[发明专利]地理场景中视频动态对象轨迹时空检索方法及系统

说明书

一种地理场景中视频动态对象轨迹时空检索方法及系统，对视频图像中动态对象的检测、位置标记及子图提取并跟踪，获取动态对象轨迹信息；进行动态对象的连续单帧瞬时定位，将动态对象的所有瞬时空间位置的时序组合得到局部轨迹；对同一运动对象进行多相机连续定位，实现全局轨迹的获取；构建检索条件，给出轨迹样本与检索条件匹配的模型；分析检索条件与相机视域的空间关系，选出与检索条件匹配的相机，实现检索条件与每个相机中的视频轨迹匹配查询；基于全局轨迹检索，通过分析已构建的视频对象全局轨迹，将检索条件与全局轨迹进行匹配查询。本发明实现对跨相机运动目标全场景时空一体化检索，为视频GIS时空数据分析与可视化提供支持。

技术领域

本发明涉及视频与地理场景数据组织、地理场景中视频检索与视频动态对象检索等技术领域，具体涉及一种地理场景中视频动态对象轨迹时空检索方法及系统。

背景技术

监控视频能够记录地理场景中动态对象(行人、车辆等)的时序运动行为，刻画其运动轨迹。轨迹是动态对象活动路线的抽象概括，具有位置、方向等丰富的时空信息，通过轨迹检索可提升视频对象查询分析效率。由于不同监控相机视域存在空间隔断，导致出现在不同镜头中的动态对象轨迹时空不连续，检索困难。另一方面，视频GIS通过视频与地理信息融合，已经实现多相机视频图像的空间检索查询。在此基础上，如何基于统一的地理时空描述，发展视频目标轨迹层面的空间化检索方法，从轨迹数据中挖掘出对应不同潜在应用价值的内容，已经成为时空数据管理分析领域的一个重要研究课题。

与返回特定图像集合的视频图像检索不同，视频轨迹检索返回特定动态对象轨迹集合。当前的轨迹检索研究多聚焦于对图像内容本身的检索分析，忽视了相机时域之间的空间拓扑关系，无法对跨相机运动目标进行全场景时空一体化检索。因此，急需发展能够将视频轨迹与地理场景进行一体化描述与关联分析的检索方法，将多相机视频目轨迹作为独立地理对象进行检索，获得感兴趣相机、视频与轨迹集合。基于上述分析，亟需发展一种地理场景中视频动态对象轨迹时空检索的技术方案。

发明内容

为此，本发明提供一种地理场景中视频动态对象轨迹时空检索方法及系统，以解决由于不同监控相机视域存在空间隔断，导致出现在不同镜头中的动态对象轨迹时空不连续，检索困难，以及现有的轨迹检索研究多聚焦于对图像内容本身的检索分析，忽视了相机时域之间的空间拓扑关系，无法对跨相机运动目标进行全场景时空一体化检索的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：第一方面，提供一种地理场景中视频动态对象轨迹时空检索方法，包括以下步骤：

对视频图像中动态对象的检测、位置标记及子图提取，基于跟踪算法对所述动态对象进行跟踪，并获取动态对象的轨迹信息；

基于相机标定的结果，构建图像-地理空间映射模型，进行所述动态对象的连续单帧瞬时定位，通过在每个相机的视域中，将动态对象的所有瞬时空间位置的时序组合得到局部轨迹；

基于动态对象重识别算法进行跨相机重识别，对同一运动对象进行多相机的连续定位，实现全局轨迹的获取；

基于空间约束与时间约束，构建检索条件，并给出轨迹样本与所述检索条件匹配的模型；

基于逐相机检索，通过分析检索条件与相机视域的空间关系，选出与检索条件匹配的相机，实现检索条件与每个相机中的视频轨迹匹配查询；

基于全局轨迹检索，通过分析已构建的视频对象全局轨迹，将所述检索条件与全局轨迹进行匹配查询。

作为地理场景中视频动态对象轨迹时空检索方法的优选方案，对视频图像中动态对象的检测采用的算法为Mask-RCNN，对视频图像中动态对象的跟踪采用的算法为CSRT。

作为地理场景中视频动态对象轨迹时空检索方法的优选方案，所述局部轨迹为所有的单帧瞬时空间位置的排列组合。