楼宇周边监视系统及方法
【专利摘要】本发明提供一种楼宇周边监视系统及其方法，该监视方法包括：获取多个摄像头针对楼宇周边的多路影像，其中，多路影像根据对应的摄像头在楼宇上的配置楼层而分为一个或多个焦距阶段；将多路影像进行缩放及顺序设定，使其根据顺序输出多合一的多路影像视频流；对多路影像中的每一路影像进行图像变形处理及根据各路影像所对应各个摄像头的焦距阶段进行图像变焦处理，获得影像匹配的多路拼接用变形图像；将多路拼接用变形图像分配至不同的显示图层以形成多个图像显示层；将多个图像显示层进行叠加，通过计算对叠加后的图像进行裁剪及拼接，获得对应楼宇周边的一全景监控视频图像并将其予以显示。相对于现有技术，可实现高层楼宇的全周边俯瞰监视效果。
【专利说明】楼宇周边监视系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像监控技术，特别是涉及一种楼宇周边监视系统及方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着安防行业的飞速发展，监控系统在人们的工作生活中所起到的作用越来越重要。
[0003]以楼宇周边监控为例，可在楼宇的外墙面上配置摄像头，用于对楼宇周边的进行监控。不过，一般而言，摄像机是固定地设置的(虽然，摄像机中的摄像头可为转动式)，但其视野范围被限制，一般只能监控到楼宇周边的某ー个特定区域。因此，为使在楼宇周边获取尽可能大范围的视野，以能监控楼宇周边的尽可能多的区域甚至是所有区域，最直接的做法就是在楼宇的外墙面上配置数量尽可能多的摄像头，能够在楼宇的大致整个周边的范围内消除死角，因此能够谋求对楼宇周边的全监控。
[0004]然而，通过多个摄像头而获取的楼宇周边的影像通常都是每一路影像占用ー个监控显示器或多路影像縮小后以一定的顺序排列而显示在一个监控显示器上，在使用吋，监控人员要么通过选择浏览各路影像后再选择性地显示某一需要的拍摄影像进行放大显示。这样导致的后果就是:一来，各个图像相互独立且相邻图像之间有重叠，不利于观察和监控；ニ来，在调取影像时，需要监控人员对多路影像进行观察、查找并得通过一定的切换动作去选择所需的影像予以显示，操作繁琐。
[0005]由此可见，在楼宇的视频监控系统中，几乎都是单个摄像头所摄取的影像，或者由多个摄像头所摄取的多路影像简单的矩形縮小后集中表示在ー个矩形屏幕上，不具有高层楼宇的全周边俯瞰监视效果。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种楼宇周边监视系统及方法，用于解决现有技术中无法实现高层楼宇周边俯瞰监视效果的问题。
[0007]为解决上述问题及其他问题，本发明在一方面提供一种楼宇周边监视方法，包括:获取配置在楼宇上的多个摄像头针对楼宇周边的特定区域所摄取的多路影像，其中，多路所述影像根据对应的各个所述摄像头在所述楼宇上的配置楼层而分为ー个或多个焦距阶段；将获取的多路影像进行缩放及顺序设定，使得多路影像根据设定的顺序输出多合一的多路影像视频流；对多路影像中的每一路影像进行供拼接用的图像变形处理及根据各路影像所对应各个摄像头的焦距阶段进行图像变焦处理，获得影像匹配的多路拼接用变形图像；将多路拼接用变形图像分配至不同的显示图层以形成多个图像显示层；将分层的多个图像显示层进行叠加，并通过计算对叠加后的图像进行裁剪及拼接，获得对应楼宇周边的一全景监控视频图像并将其予以显示。
[0008]可选地，将获取的多路影像进行缩放及顺序设定，包括:分别将多路影像进行缩放；分别为多路影像设定顺序，使得多路影像中的每ー帧图像根据设定的顺序组合以作为多合一输出影像的一帧输出图像显示在显示单元上。
[0009]可选地，分别将多路影像进行缩放，包括:分别将多路影像的图像像素宽高比调整为与所述显示単元的屏幕參数相适配；根据所要组合成的多合一输出影像中的影像路数n，分别将所述适配后的n路影像的宽高比进行缩放至原先显示面积像素宽高比的
其中，「]表示上取整函数，「I ?バ Z\x<n) 11属于整数。
[0010]可选地，对多路影像中的每一路影像进行供拼接用的图像变形处理，获得多路拼接用变形图像，包括:针对任一路影像，将该路影像进行鱼眼畸变校正，并对校正后的图像视角用虚拟视角技术进行调整；将调整视角后的图像进行形变矫正，获得拼接用变形图像。
[0011]可选地，将调整视角后的图像进行形变矫正，获得拼接用变形图像，包括:针对任一路影像，将该路影像中的每ー帧图像分割为多个矩形网格图像；对每ー帧图像中分割的多个矩形网格图像依序进行坐标变换，从而将每ー帧图像按照画面形变需求由矩形变形为不规则多边形。
[0012]可选地，对每ー帧图像中分割的多个矩形网格图像依序进行坐标变换中，针对每ー个矩形网格图像的坐标变换包括:针对每ー个矩形网格图像，将所述矩形网格图像分割为两个初始三角形；依序对两个所述原始三角形进行坐标变换，使得两个所述原始三角形在目标区域内分别变形为对应的 两个变形三角形，从而完成ー个矩形网格图像的坐标变换。
[0013]可选地，依序将两个所述原始三角形在目标区域内分别变形为对应的两个变形三角形，包括如下任ー种方式:方式一:将所述矩形图形网格中的其中一个初始三角形中的某ー个顶点作为始发顶点，从所述始发顶点出发，逆时针顺序标记所述初始三角形的三个顶点的初始坐标，然后，再由所述始发顶点出发，逆时针顺序标记另一个初始三角形的三个顶点的初始坐标；将第一个初始三角形在目标区域内重新指定变形后的第一个变形三角形的三个顶点的目的坐标，将第二个初始三角形在目标区域内重新指定变形后的第二个变形三角形的三个顶点的目的坐标；方式二:将所述矩形图形网格中的其中一个初始三角形中的某ー个顶点作为始发顶点，从所述始发顶点出发，逆时针顺序标记所述初始三角形的三个顶点的初始坐标，将第一个初始三角形在目标区域内重新指定变形后的第一个变形三角形的三个顶点的目的坐标；由所述始发顶点出发，逆时针顺序标记另一个初始三角形的三个顶点的初始坐标，将第二个初始三角形在目标区域内重新指定变形后的第二个变形三角形的三个顶点的目的坐标。
[0014]可选地，根据各路影像所对应各个摄像头的焦距阶段进行图像变焦处理，包括:根据多个所述摄像头在楼宇上的所处的楼层配置，将多个所述摄像头分为ー个或多个焦距阶段，每ー个焦距阶段具有对应的ー个分层分级算法；摄像头所处楼层的高度越高，焦距就越长，反之，摄像头所处楼层的高度越低，焦距就越短；根据所述分层分级算法，提出相应的变焦指令，对各路图像进行矫正，使得各路图像中的景象相互匹配。
[0015]可选地，所述摄像头的数量为四个，获取四路影像。
[0016]本发明在另一方面提供一种楼宇周边监视系统，包括:影像获取单元，用于获取配置在楼宇上的多个摄像头针对楼宇周边的特定区域所摄取的多路影像；多路所述影像根据对应的各个所述摄像头在所述楼宇上的配置楼层而分为ー个或多个焦距阶段；影像编排单元，用于将所述影像获取单元获取的多路影像进行缩放及顺序设定，使得多路影像根据设定的顺序输出多合一的多路影像视频流；图像处理单元，用于对多路影像中的每一路影像中的图像进行供拼接用的图像变形处理及根据各路影像所对应各个摄像头的焦距阶段进行图像变焦处理，获得影像匹配的多路拼接用变形图像；图像分层单元，用于将所述图像处理单元处理后的多路拼接用变形图像分配至不同的显示图层以形成多个图像显示层；图像剪切及拼接单元，用于将图像分层单元分层的多个图像显示层进行叠加，并通过计算对叠加后的图像进行裁剪及拼接，获得对应楼宇周边的ー全景监控视频图像并将其显示于ー显示单元上。
[0017]如上所述，本发明的一种楼宇周边监视系统及方法，是将配置在楼宇相应楼层高的上的各个摄像头摄取的影像进行图像变形及变焦处理后获得在目标区域中对应的处理图像，将这些处理图像进行叠层获得叠加图像，并通过计算对叠加后的图像进行裁剪及拼接，以获得对应楼宇周边、且可在一个显示屏上予以显示的一全景监控视频图像，相对于现有技木，不仅可实现高层楼宇的全周边俯瞰监视效果，更可获得的楼宇周边全景监控视频图像中没有各个摄像头所摄的图像间领域范围的境界线，也没有广角鱼眼摄像头所摄图像的圆弧状特征，切实提高了成像效果及用户体验。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明的楼宇周边监视系统在ー个实施方式中的功能模块示意图。
[0019]图2为显示有在楼宇上配置摄像头的示意图。
[0020]图3为本发明的楼宇周边监视方法在一个实施方式中的流程示意图。
[0021]图4为在楼宇周边监视方法中视频影像的变换示意图。
[0022]图5为图3中视频图像变换在一个实施例中的示意图。
[0023]图6为将分层的四个图像显示层进行叠加后的图像。
[0024]图7为图6中的叠加后的图像进行裁剪及拼接后获得楼宇周边全景监控视频图像与楼宇相结合的效果示意图。
[0025]图8为图7的实际效果示意图。
【具体实施方式】
[0026]本发明的发明人发现:在现有的楼宇视频监控系统中，几乎都是单个摄像头所摄取的影像，或者由多个摄像头所摄取的多路影像按照顺序集中显示在一个屏幕上，不具有高层楼宇的全周边俯瞰监视效果。因此，本发明的发明人对现有技术进行了改进，提出了一种新型的楼宇周边监视系统及方法，可对各个摄像头所获取的各路影像中的图像进行包括变形和变焦的处理，并将处理后图像予以整合后形成具有高层楼宇的全周边俯瞰监视效果的全景监控视频图像。
[0027]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。[0028] 需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为ー种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0029]图1显示了本发明的楼宇周边监视系统在ー个实施方式中的功能模块示意图。在实际应用中，本发明的楼宇周边监视系统是应用于高层楼宇中，以获得的楼宇周边俯瞰监视效果的全景监控视频图像。如图1所示，在本方发明的楼宇周边监视系统中，包括:摄像头11、影像获取单元12、影像编排单元13、图像处理单元14、图像分层单元15、以及图像剪切及拼接单元16。
[0030]摄像头11布设在楼宇的外墙壁面上，用于对楼宇周边的特定区域进行摄录。图2即为显示有在楼宇的外墙面上配置摄像头的示意图。如图2所示，多个摄像头11可配置在楼宇的不同楼层(即，不同的高度)且朝向不同的监控区域。由于各个摄像头11分别配置在楼宇的不同楼层位置，因此，各个摄像头11会存在不同的焦距。在本实施例中，本发明人根据各个摄像头11在楼宇上的所处的楼层配置，将多个摄像头11分为ー个或多个焦距阶段。具体而言，如图2所示，标示出的角度a、角度P、以及角度0分别为不同楼层高度的摄像头的聚焦俯角(摄像头的聚焦中轴与楼宇垂直地面的中轴的夹角)，其中，角度a为配置在楼宇顶层的摄像头的聚焦俯角，角度P为配置在楼宇中层的摄像头的聚焦俯角，角度0为配置在楼宇低层的摄像头的聚焦俯角。由上可知:摄像头11所处楼层的高度越高，聚焦俯角越小，焦距就越长，所摄景象外延范围越小；反之，摄像头11所处楼层的高度越低，聚焦俯角越大，焦距就越短，所摄景象外延范围越小。本发明人就利用了摄像头所处楼层的高度与焦距之间的相关性，根据各个摄像头11在楼宇上的配置楼层高度而分将各个摄像头11划分为ー个或多个焦距阶段。需指出的是，虽然在本实施例中，公开的摄像头11是配置在楼宇外墙面上的，但并不以此为限，在其他实施例中，摄像头11还可配置在建筑物内部或外部的其他位置处，在此不再赘述。另外，摄像头11较佳地可采用广角摄像头，广角摄像头摄取的影像为矩形图像。
[0031]影像获取单元12与各个摄像头11建立通信连接，用于获取配置在楼宇的外墙壁面上多个摄像头11针对楼宇周边的特定区域上所摄取的多路影像。在本实施例中，获取的多路影像根据对应的各个摄像头11在楼宇上的配置楼层高度而为ー个或多个焦距阶段。在实际应用中，各个摄像头11将摄录的各路影像可以有线传输方式或无线传输方式上传至影像获取单元12。
[0032]影像编排单元13用于将影像获取单元12获取的多路影像进行缩放及顺序设定，使得多路影像根据设定的顺序输出多合一的多路影像视频流。在本实施例中，所述将多路影像进行缩放，包括:分别将多路影像的图像像素宽高比调整为与所述显示単元的屏幕參数相适配；根据所要组合成的多合一输出影像中的影像路数n，分别将所述适配后的n路影
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像的宽高比进行缩放至原先显示面积像素宽高比的’’其中，「，表示上取整函数，「x] = minUeZ|x24, n属于整数。对于上取整函数，就是取大于等于该数的一位整数，举例来说
【权利要求】
1.一种楼宇周边监视方法，其特征在于，包括: 获取配置在楼宇上的多个摄像头针对楼宇周边的特定区域所摄取的多路影像，其中，多路所述影像根据对应的各个所述摄像头在所述楼宇上的配置楼层而分为ー个或多个焦距阶段； 将获取的多路影像进行缩放及顺序设定，使得多路影像根据设定的顺序输出多合一的多路影像视频流； 对多路影像中的每一路影像进行供拼接用的图像变形处理及根据各路影像所对应各个摄像头的焦距阶段进行图像变焦处理，获得影像匹配的多路拼接用变形图像； 将多路拼接用变形图像分配至不同的显示图层以形成多个图像显示层； 将分层的多个图像显示层进行叠加，并通过计算对叠加后的图像进行裁剪及拼接，获得对应楼宇周边的ー全景监控视频图像并将其予以显示。
2.根据权利要求1所述的楼宇周边监视方法，其特征在于，将获取的多路影像进行缩放及顺序设定，包括: 分别将多路影像进行缩放； 分别为多路影像设定顺序，使得多路影像中的每ー帧图像根据设定的顺序组合以作为多合一输出影像的一帧输出图像显示在显示单元上。
3.根据权利要求2所述的楼宇周边监视方法，其特征在于，分别将多路影像进行缩放，包括: 分别将多路影像的图像像素宽高比调整为与所述显示単元的屏幕參数相适配； 根据所要组合成的多合一输出影像中的影像路数n，分别将所述适配后的n路影像的
I I宽高比进行缩放至原先显示面积像素宽高比的^其中，^ n表示上取整函数，
I ぶ I「jc] = min [n e Z |x < n) ’ n 属于整数。
4.根据权利要求1或3所述的楼宇周边监视方法，其特征在干，对多路影像中的每一路影像进行供拼接用的图像变形处理，获得多路拼接用变形图像，包括: 针对任一路影像，将该路影像进行鱼眼畸变校正，并对校正后的图像视角用虚拟视角技术进行调整； 将调整视角后的图像进行形变矫正，获得拼接用变形图像。
5.根据权利要求4所述的楼宇周边监视方法，其特征在于，将调整视角后的图像进行形变矫正，获得拼接用变形图像，包括: 针对任一路影像，将该路影像中的每ー帧图像分割为多个矩形网格图像； 对每ー帧图像中分割的多个矩形网格图像依序进行坐标变换，从而将每ー帧图像按照画面形变需求由矩形变形为不规则多边形。
6.根据权利要求5所述的楼宇周边监视方法，其特征在于，对每一帧图像中分割的多个矩形网格图像依序进行坐标变换中，针对每ー个矩形网格图像的坐标变换包括: 针对每ー个矩形网格图像，将所述矩形网格图像分割为两个初始三角形； 依序对两个所述原始三角形进行坐标变换，使得两个所述原始三角形在目标区域内分别变形为对应的两个变形三角形，从而完成ー个矩形网格图像的坐标变换。
7.根据权利要求6所述的楼宇周边监视方法，其特征在干，依序将两个所述原始三角形在目标区域内分别变形为对应的两个变形三角形，包括如下任ー种方式: 方式一:将所述矩形图形网格中的其中ー个初始三角形中的某ー个顶点作为始发顶点，从所述始发顶点出发，逆时针顺序标记所述初始三角形的三个顶点的初始坐标，然后，再由所述始发顶点出发，逆时针顺序标记另一个初始三角形的三个顶点的初始坐标；将第一个初始三角形在目标区域内重新指定变形后的第一个变形三角形的三个顶点的目的坐标，将第二个初始三角形在目标区域内重新指定变形后的第二个变形三角形的三个顶点的目的坐标； 方式二:将所述矩形图形网格中的其中一个初始三角形中的某ー个顶点作为始发顶点，从所述始发顶点出发，逆时针顺序标记所述初始三角形的三个顶点的初始坐标，将第一个初始三角形在目标区域内重新指定变形后的第一个变形三角形的三个顶点的目的坐标；由所述始发顶点出发，逆时针顺序标记另一个初始三角形的三个顶点的初始坐标，将第二个初始三角形在目标区域内重新指定变形后的第二个变形三角形的三个顶点的目的坐标。
8.根据权利要求1或2所述的楼宇周边监视方法，其特征在于，根据各路影像所对应各个摄像头的焦距阶段进行图像变焦处理，包括: 根据多个所述摄像头在楼宇上的所处的楼层配置，将多个所述摄像头分为ー个或多个焦距阶段，每ー个焦距阶段具有对应的ー个分层分级算法；摄像头所处楼层的高度越高，焦距就越长，反之，摄像头所处楼层的高度越低，焦距就越短； 根据所述分层分级算法，提出相应的变焦指令，对各路图像进行矫正，使得各路图像中的景象相互匹配。
9.根据权利要求1所述的楼宇周边监视方法，其特征在于，所述摄像头的数量为四个，获取四路影像。
10.一种楼宇周边监视系统，其特征在于，包括: 影像获取单元，用于获取配置在楼宇上的多个摄像头针对楼宇周边的特定区域所摄取的多路影像；多路所述影像根据对应的各个所述摄像头在所述楼宇上的配置楼层而分为ー个或多个焦距阶段； 影像编排单元，用于将所述影像获取单元获取的多路影像进行缩放及顺序设定，使得多路影像根据设定的顺序输出多合一的多路影像视频流； 图像处理单元，用于对多路影像中的每一路影像中的图像进行供拼接用的图像变形处理及根据各路影像所对应各个摄像头的焦距阶段进行图像变焦处理，获得影像匹配的多路拼接用变形图像； 图像分层单元，用于将所述图像处理单元处理后的多路拼接用变形图像分配至不同的显示图层以形成多个图像显示层； 图像剪切及拼接单元，用于将图像分层单元分层的多个图像显示层进行叠加，并通过计算对叠加后的图像进行裁剪及拼接，获得对应楼宇周边的ー全景监控视频图像并将其显示于ー显示单元上。
【文档编号】H04N5/262GK103561236SQ201310533616
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】周敬, 梁海声, 赵一君 申请人:厦门龙谛信息系统有限公司, 上海龙的信息系统有限公司