專利名稱：一種用于智能監(jiān)控系統(tǒng)的寬基線快速三維標(biāo)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種攝像機(jī)標(biāo)定方法，具體為ー種用于智能監(jiān)控系統(tǒng)的寬基線快速三維標(biāo)定方法。
背景技術(shù)：
攝像機(jī)標(biāo)定已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)視覺研究領(lǐng)域中的ー個(gè)重要熱點(diǎn)方向，它的主要功能是獲取場(chǎng)景中三維世界坐標(biāo)與攝像機(jī)輸出ニ維圖像坐標(biāo)之間的相互映射關(guān)系。廣泛應(yīng)用于三維精確測(cè)量，三維重建等領(lǐng)域中，也可以用在智能視頻監(jiān)控中，輔助系統(tǒng)獲取場(chǎng)景以及圖像坐標(biāo)之間的映射關(guān)系，并得到一定的物理尺寸信息，這些在對(duì)視頻進(jìn)行處理之前得到的先驗(yàn)信息，有助于智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)算法的設(shè)計(jì)，并提高系統(tǒng)的工作性能。利用目前已大量存在的監(jiān)控?cái)z像頭，對(duì)其進(jìn)行智能化能夠充分發(fā)揮這些已安裝攝像頭的作用，同時(shí)降低人力成本。普通的監(jiān)控環(huán)境并不需要利用圖像來詳細(xì)得到場(chǎng)景的精確尺寸信息，而且這些攝像頭也大都是固定安裝的，因而快速簡(jiǎn)便地得到精度適中的攝像頭標(biāo)定參數(shù)是本發(fā)明研究的重點(diǎn)。攝像機(jī)標(biāo)定按照標(biāo)定內(nèi)容可以分為內(nèi)參數(shù)標(biāo)定以及外參數(shù)標(biāo)定，按照標(biāo)定方法可以分為傳統(tǒng)的標(biāo)定法以及自標(biāo)定方法。傳統(tǒng)的標(biāo)定法是通過選取標(biāo)定點(diǎn)在場(chǎng)景中以及圖像中的坐標(biāo)來進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定的方法，包括線性標(biāo)定法和非線性標(biāo)定法以及兩步法等，經(jīng)典的傳統(tǒng)標(biāo)定方法有Abdel-Azizh和Karara提出的直接線性變換法(DLT)，此法需要至少6個(gè)標(biāo)定點(diǎn)建立12個(gè)方程來求解出轉(zhuǎn)換矩陣的十二個(gè)參數(shù)；Faig提出的非線性優(yōu)化法更是需要17個(gè)參數(shù)來求解復(fù)雜的成像以及畸變模型，計(jì)算量極大；Tsai提出的兩步法中第一歩就需要在Z零平面上至少5個(gè)點(diǎn)來計(jì)算外參，且對(duì)設(shè)備的要求較高。近年來興起了自標(biāo)定方法，通過攝像機(jī)自身參數(shù)的調(diào)整或者長(zhǎng)時(shí)間對(duì)場(chǎng)景的分析來得到標(biāo)定參數(shù)，例如Faugeras等利用求解Kruppa方程得到攝像機(jī)的內(nèi)參,而Triggs利用絕對(duì)二次曲面進(jìn)行自標(biāo)定。這些自標(biāo)定方法要求攝像機(jī)具有變焦或者旋轉(zhuǎn)等特殊功能，對(duì)已經(jīng)安裝的簡(jiǎn)單攝像頭并不適用。以上標(biāo)定方法都對(duì)標(biāo)定點(diǎn)的選取有較多要求，比如DLT需要不同面上的6個(gè)標(biāo)定點(diǎn)，F(xiàn)aig方法需要17點(diǎn)，Tsai方法需要Z零平面的5個(gè)點(diǎn)，而且后兩種方法計(jì)算復(fù)雜，并且三種方法都可能出現(xiàn)不收斂到極值點(diǎn)的情況。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提高標(biāo)定方法的魯棒性并且降低標(biāo)定復(fù)雜度，本發(fā)明提出了一種用于智能監(jiān)控系統(tǒng)的寬基線快速三維標(biāo)定方法。該方法簡(jiǎn)便穩(wěn)定，僅需要在三維場(chǎng)景坐標(biāo)以及圖像坐標(biāo)中選定對(duì)應(yīng)的兩個(gè)標(biāo)定點(diǎn)以及攝像機(jī)在三維場(chǎng)景中的坐標(biāo)位置，就可以得到攝像機(jī)的標(biāo)定參數(shù)。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)—種用于智能監(jiān)控系統(tǒng)的寬基線快速三維標(biāo)定方法，該方法包括
(I)對(duì)于固定安裝的定焦攝像頭，設(shè)光心位于圖像中心，尺度因子相等且忽略斜切變換的情況下有s = O, fu = fv,
權(quán)利要求
1.一種用于智能監(jiān)控系統(tǒng)的寬基線快速三維標(biāo)定方法，其特征在于，該方法包括 (1)對(duì)于固定安裝的定焦攝像頭，設(shè)光心位于圖像中心，尺度因子相等且忽略斜切變換的情況下有s = O, fu = fv,M。= [0.5M"I ,V0 = [0.5Ν~\，「α"|表示對(duì)變量a就近取整，MXN表示圖像的大?。?br> 全文摘要
一種用于智能監(jiān)控系統(tǒng)的寬基線快速三維標(biāo)定方法，該方法簡(jiǎn)便穩(wěn)定，僅需要在三維場(chǎng)景坐標(biāo)以及圖像坐標(biāo)中選定對(duì)應(yīng)的兩個(gè)標(biāo)定點(diǎn)以及攝像機(jī)在三維場(chǎng)景中的坐標(biāo)位置，就可以得到攝像機(jī)的標(biāo)定參數(shù)。當(dāng)然這是以一定的精度降低為代價(jià)的，因?yàn)樵诮⒊上衲Ｐ偷臅r(shí)候是選擇的線性投影模型，并且假設(shè)攝像機(jī)的光心在圖像的中心，UV方向上的像素的尺度因子都是相等的，也不存在斜切畸變。在目前的生產(chǎn)工藝下，普通定焦攝像頭的光學(xué)系統(tǒng)畸變已經(jīng)較小，且較小的畸變對(duì)于視頻監(jiān)控的需求來說是可以接受的。這里的寬基線點(diǎn)是指選擇場(chǎng)景中像素距離較遠(yuǎn)的兩個(gè)點(diǎn)來進(jìn)行標(biāo)定，這樣可在一定程度上降低因標(biāo)定點(diǎn)選擇帶來的誤差。
文檔編號(hào)G06T7/00GK102693539SQ20121006447
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月13日
發(fā)明者夏東 申請(qǐng)人:夏東