一种基于视频的判定地铁摄像机移位的方法与流程

文档序号:11931388阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于视频的判定地铁摄像机移位的方法,其特征在于:包括如下步骤:

(1)选取和设计定位标志物,选定感兴趣区域,遵循目标与背景最大差异化原则;

(2)依据站内外环境不同,分别设计背景帧的生成方法,其中,站内环境的背景帧通过一段稳定的视频序列帧求均值而得到;站外背景帧的生成利用历史视频图像数据,将依据不同天气w、光照l、典型时间段t,收集序列帧并通过高斯模型生成背景帧M(w,l,t) 其表征的意义为w天气,l光照,t时间输入下所对应的背景帧M;

(3)对视频帧进行图像预处理,以便形成特征检测的基础;其中视频帧的图像预处理包括如下步骤:

(a)把当前帧与背景帧做差分运算,得到差分图,对差分图做一次canny运算增强并进行二值化处理,得到二值图像;

(b)通过当前图像与背景图像上对应的像素点比值确定明暗区,在暗区上用灰度比值统计和正太曲线拟合的方法估算出阴影的范围,并适当松弛a,把二值图像上对应的阴影区像素点的值置为0;

(c)二值图像通过形态学的连通域算法形成主要的检测特征,其具体过程为:扫描一遍图像记录链式线段的信息,对相邻的链式线段进行追溯合并,记录连通域的个数C,第i个连通域的特征向量Vi=(Si,Wi,Hi),其中Si,Wi,Hi分别表征面积、长度和高度;

(d)对得到的连通域做基于规则的过滤,具体过程如下:对于每个连通域,如果Hi大于感兴趣区域高度的一半时,则过滤掉连通域(即认为该连通域是符合我们的检测特征),对过滤出来的连通域做一次判定,如果面积Si大于我们设定的阈值t,则统计变量Cot的值加1;

(4)对摄像机移位的判定:统计二值图像上像素值为1的点的个数Cout,如果Cout大于我们设定的阈值Tc并且有步骤(3)得到的连通域个数C大于1时,则初步认为摄像机有可能偏移,并进入模板匹配阶段,否则即认为计算机没有发生非预期的偏移;

(5)模板匹配阶段的判定:模板集的获取通过两种方式:一是通过历史数据形成模板,二是实时通过人为交互的方式得到;把二值图像分别与模板P做差分运算,并分别统计模板与差分图像素值为l的个数,分别记为tl,dl, 如果dl与tl的比值小于0.5,则不认为摄像机移位,否则认为摄像机移位并发出报警。

2.根据权利要求1所述的一种基于视频的判定地铁摄像机移位的方法,其特征在于:所述步骤(1)中定位标志物的选取可以是人为设计或是在工程场景中选取,标志物纹理清晰、不被遮挡,标志物与背景能形成较大差异特征。

3.根据权利要求1所述的一种基于视频的判定地铁摄像机移位的方法,其特征在于:所述步骤(1)中感兴趣区域包含完整的特征标志物,并以其为中心向四周外延一定范围,设定松弛程度为β,计算其最大外接矩形并保存其坐标。

4.根据权利要求3所述的一种基于视频的判定地铁摄像机移位的方法,其特征在于:步骤(3)中,对二值图像上的感兴趣区域ROI做统计,判断统计图上是否形成较清晰的双峰;并在二值图像上手动框选检测特征区,并标记为模板和存储。

5.根据权利要求1所述的一种基于视频的判定地铁摄像机移位的方法,其特征在于:在步骤(3)之前引入阴影消除技术,避免阴影对检测和判定的影响,阴影消除技术主要基于灰度比值统计特性,具体设计如下:(1)依据背景素点和当前像素点的比值

ρ(i,j)=b(i,j)/f(i,j)来判定亮区和暗区,如果ρ(i,j)>1则是暗区,反之则是亮区,(2) 基于暗区的像素点灰度比值统计特性,采用正态分布曲线拟合对阴影灰度的可能分布区间进行估计,即求子区间[t1,t2]像素个数C(x)>0,x( t1,t2),正态分布在其均值处达到概率最大幅值C(x0)=max{ C(x)},本方法中对阴影灰度进行了一定的定义置信区间

[μ-2σ,μ+2σ],从而增强阴影提取效果,如果当前像素在阴影分布区,相应像素值被置为0。

6.根据权利要求1所述的一种基于视频的判定地铁摄像机移位的方法,其特征在于:所述步骤(3)中,差分图通过当前帧与背景帧做减法∣Fi-Bi∣运算得到,在差分图像上使用canny算子做一次增强处理, canny阈值分别为50,255。

7.根据权利要求1所述的一种基于视频的判定地铁摄像机移位的方法,其特征在于:所述步骤(3)中,形态学的处理方法是通过一次扫描记录链式线段信息,通过对相邻两层的链式线段的回溯、标记和合并得到连通域信息,基于链式扫描线段的连通域方法形成检测特征,并记录每个连通域的特征向量Vi=(Si,Wi,Hi),其中Si,Wi,Hi分别表征面积、长度和高度。

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