基于国土资源“一张图”的视频监管系统设计与实现

面对新时期经济发展新形势,国土部门土地监管业务越发要求科学化和精细化。为了能够根据国土业务规则对监控视频进行解读,提出并设计了基于国土资源"一张图"的视频监管系统。该系统接入移动"千里眼"平台摄像头信息,以地理空间数据为基础,优化布局塔基视频监控系统,能够结合各类国土业务数据对监控视频数据进行研判,实现了土地利用状态的多自由度实时动态视频信息采集与多源数据融合分析,对于"智慧国土"项目中的视频监管系统建设具有参考价值。     

一种无人机视频影像快速配准方法

针对应急测绘中对无人机视频数据快速获取及处理的需求,提出了一种无人机视频影像快速配准方法。首先采用时间索引和线性/球面插值方法实现视频帧与无人机定位定姿信息的时间同步,根据数字微分纠正算法实现视频帧的地理编码,实现视频帧间的粗略配准,然后控制仿射变换模型中的缩放因子不变对纠正后视频帧的坐标进行调整,完成视频帧间的精配准:试验结果表明该方法能够得到航带内视频帧较好的配准效果。     

带有地理编码的光学视频卫星物方稳像方法

发现运动目标并获得运动目标的地理位置与运动速度,是光学视频卫星非常重要的一个高精度应用。现有光学卫星视频稳像方法虽然可以获得稳定流畅的视频数据,但视频数据中缺少几何信息,难以满足这一应用需求。针对该问题,提出一种带有地理编码的光学视频卫星物方稳像方法。该方法充分利用卫星视频帧的定向参数信息,构建基于视频帧定向模型的帧间运动模型,并通过辅帧定向参数的运动补偿,实现视频序列帧间几何一致性,再在物方空间对视频序列进行地理编码,生成带有地理编码的流畅视频数据。经对珠海一号卫星视频数据的试验结果表明,该方法可以有效消除卫星平台抖动和卫星定轨测姿等误差对卫星视频帧间几何精度的影响,获得的帧间几何精度与视频稳像精度均优于0.3像素。     

室内监控摄像机外参数多级标定方法

针对室内监控摄像机高精度标定需求,本文提出一种外参数多级标定方法。首先,利用灭点约束获取监控摄像头初始姿态参数;然后,自适应匹配监控影像与室内三维模型;最后,通过间接平差优化监控摄像头外参数。本文采用海康威视监控摄像头进行了实验验证,结果表明本文方法可以获取高精度的外参数。     

多视角监控视频中动态目标的时空信息提取方法

监控视频中动态目标的精准定位与跟踪作为计算机视觉领域中重要的研究方向,近年来已成为监控领域的研究热点。传统视频动态目标检测仅依赖图像特征数据,忽略了与地理坐标系精准匹配,特别是对于多个摄像机覆盖的区域,拍摄的角度不同,投影后形成的图像空间分辨率也不同,因此,难以满足智能监控在复杂的地理场景中全方位时空信息感知。本文提出一种多摄像头协同的视频监控图像与地理空间数据互映射模型构建方法来获取动态目标的轮廓和地理位置等时空信息,首先建立监控图像信息与地理空间数据的互映射关系,将观测角度不同、尺度不同和空间分辨率的监控图像置于同一坐标系下,并在此基础上通过融合Canny算子与背景减法来检测目标的边缘信息;然后采用质心偏移算法还原目标在该场景的实际位置,从而实现多角度下连续跟踪,提升地理场景的时空理解力和分析力,提高动态目标的精准定位与跟踪能力。     

基于网络拓扑结构的多摄像头移动对象辅助协同跟踪

针对当前公共安全监控系统在应对突发事件时,因监视器数量多、信息量大、事件变化快等因素而导致的不能及时有效地对移动对象进行跟踪的问题,提出了一种基于拓扑结构的多摄像头移动对象辅助协同跟踪方法。首先将城市路网中的摄像头监控区域抽象为虚拟节点定位至结点弧段模型中,构建摄像头网络拓扑结构;根据拓扑关系搜索出与发现移动对象的摄像头关联的摄像头集合;再分析摄像头间的空间邻近关系和时间差异,获取时序关系最优的摄像头组作为重点监控区域进行移动对象跟踪,并定期进行协同更新。最后建立了一个模拟监控系统验证了利用多摄像头协同方法实现对移动对象实时跟踪的有效性。     

视频卫星数据的运动车辆提取

针对新兴的视频卫星数据在道路监控中应用研究较少的问题,该文提出了一种基于特征的视频卫星数据运动车辆提取优化算法。以SkySat-1卫星获取的Las Vegas地区的视频数据为实验数据,采用传统帧差法与阈值法进行运动车辆提取,验证了该方法对视频卫星数据处理的有效性,同时在此基础上根据空间特征信息界定出道路以内的感兴趣区域,进一步根据车辆的几何特征信息对感兴趣区域的疑似车辆目标进行筛选。实验结果表明:所提算法在提取精度和完整度上明显优于基于像素的帧差法与阈值法的提取结果。     

基于差分筛选的YOLOv2监控视频目标检测方法

监控视频的多目标跟踪是视频智能分析的热点研究内容,其中目标的检测是目标跟踪的基础,精度高、速度快的目标检测器对于后续的实时分析任务尤为重要。提出一种针对监控视频的基于差分筛选的YOLOv2目标检测算法,采用差分算法筛选无前景目标帧及设置重叠度量阈值进行跨帧检测,改善了YOLOv2作为检测方法用于监控视频多目标跟踪任务时速度过慢的不足,同时高精度的检测结果有利于下一步多目标跟踪任务的顺利完成。利用NPLR监控视频数据集对YOLOv2目标检测算法进行了测试,并将该方法与可变型部件模型DPM进行了比较。结果表明,差分YOLOv2方法在精度上高出DPM方法0.304 6,检测时间快了26倍左右,验证了该算法的有效性。     

顾及像面畸变的卫星视频稳像

卫星视频每帧影像外方位元素数值存在差别,相邻帧影像间的同名点在像面位置不同,且由于每帧影像均存在几何畸变,经典的帧间的投影变换模型、仿射变换模型等视频稳像的配准模型不能精确描述帧间的同名点关系。针对该问题,本文提出顾及像面畸变的卫星视频稳像算法,基于仿真的卫星视频,验证了该算法的可行性和精度。     

基于YOLOv2的船只检测算法及其在横琴环岛监控系统中的应用

船只的实时检测对于维护海上航运安全十分重要。基于监控视频数据构建了针对船只检测的数据集,将YOLOv2网络架构应用于船只检测,并结合船只宽高比特点,聚类选取初始候选框。对比实验结果表明,该检测方法能在保证检测精度的同时达到90帧/s的检测速度,满足实际应用需求。珠海市横琴新区已将该检测模型应用于环岛视频监控系统中,并与GIS地图和无人机影像进行集成,实现了环岛海域的实时船只监测。     

一种融合单目视觉SLAM与GPS的无人机视频目标定位方法

提出一种融合单目视觉SLAM与机载GPS信息的无人机视频目标定位方法。首先利用单目视觉SLAM实时估计相机相对位姿,融合机载GPS数据,得到WGS84坐标系下的相机位姿估计;其次利用融合后的相机位姿将已知GPS路标投影到像平面,实现GPS路标与无人机监控视频的叠加显示;最后通过关键帧间的极线搜索匹配确定目标像素点的匹配点,并将其反投影到三维空间得其对应的GPS坐标,实现无人机监控视频中的GPS位置查询。实验验证了该方法的有效性、精确性与实时性。     

一种无人机视频帧自动拼接方法

无人机视频帧具有低对比度和色彩可读性差等缺点,为了解决这些问题并从视频中自动获取视频帧,本文提出一种无人机视频帧自动拼接方法。首先介绍相位相关理论,并推导出指定重叠度视频帧提取公式,在此基础上进行指定重叠度视频帧的自动提取;最后利用改进的SURF算法完成视频帧的匹配和拼接。实验结果表明本文采用的方法能实现视频帧的自动提取和快速拼接。     

交通监控视频图像语义分割及其拼接方法

视频拼接是图像拼接的外延,在场景监控、目标识别等应用中发挥着重要作用。传统视频拼接算法多要求视频间具有较大重叠区域且特征点匹配过程中只顾及图像几何特征,当处理交通监控视频时,会因不同摄像头之间重叠区域极小或主光轴之间夹角较大而导致无法拼接或图像变形较大。为此,本文提出一种交通监控视频图像语义分割及其拼接方法。首先,利用边缘角度二阶差分直方图算法自动识别多视频交汇区域的正射影像,并将其作为拼接背景图像;然后,基于全卷积神经网络对正射影像和视频图像进行语义分割,提取图像中的交通专题语义;最后,以交通专题语义作为约束进行特征点匹配,将各个交通监控视频匹配至背景正射影像,实现监控区域视频拼接。采用山东省某市实际视频数据进行试验验证,结果表明对于重叠区域较小的监控视频,本文方法可获得较好地拼接图像,同时可有效提高特征点匹配的准确度。     

一种移动视频与地理场景的融合方法

快速准确地了解灾害现场状况是救灾过程中的重中之重。通常发生灾害都会使用无人机进行现场勘察,但是无人机视频难以与实际的地理场景关联起来,为此本文提出了一种移动视频与地理场景的融合方法。该方法首先采用具有仿射不变性的ASIFT算法检测特征点,将匹配后的特征点采用RANSAC算法进行迭代剔除噪点,计算视频与地理场景最优的透视变换矩阵模型参数;然后将计算得到的透视变换参数应用到视频数据,恢复视频角点坐标;最后通过内插得出所有视频帧的角点坐标,实现视频与DOM的精确融合。试验结果表明,对视频数据匹配的间隔帧越短,其整体融合精度越高,通过本文方法进行视频与地理场景融合的误差标准差低于10 m。     

监控视频与2D地理空间数据互映射

在分析计算机视觉、摄影测量学相机模型的基础上,提出了多平面约束的监控视频与2D地理空间数据的几何互映射模型和面向互增强的内容互映射模型,并就其应用进行了介绍。针对几何互映射中存在的地面起伏对映射的影响以及监控视频空间分辨率等问题进行了分析。该模型适合于地面区域为多个平面的情况。研究表明,监控视频与2D地理空间数据可以实现一定精度下的互映射,能够满足视频监控系统与GIS的深度集成。     

一种利用飞艇航拍视频的运动车辆检测方法

针对低空飞行器(飞艇)为平台获取的高清晰交通视频数据,通过对交通视频序列数据进行运动补偿与配准,提出了一个在复杂变化背景下基于帧差法的运动目标(车辆)快速检测与提取方法。实验结果验证了本方法的准确与可靠性。     

MPEG压缩域中自适应镜头实时边缘检测

提出了一种在MPEG压缩视频中利用DCT系数和运动信息快速检测镜头边缘的方法,首先利用MPEG视频中I帧DC图像间的特征值差初步判断镜头的边缘,其中的特征值差阈值能自适应调整;然后利用B帧的运动信息将镜头的边缘在图像层GOP中精确定位。实验表明,该方法能快速、准确地检测出视频中镜头的边缘。     

基于AutoLISP的数字地形图塔基断面自动提取程序设计

随着电力事业的发展,架空送电线路电力勘测塔基断面显得十分重要,同时也是结构专业塔基基础设计的参考依据.文中分析目前电力勘测塔基断面获取的方法和DXF文件的编码格式,利用实测的大比例尺数字塔基地形图,基于AutoLISP编程实现数字塔基、地形图塔基断面自动提取存储的方法.提取的塔基断面数据与实测数据对比,证明方法具有可靠性、准确性、自动化程度高等特点,满足设计要求,弥补传统塔基断面数据获取的不足,提高数据处理效率.     

可量测视频目标动态轨迹生成及GIS应用

动态目标三维重建是进一步实现目标地理信息时空分析、目标统计、目标查询、异常报警及各种空间数据挖掘应用的重要基础。利用计算机视觉技术将摄像头中目标框的二维像坐标信息实时动态还原成三维物方目标信息,采用基于物方特征域的模式分类方法,通过目标物方尺寸、目标出现的物方位置进行更准确的目标筛查,提高了目标跟踪的准确性,降低了虚警;通过地平面约束实现单目目标立体定位,增加了立体定位的场景覆盖范围;进而把以帧为单位的视频数据解析成为以目标轨迹为单位的空间三维地理对象信息,并将生成的时空轨迹图层集成到地理信息系统,实现了基于地理信息空间分布的视频时空数据管理。