[发明专利]基于PTZ的视频中目标跟踪方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及视频监控领域，特别是涉及一种基于PTZ的视频中目标跟踪方法及系统。

背景技术

PTZ是Pan/Tilt/Zoom缩写，PTZ跟踪技术是指在具有云台、球形摄像机（简称球机）的视频监控系统中，根据控制命令对云台、球机等进行全方位（上下、左右）移动及镜头变倍、变焦控制的方法。其针对云台、球机等组成的视频监控系统中所监控大范围场景的视频进行实时分析，检测进入场景的运动目标，并发送控制命令到云台、球机使之发生Pan（上下）、Tilt（左右）、Zoom（缩放）运动，以确保目标始终以合适的大小处于监控范围内。

在现有技术中，在移动场景中实时跟踪运动目标的方法中较为常用的方法是基于直方图反向投影和均值移动的方法。这种方法分为三个步骤：

步骤1、在摄像机所处预置位场景中利用固定场景中目标检测方法检测闯入目标(可用的方法有常用的帧差法、背景建模法等)，在检测到初始目标后，做2个动作；

步骤1.1首先根据检测到的目标与整幅背景得到颜色概率密度函数pdf(c)，其中c表示【0-255】区间内的颜色值，得出的pdf(c)为一个【0-1】的值；

步骤1.2然后根据目标位置和大小信息向摄像机控制单元发送Pan/Tilt/Zoom命令；

步骤2、摄像机控制单元收到Pan/Tilt/Zoom命令后，控制摄像机使其发生上下、左右或变焦运动，在摄像机运动过程中，同时将获取到的视频画面的各个像素点根据其颜色值c映射得到pdf(c)值，映射为一幅概率密度图pdI，理想情况下待跟踪目标在这幅图中是一个亮区域而背景是暗像素；

步骤3、在概率密度图pdI中利用均值移动法得到新目标的大小和位置信息，返回1.2步骤。

然而，在现有技术中，直方图反向投影法跟踪目标的理想条件是目标与背景的颜色频带不重叠，这个严格的条件假设使这种跟踪方法在现实条件下很难得以运用。尽管现有技术针对算法也做了改进，将这个条件弱化到要求目标色带较窄而背景色带较宽，但现实条件下此算法的性能表现仍然难以满足用户需求。

因此现有技术中，如何在云台持续平移、镜头持续变焦情况下准确地进行运动目标的跟踪，并保障连续采集运动目标的监控视频图像，提供更准确的视频图像运动目标的鉴别方法是个很难解决的问题。

发明内容

基于上述问题，本发明提供了一种基于PTZ的视频中目标跟踪方法及系统，用以准确地对运动目标进行跟踪并提供更准确的视频图像中运动目标的鉴别方法，从而解决移动场景中的运动目标的跟踪问题。

本发明提供的一种基于PTZ的视频中目标跟踪方法，所述跟踪方法具体包括下述步骤：

步骤S100、利用混合高斯建模方法为摄像设备在预设位置场景获取的视频图像建立背景模型，并在所述摄像设备所述预设位置场景即时获取的监控视频图像中检测运动目标；

步骤S200、计算监控视频图像的运动目标的灰度直方图并记录所述运动目标的模板信息，并根据摄像设备即时获取的视频图像更新运动目标的参数信息；

步骤S300、根据参数信息进行判断，并依据判断结果控制摄像设备进行相应的调整。

较佳地，作为一种可实施方式。所述步骤S100之前还包括步骤R100：

步骤R100、获取镜头实时或往时拍摄预设位置场景的视频图像。

进一步地，作为一种可实施方式。所述步骤S100具体包括如下步骤：

步骤S110、利用混合高斯建模方法为预设位置场景的视频图像建立背景模型；

步骤S120、使用背景差分法检测所述预设位置场景即时获取的监控视频图像中运动目标。

进一步地，作为一种可实施方式。所述步骤S200具体包括如下步骤：

步骤S210、在预设位置场景即时获取的监控视频图像中检测所述运动目标后，依据获取的监控视频图像计算所述运动目标的灰度直方图并记录所述运动目标的灰度直方图的模板信息，保存所述运动目标的灰度直方图的模板信息；

步骤S220、更新实时监控视频图像中所述运动目标的参数信息；所述参数信息包括运动目标的位置信息、运动方向信息和大小信息。

进一步地，作为一种可实施方式。所述步骤S300包括如下步骤：

步骤S310、当监测到所述运动目标的位置信息变化时，首先判断是否需要调整摄像设备的云台动作；

步骤S320、若判断结果为需要，则发送平移控制指令，控制云台执行所需的平移操作捕捉新位置场景；