[發明專利]一種改進的基于圖像的三維測量系統中標志點的設計方法

在審

• 申請號: 201510740615.2
• 申請日: 2015-11-03
• 公開（公告）號: CN105389816A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: 駱宏;路大為;朱愛民;康盡善;王平;張麗
• 申請（專利權）人: 天津漢光祥云信息科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于刑事偵查的特殊測量技術領域，具體涉及一種改進的基于圖像的三維測量系統中標志點的設計方法。

背景技術

近年來，通過視頻或圖像資料破獲了一些重大案件，因此，監控資料中畫面的分析越來越受到刑偵部門的重視，而日益增多的公共監控(如交通“電子眼”)和商場、個人設置的監控探頭，也為這一技術在刑偵方面的實施提供了基礎。

在全國公安機關開展視頻圖像偵查以來，視頻圖像中人的身高測量技術研究大致經歷了三個階段：經驗判斷法、現場試驗法和軟件測量法。經驗判斷法受刑偵技術人員的經驗影響較大；現場實驗法浪費時間、人力和物力，且準確度不高；軟件測量法具有作業時間短，節省人力、物力等優點，較前兩者準確度有所提高，但易受鏡頭變形、監控畫面模糊、現場缺失參照物等因素影響。

利用軟件對監控中嫌疑犯身高進行測量是一種基于圖像的三維測量方法，基于圖像的三維測量最重要且是難點的關鍵技術是標志點的識別與匹配，而標志點的設計對于最后測量結果的準確度至關重要。而在鏡頭變形、畫面模糊、缺少參照物的中，標志點不準確使測量結果誤差較大。

基于上述因素，本發明提供了一種改進的基于圖像的三維測量系統中標志點的設計方法，測量過程簡單，能夠提高視頻圖像中嫌疑人身高測量的準確度。

發明內容

為解決背景技術中提到的視頻圖像偵查過程中受到鏡頭變形、監控畫面模糊、現場缺失參照物等因素影響，使得標志點不準確，進而影響嫌疑人身高測量結果的準確度的問題，本發明提供了一種改進的基于圖像的三維測量系統中標志點的設計方法，能夠提高視頻中嫌疑人身高測量的準確度。

本發明解決的技術問題通過以下技術方案來實現：

一種改進的基于圖像的三維測量系統中標志點的設計方法，包括如下步驟：

第一步：標定

對攝像機標定，確定計算軟件的攝像機內外部參數。測量某個監控畫面中的人身高時，將測量輔助器安置到該攝像機的視野現場，兩人配合，一人在現場移動測量架1，一人在后方觀看視頻監控畫面，配合前端人員對測試儀進行移動，直至該輔助測量器處于原畫中理想位置，抓取當前幀，在本方法的伴隨軟件錄入8個測量架頂點的世界坐標，作為標志點。

第二步：計算

利用Tsai的兩步標定法確定攝像機內外部參數：先求出正交變換陣R和平移矢量矩陣T；再求出畸變系數k、焦距f、圖像縱橫比s和主點坐標C_x及C_y，根據選取的圖像中的兩組(U,V)的值計算出世界坐標中這兩點之間的距離。

第三步：校正

將測量輔助器作為參照物，人體畸形像高記為Hp′，鏡頭校正桿2畸形像高記為Ht′，人體實際高度記為Hp，鏡頭校正桿2的實際高度記為Ht。根據Hp′：Ht′＝Hp：Ht，則Hp＝(Ht×Hp′)/Ht′。

有益效果

本發明的有益效果為：

一種改進的基于圖像的三維測量系統中標志點的設計方法，采用測量輔助器作為輔助參照物，有助于標志點的精準確定，解決了標點不準的問題，進而解決了鏡頭畸變、畫面模糊和缺少參照物而使測量結果誤差大的問題。

附圖說明

圖1是本發明所述的測量輔助器的結構示意圖。

1-測量架，2-鏡頭校正桿。

具體實施方案

測量視頻圖像中嫌疑人的身高，以下對本發明做進一步描述：

第一步：標定

對攝像機標定，確定計算軟件的攝像機內外部參數。測量某個監控畫面中的人身高時，將測量輔助器安置到該攝像機的視野現場，兩人配合，一人在現場移動測量架，一人在后方觀看視頻監控畫面，配合前端人員對測試儀進行移動，直至該輔助測量器處于原畫中理想位置，抓取當前幀，在本方法的伴隨軟件錄入8個測量架頂點的世界坐標，作為標志點。

第二步：計算

利用Tsai的兩步標定法確定攝像機內外部參數：先求出正交變換陣R和平移矢量矩陣T；再求出畸變系數k、焦距f、圖像縱橫比s和主點坐標C_x及C_y，根據選取的圖像中的兩組(U,V)的值計算出世界坐標中這兩點之間的距離。

第三步：校正

將測量輔助器作為參照物，人體畸形像高記為Hp′＝1.68m，鏡頭校正桿畸形像高記為Ht′＝1.95m，人體實際高度記為Hp，鏡頭校正桿的實際高度記為Ht＝2.0m。根據Hp′：Ht′＝Hp：Ht，則Hp＝(Ht×Hp′)/Ht′＝(2.0×1.68)/1.95＝1.723m。