CN105959578A - 一种基于智能视频技术的宽动态高清摄像机 - Google Patents

一种基于智能视频技术的宽动态高清摄像机 Download PDF

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吴永才
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Abstract

本发明公开了一种基于智能视频技术的宽动态高清摄像机，包括镜头、与镜头对应的双目立体视觉摄像头、依次与双目立体视觉摄像头连接的模数转换模块、宽动态处理模块、图像滤波模块、视频分析模块和数据输入输出模块，视频分析模块对镜头进行光圈自动控制。本发明通过宽动态处理模块实现了摄像机在非常强烈的对比环境下得到清晰的图像；BNC视频输出单元在进行视频输出的同时还能利用BNC接头实现同轴电缆供电。

Description

一种基于智能视频技术的宽动态高清摄像机
技术领域
本发明涉及摄像机技术领域，特别是涉及一种基于智能视频技术的宽动态高清摄像机。
背景技术
传统的摄像机在强光源( 日光、灯具或反光等) 照射下的高亮度区域及阴影、逆光等相对亮度较低的区域在图像中同时存在时，其输出的图像会出现明亮区域因曝光过度成为白色，而黑暗区域因曝光不足成为黑色，严重影响图像质量。摄像机在同一场景中对最亮区域及较暗区域的表现是存在局限的，这种局限就是通常所讲的“动态范围”。“动态范围” 是指某一变化的事物可能改变的跨度，即其变化值的最低端极点到最高端极点之间的区域，此区域的描述一般为最高点与最低点之间的差值。这是一个应用非常广泛的概念，在谈及摄像机产品的拍摄图像指标时，一般的“动态范围” 是指摄像机对拍摄场景中景物光照反射的适应能力，具体指亮度( 反差) 及色温( 反差) 的变化范围。传统摄像机仅有3 ∶ 1 的动态范围，其在采集一幅图像的过程中只对整个图像采样一次，必然会出现对整个图像中明亮的区域过度曝光，或较暗的区域欠曝光的现象。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于智能视频技术的宽动态高清摄像机，能在强烈的对比环境下得到清晰的图像。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于智能视频技术的宽动态高清摄像机，包括镜头、与镜头对应的双目立体视觉摄像头、依次与双目立体视觉摄像头连接的模数转换模块、宽动态处理模块、图像滤波模块、视频分析模块和数据输入输出模块，视频分析模块对镜头进行光圈自动控制。
所述双目立体视觉摄像头包括用于采集二维的视频图像的二维摄像头和用于采集视频图像的深度信息的三维视觉传感器。
所述视频分析模块包括：遗留物检测单元，用于检测设置的警戒区域中是否有遗留物，若检测到警戒区域中有遗留物，则发出报警信息；绊线检测单元，用于检测是否有目标穿越设置的绊线，若检测到目标穿越绊线，则发出报警信息；聚众检测单元，用于检测设置的警戒区域中的目标数量，当目标数量超过阈值时发出报警信息；人流量统计单元，用于对经过设置的警戒区域的人数进行统计；镜头遮挡检测单元，用于检测镜头是否被遮挡，若检测到镜头被遮挡，则发出报警信息；奔跑检测单元，用于检测设置的警戒区域中运动目标的移动速度，当运动目标的移动速度大于阈值时，发出报警信息。
所述遗留物检测单元进行遗留物检测的方法包括：在摄像模块的监视范围内设置警戒区域；在某一时间间隔内，将警戒区域进行两帧背景保存并求差计算；根据求差计算结果，判断警戒区域是否有遗留异物；若警戒区域存在遗留异物，则判断预设时间内该遗留异物是否被取走，若否，则进行报警。
所述绊线检测单元进行绊线检测的方法包括：范围点确定步骤：根据接收到的操作者在视频图像上绘制的绊线，确定用于检测活动目标越过绊线的有效范围，从所述有效范围内选择两个点作为第一判断点和第二判断点；过线判断步骤：检测活动目标的位置，根据所述活动目标的位置分别与所述第一判断点和所述第二判断点的距离的变化，确定所述活动目标越过所述绊线。
所述人流量统计单元进行人流量统计的方法包括：获取警戒区域的实时视频图像；进行警戒区域的背景检测；根据所述警戒区域的实时视频图像和所述背景检测的结果检测所述实时视频中的人员数量。
所述镜头遮挡检测单元进行镜头遮挡检测的方法包括：通过摄像模块获取三维图像；根据所述三维图像确定包含深度信息的前景图像帧，并根据前景图像帧包含的深度信息生成前景图像帧的深度直方图；根据所述三维图像确定包含深度信息的背景图像帧，并根据背景图像帧包含的深度信息生成背景图像帧的深度直方图；计算前景图像帧的深度直方图和背景图像帧的深度直方图的差值；根据所述差值判断摄像机的镜头是否异常，若是，则进行报警。
所述数据输入输出模块包括BNC视频输出单元、RJ45以太网单元、音频输入/输出单元、RS485通信单元和报警输出单元。
所述镜头为3.7mm针孔镜头。
本发明的有益效果是：本发明通过宽动态处理模块实现了摄像机在非常强烈的对比环境下得到清晰的图像；BNC视频输出单元在进行视频输出的同时还能利用BNC接头实现同轴电缆供电。
附图说明
图1为本发明基于智能视频技术的宽动态高清摄像机的示意框图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种基于智能视频技术的宽动态高清摄像机，包括镜头、与镜头对应的双目立体视觉摄像头、依次与双目立体视觉摄像头连接的模数转换模块、宽动态处理模块、图像滤波模块、视频分析模块和数据输入输出模块，视频分析模块对镜头进行光圈自动控制。
所述双目立体视觉摄像头包括用于采集二维的视频图像的二维摄像头和用于采集视频图像的深度信息的三维视觉传感器。
所述双目立体视觉摄像头利用双目立体视觉摄像技术实现视频、图像的采集。双目立体视觉摄像技术还原了图像的真实度，因为不再单纯采用软件来补偿缺失的一个维度，使得运行的软件变少了，软件的运行速度就变很快，系统不会再出现“死机”的情况，系统运行的稳定性大大得以提高。
所述图像滤波模块的滤波方法为：对采集到的视频图像进行滤波处理，本实施例中图像滤波的方法为：对于待滤波图像采用大津算法进行分割，得到二值图像；对于获得的二值图像，先进行腐蚀运算，后进行膨胀运算，得到目标区域和噪声分隔的二值图像；将获得的目标区域和噪声分隔的二值图像进行连通区域跟踪，具体步骤如下：目标区域跟踪：对于二值图像中的所有亮点，通过邻域搜索将其分隔为若干个独立连通区域；对于获得的独立连通区域，根据预设的阈值，保留超过阈值的独立连通区域作为目标区域。
所述视频分析模块包括：遗留物检测单元，用于检测设置的警戒区域中是否有遗留物，若检测到警戒区域中有遗留物，则发出报警信息；绊线检测单元，用于检测是否有目标穿越设置的绊线，若检测到目标穿越绊线，则发出报警信息；聚众检测单元，用于检测设置的警戒区域中的目标数量，当目标数量超过阈值时发出报警信息；人流量统计单元，用于对经过设置的警戒区域的人数进行统计；镜头遮挡检测单元，用于检测镜头是否被遮挡，若检测到镜头被遮挡，则发出报警信息；奔跑检测单元，用于检测设置的警戒区域中运动目标的移动速度，当运动目标的移动速度大于阈值时，发出报警信息。
所述遗留物检测单元进行遗留物检测的方法包括：在摄像模块的监视范围内设置警戒区域；在某一时间间隔内，将警戒区域进行两帧背景保存并求差计算；根据求差计算结果，判断警戒区域是否有遗留异物；若警戒区域存在遗留异物，则判断预设时间内该遗留异物是否被取走，若否，则进行报警。
所述绊线检测单元进行绊线检测的方法包括：范围点确定步骤：根据接收到的操作者在视频图像上绘制的绊线，确定用于检测活动目标越过绊线的有效范围，从所述有效范围内选择两个点作为第一判断点和第二判断点；过线判断步骤：检测活动目标的位置，根据所述活动目标的位置分别与所述第一判断点和所述第二判断点的距离的变化，确定所述活动目标越过所述绊线。
所述人流量统计单元进行人流量统计的方法包括：获取警戒区域的实时视频图像；进行警戒区域的背景检测；根据所述警戒区域的实时视频图像和所述背景检测的结果检测所述实时视频中的人员数量。
所述镜头遮挡检测单元进行镜头遮挡检测的方法包括：通过摄像模块获取三维图像；根据所述三维图像确定包含深度信息的前景图像帧，并根据前景图像帧包含的深度信息生成前景图像帧的深度直方图；根据所述三维图像确定包含深度信息的背景图像帧，并根据背景图像帧包含的深度信息生成背景图像帧的深度直方图；计算前景图像帧的深度直方图和背景图像帧的深度直方图的差值；根据所述差值判断摄像机的镜头是否异常，若是，则进行报警。
所述数据输入输出模块包括BNC视频输出单元、RJ45以太网单元、音频输入/输出单元、RS485通信单元和报警输出单元。
所述镜头为3.7mm针孔镜头。
所述摄像机还包括电源模块，电源模块为包括蓄电池模块和太阳能电池模块。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于智能视频技术的宽动态高清摄像机，其特征在于：包括镜头、与镜头对应的双目立体视觉摄像头、依次与双目立体视觉摄像头连接的模数转换模块、宽动态处理模块、图像滤波模块、视频分析模块和数据输入输出模块，视频分析模块对镜头进行光圈自动控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于智能视频技术的宽动态高清摄像机，其特征在于：所述双目立体视觉摄像头包括用于采集二维的视频图像的二维摄像头和用于采集视频图像的深度信息的三维视觉传感器。
3.根据权利要求1所述的一种基于智能视频技术的宽动态高清摄像机，其特征在于：所述视频分析模块包括：
遗留物检测单元，用于检测设置的警戒区域中是否有遗留物，若检测到警戒区域中有遗留物，则发出报警信息；
绊线检测单元，用于检测是否有目标穿越设置的绊线，若检测到目标穿越绊线，则发出报警信息；
聚众检测单元，用于检测设置的警戒区域中的目标数量，当目标数量超过阈值时发出报警信息；
人流量统计单元，用于对经过设置的警戒区域的人数进行统计；
镜头遮挡检测单元，用于检测镜头是否被遮挡，若检测到镜头被遮挡，则发出报警信息；
奔跑检测单元，用于检测设置的警戒区域中运动目标的移动速度，当运动目标的移动速度大于阈值时，发出报警信息。
4.根据权利要求3所述的一种基于智能视频技术的宽动态高清摄像机，其特征在于：所述遗留物检测单元进行遗留物检测的方法包括：
在摄像模块的监视范围内设置警戒区域；
在某一时间间隔内，将警戒区域进行两帧背景保存并求差计算；
根据求差计算结果，判断警戒区域是否有遗留异物；
若警戒区域存在遗留异物，则判断预设时间内该遗留异物是否被取走，若否，则进行报警。
5.根据权利要求3所述的一种基于智能视频技术的宽动态高清摄像机，其特征在于：所述绊线检测单元进行绊线检测的方法包括：
范围点确定步骤：根据接收到的操作者在视频图像上绘制的绊线，确定用于检测活动目标越过绊线的有效范围，从所述有效范围内选择两个点作为第一判断点和第二判断点；
过线判断步骤：检测活动目标的位置，根据所述活动目标的位置分别与所述第一判断点和所述第二判断点的距离的变化，确定所述活动目标越过所述绊线。
6.根据权利要求3所述的一种基于智能视频技术的宽动态高清摄像机，其特征在于：所述人流量统计单元进行人流量统计的方法包括：
获取警戒区域的实时视频图像；进行警戒区域的背景检测；
根据所述警戒区域的实时视频图像和所述背景检测的结果检测所述实时视频中的人员数量。
7.根据权利要求3所述的一种基于智能视频技术的宽动态高清摄像机，其特征在于：所述镜头遮挡检测单元进行镜头遮挡检测的方法包括：
通过摄像模块获取三维图像；
根据所述三维图像确定包含深度信息的前景图像帧，并根据前景图像帧包含的深度信息生成前景图像帧的深度直方图；
根据所述三维图像确定包含深度信息的背景图像帧，并根据背景图像帧包含的深度信息生成背景图像帧的深度直方图；
计算前景图像帧的深度直方图和背景图像帧的深度直方图的差值；
根据所述差值判断摄像机的镜头是否异常，若是，则进行报警。
8.根据权利要求1所述的一种基于智能视频技术的宽动态高清摄像机，其特征在于：所述数据输入输出模块包括BNC视频输出单元、RJ45以太网单元、音频输入/输出单元、RS485通信单元和报警输出单元。
9.根据权利要求1所述的一种基于智能视频技术的宽动态高清摄像机，其特征在于：所述镜头为3.7mm针孔镜头。
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