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    視頻信息與定位信息融合技術分析論文

    發布時間:2022-09-22 09:30:49 文章來源:SCI論文網 我要評論














    SCI論文(www.crossfitdunsborough.com):
     
      摘要:本文基于“視頻雷達”新的技術概念,將視頻信息與定位信息充分融合,可高效、精準地獲取目標定位信息,優化跟蹤與視頻信息處理技術。本文首先分析融合技術的基本原理,并對其設計及實現的途徑進行理論分析,提出實現視頻快速定位及索引的有效方法,期望為同專業領域研究人員提供有效參考。

           關鍵詞:視頻信息;定位信息;融合技術;分析
     
      Analysis of video information and positioning information fusion technology
     
      Hao Yangang 1,Liao Lijun 2
     
      (1.The Second Military Representative O?ce of the Naval Armament Department in Nanjing,Nanjing Jiangsu,210007,2.The 28th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation,Nanjing Jiangsu,210007)
     
      Abstract:Based on the new technical concept of"video radar",the video information and positioning information fully fusion,for efficient and accurate access to target positioning information,optimize tracking and video information processing technology,the article?rst analyzes the basic principle of fusion technology theoretical analysis,the design and implementation,put forward the e?ective method of video fast positioning and index,such as video snapshot,bookmark marking function,scene reorganization function,expected to provide e?ective reference for the professional researchers.
     
      Key words:video information;positioning information;fusion technology;analysis
     
      為了獲取實時的視頻信息,以及解決目前信息系統處理過程中存在的相關問題,本文提出結合A公司實際應用的基礎核心芯片構造硬件結構[1],搭建相關平臺系統,構建與V語言對應的圖像信息處理傳感器系統,實現時序信息驅動,完善系統結構硬件協同管理機制。系統采取SCCB編程數據管理模式,構建以FPGA芯片與CMOS圖像傳感器為主的通信與信息管控平臺。同時,在優化不同環境、提供和滿足實際需求的基礎上,設計以CMOS圖像傳感器與內部存儲器、控制管理器等為主的結構[2]。相關實驗研究結果表明,在該處理系統中,基于控制CMOS圖像傳感器,能夠實現視頻動態化監控,優化工業現場監控管理模式,提供可靠數據信息來源。結合以上相關研究,在視頻信息與定位信息融合技術實施的過程中,應對需實現的技術目標和技術體系進行深入探究。視頻信息和智能終端的電子定位信息,這兩種看似無關的信息,實際上有一定的聯系,即依靠“人”來聯系。視頻信息是“人”的圖像信息,智能終端的電子定位信息是“人”的定位信息[3]。充分利用兩種信息的連接和融合,有利于進一步發揮兩種信息的價值,形成與雷達探測目標一樣具有識別、定位、跟蹤功能的“視頻雷達”監控系統。

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      一、融合技術基本原理
     
      在目前數據融合技術的主要領域中,包含多源化影像復合處理技術、機器人自動處理技術等,這些技術既能實現智能化、自動化儀器系統的應用,也能推動無人機輔助駕駛技術的發展。此外,數據融合技術對優化數據分析技術、實現自動化控制目標具有積極意義。在數字遙感技術實施的過程中,數據融合技術基于基礎的數字屬性,能完善同一區域的信息,對數據進行智能化合成,進而產生比單一信息數據源更為精確的數據信息,以更完善、更安全地實現數據測算。與單源遙感影像數據信息進行對比分析,多源遙感影像信息能夠提供的基礎信息特征如下。
     
      第一,冗余性[4]?;诙嘣椿倪b感影像數據,可對環境及其處理目標進行描述,并科學分析翻譯后的結果。第二,互補性。能對信息中包含的獨立信息及內容進行優化分析。第三,合作性。針對不同的傳感器系統,可及時處理信息,解除信息之間的依賴關系。第四,信息分層的結果化特性。在數據融合與處理的過程中,可形成多源的遙感信息,將不同的信息呈現在指定的層次上,該層次的信息抽象化主要包含像素層、特征層及決策層。在不同層次結構和并行處理的過程中,能夠保證系統的實時處理。在地理系統坐標化統一的基礎上,應優化同一目標體系,構建以多個遙感影像數據技術為核心的算法,進而生成有效表達的新影像信息。該系統的目標是基于整合單個傳感器的多波段信息源,構建不同類型的傳感器處理信息,進而及時消除傳感器信息之間的矛盾,實現遙感信息的提取,提高數據信息的使用效率。
     
      優化融合層次內容,選取智能化的融合應用算法信息,將空間化的配置標準融入遙感數據信息中,對圖象特征、模塊識別屬性信息進行有機整合,能使得到的信息目標值更加精確[5]。針對各種算法信息能夠獲取的遙感信息,需進一步優化處理,做好“匹配處理”和“類型變換”等步驟,以此實現和優化相關目標,為保障信息的完善打下堅實基礎。
     
      二、設計與實現思路
     
      (一)融合架構
     
      基于無線定位算法和視頻跟蹤算法,可從融合確定目標、融合技術、決策邏輯、無線定位模型、視頻跟蹤模型等角度入手進行方法分析。
     
      借助無線傳感器,對目標攜帶的移動終端系統提取相關特征。例如,對于WI-FIMAC或手機號碼等,可采取無線定位算法,對目標進行間接的定位分析,同時跟蹤識別目標,對兩種傳感器獲取的相關信息進行融合算法的分析,依據設計的融合策略體系,作出最后的決策分析[6]。在數據融合的過程中,主要體現出決策性的內容,即對目標的位置估算。無線傳感器與攝像頭對定位模型控制體系進行優化,以及對位置特征的決策性向量進行控制分析,可借助無線定位算法改進傳統的粒子濾波算法。對相應的移動目標檢測問題進行處理,如處理攝像頭的盲區,不僅能夠減少目標檢測的虛警,還能加強邊界的區域控制,實現定位跟蹤精度的優化[7]。(二)系統的構成
     
      在實驗系統中,數碼相機采集監控區域的視頻圖像信息,可通過無線傳感器(如基站和無線接觸點AP)獲取電子信號定位信息,用H.264存儲視頻數據,在數據處理服務器中集成位置信息和視頻信息,最后進行數據相關匹配和相應的圖像處理,實現操作界面和監控圖像的顯示。
     
      三、關鍵技術的實現
     
      (一)視頻快照功能
     
      所謂視頻快照功能,就是對錄像進行“時間等分切片”處理,然后以快照(SnapShot)形式進行顯示。這樣,對于時間較長的視頻錄像,利用快照功能,可以迅速地根據快照中的場景變化而定位“感興趣”的視頻信息。“快照”的實質是以單幀圖片代表視頻的片段場景,這樣,就可以快速完成定位和查找,即使是長達數小時的視頻錄像,也能很快定位。圖1為視頻快照處理功能圖片。

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      (二)多路同步回放
     
      在一些實際應用中,可能需要多路同時回放視頻錄像以進行事件的查證。例如,對于一些銀行、大廈、小區等區域的視頻監控,可能需要同時回放多路相關的視頻錄像,才能快速發現及鎖定目標,因此,要求系統能夠支持多路視頻同步回放。值得注意的是,H.264編碼方式的解碼需要占用大量的CPU資源,一個3G頻率的雙核CPU通常能夠解碼22Mbps的碼流。因此,在進行多路同步回放時,如果視頻分辨率設置較高,那么多路回放工作對視頻工作站造成的壓力是比較大的。
     
      (三)0f-lineVMD功能
     
      由于VMD技術存在一些局限,在實際中應用并不廣泛。但是,在事后回放視頻錄像的時候,可借助VMD功能有針對性地進行索引,從而大大提高回放效率。例如,在一個機房中,如果想知道在過去一天內有誰接觸過某個機柜,就可以針對該機柜范圍進行VMD設置。在回放時,系統可以將一天內該機柜范圍內的錄像進行“視頻移動”,將有人接觸機柜的視頻單獨顯示,其他視頻一律跳過,從而提高效率。
     
      (四)視頻信息與地理信息的匹配技術
     

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      圖1視頻快照處理功能

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      圖2基于GIS的用戶界面
     
      在視頻監控與地理信息匹配的過程中,基于攝像頭定位信息與視頻影像集成處理,可以為視頻監控提供空間位置。在該技術實施的過程中,應基于信息技術的理念,在地理位置、視頻時間和幀之間構建對應的映射關系,保證視頻影像數據信息能夠在地理信息系統(GIS)中,以數據接口的方式,呈現出地圖信息,由此實現攝像頭地理位置查找、影像播放同步顯示及處理等功能。交互管理的操作模式,將視頻監控系統與地理信息系統結合起來,既能發揮出視頻監控系統的實時圖像及可視化優勢,又能充分發揮出GIS管理空間數據處理的特點,讓技術管理人員全面了解監控對象的空間分布,促使圖像管理與數據管理技術等融為一體。如圖2所示。
     
      視頻監控與地理信息處理技術的匹配,可實現目標位置的控制優化與宏觀地圖管理角度下的微觀實景圖像信息的優化。因此,要基于圖像的識別與檢索內容,對坐標進行匹配管理,依據目標信息的實時二維地圖形成對應的目標航跡,時刻掌握目標定位信息處理的過程,直接獲取區域化的攝像頭圖像。
     
      (五)無線定位信息的獲取技術
     
      隨著現代通信技術的飛速發展,許多服務和應用都需要獲取移動終端的準確定位,因此移動終端定位成為國內外研究的熱點。無線傳感器定位技術類似于從多個基站接收無線傳感器(基站)與標簽(移動設備)之間已知位置的信號,估計移動設備的距離和方向,由此來實現定位的目的。AP用于確定WIFI無線信號的位置,可提高目標精度。其定位方法主要分為兩類,即三角形算法和位置指紋識別算法。三角形算法的原理是利用被測目標與至少三個已知參考點之間的距離信息估計目標位置,同時定位所需信號的基本特征,對其進行優化管理。四、結語
     
      本文主要對視頻信息和定位信息的融合技術展開研究,即在一個系統中集成電子定位信息和視頻圖像信息,以實現對“雷達”的跟蹤、識別和定位,從而提高定位跟蹤的精度,減輕處理大量數據的負擔。通過融合多個傳感器提供的有用信息,能提高識別精度和穩定性。經過實驗測試,驗證了上述理論和相關算法的可行性和有效性。視頻信息與定位信息融合技術可廣泛應用于軍事和民用領域,具有廣闊的應用前景。
     
      綜上所述,在計算機技術、通訊處理技術不斷發展的過程中,隨著新技術理論和思路方法的出現,遙感影像數據融合及其處理技術日益完善和成熟,相關理論研究也逐漸轉入實際應用體系中,朝著智能化、實時化的方向發展,并與GIS技術相融合,實現動態化、實時化的信息更新。
     
      【參考文獻】
     
      [1]范鄧楠.基于微波雷達與視頻融合技術的車輛檢測系統研究[D].桂林:桂林電子科技大學,2020.
     
      [2]馬勇,李敏,高常華.視頻信息融合技術在監控系統中的應用[J].山東煤炭科技,2018(11).
     
      [3]胡桂銘.基于視頻與射頻的人員定位信息融合技術研究[D].成都:電子科技大學,2016.
     
      [4]吳迪.智能環境下基于視聽信息多層級融合的身份識別[D].蘭州:蘭州理工大學,2014.
     
      [5]王冬海,張宇,郭文剛,連禮泉.視頻信息與定位信息融合技術研究[J].中國電子科學研究院學報,2014(01).
     
      [6]王德富.基于音視頻融合的人員入侵實時檢測[D].上海:上海交通大學,2013.
     
      [7]潘鵬.會議室環境下基于音頻視頻信息融合的多說話人識別[D].蘭州:蘭州理工大學,2011.
     
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