BG110929A - A method and a device for passive recognition of moving objects against a mobile background - Google Patents

A method and a device for passive recognition of moving objects against a mobile background Download PDF

Info

Publication number
BG110929A
BG110929A BG10110929A BG11092911A BG110929A BG 110929 A BG110929 A BG 110929A BG 10110929 A BG10110929 A BG 10110929A BG 11092911 A BG11092911 A BG 11092911A BG 110929 A BG110929 A BG 110929A
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
objects
points
scene
images
epipoles
Prior art date
Application number
BG10110929A
Other languages
Bulgarian (bg)
Inventor
Петър ПЕТРОВ
Емил Зарков
Жечка КАЛИНОВА
Original Assignee
Петър ПЕТРОВ
Емил Зарков
Жечка КАЛИНОВА
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Петър ПЕТРОВ, Емил Зарков, Жечка КАЛИНОВА filed Critical Петър ПЕТРОВ
Priority to BG10110929A priority Critical patent/BG110929A/en
Publication of BG110929A publication Critical patent/BG110929A/en

Links

Landscapes

  • Image Analysis (AREA)

Abstract

The method and the device provide the recognition of movement and the identification of moving objects against a mobile background by using epipolar geometry and by incorporating a virtual observer to each discovered mobile object. The objects consist of at least nine points of nonvaried geometry and, with the help of their virtual observer, the following applicabilities are realized: a three-dimensional re-construction of a dynamic scene

Description

ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТАTECHNICAL FIELD

Изобретението се отнася до метод и устройство за пасивно разпознаване на движещи се обекти върху подвижен фон, които намират приложение в областта на триизмерното сканиране, геодезията и картографията, пасивната навигация с теренна корелация, откриването, класифицирането по сравнение с еталони и следенето на обекти.The invention relates to a method and device for passive recognition of moving objects on a moving background, which are used in the field of three-dimensional scanning, geodesy and mapping, passive navigation with terrestrial correlation, detection, classification by comparison with standards and object tracking.

ДЕФИНИЦИИ НА ИЗПОЛЗВАНАТА ТЕРМИНОЛОГИЯDEFINITIONS OF THE TERMINOLOGY USED

За внасяне на по-голяма ясното по-долу са дадени дефинициите на използваните в описанието на изобретението термини, както следва:For the sake of clarity, the following definitions of the terms used in the description of the invention are given below:

Сцена е съвкупността от геометрични твърди тела, наречени обекти в триизмерното пространство. За наблюдателя те съществуват като перспективна проекция.A scene is a collection of geometric solids called objects in three-dimensional space. For the observer, they exist as a perspective projection.

Перспективна проекция е геометричното място на пресечните точки на лъчите, пресичащи проективна равнина, и минаващи през точки от сцената, и гледната точка, в която се намира наблюдателят, наречена полюс.Perspective projection is the geometric location of the intersection points of rays intersecting a projective plane and passing through points from the scene, and the point of view of the observer called the pole.

Наблюдател е устройство, получаващо централни проекции върху проективната му равнина с фокус, съвпадащ с полюса, и калибровачни параметри, дефиниращи разположението му, посоката и ориентацията му, както и фокусно разстояние между фокуса му и проективната му равнина.An observer is a device that receives central projections on its projective plane with a focus coinciding with the pole and calibration parameters defining its position, direction and orientation, as well as the focal length between its focus and its projective plane.

Епиполюс е проекцията на фокуса на даден наблюдател, върху перспективната проекция на същата сцена, получена от друг наблюдател.Epipolus is the projection of the focus of an observer on the perspective projection of the same scene obtained by another observer.

Епиполярна геометрия е съвкупността от съотношения между проекциите на точки от сцената, наричани съответни, и епиполюсите върху поне две проекции, които съотношения позволяват проективна реконструкция на стационарни обекти от сцената.Epipolar geometry is the set of relations between the projections of points on the stage, called corresponding, and the epipoles on at least two projections, which relations allow projective reconstruction of stationary objects from the stage.

Метрична реконструкция на сцената е получаването на триизмерните координати на точки от сцената и наблюдателите при налични двойка проекции, епиполюси и априорна информация, в случая фокусните разстояния на наблюдателите.Metric reconstruction of the scene is the obtaining of the three-dimensional coordinates of points from the scene and the observers with the available pair of projections, epipoles and a priori information, in this case the focal lengths of the observers.

Корелатор в случая е модул за сравнение на характерни точки от проекциите, заедно с принадлежащата им околност, с цел намиране на съответни точки.A correlator in this case is a module for comparing characteristic points of projections, together with their surrounding area, in order to find the corresponding points.

ft ft ft ft ft · ft·ft ft ft ft ♦ ft ·· ft • · · ····· ft ft····· ft ft ft •ft ·· ·· ··· ··· ···ft ft ft ft ft · ft · ft ft ft ft ft ♦ ft ·· ft • · · ····· ft ft ····· ft ft ft • ft ·· ·· ··· ··· ···

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ HA ТЕХНИКАТАBACKGROUND OF THE INVENTION

Известни са множество активни и пасивни методи и устройства за разпознаване на движение и идентификация на движещи се обекти.Numerous active and passive methods and devices for recognizing motion and identifying moving objects are known.

Известните активни методи и устройства се основават на ефекта на Доплер, който се изразява в промяна на дължината на вълната на отразена от движещ се обект електромагнитна енергия. Основен техен недостатък е необходимостта от източник на такава енергия, принадлежащ на устройствата. Пример за това са радарните бордови системи, които са уязвими както от смущения, предизвикани от средства за радиоелектронно противодействие, така и като демаскиращ фактор, който може да бъде използван за насочване към тях на средства за поразяване.Known active methods and devices are based on the Doppler effect, which is a change in the wavelength of electromagnetic energy reflected by a moving object. A major disadvantage of these is the need for a source of such energy belonging to the devices. An example of this is radar onboard systems that are vulnerable to both interference caused by radio-electronic counteracting agents and as a unmasking factor that can be used to target infectious agents.

Известните пасивни методи и устройства, чието много важно предимство е липсата на необходимост от излъчване на какъвто и да е вид собствена електромагнитна енергия, имат като основен недостатък изискване за стационарност. Те осигуряват откриването и идентифицирането на движещите се обекти само от неподвижно спрямо наблюдавана сцена устройство.Known passive methods and devices, whose very important advantage is the lack of the need to emit any of their own electromagnetic energy, have as a major drawback the requirement for stationarity. They ensure that moving objects are detected and identified only from a stationary device to a scene.

Най-близкият по своята техническа същност известен метод за пасивно разпознаване на движещи се обекти върху неподвижен фон [1] и [2] ; включва следните операции: получаване на последователност във времето на изображения в цифров вид като масиви от пиксели с атрибути яркост и евантуално цветност; попикселно сравняване на двойки последователни изображения, което в най-простия случай се извършва като получаване на разликата в яркостта на пикселите; сумиране на получените абсолютни стойности на разликите за цялата двойка изображения; вземане на решение за липса или наличие на движение в резултат на сравнение на получената сума с някаква предварително зададена прагова стойност. В случаи на достатъчно голяма разлика между атрибутите на подвижните обекти спрямо сцената, подвижният или неподвижен фон може да бъде игнориран и да бъде регистрирано и следено движение на разпознатите обекти спрямо свързана с устройството координатна система.The closest known in nature to a method of passive recognition of moving objects on a fixed background [1] and [2]; includes the following operations: obtaining sequentially over time digital images as arrays of pixels with attributes luminance and possibly color; pixel-by-pair comparison of consecutive images, which in the simplest case is performed as a difference in pixel brightness; summing the obtained absolute values of the differences for the whole pair of images; deciding whether or not there is movement as a result of comparing the amount received with some preset threshold value. In the case of a sufficiently large difference between the attributes of the moving objects relative to the scene, the moving or stationary background may be ignored and the movement of the recognized objects relative to the device-related coordinate system may be recorded and monitored.

Тези операции могат да бъдат усложнени за осигуряване шумоустойчивост и надежност, но това което е характерно за тях, е използване само на равнинни елементи - от пиксели до контури и области за всяко от изображенията, без отчитане на тяхното триизмерно метрично или проективно съответствие.These operations can be complicated to provide noise immunity and reliability, but what is characteristic of them is the use of only planar elements - from pixels to contours and areas for each of the images, without regard to their three-dimensional metric or projective compliance.

Известни са методи за намиране на структурата на сцената на основата на нейни перспективни проекции, получавани от подвижен наблюдател и намиране на ····· ···<«· · • · · · ·· ·· »· · ···«· · · • · · · · · · · · · ······ · · · ·· ·· ·· ··· ··· ··· проективно и метрично съответствие, основаващи се на епиполярна геометрия. Известни са също така и методи за намиране на необходимите за това епиполюси, посредством алгоритми за съгласуване на случайни последователности /RANSAC/. Тези методи към момента се прилагат само за реконструкция на стационарни сцени по проекции от две или повече гледни позиции.Methods are known for finding the structure of a scene on the basis of its perspective projections, obtained by a moving observer, and finding the ····· ··· <· · · · · · · · · · · · · · · Projective and metric matching based on epipolar geometry. Methods for finding the epipoles necessary for this purpose, using random sequence matching algorithms (RANSAC), are also known. These methods are currently applicable only for the reconstruction of stationary scenes from projections of two or more views.

Известните пасивни методи и устройства за разпознаване на движещи се обекти върху неподвижен фон са неприложими за разпознаване на движение и идентификация на подвижни обекти при наличие на движение на устройството наблюдател спрямо сцената, тоест върху подвижен фон.Known passive methods and devices for recognizing moving objects on a stationary background are not applicable for motion recognition and identification of moving objects in the presence of movement of the observer device towards the scene, that is, on a moving background.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОSUMMARY OF THE INVENTION

Задача на изобретението е да се създадат метод и устройство за пасивно разпознаване на движещи се обекти върху подвижен фон.It is an object of the invention to provide a method and apparatus for passive recognition of moving objects on a moving background.

Тази задача се решава с метод за пасивно разпознаване на движещи се обекти върху подвижен фон, който включва следните операции: генерира се последователност от изображения, представляващи перспективни проекции на сцената от наблюдател; всяко изображение се подлага на предварителна обработка, включваща усредняване на спектрите, цифрова филтрация, отделяне на контури и региони, определяне на характерни точки; определят се поне 9 двойки съответни точки посредством двуизмерна корелация на характерните точки на всяка двойка последователни изображения; определя се двойка епиполюси за всяка серия от случайно избрани осем броя съответни точки. Методът, съгласно изобретението, извършва хомография на всички двойки определени характерни точки чрез използване на три двойки от сериите от осем броя характерни точки, за които са намерени двойка епиполюси, и самата двойка епиполюси като базови точки за хомографията; извършва се втора хомография на получената двойка съвместени проекции с четворка изходни базови точки, лежащи на двойка епиполярни линии, които се съвместяват с върховете на хоризонтално ориентиран квадрат, което води до изпращане на съвместените епиполюси в безкрайност по хоризонтала; търсят се обекти с едномерна корелация с използване на факта, че вертикалните координати на така преобразуваните характерни точки имат еднакви стойности, ако принадлежат на един и същи геометрично непроменен обект от сцената; всяка от намерените двойки характерни точки с еднакви вертикални координати, заедно с използваните за намиране на епиполюсите осем двойки ·· 4 4 4 4 4 4 • · · · ·· · ·· 4 4··«·4 • •••44 · ·· •4 ·· ·· ·4· ······ характерни точки се приема, че принадлежи на един и същи обект от сцената; към всеки намерен обект се добавя виртуален наблюдател, представен с неговите епиполюси; отстраняват се намерените обекти от съвкупността от характерни точки на проекциите; повтаря се обработката с търсене на нови обекти докато се разпознаят всички обекти или когато останат точки, които не могат да бъдат определени като геометрично непроменен обект.This task is solved by a method of passive recognition of moving objects on a moving background, which includes the following operations: a sequence of images is generated, representing perspective projections of the scene by an observer; each image is pre-processed including spectral averaging, digital filtration, contour and region separation, characterization; at least 9 pairs of corresponding points are determined by two-dimensional correlation of the characteristic points of each pair of consecutive images; a pair of epipoles is determined for each series of eight randomly selected corresponding points. The method according to the invention performs homography of all pairs of defined characteristic points by using three pairs of the series of eight characteristic points for which a pair of epipoles are found, and the pair of epipoluses themselves as baseline points for the homography; a second homography of the resulting pair of joint projections is performed with four output baselines lying on a pair of epipolar lines that align with the vertices of a horizontally oriented square, which results in the sending of the joint epipoles to infinity horizontally; looking for objects with one-dimensional correlation using the fact that the vertical coordinates of the transformed characteristic points have the same values if they belong to the same geometrically unchanged object from the scene; each of the pairs of characteristic points with the same vertical coordinates, together with the eight pairs used to find the epipoles, · · 4 · 4 · 4 · · · · · · · · · 4 4 · · · · • ••• 44 · · · · 4 ·· ·· · 4 · ······ characteristic points are assumed to belong to the same object in the scene; a virtual observer represented by its epipoles is added to each object found; remove the objects found from the set of characteristic points of the projections; the process of searching for new objects is repeated until all the objects are recognized or when there are points that cannot be defined as a geometrically unchanged object.

Намирането само на един обект, към който принадлежат всички характерни точки от сцената се третира като признак за липса на движение в сцената.Finding only one object to which all the characteristic points in the scene belong is treated as a sign of lack of movement in the scene.

Възможно е методът за пасивно разпознаване на движещи се обекти върху подвижен фон да се използва и за идентифициране на отделните намерени обекти от сцената чрез ф сравняването им с еталони, което се извършва за всеки еталон поотделно. Вместо едното от двете последователни изображения, се използва изображение с централна проекция на еталона, както е описано по-горе.It is possible to use the method of passive recognition of moving objects on a moving background and to identify the individual objects found on the scene by comparing them with standards, which is performed for each standard separately. Instead of one of the two consecutive images, an image with a central projection of the standard is used as described above.

Възможно е описаният по-горе метод да се използва за извършване на метрична реконструкция за всеки от намерените обекти от сцената и да се възстановява взаимното разположение на обектите и виртуалните им наблюдатели чрез използване на техните епиполюси и фокусното разстояние на проекциите.It is possible to use the method described above to perform a metric reconstruction for each of the objects found on the scene and to restore the mutual position of the objects and their virtual observers by using their epipoles and focal length of projections.

Възможно е посредством използването на описания метод да се определят параметрите на движение, включващи местоположението, траекторията, кинематиката и динамиката на разпознати обекти и виртуалните им наблюдатели всеки спрямо другите с използване на три получени взаимни техни разположения от обработените изображения на сцената и интервалите на време между тях.Using the method described, it is possible to determine motion parameters including the location, trajectory, kinematics, and dynamics of recognized objects and their virtual observers, each relative to the other, using three reciprocal positions obtained from the processed images on the scene and the time intervals between them.

Тази задача се решава и с устройство за пасивно разпознаване на движещи се обекти върху подвижен фон, реализиращо метода, което включва: цифрова фотокамера с минимално време на експонация и интерфейс, осигуряващ, както директен достъп до атрибутите на всеки пиксел от получаваните от нея изображения, представляващи централни равнинни проекции на сцената, така и на използваната стойност на фокусното разстояние за всяко от тях; модул за предварителна обработка на изображения, предназначен да извършва цифрова филтрация, изравняване на спектрите, отделяне на области и контури, и намиране на характерни точки в получаваните от цифровата фотокамера изображения; памет, в която освен необходимата за управление на работата на устройството системна част, са обособени области за съхранение на последователност от изображения, характерни точки и ·· ·· · · ···· • · ♦ · ·· · ··· · · <·· · ·«···· · · · • · · · ·· ·· · ·· · · ·· обекти; управляващ модул, който контролира и синхронизира цялостната работа на устройството; модул за утилизиране на получената информация, който в най-простия случай осигурява интерфейс за достъп до нея. Устройството, съгласно изобретението, съдържа и: двуизмерен корелатор, търсещ съответни двойки точки в паметта за последователност от изображенията; модул за изчисляване на епиполюси, обработващ серии по осем броя съответни точки; едномерен корелатор, извършващ последователност от две хомографии, проверяващ и установяващ принадлежност към обект на съответни точки; самообучаващ се модул за предефинирани еталони; модули за метрична реконструкция, за разпознаване на обекти и за изчисляване на траектории, използвани за възстановяване на триизмерната геометрия на обекти от сцената, местоположението на виртуалните им наблюдатели, взаимното им положение и параметри на движение - траектории, линейни и ъглови скорости и ускорения.This task is also solved with a device for passive recognition of moving objects on a moving background, implementing the method, which includes: a digital camera with a minimum exposure time and an interface, providing as direct access to the attributes of each pixel of the images it receives, representing the central planar projections of the scene and the focal length value used for each of them; an image pre-processing module designed to perform digital filtering, spectral smoothing, separation of areas and contours, and finding feature points in images acquired by the digital camera; memory, in which, in addition to the system part necessary to control the operation of the device, there are separate areas for storing a sequence of images, feature points and · · · · · · · · · · · · <· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · Objects; a control module that controls and synchronizes the overall operation of the device; a module for utilizing the information received, which in the simplest case provides an interface for accessing it. The device according to the invention also comprises: a two-dimensional correlator searching for corresponding pairs of points in the memory for a sequence of images; a module for the calculation of epipoles, processing a series of eight corresponding points; a one-dimensional correlator that performs a sequence of two homographs, verifying and establishing belonging to an object at corresponding points; self-study module for predefined standards; modules for metric reconstruction, object recognition and trajectory calculation used to recover the three-dimensional geometry of objects from the scene, the location of their virtual observers, their relative position and motion parameters - trajectories, linear and angular velocities and accelerations.

Предимството на предлаганите метод и устройство за пасивно разпознаване на движещи се обекти върху подвижен фон е възможността за разпознаване на подвижни обекти от подвижен наблюдател, което позволява: регистриране на движение в сцената; идентификация на разпознатите обекти от сцената посредством сравнение с еталони; триизмерна реконструкция на обекти и позиции на виртуалния им наблюдател; намиране на взаимното разположение на обектите и виртуалните им наблюдатели в триизмерното пространство; следене на параметрите на движение на обектите един спрямо друг, на обектите и виртуалните наблюдатели един спрямо друг и на виртуалните наблюдатели един спрямо друг.The advantage of the proposed method and device for passive recognition of moving objects on a moving background is the possibility of recognizing moving objects by a moving observer, which allows: recording motion in the scene; identification of recognized objects from the scene by comparison with standards; three-dimensional reconstruction of objects and positions of their virtual observer; finding the mutual location of objects and their virtual observers in three-dimensional space; tracking the parameters of the movement of objects against each other, objects and virtual observers relative to each other, and virtual observers against each other.

ПОЯСНЕНИЕ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИEXPLANATION OF THE FIGURES Attached

Фигура 1 показва получаването на последователност от проекции на сцена и използване на епиполярна геометрия.Figure 1 shows the acquisition of a sequence of scene projections and the use of epipolar geometry.

Фигура 2 показва последователността от операции за предварителна обработка на изображения.Figure 2 shows the sequence of image pre-processing operations.

Фигура 3 показва намирането на съответни точки и изчисляването на епиполюсите на обект от сцената.Figure 3 shows the finding of corresponding points and the calculation of the epipoles of an object from the scene.

Фигура 4 показва съвместяване на двойка изображения две последователни хомографии и определяне на принадлежност на съответни точки към обект.Figure 4 shows the pairing of images with two consecutive homographs and determining the affiliation of corresponding points to an object.

Фигура 5 показва основния цикъл на работа на устройството.Figure 5 shows the basic operating cycle of the device.

·· 4 4 · 4····· · · · · · · ·

4 4 4 ··4 «4 · · · · · ··4 4 4 · · 4 · 4 · · · · · ·

9 9 9 9 9 9 999 9 9 9 9 9 99

44 44 ··· ······44 44 ··· ······

Фигура 6 показва резултатите от метрична реконструкция на сцената и намиране параметрите на движение на обектFigure 6 shows the results of a metric reconstruction of the scene and finding the motion parameters of an object

Фигура 7 показва сравнение с еталон с използване само на перспективни проекции, инвариантно спрямо взаимното разположение на обекти, еталон и наблюдатели.Figure 7 shows a comparison with a standard using only perspective projections, invariant to the relative positions of objects, standards and observers.

Фигура 8 показва блокова схема на устройството, реализиращо метода съгласно изобретението.Figure 8 shows a block diagram of a device implementing the method of the invention.

ПРИМЕРИ ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОEXAMPLES FOR THE IMPLEMENTATION OF THE INVENTION

Устройството за пасивно разпознаване на движещи се обекти върху подвижен фон, реализиращо метода включва: цифрова фотокамера 1 с минимално време на експонация и интерфейс, осигуряващ, както директен достъп до атрибутите на всеки пиксел от получаваните от нея изображения, представляващи централни равнинни проекции на сцената, така и на използваната стойност на фокусното разстояние за всяко от тях; модул за предварителна обработка на изображения 2, предназначен да извършва цифрова филтрация, изравняване на спектрите, отделяне на области и контури, и намиране на характерни точки в получаваните от цифровата фотокамера 1 изображения; памет за съхранение на последователност от изображения 3; двуизмерен корелатор 4, търсещ съответни двойки точки в изображенията, съхранени в паметта за съхранение на последователност от изображения 3; памет за характерни точки 5; модул за изчисляване на епиполюси 6, обработващ серии по осем броя съответни точки; едномерен корелатор 7, извършващ последователност от две хомографии, проверяващ и установяващ принадлежност към обект на съответни точки; памет за обекти 8; модул за утилизиране на получената информация 9, който в най-простия случай осигурява интерфейс за достъп до нея; управляващ модул 10, който контролира и синхронизира цялостната работа на устройството; модули за метрична реконструкция 11; самообучаващ се модул за предефинирани еталони 12; модул за разпознаване на обекти 13; модул за изчисляване на траектории 14, използвани за възстановяване на триизмерната геометрия на обекти от сцената, местоположението на виртуалните им наблюдатели, взаимното им положение и параметри на движение - траектории, линейни и ъглови скорости и ускорения.The passive motion detection device on a moving background implementing the method includes: a digital camera 1 with a minimum exposure time and an interface providing as direct access to the attributes of each pixel of the images it receives, representing central planar projections of the scene, both the focal length value used for each of them; an image pre-processing module 2 designed to perform digital filtering, spectral alignment, separation of areas and contours, and finding feature points in the digital camera image 1; memory for storing a sequence of images 3; a two-dimensional correlator 4 searching for corresponding pairs of dots in the images stored in the memory for storing a sequence of images 3; memory for characteristic points 5; a module for the calculation of epipoles 6, processing series of eight corresponding points; a one-dimensional correlator 7 performing a sequence of two homographs, verifying and establishing affiliation to an object at corresponding points; object memory 8; a module for utilizing the information received 9, which in the simplest case provides an interface for accessing it; a control module 10 that controls and synchronizes the overall operation of the device; metric reconstruction modules 11; self-study module for predefined standards 12; object recognition module 13; module for calculating trajectories 14 used to recover the three-dimensional geometry of objects from the scene, the location of their virtual observers, their relative position and motion parameters - trajectories, linear and angular velocities and accelerations.

·· ·· · • ··*·· · · · · · ·

* · * · 99 99 • 9 • 9 • · · • · · • · • · • · · • · · 9 9 9 9 9 · 9 9 9 · ·♦ ·· · ♦ ·· « » «» • · « • · « ··· ··· ··· ···

ПРИЛОЖЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОSUMMARY OF THE INVENTION

Работата на устройството и същността на метода, който то използва, могат да бъдат илюстрирани с постановката, показана на фигура 1. Тя съдържа примерна сцена и две последователни позиции 01 и 02 на наблюдател, върху чиито проективни равнини се проектират централно две изображения VI и V2. Прободните точки Е1 и Е2 на линията 01-02, свързваща двете позиции на наблюдателя с двете проективни равнини на изображенията на сцената, са епиполюси за двете изображения VI и V2.The operation of the device and the nature of the method it uses can be illustrated by the arrangement shown in Figure 1. It contains an example scene and two consecutive positions 01 and 02 of an observer on whose projective planes two images VI and V2 are projected centrally. . The breakpoints E1 and E2 of line 01-02 connecting the two observer positions to the two projecting planes of the scene images are epipolyms for the two images VI and V2.

Всяко от получаваната от функциониращата като наблюдател цифровата камера 1 последователност от изображения, както е описано в цитираната литература 1, стр. 4749, 90, 95, се подлага на предварителна обработка на изображение в модул 2, включваща нормализация на спектъра, както е посочено в цитираната литература 1, стр. 96-98, цифрова филтрация, описана в същата литература на стр. 98-102, 108 и цифрова обработка за откриване на техни характерни области, контури, и на основата на тях намиране на вероятни характерни точки, както е описано в същата литература на стр. 182, 190. Фигура 2 показва последователността от операции за предварителна обработка на изображенията, където: 1щ е изображение, получавано от цифровата камера; I02 е изображението с разпознати контури, показани с черни линии; 1оз е изображението с разпознати характерни точки, означени е X, чиито центрове съвпадат с геометричното им място. Всяко от получените и обработени изображения се запомнят в паметта за последователност от изображения 3.Each of the digital camera 1 sequence of images obtained by the observing digital camera, as described in cited literature 1, pp. 4749, 90, 95, is subjected to image pre-processing in module 2, including spectrum normalization, as specified in References 1, pp. 96-98, digital filtration described in the same literature on pp. 98-102, 108, and digital processing to detect their characteristic areas, contours, and, on the basis of them, to find probable characteristic points, such as described in the same literature of pp. 182, 190. Figure 2 shows the sequence of image pre-processing operations, where: 1h is an image obtained from a digital camera; I02 is an outline image with black lines; 1oz is an image with recognized feature points, indicated by X whose centers coincide with their geometric location. Each received and processed image is stored in the image sequence memory 3.

Намерените характерни точки за всяка двойка последователни изображения постъпват за проверка в двуизмерния корелатор 4. Неговото предназначение е да открива евентуални съответни точки, всяка двойка от които представлява проекция на точка от сцената върху проективните равнини на последователните позиции на наблюдателя. Двуизмерният корелатор ги открива посредством сравнение на атрибутите осветеност и евентуално цветност на пикселите, окръжаващи всяка от двойката точки околност, както е описано в литература 1, стр. 196. По време на инициализация се обработват характерни точки, съхранени в паметта за последователност от изображения 3. След това в процеса на работа се обработват най-напред данните от вече разпознати точки на първото от новата двойка изображения, съхранени в паметта за точки 5, както и информация от модула за предефинирани еталони 12, когато е необходима идентификация на разпознати обекти.The characteristic points found for each pair of consecutive images are submitted for verification in the two-dimensional correlator 4. Its purpose is to detect possible corresponding points, each pair of which represents the projection of a point from the scene onto the projective planes of the consecutive positions of the observer. The two-dimensional correlator detects them by comparing the attributes of brightness and possibly color of the pixels surrounding each pair of neighborhoods, as described in Literature 1, p. 196. During initialization, characteristic points stored in the image sequence 3 memory are processed. The data from the already recognized points of the first of the new pair of images stored in the memory for the points 5 are then first processed in the work process, as well as information from the module for predefined standards 12, when it is not required identification of recognized objects.

Концепцията за разделяне на елементите от сцената на обекти с неизменна геометрия на основа на тяхното взаимно движение и присвояването им на техни виртуални • · · a · ·· ·« 4 • · · е ···· • 44 «ф ··· ··The concept of separating elements from the scene into objects with invariable geometry based on their mutual motion and assigning them to their virtual • · · a · · · · 4 • · · e ···· • 44 «ф ··· · ·

4 4 4 4 4 44 ··4 4 4 4 4 44

4444444 44 • 4 44 44 <·· 444 444g наблюдатели стои в основата на метода и работата на реализиращото го устройство. Всеки такъв обект се състои в общия случай от най-малко девет съответни двойки точки, заедно с изчислените за осем от тях двойка епиполюси, а деветата двойка е индикатор за интегритета на обекта. Двойката изображения А на фигура 3 илюстрира разделянето на сцената на обекти. Обектът G1 е неподвижен, а обектът G2 може също да бъде неподвижен, или да промени положението си в позиция G3, показана в Ip В първия случай двата неподвижни обекта се възприемат като един, а при наличие на преместване се разпознават като два различни обекта. На същия изглед А на фигура 3 са показани и намерени от двумерния корелатор 4 съответни точки, номерирани според принадлежност към изображенията и реда им. За откриване на обекти в сцената е необходима проверка за тяхно проективно съответствие, извършвано с използване на епиполярна геометрия. Получаваните съответни точки образуват опашка за обработка, като от тях на основата на случаен избор се формират серии от 8 точки, за които се изчисляват вероятните епиполюси за двойката проекции I] и 12 на наблюдаваната сцена, както е описано в 2, стр. 240, 243, Изчислените местоположения на епиполюси Е1 и Е2 за намерените съответни точки от изглед А на фигура 3 са показани в изглед В на същата фигура.4444444 44 • 4 44 44 <·· 444 444g observers are at the heart of the method and operation of its implementing device. Each such object consists generally of at least nine corresponding pairs of points, together with eight epipoly pairs calculated for eight of them, and the ninth pair is an indicator of the integrity of the object. The image pair A in Figure 3 illustrates the separation of the scene of objects. The object G1 is stationary, and the object G2 may also be stationary, or change its position to the position G3 shown in Ip. In the first case, the two fixed objects are perceived as one, and in the presence of displacement they are recognized as two different objects. In the same view A of Figure 3, the corresponding 2 points, numbered according to their image and order, are shown and found by the 2D correlator. Detection of objects in the scene requires verification of their projective correspondence using epipolar geometry. The corresponding points obtained form a tail for processing, and from these, on the basis of a random selection, a series of 8 points are formed, for which the probable epipoles for the pair of projections I] and 1 2 are calculated on the observed scene, as described in 2, page 240. , 243, The calculated locations of epipoles E1 and E2 for the corresponding corresponding points of view A in figure 3 are shown in view B of the same figure.

Проверката за интегритет на обект се извършва посредством използване на едномерния корелатор 7. За да може установяването на принадлежност да се прави само по хоризонтала, изображенията Т и Т заедно с намерените характерни и съответни точки се преобразуват с последователност от две хомографии. Базовите точки Р11-Р21, Р12Р22 и Р13-Р23 за първата хомография са три от серията осем съответни точки, използвани за намиране на епиполюсите Е1 и Е2, както и самите епиполюси Е1 и Е2, които са четвъртата двойка базови точки, както е показано на илюстрация S1 от фигура 4, където след съвпадането им са означени съответно Pl, Р2, РЗ и Е12.Object integrity checks are performed using the one-dimensional correlator 7. In order to make the fitting only horizontal, the T and T images together with the characteristic and corresponding points found are transformed with a sequence of two homographs. The base points P11-P21, P12P22 and P13-P23 for the first homograph are three of the series of eight corresponding points used to find the epipoles E1 and E2, as well as the epipoles E1 and E2, which are the fourth pair of base points, as shown in Figure S1 of Figure 4, where Pl, P2, P3 and E12 are denoted after matching, respectively.

Втората хомография се прилага едновременно върху така получените съвместени изображения In, като за изходни базови точки се използват лежащите на две епиполярни линии двойки точки Al, А2, АЗ и А4, а за местата на преместването им се използват върховете Bl, В2, ВЗ и В4 на хоризонтално ориентиран квадрат, което изпраща съвместените епиполюси в безкрайност по хоризонтала. Тази последователност от две хомографии осигурява еднаквост на вертикалните координати на всички намерени съответните точки, чиято геометрия не е променена в двете използвани изображения. Илюстрациите S2 и S3 от фигура 4 показват прилагането на втората хомография върху съвместените проекции при неподвижен и преместен обект • · 4 • · * · • ·The second homography is applied simultaneously to the joint images thus obtained In, using the starting points of the two epipolar line pairs of points Al, A2, A3 and A4, and the points of displacement using the vertices Bl, B2, B3 and B4 in a horizontally oriented square, which sends the joint epipoles to the infinity horizontally. This sequence of two homographs ensures the uniformity of the vertical coordinates of all the corresponding points found, whose geometry has not changed in the two images used. The illustrations S2 and S3 of Figure 4 show the application of the second homograph on joint projections in a fixed and moving object.

от наблюдаваната сцена. Критерият за наличие на движение е илюстриран в С1 на същата фигура, където с R1 е означена липса на движение и копланарност на съответните точки с равнината Р1-Р2-РЗ, с R2 е означена липса на движение поради съвпадение на вертикалните координати на съответните точки, a R3 е резултат, показващ наличие на движение.from the scene being watched. The criterion for the presence of motion is illustrated in C1 in the same figure, where R1 denotes no motion and coplanarity of the corresponding points with the plane P1-P2-P3, R2 denotes no motion due to the coincidence of the vertical coordinates of the corresponding points, a R3 is a result indicating movement.

След прилагане на двете хомографии едномерният корелатор 7 търси съответствие по същия начин, както двуизмерния корелатор 4, но само по хоризонтала. Най-напред се обработват намерените до този момент съответни точки от сцената, а след това и всички характерни точки. Като резултат се получават всички съответни точки, принадлежащи на обекта с виртуален наблюдател, определен от изчислените епиполюси Е1 и Е2.After applying the two homographs, the one-dimensional correlator 7 seeks matching in the same way as the two-dimensional correlator 4, but only horizontally. First the relevant points from the scene, then all the characteristic points, are processed. As a result, all the corresponding points belonging to the virtual observer object determined by the calculated epipoles E1 and E2 are obtained.

Ако не бъде намерено съответствие, се взема решение, че осемточковата серия съответни точки, за които са изчислени епиполюсите, принадлежат на различни обекти, каквато е точка Р110 спрямо другите в изображение Ιι в илюстрация А от фигура 3. Следва обработка на нова серия от осем случайно избрани съответни точки, намиране на епиполюсите и проверка на съответствие, докато такова бъде намерено, както е показано в примера на илюстрация В от фигура 3. Всички намерени съответни точки, принадлежащи на обекта, заедно с епиполюсите му се запазват в паметта за обекти 8, като се премахват от опашката за обработка.If no match is found, it is decided that the eight-point series of corresponding points for which the epipoles are calculated belong to different objects, such as the point P110 with respect to the others in image Ιι in Figure A of Figure 3. Following is the processing of a new series of eight randomly selected matching points, finding the epipoles and matching until they are found, as shown in the example in Figure C of Figure 3. All matching matching points belonging to the object, along with its epipoles, are stored in memory 8 th of objects by removing the queue for processing.

Процесът на търсене на обекти продължава циклично до изчерпване възможностите за намиране на нов обект. Фигура 5 показва основния цикъл на работа на устройството, включващ отделяне на разпознатия обект G1 от проекциите на сцената W1, разпознаване на обект G2 върху W2, който се е преместил спрямо G1 и има собствени епиполюси Е21 и Е22, определящи неговия виртуален наблюдател. Признакът за завършване на цикъла е показан в проекциите W3, където не може да бъде разпознат нов обект. Оставащите в проекциите W3 характерни точки са получени от променливо засенчване на контури от подвижни обекти или са признак за геометрична деформация на елементи от сцената. След излизане от цикъла, устройството има информация за наличие или липса на движение. Индикация за липса на движение е принадлежността на всички намерени съответни точки от сцената само към един обект.The process of searching for objects continues cyclically until the possibilities for finding a new object are exhausted. Figure 5 shows the basic operating cycle of the device, comprising separating the recognized object G1 from the projections of the scene W1, recognizing the object G2 on W2, which has moved relative to G1 and has its own epipoles E21 and E22 defining its virtual observer. The end-of-cycle indication is shown in W3 projections where no new object can be recognized. The characteristic points remaining in the W3 projections are derived from the variable shading of contours of moving objects or as a sign of geometric deformation of elements of the scene. After exiting the cycle, the device has information about the presence or absence of movement. Indication of no movement is the belonging of all found relevant points from the scene to only one object.

В зависимост от предназначението на устройството, обработката продължава с изчисляване на триизмерната геометрия на намерените обекти от сцената и позициите на виртуалните им наблюдатели, както е описано в цитираната литература 2, стр. 277, която се извършва от модула за метрична реконструкция 11. Така получената • · · · ·Depending on the purpose of the device, the processing proceeds with the calculation of the three-dimensional geometry of the objects found from the scene and the positions of their virtual observers, as described in cited literature 2, page 277, which is performed by the metric reconstruction module 11. Thus obtained • · · · ·

информация се използва, когато устройството работи като триизмерен скенер и като средство за дистанционни измервания и пасивна навигация.information is used when the device operates as a three-dimensional scanner and as a means of remote sensing and passive navigation.

По време на работа устройството може да се самообучава, като допълва триизмерните модели на намерените обекти с нови принадлежащи им точки, при което се помнят и тези, към които няма видимост в момента, както и да добавя нови обекти към модула за предефинирани еталони 11. Когато е необходимо следене на обекти, се използва времева последователност от метрично реконструирани техни триизмерни координати в свързани с тях координатни системи, координати на виртуалните им наблюдатели и съответстващите им епиполюси. Модулът за изчисляване на траектории 14 намира взаимното положение, линейните и ъглови скорости и ускорения, които позволяват изчисляване на параметрите на взаимното движение на обектите - траектория, кинематика и динамика на едни спрямо други, на всеки от тях спрямо всеки от виртуалните им наблюдатели, както и на самите виртуални наблюдатели едни спрямо други. Следенето на обекти намира приложение като източник на данни за самонасочване или дистанционно насочване към цел, или за управление на желано отдалечаване от преследващ обект. Фигура 6 показва резултатите от метрична реконструкция на наблюдаваната примерна сцена чрез получаване на триизмерен модел на двата обекта G1 и G2 с отстраняване на взаимното им влияние в резултат R1, намиране на координатите и ориентацията на наблюдателя 01 в свързана с обект координата система за пасивна навигация в резултата R2 и намиране траекторията Т1 и параметрите на движение на обектите, както един спрямо друг, така и спрямо виртуалните им наблюдатели, използвано за следене и векториране на обект или наблюдател в резултат R3.During operation, the device can self-train by complementing three-dimensional models of found objects with new attachments, remembering those that are not currently visible, and adding new objects to the module for predefined standards 11. Where object tracking is required, a time sequence of metrically reconstructed three-dimensional coordinates in their associated coordinate systems, the coordinates of their virtual observers, and their corresponding epipoles are used. The trajectory calculation module 14 finds the relative position, linear and angular velocities and accelerations that allow the calculation of the parameters of the mutual motion of the objects - trajectory, kinematics and dynamics of each other, each of them with respect to each of their virtual observers, as well as and the virtual observers themselves against each other. Object tracking finds application as a source of data for self-targeting or remote targeting, or for managing the desired distance from a pursuit. Figure 6 shows the results of metric reconstruction of the observed example scene by obtaining a three-dimensional model of the two objects G1 and G2 with the elimination of their mutual influence as a result of R1, finding the coordinates and orientation of the observer 01 in a coordinate-related system for passive navigation in the result R2 and finding the trajectory T1 and the motion parameters of the objects, both relative to each other and to their virtual observers, used to track and vector an object or observer in result R3.

Паралелно с това, ако е необходимо разпознаване на обектите по сравнение с еталон, то се извършва по същия начин, както в цикъла за намиране на обекти, но тук се търси съответствие между перспективните проекции на преварително дефинираните еталони и намерените обекти. Такава необходимост има, когато устройството се използва за пасивна навигация с теренна корелация, пасивно разпознаване на цели и пасивно разпознаване на принадлежност свой/чужд/неутрален. Фигура 7, изображение 1щ показва сравнение с еталон Ml с използване само на перспективни проекции G1-G4 на обекти от наблюдавана сцена, което е инвариантно спрямо взаимното разположение на обектите, еталона и наблюдателя. Процесът на сравнение е илюстриран в 1сг за всеки от обектите G1-G4 с еталона Ml, където с DI, D2, D3 и D4 са констатирани разлики вIn parallel, if object recognition is required compared to a reference, it is performed in the same way as in the object finder cycle, but here a correspondence is sought between perspective projections of predefined standards and objects found. This is necessary when the device is used for passive navigation with terrain correlation, passive target recognition and passive recognition of its / foreign / neutral. Figure 7, Figure 1b shows a comparison with reference Ml using only perspective projections G1-G4 of objects from an observed scene, which is invariant to the relative location of the objects, the standard and the observer. The comparison process is illustrated in 1c for each of the objects G1-G4 with the standard M1, where differences in DI, D2, D3 and D4 are found.

• · · геометрията на обектите спрямо еталона, Резултът е илюстриран в 1сз, където е показана метричната реконструкция на обектите и разликите в тях.The geometry of the objects relative to the standard. The result is illustrated in 1 cm, where the metric reconstruction of the objects and their differences are shown.

Завършването на обработката на двойката изображения VI и V2 реинициализира следващ външен цикъл, контролиран от управляващия модул 10. След края на обработката се формира следваща двойка изображения, като второто изображение V2 става първо, а новополученото от модула за предварителна обработка на изображение 2 и съхранено в паметта за последователност от изображения 3 става второ. Обработката на новата двойка изображения се извършва по гореописания начин. Получените резултати от всеки кръг от външния цикъл, изпълняван като основен режим на работа на устройството, се подават към модула за утилизиране на получената информация 9. В най-простия случай този модул 9 съдържа памет за резултати и интерфейс за достъп към тях от външни за устройството компоненти на системи, чиято част е то.The completion of the processing of the image pair VI and V2 re-initializes a further external cycle controlled by the control module 10. After the processing is completed, the next image pair is formed, the second image V2 being first and the newly received image processing module 2 stored in the sequence memory image 3 becomes second. The processing of the new pair of images is done as described above. The results obtained from each circuit of the external loop, performed as the basic mode of operation of the device, are fed to the module for disposal of the information received 9. In the simplest case, this module 9 contains a memory for results and an interface for accessing them from external the device components of systems of which it is a part.

Основното предимство на възможността за откриване и идентифициране на движещи се обекти върху подвижен фон е игнорирането на собственото движение на наблюдателя спрямо окръжаващата го сцена. Наблюдаваната сцена се декомпозира на обекти по признак на тяхно взаимно движение, инвариантно спрямо позициите на наблюдателя, което се постига с използване на епиполярна геометрия. Намираните от двуизмерния корелатор 4 съответни точки се използват от модула за изчисление на епиполюси 6, които след това посредством проверка за проективно съответствие, извършвано в едномерния корелатор 7, се определят като принадлежащи или не на подвижен, но геометрически непроменен обект от сцената. По същия начин, но с използване на предварително дефинирани проекции на еталон вместо едно от сравняваните изображения на сцената се извършва идентификация на намерените обекти, която е инвариантна спрямо геометричното им разположение и мащаб, и се основава само на проективно съответствие. Метричната реконструкция на обектите, заедно с присъединените им виртуални наблюдатели позволява възстановяване на триизмерните им координати, позицията и параметрите на взаимното им движение, както и самообучение на устройството.The main advantage of being able to detect and identify moving objects on a moving background is to ignore the observer's own movement to the surrounding scene. The observed scene is decomposed into objects on the basis of their mutual motion, invariant to the positions of the observer, which is achieved using epipolar geometry. The corresponding points found by the 2D correlator 4 are used by the epipoly 6 calculation module, which are then identified as belonging or not to a moving but geometrically unchanged object from the scene by means of a projective compliance check performed in the one-dimensional correlator 7. In the same way, but using predefined projections of a standard, instead of one of the compared images on the scene, identification of the objects found is made, which is invariant to their geometric location and scale, and is based only on projective conformity. Metric reconstruction of objects, together with their attached virtual observers, allows the restoration of their three-dimensional coordinates, the position and parameters of their mutual movement, as well as self-learning of the device.

Към настоящия момент методът и устройството са реализирани софтуерно като технологичен демонстратор, служещ за проверка и анализ на ключовите концепции и решения, заложени в тях, и доказване на тяхната работоспособност. Всички илюстрации във фигури от 1 до 7 са изготвени автоматично и са резултат от работата на технологичния демонстратор на метода и устройството.At present, the method and the device have been implemented software as a technological demonstrator, serving to verify and analyze the key concepts and solutions embedded in them, and to prove their workability. All illustrations in Figures 1 to 7 are automatically prepared and are the result of the operation of the process demonstrator of the method and apparatus.

·· 99 ··· 99 ·

ЦИТИРАНА ЛИТЕРАТУРА:REFERENCES:

1. Computer Vision Algorithms and Applications by Richard Szeliski, 2011, Springer,1. Computer Vision Algorithms and Applications by Richard Szeliski, 2011, Springer,

ISBN 978-1-84882-934-3ISBN 978-1-84882-934-3

2. Multiple View Geometry in Computer Vision by Richard Hartley and Andrew2. Multiple View Geometry in Computer Vision by Richard Hartley and Andrew

Zissermanq, 2003, Cambridge University Press, ICBN 0521 54051Zissermanq, 2003, Cambridge University Press, ICBN 0521 54051

Claims (5)

ПРЕТЕНЦИИ 1. Метод за пасивно разпознаване на движещи се обекти върху подвижен фон, който включва следните операции:1. A method of passive recognition of moving objects on a moving background, which includes the following operations: • генерира се последователност от изображения, представляващи перспективни проекции на сцената от наблюдател • всяко изображение се подлага на предварителна обработка, включваща:• A sequence of images is generated, representing perspective projections of the scene by an observer. • Each image is pre-processed, including: - усредняване на спектрите- averaging of the spectra - цифрова филтрация;- digital filtration; - отделяне на контури и региони;- separation of contours and regions; - определяне на характерни точки;- identification of characteristic points; • определят се поне 9 двойки съответни точки посредством двуизмерна корелация на характерните точки на всяка двойка последователни изображения;• at least 9 pairs of corresponding points are determined by two-dimensional correlation of the characteristic points of each pair of consecutive images; • определя се двойка епиполюси за всяка серия от случайно избрани осем броя съответни точки;• a pair of epipoles is determined for each series of eight randomly selected points; характеризиращ се с това, че:characterized in that: • се извършва хомография на всички двойки определени характерни точки чрез използване на три двойки от сериите от осем броя характерни точки, за които са намерени двойка епиполюси, и самата двойка епиполюси, за базови точки за хомографията;• homographs of all pairs of defined characteristic points are made using three pairs of the series of eight characteristic points for which a pair of epipoles are found, and the pair of epipoluses themselves, as base points for the homography; • извършва се втора хомография на получената двойка съвместени проекции с четворка изходни базови точки, лежащи на двойка епиполярни линии, които се съвместяват с върховете на хоризонтално ориентиран квадрат, което води до изпращане на съвместените епиполюси в безкрайност по хоризонтала;• a second homography of the resulting pair of joint projections is performed with four output baselines lying on a pair of epipolar lines that align with the vertices of a horizontally oriented square, which results in the sending of the joint epipoles to infinity horizontally; • търсят се обекти с едномерна корелация с използване на факта, че вертикалните координати на така преобразуваните характерни точки имат еднакви стойности, ако принадлежат на един и същи геометрично непроменен обект от сцената;• objects with one-dimensional correlation are searched using the fact that the vertical coordinates of the transformed characteristic points have the same values if they belong to the same geometrically unchanged object from the scene; • всяка от намерените двойки характерни точки с еднакви вертикални координати, заедно с използваните за намиране на епиполюсите осем двойки характерни точки се приема, че принадлежи на един и същи обект от сцената;• each of the pairs of characteristic points with the same vertical coordinates, together with the eight pairs of characteristic points used to find the epipoles, are assumed to belong to the same object in the scene; • към всеки намерен обект се добавя виртуален наблюдател, представен с неговите епиполюси;• a virtual observer represented by its epipoles is added to each object found; • отстраняват се намерените обекти от съвкупността от характерни точки на проекциите;• remove the objects found from the set of characteristic projection points; • повтаря се обработката с търсене на нови обекти докато се разпознаят всички обекти или когато останат точки, които не могат да бъдат определени като геометрично непроменен обект.• Repeat the search with the search for new objects until all objects are recognized or when there are points that cannot be defined as geometrically unchanged objects. © • намирането само на един обект, към който принадлежат всички характерни точки от сцената се третира като признак за липса на движение в сцената.© • finding only one object to which all the characteristic points in the scene belong is treated as a sign of lack of movement in the scene. 2. Метод за пасивно разпознаване на движещи се обекти върху подвижен фон, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че отделните намерени обекти от сцената се идентифицират чрез сравняването им с еталони, което се извършва за всеки еталон поотделно, като вместо едното от двете последователни изображения се използва изображение с централна проекция на еталона.A method for passively recognizing moving objects on a moving background according to claim 1, characterized in that the individual objects found on the scene are identified by comparing them with standards, which is performed for each standard individually, instead of one of the two sequential images a central projection image of the standard is used. 3. Метод за пасивно разпознаване на движещи се обекти върху подвижен фон, съгласно претенция 1 и 2, характеризиращ се с това, че за всеки от намерените обекти от сцената се извършва метрична реконструкция и се възстановява взаимното ** разположение на обектите и техните виртуални наблюдатели чрез използване на техните епиполюси и фокусното разстояние на проекциите.3. A method for passively recognizing moving objects on a moving background according to claims 1 and 2, characterized in that a metric reconstruction is performed for each of the objects found on the scene and the mutual location of the objects and their virtual observers is restored by using their epipoles and focal length of projections. 4. Метод за пасивно разпознаване на движещи се обекти върху подвижен фон, съгласно претенция 1, 2 и 3, характеризиращ се с това, че се определят параметрите на движение, включващи местоположението, траекторията, кинематиката и динамиката на разпознати обекти и виртуалните им наблюдатели всеки спрямо другите с използване на три получени взаимни техни разположения от обработените изображения на сцената и интервалите на време между тях.4. A method for passively recognizing moving objects on a movable background according to claims 1, 2 and 3, characterized in that motion parameters are determined including the location, trajectory, kinematics and dynamics of the recognized objects and their virtual observers each to the others by using their three reciprocal placements from the processed images on stage and the intervals between them. 5. Устройство за пасивно разпознаване на движещи се обекти върху подвижен фон, реализиращо метода съгласно претенция 1, 2, 3 и 4, което включва:5. A device for the passive recognition of moving objects on a movable background, implementing the method according to claims 1, 2, 3 and 4, which includes: • цифрова фотокамера (1) с минимално време на експонация и интерфейс, осигуряващ, както директен достъп до атрибутите на всеки пиксел от получаваните от »· · · е • ·· · нея изображения, представляващи централни равнинни проекции на сцената, така и на използваната стойност на фокусното разстояние за всяко от тях;• a digital camera (1) with a minimum exposure time and an interface providing both direct access to the attributes of each pixel of images obtained from the center plane projections of the scene and of the image used value of focal length for each of them; • модул за предварителна обработка на изображения (2), предназначен да извършва цифрова филтрация, изравняване на спектрите, отделяне на области и контури, и намиране на характерни точки в получаваните от цифровата фотокамера (1) изображения;• an image pre-processing module (2) designed to perform digital filtering, spectral alignment, separation of areas and contours, and to find characteristic points in the digital camera (1) images obtained; • памет, в която освен необходимата за управление на работата на устройството системна част, са обособени области за съхранение на последователност от изображения (3), характерни точки (5) и обекти (8);Memory in which, in addition to the system part necessary for managing the operation of the device, there are separate areas for storing a sequence of images (3), feature points (5) and objects (8); • управляващ модул (10), който контролира и синхронизира цялостната работа на устройството;A control module (10) that controls and synchronizes the overall operation of the device; • модул за утилизиране на получената информация (9), който в най-простия случай осигурява интерфейс за достъп до нея;A module for utilizing the received information (9), which in the simplest case provides an interface for accessing it; характеризиращо се с това, че съдържа и:characterized in that it also contains: • двуизмерен корелатор (4), търсещ съответни двойки точки в паметта за последователност от изображенията (3);• a two-dimensional correlator (4) searching for corresponding pairs of points in the memory for the sequence of images (3); • модул за изчисляване на епиполюси (6), обработващ серии по осем броя съответни точки;A module for the calculation of epipoles (6), processing series of eight corresponding points; • едномерен корелатор (7), извършващ последователност от две хомографии, проверяващ и установяващ принадлежност към обект на съответни точки;• a one-dimensional correlator (7) performing a sequence of two homographs, verifying and establishing affiliation to an object at corresponding points; • самообучаващ се модул за предефинирани еталони (12);• self-study module for predefined standards (12); • модули за метрична реконструкция (11), за разпознаване на обекти (13) и за изчисляване на траектории (14), използвани за възстановяване на триизмерната геометрия на обекти от сцената, местоположението на виртуалните им наблюдатели, взаимното им положение и параметри на движение - траектории, линейни и ъглови скорости и ускорения.• modules for metric reconstruction (11), for object recognition (13) and for the calculation of trajectories (14) used to recover the three-dimensional geometry of objects from the scene, the location of their virtual observers, their relative position and motion parameters - trajectories, linear and angular velocities and accelerations.
BG10110929A 2011-05-03 2011-05-03 A method and a device for passive recognition of moving objects against a mobile background BG110929A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG10110929A BG110929A (en) 2011-05-03 2011-05-03 A method and a device for passive recognition of moving objects against a mobile background

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG10110929A BG110929A (en) 2011-05-03 2011-05-03 A method and a device for passive recognition of moving objects against a mobile background

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BG110929A true BG110929A (en) 2012-11-30

Family

ID=47470749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG10110929A BG110929A (en) 2011-05-03 2011-05-03 A method and a device for passive recognition of moving objects against a mobile background

Country Status (1)

Country Link
BG (1) BG110929A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8867790B2 (en) Object detection device, object detection method, and program
CN107431786B (en) Image processing apparatus, image processing system, and image processing method
Rashidi et al. Innovative stereo vision-based approach to generate dense depth map of transportation infrastructure
US7764284B2 (en) Method and system for detecting and evaluating 3D changes from images and a 3D reference model
JP2007527569A (en) Imminent collision detection based on stereoscopic vision
CN105335955A (en) Object detection method and object detection apparatus
KR101544021B1 (en) Apparatus and method for generating 3d map
CN110243390B (en) Pose determination method and device and odometer
CN112184793B (en) Depth data processing method and device and readable storage medium
CN114708583A (en) Target object detection method, device, equipment and storage medium
CN112348890A (en) Space positioning method and device and computer readable storage medium
CN110800020B (en) Image information acquisition method, image processing equipment and computer storage medium
Chen et al. Epipole Estimation under Pure Camera Translation.
KR20160063039A (en) Method of Road Recognition using 3D Data
Yang et al. Design flow of motion based single camera 3D mapping
Spevakov et al. Detecting objects moving in space from a mobile vision system
KR20120056668A (en) Apparatus and method for recovering 3 dimensional information
JP3253328B2 (en) Distance video input processing method
BG110929A (en) A method and a device for passive recognition of moving objects against a mobile background
Amplianitis et al. Calibration of a multiple stereo and rgb-d camera system for 3d human tracking
Garibotto et al. 3D scene analysis by real-time stereovision
CN111489384A (en) Occlusion assessment method, device, equipment, system and medium based on mutual view
CN115049822B (en) Three-dimensional imaging method and device
KR20140010674A (en) Apparatus and method for detecting an obstacle using stereo cameras
KR20160071172A (en) Panoramic three-dimensional map generation system using stereo camera.