CN104378622A - 用于检测监视相机的姿态的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种检测诸如监视相机或监控相机的相机的姿态的方法和设备。所述方法包括：获取由相机捕捉的图像；基于图像获取关于图像中的地面的地面信息；基于地面信息检测相机的姿态。

Description

用于检测监视相机的姿态的方法和设备

本申请要求于2013年8月13日提交到韩国知识产权局的第10-2013-0096115号韩国专利申请的优先权，其全部公开通过引用包含于此。

技术领域

本发明构思的一个或多个实施例涉及一种用于检测监视相机的姿态的方法和设备，更具体地讲，涉及一种用于基于图像分析来检测监视相机的姿态的方法和设备。

背景技术

使用监视相机的监视系统被广泛用于监控建筑物的入口或者帮助防止犯罪。

偏转-俯仰-缩放(pan-tilt-zoom，PTZ)相机具有垂直和水平可旋转支撑件以及用于放大图像的变焦透镜。PTZ相机可水平旋转360度(偏转)并且垂直旋转180度(俯仰)，以监控宽广区域。PTZ相机可包括用于偏转和俯仰运动的偏转电机和俯仰电机。

PTZ相机可通过使用可调整的变焦透镜来按照期望的放大倍率拍摄物体的图像。由于可使用PTZ相机拍摄各种区域，所以许多监视系统使用PTZ相机。可利用固定的或可移动的监视相机捕捉监视区域的图像。

当监视系统检测或挑选移动物体时，对于分析物体而言，诸如相机的高度、位置和拍摄角度的信息会很重要。为此，必须检测相机的位置和姿态。

例如，标题为“METHOD AND DEVICE TO CALIBRATE CAMERAHEAD USING GPS SYSTEM”、公开号为2009-0062019的韩国专利申请公开了一种用于通过获取至少两个全球定位系统(GPS)接收器的三维位置并且从获取的GPS接收器的位置信息获得关于相机的方向的信息来显示相机的拍摄方向的技术。

发明内容

一个或多个实施例提供一种用于检测相机(诸如，监视相机或监控相机)的姿态的方法和设备。在下面的描述中将会部分地阐述各种方面，并且这些方面部分地将会通过描述而变得清楚，或者通过实施提供的实施例可了解这些方面。

根据示例性实施例的一方面，提供一种检测相机的姿态的方法，所述方法包括：获取由相机捕捉的图像；基于图像获取关于图像中的地面的地面信息；基于地面信息检测相机的姿态。

地面信息可包括关于图像中的地平线的位置的信息。

监视相机的姿态可包括与相机的垂直角度对应的相机的俯仰角，所述检测相机的姿态的步骤可包括：基于地平线的位置检测相机的俯仰角。

所述获取地面信息的步骤可包括：从图像检测第一物体和第二物体；检测第一物体的第一特征点和第二特征点以及第二物体的第一特征点和第二特征点；检测第一延伸线和第二延伸线之间的交叉点，第一延伸线连接第一物体的第一特征点和第二物体的第一特征点，第二延伸线连接第一物体的第二特征点和第二物体的第二特征点；基于交叉点获取关于地平线的位置的信息。

可通过从图像的第一帧检测第一物体并且从图像的第二帧检测第二物体来执行所述检测第一物体和第二物体的步骤，其中，第一帧和第二帧由相机在不同时间捕捉。

可通过在第一帧中跟踪第一物体并且检测在第二帧中跟踪的第一物体作为第二物体，来执行所述检测第一物体和第二物体的步骤。

可使用运动检测方法检测第一物体。

可基于相同的特征值通过特征识别方法来执行所述检测第一物体和第二物体的步骤。

所述检测第一物体和第二物体的步骤、检测第一特征点和第二特征点的步骤以及检测交叉点的步骤可被重复多次，可使用通过所述重复而获得的多个交叉点来执行所述获取关于地平线的位置的信息的步骤。

所述获取关于地平线的位置的信息的步骤可包括：从图像检测边缘；通过根据交叉点选择边缘中的至少一个并且考虑选择的边缘，来获取关于地平线的位置的信息。

可通过考虑边缘中的最靠近交叉点的一个边缘，来执行所述获取关于地平线的位置的信息的步骤。

相机可在俯视模式下操作以从区域的上侧捕捉区域的图像或者在侧视模式下操作以从区域的横向侧捕捉区域的图像，可通过检测与相机的俯视模式或侧视模式对应的相机的姿态，来执行所述检测相机的姿态的步骤。

所述获取地面信息的步骤可包括：检测图像中的移动物体的移动线；基于检测的移动线的方向获取地面信息。

所述检测移动线的步骤可被重复多次以检测多个移动线，获取地面信息的步骤可还包括分析移动线以确定移动线是否具有方向性，其中，如果移动线被确定为不具有方向性，则相机的姿态可被确定为与俯视模式对应的姿态，如果移动线被确定为具有方向性，则相机的姿态可被确定为与侧视模式对应的姿态。

根据另一示例性实施例的一方面，提供一种用于检测相机的姿态的设备，所述设备包括：图像获取单元，被构造为获取由结合到可垂直旋转的俯仰单元的相机捕捉的图像；地面信息获取单元，被构造为获取关于图像中的地面的信息；姿态检测单元，被构造为基于地面信息检测相机的姿态。

地面信息获取单元可包括：物体检测部分，被构造为从图像检测第一物体和第二物体；特征点检测部分，被构造为从第一物体检测第一特征点和第二特征点并且从第二物体检测第一特征点和第二特征点；交叉点检测部分，被构造为检测第一延伸线和第二延伸线之间的交叉点，第一延伸线连接第一物体的第一特征点和第二物体的第一特征点，并且第二延伸线连接第一物体的第二特征点和第二物体的第二特征点；地平线获取部分，被构造为基于交叉点获取关于图像中的地平线的位置的信息。

地面信息获取单元可还包括：边缘检测部分，被构造为从图像检测边缘，其中，地平线获取部分可通过基于边缘和交叉点之间的距离选择边缘中的至少一个并且考虑选择的边缘，来获取关于地平线的位置的信息。

相机可在俯视模式下操作以从区域的上侧捕捉区域的图像，或者在侧视模式下操作以从区域的横向侧捕捉区域的图像。地面信息获取单元可包括移动线检测部分，移动线检测部分被构造为检测图像中的移动物体的移动线，姿态检测单元可基于移动线的方向检测与俯视模式和侧视模式中的一种对应的相机的姿态。

移动线检测部分可检测多个移动线，地面信息获取单元可还包括方向性检测部分，方向性检测部分被构造为分析移动线以确定移动线是否具有方向性，其中，如果移动线被确定为不具有方向性，则姿态检测单元可将相机的姿态确定为与俯视模式对应的姿态，如果移动线被确定为具有方向性，则姿态检测单元可将相机的姿态确定为与侧视模式对应的姿态。

将会从附图、权利要求和说明书清楚地理解本发明构思的其它特点、特征、优点。本发明构思的一般特点和特定特点可被实现为系统、方法、计算机程序或其组合。

附图说明

通过下面结合附图对示例性实施例进行的描述，这些和/或其它方面将会变得清楚并且更容易理解，其中：

图1是示出根据示例性实施例的监视系统的示图；

图2是示意性地示出根据示例性实施例的监视相机的姿态检测装置的结构的示图；

图3是示出根据示例性实施例的地面信息获取单元的结构的示图；

图4示出使用相机捕捉的示例性图像；

图5是示出相机的示例性姿态的示图；

图6示出使用相机捕捉的另一示例性图像；

图7是示出相机的另一示例性姿态的示图；

图8是示出根据示例性实施例的通过使用地面信息获取单元来获取关于地平线的位置的信息的示图；和

图9是根据示例性实施例的检测监视相机的姿态的方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细说明附图中示出的示例性实施例。在这个方面，本实施例可具有不同形式并且不应该被解释为局限于这里阐述的描述。因此，以下仅通过参照附图来描述实施例以解释本描述的多个方面。

在附图中，相同的标号表示相同的元件，并且其重复描述将会被省略。

在下面对实施例的描述中，虽然术语“第一”和“第二”被用于描述各种元件，但这些元件不应该由这些术语限制。这些术语仅被用于区分一个元件与另一元件。

在下面对实施例的描述中，除非相反地指示，否则单数形式的术语也可包括复数形式。

在下面对实施例的描述中，“包括”或“包含”的含义指定性质、区域、固定数字、步骤、过程、元件和/或部件，但不排除其它性质、区域、固定数字、步骤、过程、元件。

在附图中，为了清楚，元件的尺寸可被夸大。例如，在附图中，每个元件的尺寸或厚度可为了说明目的而被任意示出，因此，本发明不应该被解释为局限于此。

图1是示出根据示例性实施例的监视系统1的示图。参照图1，监视系统1可包括用于监视的相机10和计算机20，并且数据可在相机10和计算机20之间传输。

相机10可以是具有偏转、俯仰和缩放功能并且被布置在某一区域中以用于监视的偏转-俯仰-缩放(PTZ)相机。在这种情况下，在通过偏转和俯仰中的至少一种来使相机10旋转和/或改变变焦比的同时，相机10可捕捉图像。相机10可被固定到某一位置。然而，实施例不限于此。例如，可使用相机10所固定到的装置来移动相机10。

相机10连接到俯仰单元14和偏转单元13。俯仰单元14可使相机10垂直旋转。偏转单元13可使相机10水平旋转。相机10通过连接单元12连接到固定到地面15的支撑件11。连接单元12可被构造为调整相机10的高度。例如，相机10的位置可通过延伸连接单元12而垂直地以及水平地改变。

在当前实施例中，相机10可具有多个捕捉模式。相机10可根据相机10的姿态在不同捕捉模式下捕捉图像。例如，相机10可在俯视模式或侧视模式下捕捉监视区域的图像。相机10可根据其俯仰角在俯视模式或侧视模式下操作。例如，地面15和相机10的拍摄方向之间的角度可在俯视模式下为大约90度并且在侧视模式下为大约30度。在另一示例中，地面15和相机10的拍摄方向之间的角度可在俯视模式下大于参考角度并且在侧视模式下等于或小于参考角度。

现在将参照图4至图7给出相机10的捕捉模式、在相机10的不同捕捉模式下捕捉的图像和关于地面15的信息的解释。

图4是使用相机10捕捉的示例性图像40。详细地讲，在侧视模式下捕捉图像40。图像40包括地面41和地面41上的建筑物43。在图像40中示出地面41的地平线42。由于在侧视模式下拍摄图像40，所以在图像40的中间示出地平线42。

图5是示出相机10的示例性姿态的示图。详细地讲，图5示出被设置为俯视模式的相机10。参照图5，可使用俯仰单元14调整相机10的垂直角度。例如，地面15和相机10的拍摄方向之间的角度(52)可被调整为小于90度的值以在侧视模式下操作相机10。连接支撑件11和相机10的连接单元12可被构造为调整相机10的高度和位置51。

图6示出使用相机10捕捉的另一示例性图像60。详细地讲，图6示出在俯视模式下捕捉的示例性图像60。图像60包括地面61和地面61上的建筑物63。由于在俯视模式下捕捉图像60，所以在图像60中未示出地平线42。

图7是示出相机10的另一示例性姿态的示图。详细地讲，图7示出被设置为俯视模式的相机10。参照图7，可使用俯仰单元14调整相机10的垂直角度。例如，地面15和相机10的拍摄方向之间的角度(72)可被调整为大约90度以在俯视模式下操作相机10。连接支撑件11和相机10的连接单元12可被构造为调整相机10的高度和位置71，如参照图7所述。

在俯视模式下的角度(72)可以不是90度。也就是说，在其它实施例中，角度(72)可不同。仅在图4至图7中示出俯视模式和侧视模式的几个示例。然而，可根据相机10的俯仰角实现更多的俯视模式和侧视模式。例如，可基于参考角度定义俯视模式和侧视模式。参考角度可以是90度，但不限于此。根据拍摄的目的，可根据参考角度定义各种捕捉模式。例如，可使用各种参考角度，诸如80度和70度。

参照图1，相机10可将图像信号发送给计算机20。相机10可连接到网络并且通过网络将图像信号发送给计算机20。然而，实施例不限于此。

相机10包括处理器以接收并且分析由相机10捕捉的图像。例如，计算机20可包括姿态检测装置以检测相机10的姿态，诸如相机10的偏转角和俯仰角，如参照图2所述。

图2是示意性地示出根据示例性实施例的相机10的姿态检测装置200的结构的示图。参照图2，姿态检测装置200包括图像获取单元210、地面信息获取单元220和姿态检测单元230。

图像获取单元210从相机10接收监视区域的图像。例如，如果相机10是PTZ相机，则图像获取单元210可接收通过对相机10进行变焦和/或沿监视区域的水平方向和/或垂直方向使相机10旋转而捕捉的图像。

地面信息获取单元220从由图像获取单元210获取的图像提取地面信息。地面信息可以是关于图像中的地面的位置的信息。例如，地面信息可指示被确定为地面的区域。地面信息可包括关于图像中的地平线的位置的信息。例如，关于地平线的位置的信息可包括地平线的坐标或地平线的分量的参数。

地平线是天空和陆地的相交。在图像中可能看不到地平线。例如，在图像中，地平线可能被物体遮挡，因此可能无法被看到。虽然地平线不存在于图像中，但可获得关于地平线的位置的信息。

姿态检测单元230基于由地面信息获取单元220获取的地面信息检测相机10的姿态。例如，姿态检测单元230可检测相机10的偏转角、俯仰角或高度。偏转角是相机10的水平角度，并且俯仰角是相机10的垂直角度。

例如，姿态检测单元230可基于地平线的位置检测相机10的俯仰角。例如，图像中的地平线的位置越高，相机10的拍摄方向和地面之间的角度越大。也就是说，相机10的俯仰角变大。相反地，如果地平线的高度在图像中为低，则相机10的拍摄方向指向远离地面。也就是说，相机10的俯仰角小。这里，俯仰角表示地面和相机10的拍摄方向之间的角度。

相机10的姿态(诸如，相机10的俯仰角)可对应于相机10的捕捉模式。例如，大于参考角度的相机10的俯仰角范围可对应于俯视模式，并且不大于参考角度的相机10的俯仰角范围可对应于侧视模式。以这种方式，姿态检测单元230可通过确定相机10是处于俯视模式还是处于侧视模式来检测相机10的姿态。可使用关于图像中的地平线的位置的信息确定相机10是处于俯视模式还是处于侧视模式。

简单地讲，如果地平线存在于图像中，则姿态检测单元230可确定相机10处于侧视模式；然而，如果地平线不存在于图像中，则姿态检测单元230可确定相机10处于俯视模式。这里，表述“地平线存在于图像中”并不总是意味着可在图像中看到地平线。例如，虽然地平线存在于图像中，但可能无法看到地平线，这是因为地平线被其它物体遮挡。

在检测到相机10的俯仰角之后，可使用三角函数以及相机10和图像中的物体之间的距离计算相机10的高度。例如，可使用物体的实际尺寸、图像中的物体的尺寸和相机10的透镜的变焦比计算从相机10到物体的距离。物体的实际尺寸可被预先存储。例如，在检测其实际尺寸和形状已知的物体之后，可使用物体的实际尺寸、图像中的物体的尺寸和透镜变焦比计算从相机10到物体的距离。

姿态检测单元230可接收至少一个参数并且通过使用所述参数来计算相机10的姿态。所述参数可以是地面信息。所述参数可包括相机10的透镜的焦距。例如，姿态检测单元230可基于透镜的焦距和关于地平线的信息检测相机10的俯仰角。

关于地平线的信息可包括与地平线对应的像素的坐标。然而，实施例不限于此。例如，关于地平线的信息可由指定地平线的至少一个参数表示。例如，当地平线由直线表示时，关于地平线的信息可以是直线的方程或直线的方程的参数。

图3是示出根据示例性实施例的地面信息获取单元220的结构的示图。参照图3，地面信息获取单元220包括物体检测部分221、特征点检测部分222、交叉点检测部分223和地平线获取部分224。物体检测部分221从由图像获取单元210获取的图像检测多个物体。特征点检测部分222检测每个物体的特征点。交叉点检测部分223检测从每个物体的特征点延伸的线之间的交叉点。地平线获取部分224从交叉点获取关于地平线的信息。

参照图8，将给出通过使用物体检测部分221、特征点检测部分222、交叉点检测部分223和地平线获取部分224来获取关于地平线的信息的示例的解释。

图8是示出根据示例性实施例的通过使用地面信息获取单元220来获取关于地平线的信息的示图。

图3中示出的物体检测部分221从由图像获取单元210获取的图像80检测多个物体。例如，物体检测部分221从图像80检测到第一物体81和第二物体82。

此时，可通过使用特征识别方法来从图像80检测具有特定形状的物体。例如，人可被检测为物体。在另一示例中，汽车可被检测为物体。特征识别方法使用形状的特征值，诸如方向梯度直方图(HOG)。然而，特征识别方法的实施例不限于此。

当检测到多个物体时，虽然存在于图像中的物体的尺寸不同，但是可假设物体的实际尺寸相同，并且预先存储的值可被用作物体的实际尺寸。

例如，在当前实施例中，第一物体81和第二物体82可以是相同的。图8中示出的图像80可包括彼此叠加的多个帧。例如，可从第一帧检测第一物体81，并且可从在与捕捉第一帧的时间不同的时间捕捉的第二帧检测第二物体82。

可检测移动物体。例如，第一帧的第一物体81可以是移动物体，并且当捕捉第二帧时，第一物体81可在第二帧中被检测为第二物体82。可使用运动检测方法检测并且跟踪第一物体81。详细地讲，第一物体81可被跟踪直至第二帧被捕捉，并且从第二帧被检测为第二物体82。

在其它实施例中，第一物体81和第二物体82可以是不同的。图8中示出的图像80可仅包括单个帧，并且可从该单个帧检测第一物体81和第二物体82。物体检测部分221可基于相同的特征值通过特征识别方法检测第一物体81和第二物体82。

在这种情况下，不考虑物体是否移动。例如，第一物体81和第二物体82中的每一个可以是移动物体或者固定物体。然而，无论如何，基于相同参考形状的特征值通过特征识别方法来检测第一物体81和第二物体82。例如，如果参考形状是人形，则第一物体81和第二物体82可以是不同的人，并且如果参考形状是汽车形状，则第一物体81和第二物体82可以是不同的汽车。虽然第一物体81和第二物体82在图像80中具有不同的尺寸，但是可假设第一物体81和第二物体82具有相同的实际尺寸。

特征点检测部分222检测由物体检测部分221检测到的物体的特征点。物体可具有多个特征点。例如，特征点检测部分222可从第一物体81检测到第一特征点811和第二特征点812，并且从第二物体82检测到第一特征点821和第二特征点822。第一特征点811和第一特征点821可以是第一物体81和第二物体82的上端的坐标，并且第二特征点812和第二特征点822可以是第一物体81和第二物体82的下端的坐标。例如，第一特征点811和第一特征点821可以是第一物体81和第二物体82的最上面的像素的坐标(也就是说，第一物体81和第二物体82的像素的最大y坐标)，并且第二特征点812和第二特征点822可以是第一物体81和第二物体82的最下面的像素的坐标(也就是说，第一物体81和第二物体82的像素的最小y坐标)。特征点设置方法的实施例不限于此。

交叉点检测部分223检测从每个物体的特征点延伸的线的交叉点。例如，第一延伸线831连接第一物体81的第一特征点811和第二物体82的第一特征点821，并且第二延伸线832连接第一物体81的第二特征点812和第二物体82的第二特征点822。然后，交叉点检测部分223可检测到第一延伸线831和第二延伸线832的交叉点83。

如果假设这两个物体具有相同的实际尺寸，则当这两个物体在图像中具有不同的尺寸时，连接这两个物体的第一特征点的延伸线与连接这两个物体的第二特征点的延伸线交叉。换句话说，这两个物体可在三维坐标系中沿图像的深度方向具有不同的坐标。如上所述，当具有相同的实际尺寸并且被放置在较近位置和较远位置的两个物体由于透视感而在平面图像中被视为具有不同的尺寸时，连接这两个物体的上端的延伸线与连接这两个物体的下端的延伸线在地平线交叉。

地平线获取部分224可基于由交叉点检测部分223检测到的交叉点83获取关于地平线84的信息。

交叉点检测部分223可检测到多个交叉点。例如，物体检测部分221可检测到至少两组物体，并且特征点检测部分222可检测到所述至少两组物体的特征点。然后，交叉点检测部分223可检测到至少两个交叉点。地平线获取部分224可从所述多个交叉点获取关于地平线84的信息。例如，地平线获取部分224可从多个交叉点提取线的分量，并且可基于提取的分量获取关于地平线84的信息。

地平线获取部分224可输出指示关于地平线84的信息的信号。关于地平线84的信息的示例包括参照图2解释的关于地平线的信息。关于地平线84的信息可被包括在地面信息中并且被输出到姿态检测单元230。

返回参照图3，地面信息获取单元220可还包括边缘检测部分225。边缘检测部分225从图像检测边缘。例如，边缘检测部分225可使用均匀性算子或差分算子检测边缘。

在上述实施例中，分析从图像检测到的物体的特征点，并且基于交叉点提取地平线。如果除此之外还使用边缘信息，则可更精确地检测地平线。

边缘检测部分225可检测多个边缘。检测到的边缘包括存在于图像以及地平线中的各种线。因此，可选择与地平线对应的边缘中的一个。例如，地平线获取部分224可基于由交叉点检测部分223检测到的交叉点选择由边缘检测部分225检测到的边缘中的至少一个。

例如，地平线获取部分224可选择边缘中的最靠近由交叉点检测部分223检测到的交叉点的一个边缘，并且可从选择的边缘获取关于地平线的信息。在另一示例中，地平线获取部分224可将多个边缘与从由交叉点检测部分223检测到的多个交叉点提取的线的分量进行比较。然后，地平线获取部分224可选择边缘中的与线的分量最相似的一个边缘，并且可从选择的边缘获取关于地平线的信息。可使用各种数据相似性确定方法执行该比较。

地平线获取部分224可在另外考虑选择的边缘之后获取关于地平线的信息。

参照图3，地面信息获取单元220可还包括移动线检测部分226和方向性检测部分227。

移动线检测部分226检测图像中的移动物体的移动线。通过运动检测方法来检测移动物体。移动线检测部分226可通过重复执行移动物体的移动线的检测来检测多个移动线。移动线检测部分226可检测足够数量的移动线以用于移动线的精确分析。

方向性检测部分227分析由移动线检测部分226检测到的移动线，以确定移动线是否具有方向性。如果移动线具有方向性，则移动线的方向分量之和可导致特定方向分量。如果移动线不具有方向性，则移动线(向量)之和可以是零或者小至可以忽略。

方向性检测部分227输出方向性检测的结果。可选择地，方向性检测部分227可输出基于方向性检测的结果获得的地面信息。

姿态检测单元230基于方向性检测的结果检测相机10的姿态。例如，如果检测到呈放射状排列的多个移动线，则可确定移动线不具有方向性，意味着物体任意移动(也就是说，物体不沿特定方向移动)。在这种情况下，在俯视模式下拍摄物体的可能性高。相反地，如果移动线具有方向性，则物体可能沿特定方向移动。在这种情况下，在侧视模式下拍摄物体的可能性高。

因此，如果方向性检测部分227未检测到方向性，则姿态检测单元230将相机10的姿态确定为与俯视模式对应的姿态，并且如果方向性检测部分227检测到方向性，则姿态检测单元230将相机10的姿态确定为与侧视模式对应的姿态。

图9是根据示例性实施例的检测监视相机的姿态的方法的流程图。参照图9，该流程图示出由图2中示出的姿态检测装置200执行的顺序操作。图2中示出的单元的以上描述可被应用于以下参照图9的流程图描述的方法，但不重复描述。另外，参照图3至图8给出的描述也可被应用于以下参照图9描述的方法。

参照图9，在操作91中，图像获取单元210从监视相机获取图像。

在操作92中，地面信息获取单元220从在操作91中获取的图像获取地面信息。地面信息包括关于图像中的地平线的位置的信息。

根据示例性实施例，在操作92中，地面信息获取单元220检测图像中的第一物体和第二物体、第一物体的第一特征点和第二特征点、第二物体的第一特征点和第二特征点以及第一延伸线和第二延伸线之间的交叉点。这里，第一延伸线连接第一物体和第二物体的第一特征点，并且第二延伸线连接第一物体和第二物体的第二特征点。然后，地面信息获取单元220基于交叉点获取关于地平线的信息。

可从图像的第一帧检测到第一物体，并且可从图像的第二帧检测到第二物体。可在不同时间捕捉第一帧和第二帧。这里，第一物体和第二物体可以是在不同时间捕捉其图像的同一物体。

例如，在操作92中，可基于相同的特征值通过特征识别方法来检测第一物体和第二物体。在操作92中，地面信息获取单元220可重复物体检测、特征值检测和交叉点检测以检测多个交叉点，并且基于所述多个交叉点获取关于地平线的位置的信息。例如，在操作92中，地面信息获取单元220可从图像检测多个边缘，并且可基于交叉点检测的结果选择边缘中的一个，以在另外考虑选择的边缘之后获取关于地平线的位置的信息。可通过选择边缘中的最靠近交叉点的一个边缘来执行边缘选择。

在另一示例中，可使用运动检测方法检测第一物体。在这种情况下，可在第二帧中跟踪并且检测第一物体作为第二物体。

根据另一示例性上述，在操作92中，地面信息获取单元220可检测图像中的移动物体的移动线，并且可基于移动线的方向获取和/或提供地面信息。地面信息获取单元220可检测多个移动线。在这种情况下，在操作92中，地面信息获取单元220可确定移动线是否具有方向性，并且可基于确定结果获取和/或提供地面信息。

在操作93中，姿态检测单元230基于地面信息检测相机的姿态。在操作93中检测的相机的姿态包括相机的俯仰角(垂直角度)。在操作93中，姿态检测单元230可在考虑地平线的位置之后检测相机的俯仰角。相机的姿态可对应于相机的捕捉模式。

如果在操作92中获取移动线的方向性作为地面信息，则姿态检测单元230可根据移动线的方向性确定相机的捕捉模式，并且可基于确定的捕捉模式检测相机的姿态。例如，如果检测到移动线不具有方向性，则姿态检测单元230可将相机的姿态检测为与俯视模式对应的姿态，并且如果检测到移动线具有方向性，则姿态检测单元230可将相机的姿态检测为与侧视模式对应的姿态。

参照图9解释的当前实施例的姿态检测方法可被编写为计算机程序，并且可在使用计算机可读记录介质执行程序的通用数字计算机中被实现。计算机可读记录介质的示例包括磁存储介质(例如，只读存储器(ROM)、软盘、硬盘等)和光学记录介质(例如，压缩盘(CD)-ROM或数字通用盘(DVD))。图2和图3中示出的单元和/或部分中的至少一个可代表包含用于执行如上所述的相应逻辑功能或操作的一个或多个可执行指令的模块、程序或一部分代码。还应该注意的是，这些单元和/或部分中的至少一个可由用于执行功能或操作的基于专用硬件的系统实现，或者可由用于执行相应逻辑功能或操作的基于软件的系统实现，或者可由专用硬件和计算机指令的组合实现。

在上述实施例中，姿态检测单元230基于地面信息检测相机的姿态。地面信息由地面信息获取单元220获取。根据上述实施例，地面信息包括各种信息，诸如关于地平线的位置的信息。姿态检测单元230可基于各种信息和参数使用预先准备的查找表或相互作用公式（interaction formula）以产生输出数据。

另外，姿态检测单元230可使用各种数据挖掘方法定义相机的姿态和地面信息之间的关系。然后，姿态检测单元230可基于该关系检测相机的姿态。

根据上述实施例的相机姿态检测方法和设备，可在不使用任何另外的装置的情况下基于图像分析检测相机的姿态。

根据上述实施例的相机姿态检测方法和设备，可基于图像分析自动检测相机的姿态，因此，用户不必手动输入图像信息以检测相机的姿态。

如上所述，根据上述实施例中的一个或多个，可在不需要任何另外的装置或图像信息的手动输入的情况下基于图像分析自动检测相机的姿态。

应该理解，应该仅在描述性的意义上而非为了限制的目的考虑上述示例性实施例。每个实施例内的特征或方面的描述应该通常被视为可用于其它示例中的其它类似特征或方面。尽管已参照附图描述一个或多个实施例，但本领域普通技术人员将会理解，在不脱离由权利要求限定的本发明构思的精神和范围的情况下，可对其做出各种形式和细节上的变化。

Claims (20)

1.一种检测相机的姿态的方法，所述方法包括：

获取由相机捕捉的图像；

基于所述图像获取关于所述图像中的地面的地面信息；以及

基于地面信息检测相机的姿态。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述地面信息包括关于所述图像中的地平线的位置的信息。

3.如权利要求2所述的方法，其中，相机的姿态包括相机的俯仰角，

其中，检测相机的姿态的步骤包括：基于地平线的位置检测相机的俯仰角。

4.如权利要求2所述的方法，其中，获取地面信息的步骤包括：

从所述图像检测第一物体和第二物体；

检测第一物体的第一特征点和第二特征点以及第二物体的第一特征点和第二特征点；

检测第一延伸线和第二延伸线之间的交叉点，第一延伸线连接第一物体的第一特征点和第二物体的第一特征点，并且第二延伸线连接第一物体的第二特征点和第二物体的第二特征点；以及

基于交叉点获取关于地平线的位置的信息。

5.如权利要求4所述的方法，其中，通过从所述图像的第一帧检测第一物体并且从所述图像的第二帧检测第二物体来执行检测第一物体和第二物体的步骤，其中，第一帧和第二帧由相机在不同时间捕捉。

6.如权利要求5所述的方法，其中，通过在第一帧中跟踪第一物体并且检测在第二帧中跟踪的第一物体作为第二物体，来执行检测第一物体和第二物体的步骤。

7.如权利要求5所述的方法，其中，使用运动检测方法检测第一物体。

8.如权利要求4所述的方法，其中，基于相同的特征值通过特征识别方法来执行检测第一物体和第二物体的步骤。

9.如权利要求4所述的方法，其中，检测第一物体和第二物体的步骤、检测第一特征点和第二特征点的步骤以及检测交叉点的步骤被重复多次，

其中，使用通过所述重复而获得的多个交叉点来执行获取关于地平线的位置的信息的步骤。

10.如权利要求4所述的方法，其中，获取关于地平线的位置的信息的步骤包括：

从图像检测边缘；以及

通过根据交叉点选择边缘中的至少一个并且考虑选择的边缘，来获取关于地平线的位置的信息。

11.如权利要求10所述的方法，其中，通过考虑边缘中的最靠近交叉点的一个边缘，来执行获取关于地平线的位置的信息的步骤。

12.如权利要求1所述的方法，其中，所述相机在俯视模式下操作以从区域的上侧捕捉区域的图像，或者在侧视模式下操作以从区域的横向侧捕捉区域的图像，

其中，通过检测与相机的俯视模式或侧视模式对应的相机的姿态，来执行检测相机的姿态的步骤。

13.如权利要求12所述的方法，其中，获取地面信息的步骤包括：

检测所述图像中的移动物体的移动线；以及

基于检测的移动线的方向获取地面信息。

14.如权利要求13所述的方法，其中，检测移动线的步骤被重复多次以检测多个移动线，

其中，获取地面信息的步骤还包括：分析移动线以确定移动线是否具有方向性，

其中，如果移动线被确定为不具有方向性，则相机的姿态被确定为与俯视模式对应的姿态，

如果移动线被确定为具有方向性，则相机的姿态被确定为与侧视模式对应的姿态。

15.一种用于检测相机的姿态的设备，所述设备包括：

图像获取单元，被构造为获取由结合到可垂直旋转的俯仰单元的相机捕捉的图像；

地面信息获取单元，被构造为获取关于所述图像中的地面的地面信息；以及

姿态检测单元，被构造为基于地面信息检测相机的姿态。

16.如权利要求15所述的设备，其中，所述地面信息获取单元包括：

物体检测部分，被构造为从所述图像检测第一物体和第二物体；

特征点检测部分，被构造为从第一物体检测第一特征点和第二特征点并且从第二物体检测第一特征点和第二特征点；

交叉点检测部分，被构造为检测第一延伸线和第二延伸线之间的交叉点，第一延伸线连接第一物体的第一特征点和第二物体的第一特征点，并且第二延伸线连接第一物体的第二特征点和第二物体的第二特征点；以及

地平线获取部分，被构造为基于交叉点获取关于所述图像中的地平线的位置的信息。

17.如权利要求16所述的设备，其中，所述地面信息获取单元还包括：边缘检测部分，被构造为从所述图像检测边缘，

其中，地平线获取部分通过基于边缘和交叉点之间的距离选择边缘中的至少一个并且考虑选择的边缘，来获取关于地平线的位置的信息。

18.如权利要求15所述的设备，其中，所述相机在俯视模式下操作以从区域的上侧捕捉区域的图像，或者在侧视模式下操作以从区域的横向侧捕捉区域的图像，

其中，地面信息获取单元包括移动线检测部分，移动线检测部分被构造为检测所述图像中的移动物体的移动线，

其中，姿态检测单元基于移动线的方向检测与俯视模式和侧视模式中的一种对应的相机的姿态。

19.如权利要求18所述的设备，其中，所述移动线检测部分检测多个移动线，

其中，地面信息获取单元还包括方向性检测部分，方向性检测部分被构造为分析移动线以确定移动线是否具有方向性，

其中，如果移动线被确定为不具有方向性，则姿态检测单元将相机的姿态确定为与俯视模式对应的姿态，

其中，如果移动线被确定为具有方向性，则姿态检测单元将相机的姿态确定为与侧视模式对应的姿态。

20.如权利要求15所述的设备，其中，所述地面信息包括关于所述图像中的地平线的位置的信息。