视频信息与定位信息融合技术研究 .pdfVIP

视频信息与定位信息融合技术研究

王冬海;张宇;郭文刚;连礼泉

【摘要】提出了“视频雷达”这一新的概念,即基于视频信息和电子定位信息的应

用技术,重点研究了监控视频信息和目标定位信息的融合算法,研究电子定位信息获

取技术、视频目标提取跟踪技术、视频信息与地理信息的匹配技术,从而通过视频、

位置、时间三个主要维度确定目标的存在,复合高价值的视频信息,实现精确跟踪与

监控目标.

【期刊名称】《中国电子科学研究院学报》

【年(卷),期】2014(009)001

【总页数】6页(P75-80)

【关键词】电子定位;视频跟踪;信息融合;“视频雷达”

【作者】王冬海;张宇;郭文刚;连礼泉

【作者单位】中国电子科学研究院,北京100041;中国电子科学研究院,北京

100041;中国电子科学研究院,北京100041;中国电子科学研究院,北京100041

【正文语种】中文

【中图分类】TP393.09

0引言

视频监控系统广泛应用在各类场所中，如商场、公共社区、学校和政府机构等。监

控系统的目的就是在不同的区域里跟踪和识别感兴趣的目标对象。然而单一的视频

监控并不能提供满意有效的服务，原因是难以查找和管理摄像头所产生的海量数据，

很难识别视频信息中的目标对象，造成监控无效或效率低下。

视频信息和智能终端电子定位信息在城市安防等应用领域中被广泛采集、分析，但

目前的应用均是孤立的，各自有独立的应用范围，仅仅利用传统的无线传感器定位

跟踪[1,2]或视频定位跟踪[3]很难获得更高的精度和稳定的定位性能。为了达到目

的，多种信息融合技术已经在一些领域得到应用。视频信息和智能终端电子定位信

息这两种看似无关的信息，事实上存在的一定的联系，即依靠“人”来联系。视频

信息主要是“人”的图像信息，智能终端电子定位信息是“人”的定位信息。有效

地利用两种信息的联系，对两种信息进行融合利用，将能够进一步发挥两种信息的

价值，实现视频监控目标与雷达探测目标一样具有识别、定位、轨迹跟踪为一体的

“视频雷达”监控系统。下面以集成及应用创新的思路选择常用H.264视频格式

数据和手机WI-FI定位信息进行研究分析。

1融合技术原理

1.1视频信息

在人类获取的信息中，视觉信息约占70%，听觉信息占20%，其他感官的获取量

仅占10%，可见作为对外部世界进行提取、处理和反馈过程的视觉对于人类感知

外界环境的重要性。随着计算机和网络技术的飞速发展，视频己经成为当今世界进

行信息传播的主流载体之一。

1.2定位信息

近年来，智能终端的使用和市场推广都呈现出高速增长的态势，智能终端的强大功

能和相关应用服务日益丰富，使得智能终端对用户产生的黏性越来越大，电子信息

发挥着巨大作用[4]。以手机为代表的智能终端已经成为不可离身的必备随身物品，

智能终端的定位信息所带来的附加业务需求也越来越大。电子信息的特点是具有唯

一的电子身份，如GSMIMEI(国际移动设备识别码)、WI-FIMAC地址或蓝牙ID

等。获取手机终端发射的电子信息，通过一定的定位技术手段能够获取其定位信息。

1.3“视频雷达”

基于信息融合[5]的思想，本研究将智能终端的电子定位信息，与视频图像信息进

行融合，通过信息的位置属性与时间属性的融合匹配[6]，确定监控目标。

如图1所示，“视频雷达”即利用视频监控技术，结合定位信息的身份特征，将

目标的位置标绘在电子地图上，并通过多部摄像头的监控，实现对目标的跟踪、特

征提取等，从而能够将目标的地理定位信息与视频图像信息紧密结合，形成一条连

续的目标移动轨迹，使得视频监控如雷达一样具有监视、定位及跟踪等功能，形成

有特色集成产品，实现智能监控，服务于各行业。

图1“视频雷达”示意图

2设计与实现

2.1融合架构

在无线定位算法和视频跟踪算法的基础上，本文研究确定了多传感器融合定位跟踪

监控的总体结构，如图2所示。

图2总体框架

通过无线传感器对目标所携带的移动终端提取相关特征(如WI-FIMAC或手机号

码等)，采用无线定位算法对目标进行间接定位，获取定位信息(如经纬度等)；同

时通过对摄像头获得图像信息进行处理分析，跟踪识别目标；最后，将两种传感器

获取的信息通过融合算法，根据设定好的融合策略，做出最后的决策，确定目标的

存在。

融合主要体现在决策层，也就是目标的位置预测估计。无线传感器和摄像头通过各

自的定位模型得到目标的位置特征决策向量，运用无线定