分割及索引方法，尤其涉及一种通过人脸检测和跟踪、移动轨迹聚类分析人群检测实现的监控视频分割，并根据监控设置点位置信息，对监控视频片断进行关联度分析，提高视频检索速度和理解度的方法，可广泛应用于小区物业监控、商场展厅监控、地铁交通监控等应用场景，属于视频监控数据检索技术领域。

背景技术

视频监控是监控领域的重要内容和技术手段，近年来，随着微电子技术、视频压缩处理技术、网络技术的飞速发展，视频监控成本日益降低，应用场景日益增加，广泛应用于大到国防哨卡、治安联防、铁路公路监控，小到ATM取款机、家居安防、小区物业监控等各个领域，产生了良好的经济效益和社会效益。

视频监控数据量大，针对在邻近区域内部署的多台视频摄像机，传输和存储的视频数据量更是巨大，长期积累的视频监控数据，如果没有经过处理，通过人工快进的方法检索，既费时又容易出错。对视频监控数据进行必要的预处理，并对邻近摄像机的视频数据进行关联度分析，可以大大提高检索的命中率，和查全率。

目前，对视频数据进行分析的技术，首先必须进行场景检测，或者称为视频分割，即：将长时间的大量连续的视频数据，分割成代表不同场景镜头的视频片断，每一段视频片断都具有一定的独立性。

大多数类型的视频数据，都是由不同场景的视频片断剪辑而成的，例如：影视作品、私人录像、电视新闻等，这些类型的视频片断其特点是视频的前景和背景都发生了改变，因此可以通过计算一定的参数变化来判断视频边界，例如：相邻帧的像素灰度差。

中国专利“用于对视频序列的场景进行语义分段的方法和系统”(专利号：ZL 200580009646.5)公开了一种比较全面的从低级至高级的镜头级、事件级、场景级的分割模型和方法。

而视频监控数据的背景往往是不发生变化的，除了白天/黑夜的交替引起的背景光照强度的变化，或者云台运动引起摄像机转动外，背景景物大多数情况是固定不变的，变化的是镜头中的前景，即人员、车辆等物体。因此，采用通用的视频场景检测方法对视频监控数据具有很大的局限性。

另一方面，在一个由多个邻近摄像机组组成的视频监控系统中，视频监控数据往往存在着一定的关联性，例如，一个人在一个摄像机中出现，在离开该摄像机的视野之后，一般情况下，将会沿着固定的道路，在一定的时间内，到达另一个摄像机的视野中，如果原先另一个摄像机为静止画面，而在跟踪到目标后，在某种程度上，可以认为这两个视频场景存在着关联性，视频场景的关联性可以很好地应用于视频的理解、检索等应用中，减少了人工遍历的时间和精力，并使视频数据有结构地组织起来。

因此，摄像机的位置基本上是固定不变的，摄像机视野也基本上可以和实际的方位相对应，而在一般情况下，人员、车辆的运行轨迹也有很强的规律性，例如存在道路、轨道等，在这样的情况下，多个摄像机的视频场景形成关联的可能性大大增强。

然而，在实际的应用中，监控视频场景中，往往会有复杂的情况产生，例如多个人员、车辆的情况，同时存在向多个方向移动的目标等，这为监控视频场景的分割、关联、索引带来了技术难度。

中国专利“视频监控系统的视频分析、存档和报警方法和设备”(专利号：ZL 200510106772.4)公开了一种管理视频轨迹的方法，而其管理的视频轨迹包括独立的人类、车辆等物体，该方法功能复杂全面，主要应用于实时视频监控分析人员的形势探知，但是一般的监控应用场景，突发事件毕竟少数，大多数情况下都是事后回溯，因此需要更合适的存储和检索方法。

本发明一种监控视频分割及索引方法，通过人脸检测和跟踪、移动轨迹聚类分析人群检测实现的监控视频分割，并根据监控设置点位置信息，对监控视频片断进行关联度分析，提高视频检索速度和理解度的方法，具有操作简单、硬件系统要求低、成本低、适用面广泛等优点，具有良好的经济效益和市场前景。

发明内容

本发明一种监控视频分割及索引方法，主要应用于具有位置相关的多个监控摄像机之间的监控视频数据的分割及索引建立，有利于监控视频数据的结构化存储和回溯，具体步骤如下：

(1)输入视频图像和背景图像；

(2)计算背景差图像，更新背景；

(3)以运动和肤色信息为线索，增强人脸区；

(4)对候选运动肤色区作基于Adaboost的检测；

(5)作目标匹配，对失配的区域作基于多特征的跟踪；

(6)将多帧人脸目标移动轨迹进行编号；

(7)对初始帧人脸目标进行聚类分析，粗分人群区域；