[發(fā)明專利]基于全方位計算機視覺的財產(chǎn)保護裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910097517.6
• 申請日: 2009-04-03
• 公開（公告）號: CN101533548A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發(fā)明（設計）人: 湯一平;龐成俊
• 申請（專利權）人: 浙江工業(yè)大學;湯一平
• 主分類號: G08B13/196
• 分類號: G08B13/196;G06T7/00;G06T7/20;H04N7/18;G03B17/02
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司
• 代理人: 王 兵;王利強

1.一種基于全方位計算機視覺的財產(chǎn)保護裝置，包括用于監(jiān)視大范圍全景內被保護財產(chǎn)情況的視覺傳感器，其特征在于：所述財產(chǎn)保護裝置還包括用于根據(jù)視覺傳感器的信號進行財產(chǎn)保護檢測的微處理器，所述視覺傳感器與所述微處理器連接，所述視覺傳感器為全方位視覺傳感器和高速快球抓拍傳感器，所述全方位視覺傳感器包括支架、透明外罩、一次折反射鏡、二次折反射鏡、攝像部件鏡頭和廣角鏡頭，所述透明外罩、一次折反射鏡和攝像部件鏡頭安裝在支架上，所述一次折反射鏡位于所述透明外罩的上部，所述的透明外罩底部中央開口，所述攝像部件鏡頭位于所述一次折反射鏡的上方，所述二次折反射鏡安裝在所述中央開口內，所述二次折反射鏡的中部開小孔，在所述小孔內安裝所述廣角鏡頭，所述攝像部件鏡頭、一次折反射鏡、二次折反射鏡和廣角鏡頭的中心軸配置在同一軸心線上；將攝像部件鏡頭的焦點距離作為f1、廣角鏡頭的焦點距離作為f2、攝像部件鏡頭與攝像部件鏡頭的焦點的距離作為S1、從攝像部件鏡頭到第一成像點的焦點距離作為S2、從廣角鏡頭到第一成像點的距離作為S3、從廣角鏡頭到實物點的距離作為S4，根據(jù)鏡頭的成像公式得到以下關系式：

1f1=1S1+1S2---(10)]]>

1f2=1S3+1S4---(11)]]>

d＝S2+S3????(12)

將攝像部件鏡頭與廣角鏡頭的之間的距離d作為一個約束條件，通過設計廣角鏡頭的焦點距離f2來滿足公式(12)的要求；

將攝像部件鏡頭與廣角鏡頭作為一個組合鏡頭來考慮，其焦距f由下式來表示：

1f=(f1+f2-d)f1*f2---(13)]]>

另外，將組合鏡頭的直徑作為D，其放大倍數(shù)由下式來表示：

n=Df---(14)]]>

組合鏡頭滿足以下公式：

n=Df=2θ1max---(15)]]>

式(15)中，θ_1max是二次反射光線V3與折反射主軸Z的最大夾角；

所述微處理器包括：

ODVS圖像獲取模塊，用于獲得監(jiān)控場景的全景視頻圖像，包括有系統(tǒng)初始化單元和圖像獲取單元；

場景內對象檢測模塊，用于抽取出監(jiān)控場景內的運動對象、遺留物暫時靜止對象和場景靜止對象，包括有：

長周期背景建模單元，用于通過采用基于混合高斯分布模型以較小的更新率對背景像素進行建模；

短周期背景建模單元，用于通過采用基于混合高斯分布模型以較大的更新率對背景像素進行建模；

陰影抑制單元，用于有效區(qū)分運動對象和運動陰影，基于HSV顏色空間的檢測方法，在HSV顏色空間中，H分量表示色度，S分量表示飽和度，V分量表示亮度，通過以下決策公式(20)，來判斷某像素點是否屬于陰影：

式中，I^V(x，y)、I^S(x，y)、I^H(x，y)與B^V(x，y)、B^S(x，y)、B^H(x，y)分別表示(x，y)處像素新輸入值I(x，y)與背景像素值H、S、V分量；參數(shù)0＜α＜β＜1，α取值要考慮陰影的強度，當背景上投射的陰影越強時，參數(shù)α要取得越小，參數(shù)β用來增強系統(tǒng)的魯棒性；參數(shù)τ_S小于零，參數(shù)τ_H的選取則主要根據(jù)場景的情況進行調試；

對象區(qū)分單元，用于抽取出監(jiān)控場景內的運動對象、特殊背景對象和場景靜止對象，與所述的長周期背景建模模塊和所述的短周期背景建模模塊中所得到的處理中間結果長周期背景B_L和短周期背景B_S進行差減運算，得到長周期前景F_L、短周期前景F_S，接著根據(jù)F_L和F_S值之間的關系，歸納出當前幀內某像素的四種不同類型，判定結果如表1所示：

F_L(x，y)F_S(x，y)??預測類型?類型111??運動對象?類型210??暫時靜止對象?類型301??背景對象被移出、隨機噪聲?類型400??場景靜態(tài)對象

表1

構造一個基于統(tǒng)計信息的可能性函數(shù)L判斷該像素(x，y)是否屬于特殊背景對象，其定義為：

式中，max_e和k都是正數(shù)；max_e是閾值，當L(x，y)＞max_e時，該像素就被判定為屬于特殊背景對象；max_e值是根據(jù)系統(tǒng)檢測的靈敏性和準確性而確定的；k表示了可能性函數(shù)的衰減速率；

根據(jù)表1結合可能性函數(shù)L的判斷，類型1屬于運動對象，L(x，y)＞max_e條件的屬于特殊背景對象，類型4屬于場景靜態(tài)對象；

被保護財產(chǎn)檢測模塊，用于檢測出在場景內發(fā)生的財產(chǎn)丟失事件以及與該事件相關的活動對象、時間、地點，包括有：

虛擬封閉重點監(jiān)控區(qū)域定制單元，用于定制虛擬封閉的被保護財產(chǎn)所在的區(qū)域；活動對象接近虛擬封閉重點監(jiān)控區(qū)域檢測單元，用于檢測在虛擬封閉重點監(jiān)控區(qū)域附近或者區(qū)域內出現(xiàn)活動對象，首先檢測出是否有活動對象，如果檢測出有活動對象，再計算該活動對象與虛擬封閉重點監(jiān)控區(qū)域外部邊緣的距離，如果計算出來的距離值小于系統(tǒng)所設定的距離閾值D就判定為活動對象接近虛擬封閉重點監(jiān)控區(qū)域；

特殊背景對象被移出檢測單元，用于檢測在虛擬封閉重點監(jiān)控區(qū)域內的特殊背景對象的消失；

被保護財產(chǎn)丟失檢測ID號自動生成單元，用于自動生成一個被保護財產(chǎn)丟失檢測ID號和存放與被保護財產(chǎn)丟失相關聯(lián)的可疑活動對象特寫圖像文件夾；

可疑活動對象抓拍單元，用于后續(xù)確認被保護財產(chǎn)丟失事件由何人所為，當檢測到有活動對象接近被保護財產(chǎn)所在的區(qū)域，然后又檢測到被保護財產(chǎn)消失情況出現(xiàn)時，從對象區(qū)分單元處理結果得到活動對象位置信息(S_x，S_y)，然后根據(jù)在所述的系統(tǒng)初始化單元中所建立的映射表，輸出一個與活動對象位置信息(S_x，S_y)相對應的數(shù)字ID給高速快球抓拍傳感器的控制端口，指示高速快球抓拍傳感器轉動對準該位置進行拍攝，獲得可疑活動對象特寫圖像，并將其保存在被保護財產(chǎn)丟失檢測ID號命名的文件夾內。