一种高空抛物检测跟踪方法技术

本发明专利技术公开了一种高空抛物检测跟踪方法，其包括获取监控视频帧图像对应二值化图像；获取若干个矩形块；基于矩形块建立待选对象，更新匹配池和匹配森林；判定待删除轨迹树；对疑似抛物路径进行保存，从匹配森林中移除所有待删除轨迹树；判定抛物事件。本发明专利技术高空抛物检测跟踪方法通过轨迹树来对跟踪目标的疑似抛物路径进行判定和过滤，从而找出确定的抛物事件，有效减少漏报和误报的概率。有效减少漏报和误报的概率。有效减少漏报和误报的概率。

【技术实现步骤摘要】
一种高空抛物检测跟踪方法


[0001]本专利技术涉及视觉监测
，更具体地，涉及一种高空抛物检测跟踪方法。

技术介绍

[0002]由于国内基建技术的突飞猛进,国内建筑物的建筑高度也在不断地刷新,城市建设中楼房的密集度也在不断提升,这也造成了高空抛物的安全隐患问题的显露。以往没有重视高空抛物的问题时,即使有人因高空抛物受伤也很难追溯事件的起因与本源,对公众的生活安全造成了极大的困扰。现有技术中通常会在楼下的监测区域安装用于实时监测的摄像头,通过摄像头进行视频监控,等到发生问题时再进行视频的追溯查询事件的起源。
[0003]已有技术在进行轨迹跟踪时，存在当检测模型偶然未能成功检出目标，就会导致匈牙利算法无法在帧间成功匹配，从而产生漏识别的问题；或对误报的筛查采用简单的向下加速规则，无法排除大量的飞鸟、灰尘、飞虫，并且会漏掉具备危险性但加速不明显的物体，比如烟头。
[0004]故而亟需提出一种高空抛物检测跟踪方法来解决所提出的问题。

技术实现思路

[0005](一)要解决的技术问题
[0006]基于此，本专利技术提供了一种高空抛物检测跟踪方法，采用分块方式来控制图像里高频噪声的影响，配合轨迹树来对物体轨迹进行判定和过滤，找出确定的抛物轨迹，有效减少漏报和误报。
[0007](二)技术方案
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种高空抛物检测跟踪方法，其包括如下步骤：
[0009]步骤S100、获取监控视频帧图像对应的二值化图像；
[0010]步骤S200、基于二值化图像中的亮块获取若干个矩形块；
[0011]步骤S300、基于当前帧二值化图像内的矩形块建立待选对象的集合，将待选对象与匹配池中的节点逐一进行匹配计算，根据计算结果生成新的轨迹树节点，然后更新匹配池和匹配森林；其中，匹配池中节点数量初始为空，匹配森林由轨迹树组成，匹配森林中的轨迹树数量初始为空，轨迹树由轨迹树节点进行树状连接组成；
[0012]步骤S400、判断轨迹树是否满足预设待删除条件，若轨迹树满足预设待删除条件，则将轨迹树判定为待删除的轨迹树；
[0013]步骤S500、获取待删除轨迹树对应的所有轨迹路径，判断待删除轨迹树对应的轨迹路径中是否存在轨迹路径满足预设疑似抛物条件，若存在轨迹路径满足预设疑似抛物条件，则判定该轨迹路径为疑似抛物路径，并将疑似抛物路径进行保存，得到保存的疑似抛物路径集合，然后从匹配森林中移除所有待删除轨迹树；
[0014]步骤S600、判断保存的疑似抛物路径是否满足预设抛物条件，若存在疑似抛物路
径满足预设抛物条件，则判定该疑似抛物路径为抛物事件。
[0015](三)有益效果
[0016]本专利技术与现有技术对比，本专利技术一种高空抛物检测跟踪方法通过轨迹树来对跟踪目标的疑似抛物路径进行判定和过滤，从而找出确定的抛物事件，有效减少漏报和误报的概率。
附图说明
[0017]通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，在附图中：
[0018]图1是本专利技术优选实施例公开的第一种高空抛物检测跟踪方法的流程示意图；
[0019]图2是本专利技术优选实施例公开的第二种高空抛物检测跟踪方法的流程示意图；
[0020]图3是本专利技术优选实施例公开的第三种高空抛物检测跟踪方法的流程示意图；
[0021]图4是本专利技术优选实施例公开的其中一个PSNR结果矩阵对应的图像数据；
[0022]图5是图4所示的本专利技术优选实施例公开的一个PSNR结果矩阵数据对应的二值化图像；
[0023]图6是本专利技术优选实施例公开的其中一个轨迹树的状态示意图。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。
[0025]图1是本专利技术实施例提供的第一种高空抛物检测跟踪方法的流程示意图，如图1所示，该高空抛物检测跟踪方法，包括步骤S100
‑
步骤S600，具体如下：
[0026]步骤S100、获取监控视频帧图像对应的二值化图像，其中，拟定二值化图像中亮点作为帧图像里运动的像素点。
[0027]所述步骤S100的方法，包括如下步骤：
[0028]步骤S110、获取监控视频的帧图像；可以在高层建筑下设置监控摄像头对楼层方向进行监控视频的实时拍摄，对于监控摄像头实时拍摄的监控视频的每一帧图像，都执行本专利技术高空抛物检测跟踪方法进行处理，以实时对高空抛物进行监测。
[0029]步骤S120、获取监控视频帧图像对应的差分图；通过三帧差分法获取监控视频帧图像对应的差分图，其中，通过三帧差分法获取差分图的具体过程如下：从连续三帧的帧图像I(t
‑
1),I(t),I(t+1)中获取两张差分图像D(0)＝|I(t)
‑
I(t
‑
1)|和D(1)＝|I(t+1)
‑
I(t)|,两幅差分图像D(0)和D(1)分别进行二值化后做交集运算即得到t时刻目标在帧图像中的轮廓，然后通过连通域分析即可找出并标记每个前景目标，并得到目标的包围框，该过程需设置帧差图像的二值化阈值以提取目标轮廓，并设置目标大小阈值以排除部分干扰目标，例如于摄像头近处运动的落叶，飞鸟，垃圾等；或通过帧间差分法获取监控视频的帧图像对应的差分图，其中，通过帧间差分法获取差分图的具体过程如下：将前一帧的帧图像信息和后一帧的帧图像信息分别进行差分处理，得到差分图。
[0030]步骤S130、将差分图分成若干图像块，获取各个图像块对应的PSNR结果，使用PSNR结果作为核心计算指标来寻找画面变动，以方便对监控视频的帧图像进行变化点检测，配合使用分块方式来控制图像里高频噪声的影响，有效降低计算量。
[0031]所述步骤S130中获取各个图像块对应的PSNR结果的方法，具体操作为：通过公式
[0032][0033][0034]获取各个图像块对应的PSNR结果，其中，I
MAX
表示像素点灰度值的最大强度，对8位图像来说I
MAX
值为255；(u,v)表示图像块在差分图内的块坐标，u为横坐标，v为纵坐标；(i,j)表示像素点在单个图像块内的像素坐标，i为横坐标，j为纵坐标；c表示为颜色通道，对RGB图像来说其值为3；t表示差分图对应的时间序号,C表示为通道数，B表示为图像块的边长。
[0035]步骤S140、将各个图像块对应的PSNR结果按矩阵方式进行排列组成PSNR结果矩阵。
[0036]本实施例中，以1920*1080监控视频的帧图像为例，通过三帧差分法获取1920本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高空抛物检测跟踪方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S100、获取监控视频帧图像对应的二值化图像；步骤S200、基于二值化图像中的亮块获取若干个矩形块；步骤S300、基于当前帧二值化图像内的矩形块建立待选对象的集合，将待选对象与匹配池中的节点逐一进行匹配计算，根据计算结果生成新的轨迹树节点，然后更新匹配池和匹配森林；其中，匹配池中节点数量初始为空，匹配森林由轨迹树组成，匹配森林中的轨迹树数量初始为空，轨迹树由轨迹树节点进行树状连接组成；步骤S400、判断轨迹树是否满足预设待删除条件，若轨迹树满足预设待删除条件，则将轨迹树判定为待删除的轨迹树；步骤S500、获取待删除轨迹树对应的所有轨迹路径，判断待删除轨迹树对应的轨迹路径中是否存在轨迹路径满足预设疑似抛物条件，若存在轨迹路径满足预设疑似抛物条件，则判定该轨迹路径为疑似抛物路径，并将疑似抛物路径进行保存，得到保存的疑似抛物路径集合，然后从匹配森林中移除所有待删除轨迹树；步骤S600、判断保存的疑似抛物路径是否满足预设抛物条件，若存在疑似抛物路径满足预设抛物条件，则判定该疑似抛物路径为抛物事件。2.根据权利要求1所述的高空抛物检测跟踪方法，其特征在于，所述步骤S100的方法，包括如下步骤：步骤S110、获取监控视频的帧图像；步骤S120、获取监控视频帧图像对应的差分图；步骤S130、将差分图分成若干图像块，获取各个图像块对应的PSNR结果；步骤S140、将各个图像块对应的PSNR结果按矩阵方式进行排列组成PSNR结果矩阵；步骤S150、对PSNR结果矩阵进行二值化，获取PSNR结果矩阵对应的二值化图像。3.根据权利要求1或2所述的高空抛物检测跟踪方法，其特征在于，所述步骤S200的方法，包括如下步骤：步骤S210、对二值化图像以列为单位进行累加求和，然后舍弃求和结果为0的列，将求和结果不为0的相邻列进行组合，得到若干长条矩形方块；步骤S220、对各个长条矩形方块以行为单位进行累加求和，舍弃求和结果为0的行，得到若干准矩形方块；其中，准矩形方块为由多个亮块和非亮块或由多个亮块组成的矩形方块；步骤S230、对各个准矩形方块以列为单位求和，舍弃求和结果为0的列，得到若干个矩形块；其中，矩形块由至少一个亮块组合而成。4.根据权利要求1或2所述的高空抛物检测跟踪方法，其特征在于，所述步骤S300的方法，包括如下步骤：步骤S310、基于矩形块建立待选对象；步骤S320、将当前帧二值化图像中的待选对象A跟匹配池中的节点逐一进行匹配，判断匹配池中是否存在节点B与当前帧二值化图像中的待选对象A匹配关联；若是，转入执行步骤S330，若否，转入执行步骤S340；步骤S330、若匹配池中存在节点B与当前帧二值化图像中的待选对象A匹配关联，则在已有轨迹树上生成一个待选对象A对应的节点，作为节点B的子节点，并在当前帧二值化图
像中的所有待选对象的匹配尝试结束后，将该待选对象A对应的节点加入匹配池；步骤S340、若匹配池中不存在节点B与当前帧二值化图像中的待选对象A匹配关联，则在当前帧二值化图像中的所有待选对象匹配关联结束后，根据待选对象A新建一个对应轨迹树节点，作为新建轨迹树的根节点，并加入匹配池，转入执行步骤S350；步骤S350、若匹配池中的节点自开始生成后，在对该节点对应的后续P帧二值化图像的计算处理过程中，均未能找到该节点成功匹配的待选对象，则不再对该节点进行关联匹配，并将该节点从匹配池中移除；若匹配池中的节点自开始生成后，该节点与后续P帧二值化图像中的其中一帧二值化图像的待选对象首先完成成功匹配，则匹配池内所有节点与该其中一帧二值化图像的待选对象匹配计算完成后，将该节点从匹配池中移除；其中，P为第一预设阈值。5.根据权利要求4所述的高空抛物检测跟踪方法，其特征在于，所述步骤S330、若匹配池中存在节点B与当前帧二值化图像中的待选对象A匹配关联，则在已有轨迹树上生成一个以待选对象A对应的节点，作为节点B的子节点的方法，具体操作为：步骤S3301、判断当前帧二值化图像中的待选对象A是否处于轨迹树的节点B所对应帧二值化图像的预期范围内；若是，根据待选对象A与节点B的位移和帧序号差，获取待选对象A与节点B属于同一跟踪目标时该跟踪目标在x/y方向的速度、加速度、运动角度、角速度数值，当获取该跟踪目标的速度、加速度、运动角度、角速度数值均满足预设条件时，则将待选对象A与节点B匹配关联，在轨迹树上生成一个待选对象A对应的节点来作为节点B的子节点。6.根据权利要求5所述的高空抛物检测跟踪方法，其特征在于，所述步骤S3301中根据待选对象A与节点B的位移和帧序号差，获取待选对象A与节点B属于同一跟踪目标时该跟踪目标在x/y方向的速度、加速度、运动角度、角速度数值，当获取该跟踪目标的速度、加速度、运动角度、角速度数值均满足预设条件时，则将待选对象A与节点B匹配关联，在轨迹树上生成一个待选对象A对应的节点来作为节点B的子节点的方法，包括如下步骤：设待选对象A、节点B对应二值化图像的帧序号分别为n、m，则有：D
x，n，m
＝X
n
‑
X
m
(1)D
y，n，m
＝Y
n
‑
Y
m
(2)通过公式(1)及公式(2)计算出在第m帧到第n帧之间跟踪目标在图像上移动的像素距离，(X
m
，Y
m
)和(X
n
，Y
n
)分别表示跟踪目标在第m帧、第n帧上的横纵坐标，以矩形块中心点所在坐标为准，t
n，m
为第m帧到第n帧之间的时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：张历卓，任峰，常宝生，熊伟，毛彩云，
申请(专利权)人：博识峰云湖南信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：