[實用新型]分布式全景監控系統

有效

• 申請號: 201220413822.9
• 申請日: 2012-08-20
• 公開（公告）號: CN202841372U
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 吳東方;王慈;葛小榮;徐景明
• 申請（專利權）人: 上海光亮光電科技有限公司
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;G06T5/50;G03B37/04
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司 31229
• 代理人: 王建國

技術領域

本實用新型涉及一種監控系統，尤其涉及一種分布式全景監控系統。

背景技術

近年來，全景視頻監控系統逐步興起，主要的做法分為三種：

(1)使用單攝像機，通過特殊的鏡頭設計得到全景影像。受鏡頭性能的影響，這類方法的缺陷是全景視頻圖的分辨率不高且圖像存在一定的畸變。即使通過圖像處理算法對畸變進行矯正，圖像失真仍在一定程度上不可避免。

(2)通過電動機在垂直和水平兩個自由度上的轉動，由一組圖像近視產生一個全景圖像。這類方法的缺陷在于得到的圖像是不連續的，可能存在一定的盲區。此外相機運動會造成機械磨損，且獲得的圖像有一定程度的抖動。

(3)在全景攝像機上安置多個攝像頭，這些攝像頭安裝在固定位置，且畫面彼此交錯。較前兩種方法，該方法的清晰度高、失真小，且無機械運動部分。目前與之相關的專利文獻被公開的包括：中國發明專利說明書CN1706195A（公開于2005年12月7日）揭示一種具有對個攝像機的全景可視系統；中國發明專利說明書CN102137229A（公開于2011年07月27日）公開了一種嵌入式高清全景攝像機的設計方法；中國發明專利說明書CN102355545A（公開于2012年02月15日）公開了一種360度實時全景攝像機的設計方法；中國發明專利說明書CN101102514A（公開于2008年1月9日）公開了實時全景無縫無失真視頻攝像機；中國發明專利說明書CN101568018A（公開于2009年10月28日）公開了一種無旋轉全景攝像裝置及其構成的監控系統；中國發明專利說明書CN101630117A（公開于2010年1月20日）公開了涉及多攝像機同步獲取360度高清全景系統；中國發明專利說明書CN101753849A（公開于2008年12月01日）公開了復眼全景攝像機；中國發明專利說明書CN101866482A（公開于2010年10月20日）提出一種基于攝像設備自動標定技術的全景圖拼接方法。

這些專利方法中，攝像頭以軸為中心，被近似均勻的安置在全景攝像機的機殼上。這類系統無法應對復雜場景，當存在遮擋時，全景重建存在阻塞區域。受限于攝像頭的景深，由上述方法重構的全景圖像的清晰度不盡理想。分布式攝像機布局可以很好的解決遮擋問題，且能提高全景攝像機的可視范圍及清晰度。

實用新型內容

為了解決現有技術存在的上述缺點和不足，本實用新型提供了一種由多攝像機組成的分布式全景監控系統。本實用新型對多個攝像頭的安置要求低，根據場景情況，可分別安置在距離較遠的不同位置；可根據用戶需求選擇攝像機的取景方向，以規避遮擋問題；攝像機的分布式安放提高了全景圖的可視范圍和清晰度；該系統能夠對不同聚焦圖像進行拼接組合，并對幾何失真進行補償。本實用新型適用于廣場、大型倉庫、商場、機場、交通管理等安防領域，實現對復雜環境下全場景的360度實時觀察和監控。

本實用新型的目的通過以下技術方案實現。

一種分布式全景監控系統，包括：多個相互獨立的、彼此影像有覆蓋的攝像頭；顯示和存儲單路視頻信號并根據拼接需要提取單路特征，最終將特征信息與視頻信號交織和同步的視頻信號轉換模塊；實現多路視頻信號同步和圖像拼接的圖像拼接模塊。

優選的，所述視頻信號轉換模塊包括：實現對攝像頭視頻編碼信號的解碼，并恢復出像素域圖像的解碼器；對解碼視頻信號逐幀提取特征的特征提取模塊；實現對視頻幀信號與特征信號的數據重新組織的數據交織模塊。

優選的，所述分布式全景監控系統還包括顯示器和硬盤存儲器，所述視頻信號轉換模塊的一路連接至所述硬盤存儲器并通過所述顯示器提供獨立的預覽顯示，另一路連接至所述圖像拼接模塊。

所述圖像拼接模塊提取各鏡頭中的顯著特征點，首先對這些特征點作三維仿射匹配，再由這些仿射匹配點估算出其它非特征點的仿射變換，通過對所有的像素點進行移位操作，最終合成全景圖像。

在本實用新型中，設計像素級仿射變換計算方式及仿射矩陣的細化和優化方式，從而精準估計相鄰視頻間的匹配關系；設計了仿射變換優化的評價標準，經過仿射變換后的特征描述子對的總誤差為最小方法；設計了非特征點的仿射關系的估計準則，參考特征描述子及幾何距離的差距計算非特征點的仿射關系的方法。