[發(fā)明專利]可變焦陣列攝像機(jī)協(xié)同獲取不同分辨率多目標(biāo)視頻方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910219212.8
• 申請日: 2009-11-27
• 公開（公告）號: CN101720027A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石光明;何曉;齊飛;吳楓;陳長汶
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04N5/232
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及視頻圖像監(jiān)控方法，可用于對大場景內(nèi)多目標(biāo)視頻圖像的獲取。

背景技術(shù)

隨著社會、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對安全防范的需求越來越高，視頻監(jiān)控作為安全防護(hù)領(lǐng)域中的有效手段，應(yīng)用越來越普遍，應(yīng)用要求也在不斷地提高。視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展了短短二十幾年時間，從最早模擬監(jiān)控到前些年火熱的數(shù)字監(jiān)控，再到方興未艾的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控，發(fā)生了翻天覆地的變化。近年來，隨著計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)以及圖像處理、傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展，在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中獲取高質(zhì)量視頻已經(jīng)變得引人注意。

然而，在傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，對視頻的獲取往往是在待監(jiān)控場景中布置幾個低分辨率攝像機(jī)，每個攝像機(jī)相互間是獨(dú)立的，他們各自采集場景中一個固定區(qū)域的視頻，并通過網(wǎng)絡(luò)將處理后的視頻傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控終端的顯示器上顯示，用戶只能在遠(yuǎn)程監(jiān)控終端上看到幾個單獨(dú)的低質(zhì)量視頻。而對于單個的低質(zhì)量視頻，用戶在使用時經(jīng)常遇到這樣的問題：當(dāng)被監(jiān)控場景較大，特別是場景中有多個目標(biāo)時，感興趣的目標(biāo)分辨率過小，不利于觀看。

對于這樣的情況，若對硬件升級采用高分辨率的攝像機(jī)，由于受網(wǎng)絡(luò)帶寬的影響，不得不對高分辨的圖像采用較低的碼率壓縮，而這種處理會使視覺效果大打折扣；另外隨著攝像機(jī)分辨率的提高，其價格也相應(yīng)增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種可變焦陣列攝像機(jī)協(xié)同獲取不同分辨率下多目標(biāo)視頻的方法，以實(shí)現(xiàn)在大的場景尺度下，低代價獲取多目標(biāo)的高分辨率視頻和高質(zhì)量的場景視頻。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的可變焦陣列攝像機(jī)協(xié)同獲取不同分辨率多目標(biāo)視頻的技術(shù)思路是：用N個可變焦的低分辨率攝像機(jī)拍攝同一個場景，其中在陣列中心的一個攝像機(jī)用于拍攝整個場景，其余在陣列四周的N-1個攝像機(jī)用于拍攝場景中的感興趣目標(biāo)。通過感興趣區(qū)域檢測算法與已知的攝像機(jī)焦距和焦比，獲得場景中目標(biāo)的個數(shù)、位置、尺度等信息，利用這些信息控制其余N-1個攝像機(jī)協(xié)同工作，通過計算得到的參數(shù)控制他們開啟、旋轉(zhuǎn)、變焦等操作。當(dāng)監(jiān)控感興趣目標(biāo)的攝像機(jī)開始工作后，攝像機(jī)通過旋轉(zhuǎn)對移動的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，當(dāng)目標(biāo)脫離監(jiān)控攝像機(jī)最大旋轉(zhuǎn)角度的范圍后，重新分析場景，控制攝像機(jī)協(xié)同工作。其具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：

(1)用N個可變焦低分辨率攝像機(jī)組成的陣列拍攝同一場景，其中在陣列中心的一個拍攝大場景，其余在陣列四周的N-1個攝像機(jī)拍攝場景內(nèi)的目標(biāo)；

(2)將拍攝的大場景視頻圖像通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給接收端，由接收端對場景圖像進(jìn)行理解與分析，獲得場景中目標(biāo)的個數(shù)、位置和尺度信息，并結(jié)合N個攝像機(jī)的相對位置、焦距和焦比信息，根據(jù)小孔成像模型和三角模型計算拍攝目標(biāo)攝像機(jī)的工作參數(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)反饋給攝像機(jī)；

(3)攝像機(jī)陣列從網(wǎng)絡(luò)得到的工作參數(shù)后協(xié)同工作，對場景中的目標(biāo)跟蹤監(jiān)控，并通過標(biāo)準(zhǔn)視頻編碼器，得到N-1個高分辨率目標(biāo)碼流和一個低分辨率場景碼流，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給接收端；

(4)將由網(wǎng)絡(luò)得到的N個碼流在接收端解碼，得到N-1個目標(biāo)視頻與一個場景視頻，并對該N-1個目標(biāo)視頻圖像與一個場景視頻圖像進(jìn)行圖像融合，得到高質(zhì)量的場景視頻圖像顯示；

(5)在監(jiān)控過程中，若場景中的目標(biāo)移動，監(jiān)控目標(biāo)的攝像機(jī)對目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，從而使目標(biāo)中心一直處于攝像機(jī)鏡頭中心；

(6)若目標(biāo)脫離監(jiān)控攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)角度的范圍后，重復(fù)步驟(2)至步驟(4)，重新控制攝像機(jī)陣列協(xié)同工作。

步驟(2)所述的攝像機(jī)的工作參數(shù)，包括拍攝目標(biāo)攝像機(jī)的工作狀態(tài)、拍攝目標(biāo)攝像機(jī)的焦距和拍攝目標(biāo)攝像機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度。

本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明由于采用了小孔成像模型和三角模型計算拍攝目標(biāo)攝像機(jī)的工作參數(shù)，因而能夠控制攝像機(jī)陣列協(xié)同工作，同時拍攝大場景和場景中的多個目標(biāo)；

2.本發(fā)明由于采用可變焦陣列攝像機(jī)，可以獲取場景視頻和不同分辨率的目標(biāo)視頻，有利于進(jìn)行圖像融合得到高分辨率和高質(zhì)量的場景視頻；

3.本發(fā)明由于仍然使用普通攝像頭，沒有使用高清攝像頭，實(shí)現(xiàn)成本低，而且可以在帶寬受限的網(wǎng)絡(luò)條件下工作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方法的系統(tǒng)框圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)計算攝像機(jī)焦距的原理圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)計算攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)角度的原理圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

參照圖1和圖4，本發(fā)明的可變焦陣列攝像機(jī)協(xié)同獲取不同分辨率多目標(biāo)視頻方法，包括如下步驟：

步驟1：用N個可變焦低分辨率攝像機(jī)組成的陣列拍攝同一場景。