一种基于人体特征进行运动轨迹跟踪的方法及系统 |
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| 申请号 | CN201510211049.6 | 申请日 | 2015-04-29 | 公开(公告)号 | CN104778726A | 公开(公告)日 | 2015-07-15 |
| 申请人 | 深圳市保千里电子有限公司; | 发明人 | 龙刚; 林宋伟; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种基于人体特征进行运动轨迹 跟踪 的方法及系统，所述方法包括：变焦CCD摄像机和红外热成像仪同时捕获图像并分别传给智能分析单元A、智能分析单元B；智能分析单元A的人体特征识别模 块 进行分块特征提取并匹配，运动物体检测模块检测出目标运动人体；智能分析单元B检测出人体的边界；主控制单元实时获取分析数据并计算目标运动人体大小占整幅图像大小比例、运动目标与光轴偏差 角 度和方向，再传给 云 台控制单元；云台控制单元控制云台系统的 水 平角度、云台系统的垂直角度和变焦CCD摄像机的焦距，使运动目标始终处于变焦CCD摄像机 视野 正中心。本发明不会受到天气、光照、影子等因素的影响，出现漏检和误检的概率较低。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种基于人体特征进行运动轨迹跟踪的方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种基于人体特征进行运动轨迹跟踪的方法及系统技术领域[0001] 本发明涉及智能交通领域，具体是一种基于人体特征进行运动轨迹跟踪的方法及系统。 背景技术[0002] 人体运动轨迹跟踪融合了图像采集、运动物体检测、模式识别、自动控制等领域的先进技术，主要应用于智能安全监控、人机接口、人体运动细节分析。尤其在美国经历了911恐怖袭击之后，全球日益关注安全问题。 [0003] 基于视角分析的智能安全监控系统不但能够高效地完成保障安全任务，还能够大大节省人力物力。所以人体运动轨迹跟踪的研究具有广阔的应用前景。人体运动轨迹跟踪主要涉及到运动物体检测、人体特征识别、轨迹跟踪。现有的跟踪方案仅仅采用普通CCD摄像机进行图像采集、运动物体检测、人体特征识别，容易受到天气、光照、影子等因素的影响，而出现误检和漏检造成目标丢失的情况。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种基于人体特征进行运动轨迹跟踪的方法及系统，不会受到天气、光照、影子等因素的影响，出现漏检和误检的概率较低。 [0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于人体特征进行运动轨迹跟踪的方法，包括以下步骤： 步骤一：云台系统上携带的图像捕获单元包括变焦CCD摄像机和红外热成像仪，变焦CCD摄像机和红外热成像仪同时对监视环境进行图像捕获，变焦CCD摄像机将捕获的图像传送给智能分析单元A，红外热成像仪将捕获的图像传送给智能分析单元B； 步骤二：智能分析单元A携带的人体特征识别模块对变焦CCD摄像机捕获的图像进行图像算法分析，检测分离出人体动态轮廓、头部、手部、脚部信息并将图像信息进行分块特征提取并构建直方图，采用决策树分类器将提取的分块特征与人体特征库进行对比匹配； 智能分析单元A携带的运动物体检测模块采用灰度图像序列中提取出运动目标的方法从图像中检测出目标运动人体； 步骤三：智能分析单元B在红外热成像仪捕获的图像中采用边沿检测，检测出人体的边界； 步骤四：主控制单元从智能分析单元A和智能分析单元B处实时获取分析数据并计算目标运动人体大小占整幅图像大小比例、运动目标与光轴偏差角度和方向，将偏离光轴的水平偏差值和垂直偏差值、大小比例值发送给云台控制单元； 步骤五：云台控制单元根据运动目标的水平偏差值、垂直偏差值和大小比例值控制云台系统的水平角度、云台系统的垂直角度和变焦CCD摄像机的焦距，使运动目标始终处于变焦CCD摄像机视野正中心，从而实现对人体运动轨迹的跟踪。 [0006] 一种基于人体特征进行运动轨迹跟踪的系统，包括变焦CCD摄像机、红外热成像仪、智能分析单元A、智能分析单元B、云台控制单元和主控制单元；所述变焦CCD摄像机捕获图像并传送给智能分析单元A，所述红外热成像仪捕获图像并传送给智能分析单元B，所述智能分析单元A、智能分析单元B分别与主控制单元连接，所述主控制单元与云台控制单元连接，所述云台控制单元分别与变焦CCD摄像机、红外热成像仪进行数据交互。 [0007] 作为本发明进一步的方案：所述云台控制单元控制变焦CCD摄像机和红外热成像仪在垂直方向进行120度转动、水平方向进行360度转动，所述云台控制单元还控制变焦CCD摄像机进行变焦动作。 [0008] 作为本发明进一步的方案：所述智能分析单元A包括人体特征识别模块和运动物体检测模块。 [0009] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：一、采用变焦CCD摄像机监视和跟踪范围广；二、智能分析单元A采用在灰度图像序列中提取运动目标，该算法提取出的运动目标失真度小，误检率低；三、通过红外热成像仪图像分析获得人体基本轮廓和特征，可以规避因天气、光照、影子等外界环境变化造成误检的情况。本发明出现漏检和误检的概率较低。附图说明 具体实施方式[0011] 下面将结合本发明实施例及附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0012] 实施例1请参阅图1，本发明实施例中，一种基于人体特征进行运动轨迹跟踪的系统，由变焦CCD摄像机、红外热成像仪、智能分析单元A、智能分析单元B、云台控制单元以及主控制单元组成；变焦CCD摄像机捕获图像并传送给智能分析单元A，红外热成像仪捕获图像并传送给智能分析单元B，智能分析单元A、智能分析单元B分别与主控制单元连接，主控制单元与云台控制单元连接，云台控制单元分别与变焦CCD摄像机、红外热成像仪进行数据交互。 [0013] 智能分析单元A包括人体特征识别模块和运动物体检测模块。 [0014] 云台控制单元能够控制变焦CCD摄像机和红外热成像仪在垂直方向进行120度转动、水平方向进行360度转动并且能够控制变焦CCD摄像机进行变焦动作。 [0015] 变焦CCD摄像机采用先进的3A技术（自动对焦(AF)、自动曝光(AE)及自动白平衡(AWB)）实现在摄像机的整个变焦范围内都能够捕获到清晰的图像。 [0016] 红外热成像仪运用光电技术检测人体热辐射的红外线特定波段信号，将该信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形，能够通过热成像仪图像分析获得人体基本轮廓和特征，可以规避因天气、光照、影子等外界环境变化造成智能分析单元A出现误检的情况。 [0017] 智能分析单元B在红外热成像捕获的图像中采用边沿检测，检测出人体的边界，用于规避因天气、光照、影子等外界环境变化造成误检的情况。 [0018] 基于人体特征进行运动轨迹跟踪的方法，包括以下步骤：步骤一：云台系统上携带的图像捕获单元，包括变焦CCD摄像机和红外热成像仪，变焦CCD摄像机和红外热成像仪同时对监视环境进行图像捕获，变焦CCD摄像机将捕获的图像传送给智能分析单元A，红外热成像仪将捕获的图像传送给智能分析单元B； 步骤二：智能分析单元A携带的人体特征识别模块对变焦CCD摄像机捕获的图像进行图像算法分析，检测分离出人体动态轮廓、头部、手部、脚部信息并将图像信息进行分块特征提取并构建直方图，采用决策树分类器将提取的分块特征与人体特征库进行对比匹配； 智能分析单元A携带的运动物体检测模块采用灰度图像序列中提取出运动目标的方法从图像中检测出目标运动人体； 步骤三：智能分析单元B在红外热成像仪捕获的图像中采用边沿检测，检测出人体的边界，用于规避因天气、光照、影子等外界环境变化造成误检的情况； 步骤四：主控制单元从智能分析单元A和智能分析单元B处实时获取分析数据并计算目标运动人体大小占整幅图像大小比例、运动目标与光轴偏差角度和方向，将偏离光轴的水平偏差值和垂直偏差值、大小比例值发送给云台控制单元； 步骤五：云台控制单元根据运动目标的水平偏差值、垂直偏差值和大小比例值控制云台系统的水平角度、云台系统的垂直角度和变焦CCD摄像机的焦距，云台系统响应灵敏，实时稳定调整偏转角度，使运动目标始终处于变焦CCD摄像机视野正中心，从而实现对人体运动轨迹的跟踪。云台的转动量对于运动目标的跟踪至关重要。云台转动的幅度过大，可能使被跟踪的运动目标在视野中丢失；如云台转动幅度过小，会由于赶不上被跟踪的运动目标的运动速度而导致运动目标丢失。 [0019] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。 [0020] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。 |
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