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视频信息与定位信息融合技术分析论文

发布时间:2022-09-22 09:30:49 文章来源:SCI论文网 我要评论














SCI论文(www.scipaper.net):
 
  摘要:本文基于“视频雷达”新的技术概念,将视频信息与定位信息充分融合,可高效、精准地获取目标定位信息,优化跟踪与视频信息处理技术。本文首先分析融合技术的基本原理,并对其设计及实现的途径进行理论分析,提出实现视频快速定位及索引的有效方法,期望为同专业领域研究人员提供有效参考。

       关键词:视频信息;定位信息;融合技术;分析
 
  Analysis of video information and positioning information fusion technology
 
  Hao Yangang 1,Liao Lijun 2
 
  (1.The Second Military Representative Office 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 articlefirst analyzes the basic principle of fusion technology theoretical analysis,the design and implementation,put forward the effective method of video fast positioning and index,such as video snapshot,bookmark marking function,scene reorganization function,expected to provide effective reference for the professional researchers.
 
  Key words:video information;positioning information;fusion technology;analysis
 
  为了获取实时的视频信息,以及解决目前信息系统处理过程中存在的相关问题,本文提出结合A公司实际应用的基础核心芯片构造硬件结构[1],搭建相关平台系统,构建与V语言对应的图像信息处理传感器系统,实现时序信息驱动,完善系统结构硬件协同管理机制。系统采取SCCB编程数据管理模式,构建以FPGA芯片与CMOS图像传感器为主的通信与信息管控平台。同时,在优化不同环境、提供和满足实际需求的基础上,设计以CMOS图像传感器与内部存储器、控制管理器等为主的结构[2]。相关实验研究结果表明,在该处理系统中,基于控制CMOS图像传感器,能够实现视频动态化监控,优化工业现场监控管理模式,提供可靠数据信息来源。结合以上相关研究,在视频信息与定位信息融合技术实施的过程中,应对需实现的技术目标和技术体系进行深入探究。视频信息和智能终端的电子定位信息,这两种看似无关的信息,实际上有一定的联系,即依靠“人”来联系。视频信息是“人”的图像信息,智能终端的电子定位信息是“人”的定位信息[3]。充分利用两种信息的连接和融合,有利于进一步发挥两种信息的价值,形成与雷达探测目标一样具有识别、定位、跟踪功能的“视频雷达”监控系统。

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  一、融合技术基本原理
 
  在目前数据融合技术的主要领域中,包含多源化影像复合处理技术、机器人自动处理技术等,这些技术既能实现智能化、自动化仪器系统的应用,也能推动无人机辅助驾驶技术的发展。此外,数据融合技术对优化数据分析技术、实现自动化控制目标具有积极意义。在数字遥感技术实施的过程中,数据融合技术基于基础的数字属性,能完善同一区域的信息,对数据进行智能化合成,进而产生比单一信息数据源更为精确的数据信息,以更完善、更安全地实现数据测算。与单源遥感影像数据信息进行对比分析,多源遥感影像信息能够提供的基础信息特征如下。
 
  第一,冗余性[4]。基于多源化的遥感影像数据,可对环境及其处理目标进行描述,并科学分析翻译后的结果。第二,互补性。能对信息中包含的独立信息及内容进行优化分析。第三,合作性。针对不同的传感器系统,可及时处理信息,解除信息之间的依赖关系。第四,信息分层的结果化特性。在数据融合与处理的过程中,可形成多源的遥感信息,将不同的信息呈现在指定的层次上,该层次的信息抽象化主要包含像素层、特征层及决策层。在不同层次结构和并行处理的过程中,能够保证系统的实时处理。在地理系统坐标化统一的基础上,应优化同一目标体系,构建以多个遥感影像数据技术为核心的算法,进而生成有效表达的新影像信息。该系统的目标是基于整合单个传感器的多波段信息源,构建不同类型的传感器处理信息,进而及时消除传感器信息之间的矛盾,实现遥感信息的提取,提高数据信息的使用效率。
 
  优化融合层次内容,选取智能化的融合应用算法信息,将空间化的配置标准融入遥感数据信息中,对图象特征、模块识别属性信息进行有机整合,能使得到的信息目标值更加精确[5]。针对各种算法信息能够获取的遥感信息,需进一步优化处理,做好“匹配处理”和“类型变换”等步骤,以此实现和优化相关目标,为保障信息的完善打下坚实基础。
 
  二、设计与实现思路
 
  (一)融合架构
 
  基于无线定位算法和视频跟踪算法,可从融合确定目标、融合技术、决策逻辑、无线定位模型、视频跟踪模型等角度入手进行方法分析。
 
  借助无线传感器,对目标携带的移动终端系统提取相关特征。例如,对于WI-FIMAC或手机号码等,可采取无线定位算法,对目标进行间接的定位分析,同时跟踪识别目标,对两种传感器获取的相关信息进行融合算法的分析,依据设计的融合策略体系,作出最后的决策分析[6]。在数据融合的过程中,主要体现出决策性的内容,即对目标的位置估算。无线传感器与摄像头对定位模型控制体系进行优化,以及对位置特征的决策性向量进行控制分析,可借助无线定位算法改进传统的粒子滤波算法。对相应的移动目标检测问题进行处理,如处理摄像头的盲区,不仅能够减少目标检测的虚警,还能加强边界的区域控制,实现定位跟踪精度的优化[7]。(二)系统的构成
 
  在实验系统中,数码相机采集监控区域的视频图像信息,可通过无线传感器(如基站和无线接触点AP)获取电子信号定位信息,用H.264存储视频数据,在数据处理服务器中集成位置信息和视频信息,最后进行数据相关匹配和相应的图像处理,实现操作界面和监控图像的显示。
 
  三、关键技术的实现
 
  (一)视频快照功能
 
  所谓视频快照功能,就是对录像进行“时间等分切片”处理,然后以快照(SnapShot)形式进行显示。这样,对于时间较长的视频录像,利用快照功能,可以迅速地根据快照中的场景变化而定位“感兴趣”的视频信息。“快照”的实质是以单帧图片代表视频的片段场景,这样,就可以快速完成定位和查找,即使是长达数小时的视频录像,也能很快定位。图1为视频快照处理功能图片。

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  (二)多路同步回放
 
  在一些实际应用中,可能需要多路同时回放视频录像以进行事件的查证。例如,对于一些银行、大厦、小区等区域的视频监控,可能需要同时回放多路相关的视频录像,才能快速发现及锁定目标,因此,要求系统能够支持多路视频同步回放。值得注意的是,H.264编码方式的解码需要占用大量的CPU资源,一个3G频率的双核CPU通常能够解码22Mbps的码流。因此,在进行多路同步回放时,如果视频分辨率设置较高,那么多路回放工作对视频工作站造成的压力是比较大的。
 
  (三)0f-lineVMD功能
 
  由于VMD技术存在一些局限,在实际中应用并不广泛。但是,在事后回放视频录像的时候,可借助VMD功能有针对性地进行索引,从而大大提高回放效率。例如,在一个机房中,如果想知道在过去一天内有谁接触过某个机柜,就可以针对该机柜范围进行VMD设置。在回放时,系统可以将一天内该机柜范围内的录像进行“视频移动”,将有人接触机柜的视频单独显示,其他视频一律跳过,从而提高效率。
 
  (四)视频信息与地理信息的匹配技术
 

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  图1视频快照处理功能

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  图2基于GIS的用户界面
 
  在视频监控与地理信息匹配的过程中,基于摄像头定位信息与视频影像集成处理,可以为视频监控提供空间位置。在该技术实施的过程中,应基于信息技术的理念,在地理位置、视频时间和帧之间构建对应的映射关系,保证视频影像数据信息能够在地理信息系统(GIS)中,以数据接口的方式,呈现出地图信息,由此实现摄像头地理位置查找、影像播放同步显示及处理等功能。交互管理的操作模式,将视频监控系统与地理信息系统结合起来,既能发挥出视频监控系统的实时图像及可视化优势,又能充分发挥出GIS管理空间数据处理的特点,让技术管理人员全面了解监控对象的空间分布,促使图像管理与数据管理技术等融为一体。如图2所示。
 
  视频监控与地理信息处理技术的匹配,可实现目标位置的控制优化与宏观地图管理角度下的微观实景图像信息的优化。因此,要基于图像的识别与检索内容,对坐标进行匹配管理,依据目标信息的实时二维地图形成对应的目标航迹,时刻掌握目标定位信息处理的过程,直接获取区域化的摄像头图像。
 
  (五)无线定位信息的获取技术
 
  随着现代通信技术的飞速发展,许多服务和应用都需要获取移动终端的准确定位,因此移动终端定位成为国内外研究的热点。无线传感器定位技术类似于从多个基站接收无线传感器(基站)与标签(移动设备)之间已知位置的信号,估计移动设备的距离和方向,由此来实现定位的目的。AP用于确定WIFI无线信号的位置,可提高目标精度。其定位方法主要分为两类,即三角形算法和位置指纹识别算法。三角形算法的原理是利用被测目标与至少三个已知参考点之间的距离信息估计目标位置,同时定位所需信号的基本特征,对其进行优化管理。四、结语
 
  本文主要对视频信息和定位信息的融合技术展开研究,即在一个系统中集成电子定位信息和视频图像信息,以实现对“雷达”的跟踪、识别和定位,从而提高定位跟踪的精度,减轻处理大量数据的负担。通过融合多个传感器提供的有用信息,能提高识别精度和稳定性。经过实验测试,验证了上述理论和相关算法的可行性和有效性。视频信息与定位信息融合技术可广泛应用于军事和民用领域,具有广阔的应用前景。
 
  综上所述,在计算机技术、通讯处理技术不断发展的过程中,随着新技术理论和思路方法的出现,遥感影像数据融合及其处理技术日益完善和成熟,相关理论研究也逐渐转入实际应用体系中,朝着智能化、实时化的方向发展,并与GIS技术相融合,实现动态化、实时化的信息更新。
 
  【参考文献】
 
  [1]范邓楠.基于微波雷达与视频融合技术的车辆检测系统研究[D].桂林:桂林电子科技大学,2020.
 
  [2]马勇,李敏,高常华.视频信息融合技术在监控系统中的应用[J].山东煤炭科技,2018(11).
 
  [3]胡桂铭.基于视频与射频的人员定位信息融合技术研究[D].成都:电子科技大学,2016.
 
  [4]吴迪.智能环境下基于视听信息多层级融合的身份识别[D].兰州:兰州理工大学,2014.
 
  [5]王冬海,张宇,郭文刚,连礼泉.视频信息与定位信息融合技术研究[J].中国电子科学研究院学报,2014(01).
 
  [6]王德富.基于音视频融合的人员入侵实时检测[D].上海:上海交通大学,2013.
 
  [7]潘鹏.会议室环境下基于音频视频信息融合的多说话人识别[D].兰州:兰州理工大学,2011.
 
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