CN109698906A - 基于图像的抖动处理方法及装置、视频监控系统 - Google Patents

基于图像的抖动处理方法及装置、视频监控系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于图像的抖动处理方法及装置、视频监控系统，该方法包括抖动判断步骤：判断采集到的图像是否存在抖动现象，如果是，则执行抖动消除步骤；所述抖动消除步骤：确定出摄像头的抖动方向和幅值，将采集到的图像在抖动方向上做平移，得到抖动消除后的图像。通过本发明方法及系统可以判断摄像头采集的图像是否存在抖动现象，以及在存在抖动时消除抖动对图像识别的影响，将本发明方法应用于入侵检测等场合，可以提高检测结果的准确性，避免误判。

Description

基于图像的抖动处理方法及装置、视频监控系统
技术领域
本发明涉及监控技术领域，特别涉及一种基于图像的抖动处理方法及装置、视频监控系统。
背景技术
随着安全意识的提高，视频监控技术得到快速发展，非常多的场合都应用到视频监控技术，例如银行、商场、学校、小区、变电站等场所。以变电站为例，为了实现无人值守，通常在变电站内设置了多台摄像机，采集变电站内的监控画面，通过分析采集到的监控画面判断变电站内是否发生例如人员入侵、产生火焰等异常情况。然而异常情况判断结果的准确性依赖于采集到的画面质量，如果在外力(例如风力或人不小心的触碰)的影响下摄像机发生抖动，那么采集到的图像所展示的情况就会与实际情况产生偏差，可能导致误报。然而目前的视频监控技术还不能有效地消除抖动产生的影响。
发明内容
本发明的目的在于改善现有技术还不能有效去除抖动影响的不足，提供一种基于图像的抖动处理方法及装置、视频监控系统。
为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：
一种基于图像的抖动处理方法，包括：
抖动判断步骤：判断采集到的图像是否存在抖动现象，如果是，则执行抖动消除步骤；
所述抖动消除步骤：确定出摄像头的抖动方向和幅值，将采集到的图像在抖动方向上做平移，得到抖动消除后的图像。
同时，本发明实施例还提供了一种基于图像的抖动处理装置，包括抖动判断模块和抖动消除模块，其中，抖动判断模块用于判断采集到的图像是否存在抖动现象，并将判断结果输出给抖动消除模块；所述抖动消除模块用于在采集到的图像存在抖动现象时，确定出摄像头的抖动方向和幅值，将采集到的图像在抖动方向上做平移，得到抖动消除后的图像。
同时，本发明实施例还提供了一种视频监控系统，包括摄像头、风速风向传感器、数据库服务器和终端设备，摄像头用于采集监控区域的现场图像，并将采集到的数据传输给数据库服务器，风速风向传感器用于采集风向和风速，并将采集到的数据传输给数据库服务器，终端设备用于从数据库服务器中获取摄像头和风速风向传感器采集的数据，并判断摄像头采集的图像是否存在抖动现象，以及在存在抖动现象时根据风速和风向对采集到的图像做消除抖动处理。
与现有技术相比，通过本发明方法及系统可以判断出摄像头采集的图像是否存在抖动现象，以及在存在抖动时消除抖动对图像识别的影响，将本发明方法应用于入侵检测、火灾检测等场合，可以提高检测结果的准确性，避免误判。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的视频监控系统的原理示意图。
图2为本发明实施例提供的基于图像的抖动处理方法的流程图。
图3为本发明实施例提供的基于图像的抖动处理装置的组成框图。
图4为实例中摄像头采集到的原始图像。
图5为图4所示原始图像分割后的方块图。
图6为抖动消除后的结果图。
图中标记说明
数据库服务器100；摄像头200；风速风向传感器300；终端设备400。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图中的箭头仅表示数据传输方向。本实施例中提供了一种视频监控系统，包括摄像头、风速风向传感器、数据库服务器和终端设备。摄像头可以采用球机或枪机，用于采集监控区域的现场图像，并将采集到的图像数据传输给数据库服务器进行存储。风速风向传感器用于采集当前环境的风向和风速，并将采集到的传感数据传输给数据库服务器进行存储。数据库服务器用于接收摄像头和风速风向传感器采集的数据，以及响应终端设备的请求，为终端设备提供摄像头和风速风向传感器所采集的数据。终端设备用于从数据库服务器中获取数据，并判断摄像头采集的图像是否存在抖动现象，以及在存在抖动现象时根据风速和风向对采集到的图像做消除抖动处理。终端设备可以是PC机、掌上电脑、服务器等可执行数据处理的设备。
本系统中采集风速和风向的目的是为了后期基于图像的抖动处理时的抖动消除处理，因此，为了保障处理结果的准确性，可以设置摄像头和风速风向传感器同时工作，即摄像头采集现场图像的同时风速风向传感器采集风速和风向数据，使得摄像头和风速风向传感器分别采集的数据都是针对于同一个场景。
上述视频监控系统可以用于例如入侵检测、火灾检测等各种监控应用。如图2所示，本实施例还提供了一种基于图像的抖动处理方法，本方法适用于对图1所示视频监控系统采集到的图像进行处理，或者说本方法基于图1所示视频监控系统实现。
请参阅图2，本实施例所述基于图像的抖动处理方法包括以下步骤：
S101，接收待处理的图像。
S102，判断所接收到的图像是否存在抖动现象，如果存在抖动现象则进入步骤S103，如果不存在抖动现象则结束本方法。
本步骤中，对于抖动现象的判断，作为一种实施方式，可以采用如下方式实现：
首先，将采集到的图像分割成多个单元块；
然后，求取每个单元块中像素的均值和方差；
最后，将每个单元块的均值和方差分别与其时间紧邻的图像(可以是前后的两张图像，也可以是其中一张图像)的相同位置做匹配，设定相应阈值范围，若与时间紧邻的图像的均值和方差的大小相差均在相应的阈值范围内，称为匹配，判断结果为不存在抖动现象，如果单元块的均值和方差相差有其中之一不在阈值范围内，则称为不匹配，判断结果为存在抖动现象。
仅以其中一个单元块为例，例如，按时间先后依次采集到三张图像，分别记为A、B、C，定义三张图像的其中一个相同位置的单元块分别为A1、B1、C1，分别求取A1、B1、C1的均值和方差，分别将B1与A1的均值做差、B1与A1的方差做差、B1与C1的均值做差、B1与C1的方差做差，如果所得的四个差值均在设定的相应阈值范围内，则判断为匹配，即不存在抖动现象，如果所得的四个差值中有其中一个或以上不在设定的相应阈值范围内(例如B1与A1的均值之差不在均值阈值范围内，又例如B1与C1的方差之差不在方差阈值范围内)，则判断为不匹配，即存在抖动现象。
需要说明的是，本实施例中同时采用了均值和方差进行匹配，只要均值或方差不匹配，或者均值和方差均不匹配，则判定为存在抖动现象，其效果是增强抖动判断的可靠性，作为实施方式吗，也可以仅采用方差和均值之一进行匹配。
S103，确定出摄像头的抖动方向和幅值，将采集到的图像在抖动方向上做平移，得到抖动消除后的图像。
基于图1所示视频监控系统可以采集到当前的风速和风向，因此本步骤中，是基于风速和风向来确定摄像头的抖动方向和幅值，即以风速确定出摄像头的抖动幅值，以风向确定出摄像头的抖动方向。在对图像在抖动方向上进行平移时，例如摄像头水平向左抖动，则将图像水平向左平移，例如抖动幅值为1mm，则将图像移动1mm对应的像素点。
为了防止在平移过程中，目标会移出图像外，所以选取摄像头采集的图像居中位置为处理区域，也就是将居中位置的图像进行平移(默认目标处于居中位置)。
为了更加清楚的阐述本方法，下面将以试验中的一个具体实例对本方法步骤进行阐述。
图4为摄像头采集到的原始图像，像素值为320*240，去除边缘后为256*176，将其切分成像素值为16*16的20*15个小方块，如图5所示。对去除边缘后的16*11个小方块分别求取每个小方块的均值和方差。此处仅以均值为例，其中均值如表1，与其时间紧邻的一张图像按照相同方式分割后，各个小方块的均值如表2所示，将每个小方块与时间紧邻的两张图像的相同位置的均值和方差进行比较，其中均值的匹配结果如表3所示，即将表1所示的每个均值与表2所示的对应均值做差，结果如表3所示，判断为发生抖动。
表1
表2
表3
风速风向传感器测出风力为3.4*10-3m/s，相邻图像间隔时间为0.1s，风向为与竖直方向呈45°，电脑一个像素为0.3mm，所以将去除边缘后的图像同时向上和向左分别平移8个像素点，处理后的结果如图6所示，图6中边缘为目标外，填涂为黑色。
请参阅图3，基于相同的发明构思，本实施例中同时提供了一种基于图像的抖动处理装置，包括抖动判断模块和抖动消除模块，其中，抖动判断模块用于判断采集到的图像是否存在抖动现象，并将判断结果输出给抖动消除模块；所述抖动消除模块用于在采集到的图像存在抖动现象时，确定出摄像头的抖动方向和幅值，将采集到的图像在抖动方向上做平移，得到抖动消除后的图像。
在一个实施方案中，所述抖动判断模块具体用于：将采集到的图像分割成多个单元块；求取每个单元块的像素的均值和方差；将每个单元块和与其时间紧邻的图像的相同位置做比较，如果每个单元块的均值之差和方差之差均在相应的阈值范围内，则判断为不存在抖动现象，否则判断为存在抖动现象。
在一个实施方案中，所述抖动消除模块具体用于：根据风速确定出摄像头的抖动幅值，根据风向确定出摄像头的抖动方向，将采集到的图像中居中位置的图像在抖动方向上做平移，得到消除抖动后的图像。
本发明方法、装置及系统，可以判断出摄像头采集的图像是否存在抖动现象，以及在存在抖动时消除抖动对图像识别的影响，也就是说，可以判断及消除摄像头本身抖动而导致的图像识别错误，将本发明方法应用于入侵检测、火灾检测等场合，可以提高检测结果的准确性，避免误判。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于图像的抖动处理方法，其特征在于，包括：
抖动判断步骤：判断摄像头采集到的图像是否存在抖动现象，如果是，则执行抖动消除步骤；
所述抖动消除步骤：确定出摄像头的抖动方向和幅值，将采集到的图像在抖动方向上做平移，得到抖动消除后的图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述抖动判断步骤中，判断摄像头采集到的图像是否存在抖动现象的步骤包括：
将采集到的图像分割成多个单元块；
求取每个单元块的像素的均值和/或方差；
将每个单元块和与其时间紧邻的图像的相同位置做比较，如果每个单元块的均值之差和/或方差之差在相应的阈值范围内，则判断为不存在抖动现象，否则判断为存在抖动现象。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述抖动消除步骤中，根据风速确定出摄像头的抖动幅值，根据风向确定出摄像头的抖动方向。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述抖动消除步骤中，将采集到的图像中居中位置的图像在抖动方向上做平移。
5.一种基于图像的抖动处理装置，其特征在于，包括抖动判断模块和抖动消除模块，其中，
抖动判断模块用于判断采集到的图像是否存在抖动现象，并将判断结果输出给抖动消除模块；
所述抖动消除模块用于在采集到的图像存在抖动现象时，确定出摄像头的抖动方向和幅值，将采集到的图像在抖动方向上做平移，得到抖动消除后的图像。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述抖动判断模块具体用于：将采集到的图像分割成多个单元块；求取每个单元块的像素的均值和/或方差；将每个单元块和与其时间紧邻的图像的相同位置做比较，如果每个单元块的均值之差和/或方差之差在相应的阈值范围内，则判断为不存在抖动现象，否则判断为存在抖动现象。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述抖动消除模块具体用于：根据风速确定出摄像头的抖动幅值，根据风向确定出摄像头的抖动方向，将采集到的图像中居中位置的图像在抖动方向上做平移，得到消除抖动后的图像。
8.一种视频监控系统，其特征在于，包括摄像头、风速风向传感器、数据库服务器和终端设备，摄像头用于采集监控区域的现场图像，并将采集到的数据传输给数据库服务器，风速风向传感器用于采集风向和风速，并将采集到的数据传输给数据库服务器，终端设备用于从数据库服务器中获取摄像头和风速风向传感器采集的数据，并判断摄像头采集的图像是否存在抖动现象，以及在存在抖动现象时根据风速和风向对采集到的图像做消除抖动处理。
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