CN101853552A - 全方位无盲区运动目标检测方法 - Google Patents

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丁莹
范静涛
姜会林
杨华民
赵义武
韩成
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Abstract

本发明涉及一种全方位无盲区运动目标检测方法，属于计算机图像处理技术和光电检测技术领域。此方法使用二次曲面镜采集全景图像；利用传输线缆将图像实时输入到计算机中；在计算机中进行图像处理，包括图像预处理——全景图像的转换、运动目标检测、图像后处理——去噪和运动目标区域标识；若检测到图像中存在运动目标则报警。此方法解决了传统单摄像机监控存在盲区的难题，将监控范围扩大到水平方向全周和俯仰方向全周；通过计算机图像处理的运动目标检测技术，实现了无人操作、智能自动报警，同时，能够实现对多个监控点的集中监控，节省人力劳动85％以上，降低监控系统安装和维护成本80％以上。

Description

全方位无盲区运动目标检测方法
技术领域
本发明方法涉及一种全方位无盲区运动目标检测方法，属于计算机图像处理技术和光电检测技术领域。本方法可实现全景图像的实时运动目标检测和智能报警功能，解决工业、商业、林业、军事、政府、网络以及私家住宅等领域对全方位视频信息的需要；同时，可用于交通运输、金融银行、仓储管理、电力供应等对安全防范要求较高的行业，代替日夜值守的工作人员。
背景技术
随着计算机科学、图像工程、模式识别、人工智能等学科的发展和普及，具有运动目标检测功能的智能视频监控系统已被广泛应用于国民经济和国防建设的各个领域，它在保护国家和人民群众的生命财产安全，保证各行各业和社会各部门的正常运转等方面都发挥着巨大的作用，应用前景广阔。然而传统的监控系统由于受到摄像装置视场角度的限制，使其只能监测到某一个固定角度的场景，常常遇到拍摄死角的尴尬现象。因此，实现同一时间，同一位置持续监测全方位视场范围内的运动目标检测方法至关重要。现有的解决方案通常是在不同角度安装多个摄像机，操作者将多个摄像机捕获的画面通过对摄像机的空间位置关系进行立体解算以寻找各画面间的关联性；这样既大大提高了监控系统的建设和维护成本，又增加了用户的使用难度。使用二次曲面镜获取全方位图像可以实现在水平方向全周和俯仰方向全周立体全景实时无盲区监控，用户可以在全方位视场内随意浏览。
本发明提供一种全方位无盲区运动目标检测方法，使用二次曲面镜采集水平方向全周和俯仰方向全周的全景图像；利用传输线缆将图像实时输入到计算机中；在计算机中进行图像处理，其中包括图像预处理——全景图像的转换、运动目标检测、图像后处理——去噪和运动目标区域标识；若检测到图像中存在运动目标则报警。此方法解决了传统单摄像机监控存在盲区的难题，将监控范围扩大到水平方向全周和俯仰方向全周；通过计算机图像处理的运动目标检测技术，实现无人操作、智能自动报警，节省人力劳动，降低监控成本。
发明内容
本发明的目的是为了增加视频监控系统的监测范围，消除监视盲区，自动实时检测运动目标，无需人为操作，从而改善监控效果，降低人员工作量，提高系统实用性。
全方位无盲区运动目标检测方法，其特征在于，其所需设备和实现步骤如下：
所需设备：
二次曲面镜成像系统1，普通PC机2，报警设备3；其中，普通PC机2通过传输线缆分别与二次曲面镜成像系统1和报警设备3连接。
实现步骤：
步骤(011)：开始，二次曲面镜成像系统1采集图像，得到当前帧的全景图像4；二次曲面镜成像系统1将全景图像4通过传输线缆输入到普通PC机2；
步骤(012)：普通PC机2判断是否已经建立背景模型，如果是，则执行步骤(014)；否则，执行步骤(013)；
步骤(013)：利用全景图像4，在普通PC机2上建立背景模型，得到背景图像7；转步骤(011)；
步骤(014)：普通PC机2对全景图像4进行预处理，通过相对位置解算和图像重新映射方法，将全景图像4转换为预处理后的图像5；
步骤(015)：普通PC机2对预处理后的图像5进行运动目标检测；普通PC机2从预处理后的图像5中得到当前待检测图像7；通过比对当前待检测图像7与背景图像7的差别，得到运动目标差分图像8；
步骤(016)：在普通PC机2上，对运动目标差分图像8进行图像的后处理操作，包含图像的噪声去除、运动目标区域的提取等，得到检测结果图像9；
步骤(017)：在普通PC机2上，判断检测结果图像9中是否存在运动目标，如果是，则执行步骤(019)；否则，执行步骤(018)；
步骤(018)：普通PC机2利用全景图像4更新背景图像7；转步骤(011)；
步骤(019)：普通PC机2将警报信号通过传输线缆传递给报警设备3，报警设备3发出报警信号；普通PC机2存储检测结果图像9待查。
有益效果：
本发明提供一种能够实现全方位无盲区的智能运动目标检测方法，其优点在于采用二次曲面镜成像系统，方便灵活，易于实现，成本较低；同时，使用计算机图像处理技术，实现了全景图像的畸变校正和无畸变转换及运动目标的实时自动检测。利用本发明方法能够实现在水平方向全周和俯仰方向全周范围的监控，实现了全方位无盲区实时，即处理速度30帧/秒以上，运动目标检测和智能报警；同时，能够实现对多个监控点的集中监控，节省人力劳动85％以上，降低监控系统安装和维护成本80％以上。该技术简单通用，可广泛于交通运输、金融银行、仓储管理、电力供应、军事安全以及私家住宅等领域。
附图说明
图1为全方位无盲区监控系统设备构成图，其中，1为二次曲面镜成像系统，2为普通PC机，3为报警设备。
图2为本技术的实施流程图。
图3为全景图像及其转换图，其中，5为全景图像，6为预处理后的图像。
图4为运动目标检测图。
具体实施方式
本发明方法由图像采集模块、图像处理模块和智能报警模块三部分组成，三部分所涉及的硬件设备如图1所示，二次曲面镜成像系统1，普通PC机2，报警设备3；其中，普通PC机2通过传输线缆分别与二次曲面镜成像系统1和报警设备3连接。
本发明方法的具体工作流程如图2所示：
步骤(011)：开始，二次曲面镜成像系统1采集图像，得到当前帧的全景图像4；二次曲面镜成像系统1将全景图像4通过传输线缆输入到普通PC机2；
步骤(012)：普通PC机2判断是否已经建立背景模型，如果是，则执行步骤(014)；否则，执行步骤(013)；
步骤(013)：利用全景图像4，在普通PC机2上建立背景模型，得到背景图像7；转步骤(011)；
步骤(014)：普通PC机2对全景图像4进行预处理，通过相对位置解算和图像重新映射方法，将全景图像4转换为预处理后的图像5；其中，由于二次曲面镜成像系统1具有特殊性，因此，采集到的全景图像4如图3所示，存在严重的畸变，景物失真，需要通过图像处理手段对其进行校正，校正后得到预处理后的图像5，如图3所示，为天顶面、前、后、左、右五面景物图像；
步骤(015)：普通PC机2对预处理后的图像5进行运动目标检测；普通PC机2从预处理后的图像5中得到当前待检测图像7；通过比对当前待检测图像7与背景图像7的差别，得到运动目标差分图像8；将运动目标差分图像8阈值化以突出运动目标与背景的差别；
步骤(016)：在普通PC机2上，对运动目标差分图像8进行图像的后处理操作，包含图像的噪声去除、运动目标区域的提取等，得到检测结果图像9；
步骤(017)：在普通PC机2上，判断检测结果图像9中是否存在运动目标，如果是，则执行步骤(019)；否则，执行步骤(018)；
步骤(018)：普通PC机2利用全景图像(5)更新背景图像7；转步骤(011)；
步骤(019)：普通PC机2将警报信号通过传输线缆传递给报警设备3，报警设备3发出报警信号；普通PC机2存储检测结果图像9待查；
图4为使用本发明方法进行运动目标检测的结果。

Claims (1)

1.一种全方位无盲区运动目标检测方法，其特征在于，其所需设备和实现步骤如下：
所需设备：
二次曲面镜成像系统(1)，普通PC机(2)，报警设备(3)；其中，普通PC机(2)通过传输线缆分别与二次曲面镜成像系统(1)和报警设备(3)连接；
实现步骤：
步骤(011)：开始，二次曲面镜成像系统(1)采集图像，得到当前帧的全景图像(4)；二次曲面镜成像系统(1)将全景图像(4)通过传输线缆输入到普通PC机(2)；
步骤(012)：普通PC机(2)判断是否已经建立背景模型，如果是，则执行步骤(014)；否则，执行步骤(013)；
步骤(013)：利用全景图像(4)，在普通PC机(2)上建立背景模型，得到背景图像(6)；转步骤(011)；
步骤(014)：普通PC机(2)对全景图像(4)进行预处理，通过相对位置解算和图像重新映射方法，将全景图像(4)转换为预处理后的图像(5)；
步骤(015)：普通PC机(2)对预处理后的图像(6)进行运动目标检测；普通PC机(2)从预处理后的图像(5)中得到当前待检测图像(7)；通过比对当前待检测图像(7)与背景图像(6)的差别，得到运动目标差分图像(8)；
步骤(016)：在普通PC机(2)上，对运动目标差分图像(8)进行图像的后处理操作，包含图像的噪声去除、运动目标区域的提取等，得到检测结果图像(9)；
步骤(017)：在普通PC机(2)上，判断检测结果图像(9)中是否存在运动目标，如果是，则执行步骤(019)；否则，执行步骤(018)；
步骤(018)：普通PC机(2)利用全景图像(4)更新背景图像(6)；转步骤(011)；
步骤(019)：普通PC机(2)将警报信号通过传输线缆传递给报警设备(3)，报警设备(3)发出报警信号；普通PC机(2)存储检测结果图像(9)待查；
利用本发明方法能够实现在水平方向全周和俯仰方向全周范围的监控，实现了全方位无盲区实时，即处理速度30帧/秒以上，运动目标检测和智能报警；同时，能够实现对多个监控点的集中监控，节省人力劳动85％以上，降低监控系统安装和维护成本80％以上。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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