[发明专利]基于计算机建模的3D视频监控方法

说明书

技术领域

    本发明涉及视频监控技术领域，特别涉及一种基于计算机建模的3D视频监控方法。

背景技术

监控系统是由前端采集系统、传输系统和显示系统组成的，以远程观看所监控区域实时状况和进行录像回放为主要功能的弱电系统。目前在市面上的监控系统的显示均采用2维图像显示，具有无法适应高温条件下近距离监控，无法在不具备安装条件的监控角度进行监控等诸多不足之处，随着我国视频监控技术的发展，需要一种新的技术方案来弥补现有技术的不足。

发明内容

    本发明的目的就是针对上述方法的不足，提出一种基于计算机建模的3D视频监控方法，由监控摄像采集视频图像信息，由计算机处理处理完成由图像向3D模型的转换，在计算机内完成3D建模，并根据摄像机采集的实时视频图像信息实时更新3D模型的状况，如运行轨迹、色彩变化、形体变化等信息。同时通过计算机内被模拟的摄像机对模型进行虚拟的监控模式。

这样我们就能实现在空间上模拟出一个摄像机，在高速的计算机处理能力的基础上，最终会得到接近于现实的3D模型，实现3D监控。

      本发明中的设备所采用的技术方案是：一种基于计算机建模的3D视频监控方法，其利用的硬件包括前端图像采集系统、传输系统，其特征在于，由监控摄像机采集视频图像信息，以计算机为处理平台，由计算机处理完成由图像向3D模型的转换和3D建模，根据摄像机采集的实时视频图像信息实时更新3D模型的内容，包括运行轨迹、色彩变化、形体变化信息，同时通过计算机内模拟摄像机对模型进行虚拟监控；所述方法包括如下次序步骤：

（1）        建立前端图像采集系统，前端图像采集系统和传输系统包括监控摄像机，云台、监控网络；

（2）        在计算机中建立图像距离处理系统，图像距离处理系统由帧图像提取子系统、帧图像对比子系统、数据运算处理子系统和数据接口子系统组成，实现对不同前端采集到的图像进行距离运算； 

帧图像提取系统通过对针对同一物体或环境进行采集的不同采集前端同一时间点采集到的图像进行帧提取，并把提取到的帧信息提供给帧图像对比子系统；

帧图像对比子系统主要对比帧图像提取子系统提供的帧数据信息，以校对采集到的图像信息是否属于同一物体或环境以及对比不同采集前端采集到的信息之间差异；

在帧图像对比子系统确认不同采集前端采集到的图像信息属于同一物体或环境之后，数据  运算子系统通过采集前端之间的距离信息和同一物体或环境由不同采集前端采集的图像信息进行运算处理，得到需要的3D用以表达物体的多边形与采集前端之间的距离信息；    

数据接口子系统则完成数据由图像距离处理系统向3D建模系统的数据输出；

    图像距离处理系统对采集到的图像进行多边形面片处理，计算每个多边形面片的顶点距离信息，把运算的数据传送给3D建模系统，采用“偏光原理”运算；

    对不同的采集前端所采集到的不同的图像信息进行运算分析，得到图像信息点与不同的采集前端之间的距离信息以及各个采集前端采集到的图像的色彩、色调、灰度和饱和度信息，将信息数据传送给3D建模系统；

（3）        在计算机中建立图像位移处理系统：图像位移处理系统由帧图像提取子系统、帧图像位移对比子系统和运行轨迹分析处理子系统组成，实现对运动目标运行轨迹的运算和处理；

   这里的帧图像提取子系统和图像距离处理子系统离得帧图像处理子系统不同，它主要提取的帧图像，此处帧图像指的是同一采集前端在不同时间轴上提取的；

帧图像位移对比子系统根据帧图像提取子系统提供的帧信息，通过处理运算得出表示物体的多边形各个顶点的位移量。

运行轨迹分析处理子系统把3D建模标识物体的多边形的运行轨迹运算出来，结合3D模型以动画的形式展示出来；

（4）        在计算机中建立3D建模系统，3D建模系统由建模子系统、色彩生成子系统和模拟摄像机生成子系统组成；通过在计算机中对模型进行不同角度的图像输出来模拟生成虚拟摄像机的监控画面，达到对模型进行多方位的显示的过程；

（5）        由3D建模子系统建立的3D模型和图像位移子系统运算出的模型各个部位表示的多边形的时间线上的运行轨迹进行结合生成3D模型的动画形式，以实现模拟监控系统。