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基本信息
- 項目名稱：
- 基于人機交互技術(shù)的動態(tài)視頻跟蹤監(jiān)控系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 我國現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，基本上采用傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控設(shè)備，系統(tǒng)組成復(fù)雜，操作繁瑣；在視頻傳輸手段上一般借助有線方式，導(dǎo)致監(jiān)控端不能靈活移動。針對以上問題，作品在傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了重新設(shè)計。同時增加了視頻跟蹤和基于觸摸屏技術(shù)的智能人機交互功能以滿足將來市場的需要，動態(tài)視頻跟蹤監(jiān)控系統(tǒng)是未來視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的方向，將被廣泛應(yīng)用于公安、消防、軍隊、醫(yī)療、公共交通等各個領(lǐng)域。
- 詳細(xì)介紹：
- 作品設(shè)計的目的在于構(gòu)建一套基于視頻跟蹤技術(shù)、3G無線傳輸網(wǎng)絡(luò)和智能化觸摸屏人機交互技術(shù)的動態(tài)視頻跟蹤監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)由監(jiān)控端和服務(wù)器端兩部分組成，如附圖1所示，監(jiān)控端采用基于空間和時間相關(guān)性的目標(biāo)檢測算法進(jìn)行視頻跟蹤，并引用了基于觸摸屏技術(shù)的智能人機交互界面，在跟蹤目標(biāo)丟失時，可以依靠人機交互的方法重新進(jìn)行目標(biāo)定位。監(jiān)控端的視頻數(shù)據(jù)可以經(jīng)3G（或高速無線傳輸網(wǎng)絡(luò)），傳送到服務(wù)器端用以實時觀測監(jiān)控端的視頻數(shù)據(jù)。 該作品具有以下技術(shù)特點和優(yōu)勢： 1、采用基于空間和時間交互的目標(biāo)檢測算法用于視頻跟蹤，較大程度的提高了系統(tǒng)跟蹤效率。 2、采用基于觸摸屏技術(shù)的智能人機交互界面用于云臺控制和跟蹤物體鎖定，使得系統(tǒng)使用簡便、靈活，界面友好。 3、采用3G（或高速無線傳輸網(wǎng)絡(luò)）用于遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，大幅度提高了監(jiān)控視頻的實時性，并可使監(jiān)控端靈活移動。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計的目的： 作品設(shè)計的目的在于構(gòu)建一套基于視頻跟蹤技術(shù)、3G無線傳輸網(wǎng)絡(luò)和智能化觸摸屏人機交互技術(shù)的動態(tài)視頻跟蹤監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)由監(jiān)控端和服務(wù)器端兩部分組成，如附圖1所示，監(jiān)控端采用基于空間和時間相關(guān)性的目標(biāo)檢測算法進(jìn)行視頻跟蹤，并引用了基于觸摸屏技術(shù)的智能人機交互界面，在跟蹤目標(biāo)丟失時，可以依靠人機交互的方法重新進(jìn)行目標(biāo)定位。監(jiān)控端的視頻數(shù)據(jù)可以經(jīng)3G（或高速無線傳輸網(wǎng)絡(luò)），傳送到服務(wù)器端用以實時觀測監(jiān)控端的視頻數(shù)據(jù)?；舅悸罚? 針對現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)的不足，作品在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了重新設(shè)計。引入了基于空間和時間交互的目標(biāo)檢測算法用于視頻跟蹤，引入基于觸摸屏技術(shù)的智能人機交互界面用于云臺控制和跟蹤物體鎖定，引入3G（或高速無線傳輸網(wǎng)絡(luò)）用于遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，并可使監(jiān)控端靈活移動。 創(chuàng)新點： 1、采用基于空間和時間交互的目標(biāo)檢測算法用于視頻跟蹤； 2、采用基于觸摸屏技術(shù)的智能人機交互界面用于云臺控制和跟蹤物體鎖定； 3、采用3G（或高速無線傳輸網(wǎng)絡(luò)）用于遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，可使監(jiān)控端靈活移動。 技術(shù)關(guān)鍵： 作品的關(guān)鍵技術(shù)在于采用基于空間和時間相關(guān)性的目標(biāo)物體檢測方法提高系統(tǒng)的跟蹤效率。。 主要技術(shù)指標(biāo) 掃描角度：水平 ：360度（最大回轉(zhuǎn)速率：360度/秒）垂直：90度 （最大回轉(zhuǎn)速率：60度/秒）分辨率：480電視線
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 作品的科學(xué)性和先進(jìn)性主要體現(xiàn)在系統(tǒng)引入了基于空間和時間相關(guān)性的目標(biāo)物體檢測方法用于提高跟蹤效率。 算法原理： 在同一幀圖像中，記錄景物的像素點顏色之間，往往存在著空間連貫性，這是圖像的空間相關(guān)性。 時間相關(guān)性表現(xiàn)在視頻畫面前一幀圖像的某個像素必然出現(xiàn)在后一幀圖像對應(yīng)像素未知的特定區(qū)域內(nèi)。 算法步驟： 1、利用運動目標(biāo)的空間相關(guān)性，將幀間差分圖像分塊并用一個圖像塊統(tǒng)計平均亮度值來代替像素點亮度值進(jìn)行差分運算，并通過閾值比較來判斷這個整塊是否為運動目標(biāo)的一部分。 2、利用目標(biāo)運動的時間相關(guān)性，在當(dāng)前目標(biāo)周圍設(shè)計一定范圍，只有下一時刻此范圍內(nèi)還能檢測到目標(biāo)，才認(rèn)定此圖像塊存在運動目標(biāo)，否則認(rèn)為是噪音。 由于任何技術(shù)都不能做到100%準(zhǔn)確，系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上引入了基于觸摸屏技術(shù)的智能人機交互界面，在跟蹤目標(biāo)丟失時，可以依靠人機交互的方法重新進(jìn)行目標(biāo)定位。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實驗室 原型設(shè)計階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 待專利獲批后，獨家轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 完整的可供演示的原型系統(tǒng)
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 監(jiān)控端使用方法： 1、雙擊觸摸屏用于跟蹤物體鎖定;2、單擊觸摸屏用于云臺控制。 服務(wù)器端使用方法：服務(wù)器端使用界面如附圖3所示。 技術(shù)特點和優(yōu)勢： 1、較大程度的提高了系統(tǒng)跟蹤效率。 2、系統(tǒng)使用簡便、靈活，界面友好。 3、大幅度提高了監(jiān)控視頻的實時性，并可使監(jiān)控端靈活移動。 適應(yīng)范圍:可應(yīng)用于公安、教育、消防、醫(yī)療和交通等眾多監(jiān)控領(lǐng)域。 推廣前景技術(shù)性說明： 針對現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)的不足，作品在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了重新設(shè)計。同時增加視頻跟蹤和基于觸摸屏技術(shù)的智能人機交互功能以滿足將來市場的需要，動態(tài)視頻跟蹤監(jiān)控系統(tǒng)是未來視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的方向，將被廣泛應(yīng)用于公安、消防、軍隊、醫(yī)療、公共交通等各個領(lǐng)域。 市場分析和效益預(yù)測:根據(jù)文獻(xiàn)查閱，市場上還沒有具備作品所具有功能的監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)的成功應(yīng)用，必會產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益。
同類課題研究水平概述
- 目前，國外的視頻跟蹤技術(shù)相對成熟，比如卡內(nèi)基梅隆大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的視頻安全與控制（VSAM）研究技術(shù)，根據(jù)這個計劃，研究人員研制了一個端到端的測試系統(tǒng)，集成了很多高級視頻安全監(jiān)控技術(shù)，如靜止背景與運動背景下的實時目標(biāo)探測與跟蹤，目標(biāo)姿態(tài)估計等。此外，馬里蘭大學(xué)的實時監(jiān)控系統(tǒng)]可以利用單攝像頭對人體以及人體的各個部分進(jìn)行實時的跟蹤。IBM等大公司也在資助這個領(lǐng)域內(nèi)的相關(guān)研究，期望能將研究成果應(yīng)用到商業(yè)領(lǐng)域中。 國內(nèi)就視頻跟蹤技術(shù)，也開展了廣泛而深入的研究，在目標(biāo)檢測算法方面，形成了3種較為成熟的算法，分別為幀間差分法，背景差分法和光流法。 幀間差分法是基于視頻中連續(xù)幀間運動目標(biāo)的相關(guān)性，逐個像素相減，背景像素被減掉，而保留目標(biāo)像素。這種方法原理簡單，易于實現(xiàn)，而且由于相鄰幀的時間間隔比較小，所以光線變化對算法的影響不大。這種方法的缺點是背景不能有明顯的變化，不然，差分之后，目標(biāo)就會淹沒在噪聲之中了；此外檢測到的目標(biāo)輪廓也不是非常精確。 背景差分法與幀間差分法類似，只不過用當(dāng)前幀的圖像與背景圖像相減。這種方法與幀間差分法相比，在原理與編程復(fù)雜性相似的情況下，提取的目標(biāo)輪廓更加精確。但在實際應(yīng)用中，一幅完美的背景總是很難得到的，因此在實際使用時還要有更多的策略。 由于目標(biāo)和背景通常有相對運動，因此也可以通過分析目標(biāo)的運動特征來檢測背景中的運動目標(biāo)。其中最常用的算法是先估計運動場，然后在運動場估計的基礎(chǔ)上進(jìn)行目標(biāo)檢測。運動場是三維物體的運動在圖像平面的投影，這樣可以得到的圖像亮度隨時間的變化，也就是所謂的光流場。光流場并不等同于運動場，但是在很多情況下，可以用光流場近似運動場。但是這種方法的一個致命缺點是計算非常復(fù)雜，除非有特定的硬件支持，否則很難得到實時的結(jié)果。 以上三種目標(biāo)檢測算法沒有充分考慮圖像序列的時空特性，一般會導(dǎo)致在復(fù)雜背景下小運動目標(biāo)的檢測不夠理想，往往在背景和運動目標(biāo)顏色接近的區(qū)域出現(xiàn)像素點的漏檢現(xiàn)象，使得檢測出來的運動目標(biāo)不夠完整。本系統(tǒng)則針對這種漏檢現(xiàn)象，采用了基于空間和時間相關(guān)性的目標(biāo)物體檢測方法，并引用了基于觸摸屏技術(shù)的智能人機交互界面，較大程度的提高了系統(tǒng)檢測效率。
