CN113259580B - 光电监控系统拍摄参数自校正方法、装置、设备和介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种光电监控系统拍摄参数自校正方法、装置、设备和介质。可以获取按照拍摄参数集合拍摄的当前图像帧，在当前图像帧中存在监控目标时，确定与拍摄参数集合对应的误差集合，按照多个参数误差的优先级序列，判断与多个参数误差对应的多个拍摄参数中是否存在待校正拍摄参数，当存在时，校正待校正拍摄参数，得到校正后的拍摄参数集合，返回并依次执行上述操作，直到与多个参数误差对应的多个拍摄参数中不存在待校正拍摄参数。通过光电监控系统拍摄参数的误差集合对待校正拍摄参数进行自主校正，并在完成校正之后，基于校正后的拍摄参数拍摄监控目标的视频，可以防止监控目标的丢失，有效地提高了光电监控系统的校正效率。
Description
技术领域
本发明一般涉及光电监控领域，具体涉及一种光电监控系统拍摄参数自校正方法、装置、设备和介质。
背景技术
对海洋船舶的识别与跟踪是海洋权益维护、监管执法和资源开发等海洋活动的常规需求，光电监控系统是海洋船舶活动态势获取过中不可或缺的必要设备。
在海洋船舶的识别与监控阶段，光电监控系统获取到的监控目标的图像帧通常与理想状态下监控目标的图像帧的清晰度存在误差，为了获取到更清晰的监控目标的图像帧，需要对摄像头的拍摄参数进行校正，保证利用校正后的拍摄参数获取的监控目标的监控视频中图像帧的清晰度。其中，该校正过程一般包括参数误差的计算和拍摄参数的校正过程。
在相关技术中，拍摄参数的校正过程通常是工作人员基于与拍摄参数对应的参数误差的计算结果，根据历史经验或者相关的参考数据对待校正拍摄参数进行校正，这种方法在很大程度上不能一次性将待校正拍摄参数调整到最佳值，需要不断的进行多次调整，耗费时间和人力资源，对光电监控系统拍摄参数的校正效率低，且容易导致监控目标丢失。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种光电监控系统拍摄参数自校正方法、装置、设备和介质，来提高光电监控系统拍摄参数的校正效率的。
第一方面，本申请提供一种光电监控系统拍摄参数自校正方法，方法包括：
获取按照拍摄参数集合拍摄的当前图像帧，拍摄参数集合包括多个拍摄参数；
在当前图像帧中存在监控目标时，确定与拍摄参数集合对应的误差集合，误差集合包括与多个拍摄参数一一对应的多个参数误差；
按照多个参数误差的优先级序列，判断与多个参数误差对应的多个拍摄参数中是否存在待校正拍摄参数，多个参数误差的优先级序列是基于光电监控系统的类型确定的；
当存在时，校正待校正拍摄参数，得到校正后的拍摄参数集合；
返回并依次执行上述操作，直到与多个参数误差对应的多个拍摄参数中不存在待校正拍摄参数。
第二方面，本申请提供一种光电监控系统拍摄参数自校正装置，装置包括：
获取模块，被配置为获取按照拍摄参数集合拍摄的当前图像帧，拍摄参数集合包括多个拍摄参数；
确定模块，被配置为在当前图像帧中存在监控目标时，确定与拍摄参数集合对应的误差集合，误差集合包括与多个拍摄参数一一对应的多个参数误差；
判断模块，被配置为按照多个参数误差的优先级序列，判断与多个参数误差对应的多个拍摄参数中是否存在待校正拍摄参数，多个参数误差的优先级序列是基于光电监控系统的类型确定的；
校正模块，被配置为当存在时，校正待校正拍摄参数，得到校正后的拍摄参数集合；
返回操作模块，被配置为返回并依次执行上述操作，直到与多个参数误差对应的多个拍摄参数中不存在待校正拍摄参数。
第三方面，本申请提供一种计算机设备，计算机设备包括：
处理器；
用于存储处理器的可执行指令的存储器；
其中，处理器被配置为执行如第一方面的光电监控系统拍摄参数自校正方法。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当可读存储介质在处理组件上运行时，使得处理组件执行如第一方面的光电监控系统拍摄参数自校正方法。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本申请的实施例提供的光电监控系统拍摄参数自校正方法、装置、设备和介质，可以获取按照拍摄参数集合拍摄的当前图像帧，在当前图像帧中存在监控目标时，确定与拍摄参数集合对应的误差集合，按照多个参数误差的优先级序列，判断与多个参数误差对应的多个拍摄参数中是否存在待校正拍摄参数，当存在时，校正待校正拍摄参数，得到校正后的拍摄参数集合，返回并依次执行上述操作，直到与多个参数误差对应的多个拍摄参数中不存在待校正拍摄参数。通过光电监控系统拍摄参数的误差集合对待校正拍摄参数进行自主校正，并在完成校正之后，基于校正后的拍摄参数拍摄监控目标的视频，可以防止监控目标的丢失，有效地提高了光电监控系统的校正效率。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本申请实施例提供的一种光电监控系统拍摄参数自校正方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的另一种光电监控系统拍摄参数自校正方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的一种光电监控系统拍摄参数自校正装置的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的另一种光电监控系统拍摄参数自校正装置的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的另一种光电监控系统拍摄参数自校正系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
本申请实施例提供一种光电监控系统的自主校正方法，可以解决相关技术中利用光电监控系统监控海洋船舶时，对光电监控系统拍摄参数的校正效率低的问题。该方法可以应用于光电监控系统的数据处理设备中，该光电监控系统还可以包括摄像头和控制设备，示例的，该数据处理设备可以为移动终端设备(例如，智能手机、平板电脑等)中，也可以为固定终端(台式电脑)或服务器。如图1所示，该方法包括：
步骤101、获取按照拍摄参数集合拍摄的当前图像帧。
在本申请实施例中，拍摄参数集合包括多个拍摄参数。可选的，该多个拍摄参数可以是摄像头的水平视角、垂直视角、水平角度、垂直角度、倍率和焦平面。
步骤102、在当前图像帧中存在监控目标时，确定与拍摄参数集合对应的误差集合。
在本申请实施例中，误差集合包括与多个拍摄参数一一对应的多个参数误差。可选的，该多个拍摄参数可以是水平视角误差、垂直视角误差、水平角度误差、垂直角度误差、倍率误差和焦平面误差。其中，水平角度误差表示监控目标与最佳观测点的水平像素距离，正值表示监控目标位于最佳观测点的右侧，负值表示监控目标位于最佳观测点的左侧；垂直角度误差表示监控目标与最佳观测点的垂直像素距离，正值表示监控目标位于最佳观测点的上方，负值表示监控目标位于最佳观测点的下方；倍率误差表示监控目标与图像帧的长度比例与最佳观测点的相对距离，正值表示大于最佳观测比例，负值表示小于最佳观测比例；水平视角误差表示监控目标与最佳观测点的水平角度差值，正值表示监控目标位于最佳观测点的右侧，负值表示监控目标位于最佳观测点的左侧；垂直视角误差表示监控目标与最佳观测点的垂直角度差值，正值表示监控目标位于最佳观测点的上方，负值表示监控目标位于最佳观测点的下方；焦平面误差表示监控目标所在位置的图像清晰度与最佳观测点的图像清晰度的差值，其中，该最佳观测点为图像帧的中心位置，对于倍率误差，需要确定的是监控目标与图像帧的长度比例，是因为监控目标通常长度远大于高度，利用水平方向的长度比例进行运算，更有利于调整摄像头到最佳观测点。
步骤103、按照多个参数误差的优先级序列，判断与多个参数误差对应的多个拍摄参数中是否存在待校正拍摄参数。
在本申请实施例中，多个参数误差的优先级序列基于光电监控系统的类型确定。
步骤104、当存在时，校正待校正拍摄参数，得到校正后的拍摄参数集合。
步骤105、返回并依次执行上述操作，直到与多个参数误差对应的多个拍摄参数中不存在待校正拍摄参数。
在本步骤中，在得到校正后的拍摄参数集合后，返回步骤101，并依次执行上述步骤101至103，直到与多个参数误差对应的多个拍摄参数中不存在待校正拍摄参数。
综上所述，本申请实施例提供的光电监控系统拍摄参数自校正方法，可以获取按照拍摄参数集合拍摄的当前图像帧，在当前图像帧中存在监控目标时，确定与拍摄参数集合对应的误差集合，按照多个参数误差的优先级序列，判断与多个参数误差对应的多个拍摄参数中是否存在待校正拍摄参数，当存在时，校正待校正拍摄参数，得到校正后的拍摄参数集合，返回并依次执行上述操作，直到与多个参数误差对应的多个拍摄参数中不存在待校正拍摄参数。通过光电监控系统拍摄参数的误差集合对待校正拍摄参数进行自主校正，并在完成校正之后，基于校正后的拍摄参数拍摄监控目标的视频，可以防止监控目标的丢失，有效地提高了光电监控系统的校正效率。
本申请实施例提供一种光电监控系统拍摄参数自校正方法，可以解决相关技术中利用光电监控系统监控海洋船舶时，对光电监控系统拍摄参数的校正效率低的问题。该方法可以应用于光电监控系统的数据处理设备中，该光电监控系统还可以包括摄像头和控制设备。如图2所示，该方法包括：
步骤201、获取按照拍摄参数集合拍摄的当前图像帧。
在本申请实施例中，拍摄参数集合中的多个拍摄参数可以是摄像头的水平视角、垂直视角、水平角度、垂直角度、倍率和焦平面。
在本步骤中，当光电监控系统接收或者识别到目标位置时，执行目标监控任务，数据处理设备可以将该目标位置转换为光电控制系统摄像头的拍摄参数，将该拍摄参数发送给光电控制系统的控制设备，控制设备可以基于该拍摄参数控制摄像头转动或者移动至目标位置处，以拍摄目标位置处的图像视频，以获取当前图像帧，该当前图像帧可以是图像视频中的任一帧图像，并将该当前图像帧发送给数据处理设备；当光电监控系统未接收或者未识别到目标位置时，可以按照预先设定的拍摄参数，移动摄像头以执行常规巡航检查任务。
其中，目标位置可以是数据处理设备接收到的船舶自动识别系统(英文：Automatic Identification System，简称：AIS)、雷达、北斗、全球定位系统(英文：GlobalPositioning System，简称：GPS)等设备或者用户发送的位置信息，或者，目标位置可以是识别到的用户输入的位置信息，该位置信息可以为需要光电监控系统进行目标监控的位置坐标，如经度和维度信息。
需要说明的是，在本申请实施例中，光电监控系统可以接收或者识别多个目标位置，并按照接收或者识别到目标位置的时间先后顺序，依次执行目标监控任务，或者，响应于用户对多个目标位置中任一个目标位置的选择操作，优先执行关于该目标位置的目标监控任务。
步骤202、在当前图像帧中存在监控目标时，确定与拍摄参数集合对应的误差集合。
在本步骤中，可以基于当前图像帧和预先建立的船舶识别模型判断当前图像帧中是否存在监控目标，该监控目标为海洋船舶。该识别当前图像帧中是否存在监控目标的过程可以是：将该当前图像帧输入预先建立的船舶识别模型中进行目标识别，当该当前图像帧中存在监控目标时，可以输出该当前图像帧中监控目标的像素位置、船舶类别和与该船舶类别对应的置信度。其中，置信度表示监控目标为某一类型船舶的可能性的大小。
在本申请实施例中，该船舶识别模型的建构过程可以包括：
步骤A1、搭建船舶图像数据库。
在本申请实施例中，船舶图像数据库中的船舶图像可以是多个光电监控系统中存储的历史视频中包含船舶的图像帧，或者互联网的第一图像，该第一图像为包含船舶的图像，将该图像帧和第一图像中的船舶进行分类，获取与每种船舶类型对应的多个图像帧或第一图像。其中，对船舶进行分类的过程可以是：将包含同一类型船舶的图像帧或第一图像统一重命名，使用标注工具对图像帧或第一图像中的船舶进行标注，生成标注文件。其中，该包含同一类型船舶的图像帧或第一图像中的船舶尽可能为远近、清晰和模糊、正面和侧面等不同形态下的图像帧或船舶图像。
步骤A2、基于船舶图像数据库训练船舶识别模型。
将图像数据库中的船舶图像确定为训练集，将每个船舶图像输入预训练模型中进行迭代运算，在进行预设迭代次数后，计算该预训练模型的损失函数，基于该损失函数判断该预训练模型是否收敛，若是，则确定该预训练模型为船舶识别模型，若不是，修改迭代次数后重新进行迭代运算。其中，预设迭代次数可以通过经验数据确定，本申请实施例对此不做限定。
步骤A3、确定船舶识别模型识别每种船舶类型的置信度。
对于某一类船舶，将与该类船舶对应的多个船舶图像分别输入船舶识别模型中，判断船舶识别模型能否识别出船舶图像中的该类船舶，将可以识别出该类船舶的船舶图像数与船舶图像总数的比值确定为船舶识别模型识别该类船舶的置信度。基于该方法可以确定船舶识别模型识别每类船舶的置信度。
可选的，可以确定利用船舶识别模型对每个船舶图像进行识别的时间长度，获取多个时间长度，将该多个时间长度的加权平均值确定为该船舶识别模型的识别周期。基于该船舶识别周期可以确定获取视频图像中图像帧的频率，避免出现在船舶识别模型正在进行目标识别的过程中，将下一帧的图像帧输入该船舶识别模型的情况，影响正在进行的目标识别过程产生的识别结果的准确性，造成目标识别误差。
需要说明的是，在本步骤中，当前图像帧中可能存在多个监控目标，将尺寸最大的监控目标确定为光电控制系统需要监控的监控目标。
进一步的，在当前图像帧中存在监控目标时，确定与拍摄参数集合对应的误差集合。
在本申请实施例中，与拍摄参数集合对应的误差集合可以包括水平像素误差、垂直像素误差、水平视角误差、垂直视角误差、倍率误差和焦平面误差。其中，水平像素误差表示监控目标与最佳观测点的水平像素距离，正值表示监控目标位于最佳观测点的右侧，负值表示监控目标位于最佳观测点的左侧；垂直像素误差表示监控目标与最佳观测点的垂直像素距离，正值表示监控目标位于最佳观测点的上方，负值表示监控目标位于最佳观测点的下方；倍率误差表示监控目标与图像帧的长度比例与最佳观测点的相对距离，正值表示大于最佳观测比例，负值表示小于最佳观测比例；水平视角误差表示监控目标与最佳观测点的水平角度差值，正值表示监控目标位于最佳观测点的右侧，负值表示监控目标位于最佳观测点的左侧；垂直视角误差表示监控目标与最佳观测点的垂直角度差值，正值表示监控目标位于最佳观测点的上方，负值表示监控目标位于最佳观测点的下方；焦平面误差表示监控目标所在位置的图像清晰度与最佳观测点的图像清晰度的差值，其中，该最佳观测点为图像帧的中心位置，对于倍率误差，需要确定的是监控目标与图像帧的长度比例，是因为监控目标通常长度远大于高度，利用水平方向的长度比例进行运算，更有利于调整摄像头到最佳观测点。
可选的，确定水平像素误差、垂直像素误差和倍率误差的过程包括：确定图像帧的像素尺寸、图像帧中监控目标的像素尺寸和监控目标中心点的像素坐标；基于监控目标中心点的像素坐标与图像帧的像素尺寸确定水平像素误差和垂直像素误差；基于图像帧的像素长度和监控目标的像素长度确定倍率误差。其中，像素尺寸包括像素长度与像素宽度；水平像素误差为监控目标中心点的像素横坐标与二分之一图像帧的像素长度的差值，垂直像素误差为监控目标中心点的像素纵坐标与二分之一图像帧的像素宽度的差值；倍率误差为监控目标的像素长度与图像帧的像素长度的比值与黄金比例之间的差值。
示例的，假设确定的图像帧的像素尺寸为(lp,wp)，监控目标的像素尺寸为(lop,wop)，监控目标中心点的像素坐标为(xop,yop)，其中，lp为图像帧的像素长度，wp为图像帧的像素宽度，lop为监控目标的像素长度，wop为监控目标的像素宽度。
则水平像素误差ehp为垂直像素误差epp为倍率误差ezp为其中φ为黄金比例，φ为0.618。
可选的，确定水平视角误差和垂直视角误差的过程包括：确定光电监控系统的摄像头的感光阵列的尺寸、图像帧中监控目标的像素尺寸和监控目标中心点的像素坐标；确定监控目标中心点的横坐标与感光阵列中心点横坐标的第一差值，确定监控目标中心点的纵坐标与感光阵列中心点纵坐标的第二差值；基于第一差值与光电监控系统的摄像头的焦距确定水平视角误差，基于第二差值与摄像头的焦距确定垂直视角误差。其中，该感光阵列的尺寸可以通过该感光阵列的型号从生产厂商处查询获取。
示例的，假设获取的感光阵列的尺寸为(la,wa)，图像帧的像素尺寸为(lp,wp)，监控目标中心点的像素坐标为(xop,yop)，其中，la为感光阵列的长度，wa为感光阵列的宽度，lp为图像帧的像素长度，wp为图像帧的像素宽度。
第一差值hx为第二差值hy为水平视角误差θx为垂直视角误差θy为f′为摄像头的焦距。
可选的，确定焦平面误差的过程主要通过基于拉普拉斯算子的边缘监测方法实现，该过程可以包括：
步骤B1、基于拉普拉斯算子方法对图像帧进行边缘检测获取边缘图像。
在本步骤中，该过程可以包括：利用拉普拉斯公式重新确定图像帧中的每个像素点的灰度值，将灰度值大于灰度阈值的像素点确定为图像帧的边缘图像中的像素点。其中，灰度阈值可基于实际需要确定，本申请实施例对此不做限定。该拉普拉斯公式为：
其中，
则Laplace(f)＝f[x+1,y]+f[x-1,y]+f[x,y+1]+f[x,y-1]-4f[x,y]，其中f[x,y]为坐标为(x,y)像素点的灰度值，f[x+1,y]为与坐标为(x,y)像素点右侧相邻的像素点的灰度值，f[x-1,y]为与坐标为(x,y)像素点左侧相邻的像素点的灰度值，f[x,y+1]为与坐标为(x,y)像素点上方相邻的像素点的灰度值，f[x,y-1]为与坐标为(x,y)像素点下方相邻的像素点的灰度值。
步骤B2、确定边缘图像的清晰度。
在本申请实施例中，可以确定边缘图像的清晰度s的方差s2，基于该方差s2确定边缘图像的清晰度s，该方差s2为
其中，xn为边缘图像中第n个像素点的像素值你，M为边缘图像中全部像素点的平均像素值。
步骤B3、基于清晰度与清晰度阈值确定焦平面误差。
在本步骤中，将边缘图像的清晰度s与清晰度阈值的差值确定为焦平面误差。其中，该清晰度阈值可以基于实际需要确定，本申请实施例对此不做限定。
可选的，在当前图像帧中存在监控目标时，等待获取下一图像帧。
步骤203、按照多个参数误差的优先级序列，判断与多个参数误差对应的多个拍摄参数中是否存在待校正拍摄参数。
在本申请实施例中，光电监控系统有多种类型，不同类型的光电监控系统对其摄像头拍摄参数的控制机制不同，在拍摄参数校正时，需要校正的拍摄参数也不同，可选的，当光电监控系统为第一类光电监控系统时，该第一类光电监控系统为可以提供参数误差反馈的光电监控系统，该参数误差可以包括水平视角误差、垂直视角误差、倍率误差和焦平面误差，当光电监控系统为第二类光电监控系统时，该第二类光电监控系统为可以提供摄像头方位控制或者像素引导的光电监控系统，可以基于拍摄参数中的水平位移、垂直位移、倍率和焦距控制摄像头的移动或者旋转。
可选的，对于第一类光电监控系统，该多个参数误差的优先级序列为水平视角误差、垂直视角误差、倍率误差和焦平面误差；对于第二类光电监控系统，该多个参数误差的优先级序列为水平像素误差、垂直像素误差、倍率误差和焦平面误差。该多个参数误差的优先级序列是基于参数误差大于误差门限时，调整与参数误差对应的拍摄参数的难易程度确定的，以便于快速对摄像头的拍摄参数进行调整，提高拍摄参数的校正效率。
在本步骤中，按照多个参数误差的优先级序列，判断与多个参数误差对应的多个拍摄参数中是否存在待校正拍摄参数的过程可以是：按照多个参数误差的优先级序列依次判断每个参数误差是否小于等于与参数误差对应的误差门限；若每个参数误差均小于等于与参数误差对应的误差门限，确定与多个参数误差对应的多个拍摄参数中不存在需要校正的拍摄参数；若任一参数误差大于与参数误差对应的误差门限，确定与任一参数误差对应的拍摄参数为待校正拍摄参数。其中，该误差门限包括：水平视角误差门限、垂直视角误差门限、水平像素误差门限、垂直像素误差门限、倍率误差门限和焦平面误差门限，其大小可以基于实际需要确定，本申请实施例对此不作限定。
示例的，当光电监控系统为第一类光电监控系统时，依照由优先级序列依次判断水平视角误差、垂直视角误差、倍率误差和焦平面误差是否大于各自的误差门限，若水平视角误差小于等于水平视角误差门限，则继续判断垂直视角误差是否大于垂直视角误差门限，若垂直视角误差小于等于垂直视角误差门限，则继续判断倍率误差是否大于倍率误差门限，若倍率误差小于等于倍率误差门限，则继续判断焦平面误差是否大于焦平面误差门限，若焦平面误差小于等于焦平面误差门限，则确定与多个参数误差对应的多个拍摄参数中不存在需要校正的拍摄参数；假设垂直视角误差大于垂直视角误差门限，确定与垂直视角误差对应的垂直视角为待校正拍摄参数，并停止判断倍率误差和焦平面误差是否大于各自的误差门限。当光电监控系统为第二类光电监控系统时，可以基于与第一类光电监控系统相同的方法判断与多个参数误差对应的多个拍摄参数中是否存在待校正拍摄参数，本申请实施例对此不再赘述。
步骤204、当存在时，校正待校正拍摄参数，得到校正后的拍摄参数集合。
在本步骤中，获取校正后的拍摄参数集合的过程可以包括：计算与待校正拍摄参数对应的参数校正值；基于参数校正值按照与待校正拍摄参数对应的校正策略校正待校正拍摄参数，得到校正后的拍摄参数集合。
可选的，该基于参数校正值按照与待校正拍摄参数对应的校正策略校正待校正拍摄参数的过程可以有以下几种可选的实现方式：
在一种可选的实现方式中，当水平视角误差或者垂直视角误差分别大于与其对应的误差门限时，可以将水平视角误差值或者垂直视角误差值确定为参数校正值，将该参数校正值发送至控制设备，控制设备可以基于该参数校正值控制摄像头向最佳观测点处进行旋转，实现对水平视角或者垂直视角的校正。示例的，若水平视角误差θx为-0.018°，则表示监控目标位于最佳观测点的左侧，将摄像头向右侧旋转0.018°以实现对水平视角的校正。
在另一种可选的实现方式中，当水平像素误差或者垂直像素误差分别大于与其对应的误差门限时，若第二类光电监控系统为可以提供摄像头方位控制的光电控制系统时，与该水平像素误差对应的参数校正值为摄像头的水平方向的位移时长，该水平方向的位移时长的计算过程可以是：基于水平像素误差确定摄像头的水平方向的位移时长，其中，该水平方向的位移时长TMk为
其中，ehp为水平像素误差，n为归一化系数，fk为水平方向位移校正系数，其数值可以基于实际需要确定，本申请实施例对此不做限定。并将该水平方向的位移时长发送至控制设备，控制设备可以基于该位移时长控制摄像头在水平方向上向最佳观测点处移动。
示例的，若水平像素误差ehp为0.1毫米，表示监控目标位于最佳观测点的右侧，基于该水平像素误差确定摄像头的水平方向的位移时长为0.01毫秒，则可以控制摄像头在水平方向上向左侧水平位移0.01毫秒以实现对水平像素的位移的校正。
可选的，还可以确定拍摄参数校正后的水平像素误差e′hp，该过程可以参考上述步骤202，本申请实施例对此不做赘述，进一步的，可以更新水平方向位移校正系数，该更新后的水平方向位移校正系数fk′为：
在下一个拍摄参数的校正周期内，当水平视角误差大于水平视角误差门限时，可以基于该更新后的水平方向位移校正系数确定摄像头的水平方向的位移时长。
与该垂直像素误差对应的参数校正值为摄像头的垂直方向的位移时长，该垂直方向的位移时长的计算过程可以是：基于垂直像素误差确定摄像头的垂直方向的位移时长，其中，垂直方向的位移时长TMp为：
其中，epp为垂直像素误差，n为归一化系数，fp为垂直方向位移校正系数，其数值可以基于实际需要确定，本申请实施例对此不做限定。并将该垂直方向的位移时长发送至控制设备，控制设备可以基于该位移时长控制摄像头在垂直方向上向最佳观测点处移动。
示例的，若垂直像素误差epp为-0.1毫米，表示监控目标位于最佳观测点的下方侧，基于该垂直像素误差确定摄像头的垂直方向的位移时长为0.01毫秒，则可以控制摄像头在垂直方向上向上方垂直位移0.01毫秒以实现对垂直像素的位移的校正。
可选的，还可以确定拍摄参数校正后的垂直像素误差e′pp，该过程可以参考上述步骤202，本申请实施例对此不做赘述，进一步的，可以更新垂直方向位移校正系数，该更新后的垂直方向位移校正系数fp′为：
在下一个拍摄参数的校正周期内，当垂直视角误差大于垂直视角误差门限时，基于该更新后的垂直方向位移校正系数确定摄像头的垂直方向的位移时长。
当第二类光电监控系统为可以提供像素引导的光电控制系统时，可以直接将水平像素误差值或者垂直像素误差值确定为参数校正值，将该参数校正值发送给摄像头，摄像头可以搭载数据处理器，数据处理器可以基于参数校正值计算水平方向的位移时长TMk或者垂直方向的位移时长TMp，控制设备基于计算结果可以控制摄像头在水平或者垂直方向移动。该水平方向的位移时长TMk或者垂直方向的位移时长TMp的计算过程，可以参考上述提供摄像头方位控制的光电控制系统中，水平方向的位移时长TMk或者垂直方向的位移时长TMp的计算过程，本申请实施例不再赘述。
在又一种可选的实现方式中，当倍率误差大于与其对应的误差门限时，与该倍率误差对应的参数校正值为摄像头的倍率校正持续时长，该倍率校正持续时长的计算过程可以是：基于倍率误差确定摄像头的倍率校正持续时长，其中，倍率校正持续时长TMz为
其中，ezp为倍率误差，n为归一化系数，fz为倍率校正系数，其数值可以基于实际需要确定，本申请实施例对此不做限定。将该倍率校正持续时长发送至控制设备，控制设备可以基于该倍率校正持续时长控制摄像头在水平方向上向最佳观测点处移动。
可选的，还可以确定拍摄参数校正后的倍率误差e′zp，该过程可以参考上述步骤202，本申请实施例对此不做赘述，进一步的，可以更新倍率校正系数，该更新后的倍率校正系数fz′为：
在下一个拍摄参数的校正周期内，当倍率误差大于倍率误差门限时，基于该更新后的倍率校正系数确定摄像头的倍率校正持续时长。
在再一种可选的实现方式中，当焦平面误差大于与其对应的误差门限时，与该焦平面误差对应的参数校正值为焦平面误差校正系数，该焦平面误差校正系数的计算过程可以是：确定摄像头焦平面的中心点，选择中心点处的四个相邻像素点，基于该四个相邻像素点确定摄像头镜头的中心点在焦平面成像点的位置坐标，基于该位置坐标确定焦平面误差校正系数。示例的，假设焦平面的水平方向和垂直方向分别有320个像素，则该焦平面的中心点处的四个相邻像素点为(160，160)、(160，161)、(161，160)和(161，161)，则摄像头镜头的中心点在焦平面成像点的位置坐标为[(j-160.5)*d，(160.5-i)*d]，其中，j为镜头的中心点的横坐标，i为镜头的中心点的纵坐标，d为像素中心距，表示焦平面的中心点处的四个相邻像素点中，任意两个相邻像素点中心位置之间的距离，误差校正系数L为：L＝[(j-160.5)*d2+(160.5-i)*d2]12。将该焦平面误差校正系数发送至控制设备，控制设备可以基于该焦平面误差校正系数调节焦平面的位置。
步骤205、返回并依次执行上述操作，直到与多个参数误差对应的多个拍摄参数中不存在待校正拍摄参数。
在本申请实施例中，在得到校正后的拍摄参数集合后，返回上述步骤201，执行上述步骤201至步骤203，直到与多个参数误差对应的多个拍摄参数中不存在待校正拍摄参数。
步骤206、在与多个参数误差对应的拍摄参数集合中不存在待校正拍摄参数时，判断监控目标是否位于图像帧中的最佳观测区域内。
在本步骤中，在确定与多个参数误差对应的拍摄参数集合中不存在待校正拍摄参数时，可以基于校正后的拍摄参数拍摄目标图像，将该目标图像发送给数据处理设备，数据处理设备可以判断目标图像中的监控目标是否位于最佳观测区域内，该判断方法为：判断目标图像中监控目标的像素面积与目标图像的像素面积的比值是否大于面积比率阈值，且监控目标中心点的像素坐标是否与目标图像的中心点像素坐标是否重合，若是，确定监控目标位于最佳观测区域内。其中，面积比率阈值可以为40％。
步骤207、若是，录制监控目标的监控视频。
在本步骤中，若监控目标位于最佳观测区域内，数据处理设备可以向控制设备发送监控视频录制信号，控制设备接收该监控视频录制信号后，提取其中的时间信息，并控制摄像头按照时间信息中的时间长度录制监控目标的监控视频，将录制的监控视频发送至数据处理设备，数据处理设备为该监控视频分配视频账号，存储该监控视频；或者，将该监控视频发送至存储设备进行存储，在该数据处理设备中建立视频账号和与该视频账号对应的监控视频在存储设备中的存储位置的对应关系表，以便于利用数据处理设备对该监控视频进行提取或者调用。若监控目标不在最佳观测区域内，返回步骤201，并依次执行步骤201-205，直至监控目标位于最佳观测区域内，并录制该监控目标的监控视频。
综上所述，本申请实施例提供的光电监控系统拍摄参数自校正方法，可以获取按照拍摄参数集合拍摄的当前图像帧，在当前图像帧中存在监控目标时，确定与拍摄参数集合对应的误差集合，按照多个参数误差的优先级序列，判断与多个参数误差对应的多个拍摄参数中是否存在待校正拍摄参数，当存在时，校正待校正拍摄参数，得到校正后的拍摄参数集合，返回并依次执行上述操作，直到与多个参数误差对应的多个拍摄参数中不存在待校正拍摄参数。通过光电监控系统拍摄参数的误差集合对待校正拍摄参数进行自主校正，并在完成校正之后，基于校正后的拍摄参数拍摄监控目标的视频，可以防止监控目标的丢失，有效地提高了光电监控系统的校正效率。
本申请实施例提供一种光电监控系统拍摄参数自校正装置，如图3所示，该装置30包括：
获取模块301，被配置为获取按照拍摄参数集合拍摄的当前图像帧，拍摄参数集合包括多个拍摄参数；
确定模块302，被配置为在当前图像帧中存在监控目标时，确定与拍摄参数集合对应的误差集合，误差集合包括与多个拍摄参数一一对应的多个参数误差；
判断模块303，被配置为按照多个参数误差的优先级序列，判断与多个参数误差对应的多个拍摄参数中是否存在待校正拍摄参数，多个参数误差的优先级序列是基于光电监控系统的类型确定的；
校正模块304，被配置为当存在时，校正待校正拍摄参数，得到校正后的拍摄参数集合；
返回操作模块305，被配置为返回并依次执行上述操作，直到与多个参数误差对应的多个拍摄参数中不存在待校正拍摄参数。
可选的，校正模块304，被配置为：
计算与待校正拍摄参数对应的参数校正值；
基于参数校正值按照与待校正拍摄参数对应的校正策略校正待校正拍摄参数。
可选的，判断模块303，被配置为：
当光电监控系统为第一类光电监控系统时，多个参数误差的优先级序列为水平视角误差、垂直视角误差、倍率误差和焦平面误差；
当光电监控系统为第二类光电监控系统时，多个参数误差的优先级序列为水平像素误差、垂直像素误差、倍率误差和焦平面误差。
可选的，判断模块303，被配置为：
按照多个参数误差的优先级序列依次判断每个参数误差是否小于等于与参数误差对应的误差门限；
若每个参数误差均小于等于与参数误差对应的误差门限，确定与多个参数误差对应的多个拍摄参数中不存在需要校正的拍摄参数；
若任一参数误差大于与参数误差对应的误差门限，确定与任一参数误差对应的拍摄参数为待校正拍摄参数。
可选的，参数误差包括水平像素误差、垂直像素误差和倍率误差，确定模块302，被配置为：
确定图像帧的像素尺寸、监控目标的像素尺寸和监控目标中心点的像素坐标，像素尺寸包括像素长度与像素宽度；
基于监控目标中心点的像素坐标与图像帧的像素尺寸确定水平像素误差和垂直像素误差；
基于图像帧的像素长度和监控目标的像素长度确定倍率误差。
可选的，参数误差包括水平视角误差和垂直视角误差，确定模块302，被配置为：
确定光电监控系统的摄像头的感光阵列的尺寸、监控目标的像素尺寸和监控目标中心点的像素坐标；
确定监控目标中心点的横坐标与感光阵列中心点横坐标的第一差值；
确定监控目标中心点的纵坐标与感光阵列中心点纵坐标的第二差值；
基于第一差值与光电监控系统的摄像头的焦距确定水平视角误差；
基于第二差值与摄像头的焦距确定垂直视角误差。
可选的，参数误差包括焦平面误差，确定模块302，被配置为：
基于拉普拉斯算子装置对图像帧进行边缘检测获取边缘图像；
确定边缘图像的清晰度；
基于清晰度与清晰度阈值确定焦平面误差。
可选的，如图4所示，该装置30还包括：
第一判断模块306、被配置为在与多个参数误差对应的拍摄参数集合中不存在待校正拍摄参数时，判断监控目标是否位于图像帧中的最佳观测区域内；
录制模块307、被配置为若是，录制监控目标的监控视频。
综上所述，本申请实施例提供的光电监控系统拍摄参数自校正装置，可以获取按照拍摄参数集合拍摄的当前图像帧，在当前图像帧中存在监控目标时，确定与拍摄参数集合对应的误差集合，按照多个参数误差的优先级序列，判断与多个参数误差对应的多个拍摄参数中是否存在待校正拍摄参数，当存在时，校正待校正拍摄参数，得到校正后的拍摄参数集合，返回并依次执行上述操作，直到与多个参数误差对应的多个拍摄参数中不存在待校正拍摄参数。通过光电监控系统拍摄参数的误差集合对待校正拍摄参数进行自主校正，并在完成校正之后，基于校正后的拍摄参数拍摄监控目标的视频，可以防止监控目标的丢失，有效地提高了光电监控系统的校正效率。
图5是根据一示例性实施例示出的一种计算机系统，该计算机系统包括中央处理单元(CPU)401，其可以根据存储在只读存储器(ROM)402中的程序或者从存储部分加载到随机访问存储器(RAM)403中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM403中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU401、ROM402以及RAM403通过总线404彼此相连。输入/输出(I/O)接口405也连接至总线404。
以下部件连接至I/O接口405：包括键盘、鼠标等的输入部分406；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分；包括硬盘等的存储部分408；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分409。通信部分409经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器也根据需要连接至I/O接口405。可拆卸介质411，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器410上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分408。
特别地，根据本申请的实施例，上文图1至图3描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本申请的各个实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)401执行时，执行本申请的系统中限定的上述功能。
需要说明的是，本申请所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的方法、装置和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本申请实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括获取模块、确定模块、判断模块、校正模块和返回操作模块。其中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定，例如，获取模块还可以被描述为“用于获取按照拍摄参数集合拍摄的当前图像帧的获取模块”。
作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现如上述实施例中所述的光电监控系统拍摄参数自校正方法。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (9)
1.一种光电监控系统拍摄参数自校正方法，其特征在于，所述方法包括：
获取按照拍摄参数集合拍摄的当前图像帧，所述拍摄参数集合包括多个拍摄参数；
在所述当前图像帧中存在监控目标时，确定与所述拍摄参数集合对应的误差集合，所述误差集合包括与所述多个拍摄参数一一对应的多个参数误差；
按照所述多个参数误差的优先级序列，判断与所述多个参数误差对应的多个拍摄参数中是否存在待校正拍摄参数，包括：
按照所述多个参数误差的优先级序列依次判断每个所述参数误差是否小于等于与所述参数误差对应的误差门限；若每个所述参数误差均小于等于与所述参数误差对应的误差门限，确定与所述多个参数误差对应的多个拍摄参数中不存在需要校正的所述拍摄参数；若任一所述参数误差大于与所述参数误差对应的误差门限，确定与任一所述参数误差对应的拍摄参数为待校正拍摄参数；
所述多个参数误差的优先级序列是基于所述光电监控系统的类型确定的，其中，当所述光电监控系统为第一类光电监控系统时，所述第一类光电监控系统为可以提供所述参数误差反馈的光电监控系统，所述多个参数误差的优先级序列为水平视角误差、垂直视角误差、倍率误差和焦平面误差；当所述光电监控系统为第二类光电监控系统时，所述第二类光电监控系统为可以提供摄像头方位控制或者像素引导的光电监控系统，所述多个参数误差的优先级序列为水平像素误差、垂直像素误差、倍率误差和焦平面误差；
当存在时，校正所述待校正拍摄参数，得到校正后的拍摄参数集合；
返回并依次执行上述操作，直到与所述多个参数误差对应的多个拍摄参数中不存在待校正拍摄参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述校正所述待校正拍摄参数，包括：
计算与所述待校正拍摄参数对应的参数校正值；
基于所述参数校正值按照与所述待校正拍摄参数对应的校正策略校正所述待校正拍摄参数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参数误差包括水平像素误差、垂直像素误差和倍率误差，所述确定与所述拍摄参数集合对应的误差集合，包括：
确定所述图像帧的像素尺寸、所述监控目标的像素尺寸和所述监控目标中心点的像素坐标，所述像素尺寸包括像素长度与像素宽度；
基于所述监控目标中心点的像素坐标与所述图像帧的像素尺寸确定水平像素误差和垂直像素误差；
基于所述图像帧的像素长度和所述监控目标的像素长度确定倍率误差。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参数误差包括水平视角误差和垂直视角误差，所述确定与所述拍摄参数集合对应的误差集合，包括：
确定所述光电监控系统的摄像头的感光阵列的尺寸、所述监控目标的像素尺寸和所述监控目标中心点的像素坐标；
确定所述监控目标中心点的横坐标与所述感光阵列中心点横坐标的第一差值；
确定所述监控目标中心点的纵坐标与所述感光阵列中心点纵坐标的第二差值；
基于所述第一差值与所述光电监控系统的摄像头的焦距确定水平视角误差；
基于所述第二差值与所述摄像头的焦距确定垂直视角误差。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参数误差包括焦平面误差，所述确定与所述拍摄参数集合对应的误差集合，包括：
基于拉普拉斯算子方法对所述图像帧进行边缘检测获取边缘图像；
确定所述边缘图像的清晰度；
基于所述清晰度与清晰度阈值确定焦平面误差。
6.根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，在按照所述多个参数误差的优先级序列，判断与所述多个参数误差对应的多个拍摄参数中是否存在待校正拍摄参数之后，所述方法还包括：
在与所述多个参数误差对应的所述拍摄参数集合中不存在待校正拍摄参数时，判断所述监控目标是否位于所述图像帧中的最佳观测区域内；
若是，录制所述监控目标的监控视频。
7.一种光电监控系统拍摄参数自校正装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，被配置为获取按照拍摄参数集合拍摄的当前图像帧，所述拍摄参数集合包括多个拍摄参数；
确定模块，被配置为在所述当前图像帧中存在监控目标时，确定与所述拍摄参数集合对应的误差集合，所述误差集合包括与所述多个拍摄参数一一对应的多个参数误差；
判断模块，被配置为按照所述多个参数误差的优先级序列，判断与所述多个参数误差对应的多个拍摄参数中是否存在待校正拍摄参数，包括：
按照所述多个参数误差的优先级序列依次判断每个所述参数误差是否小于等于与所述参数误差对应的误差门限；若每个所述参数误差均小于等于与所述参数误差对应的误差门限，确定与所述多个参数误差对应的多个拍摄参数中不存在需要校正的所述拍摄参数；若任一所述参数误差大于与所述参数误差对应的误差门限，确定与任一所述参数误差对应的拍摄参数为待校正拍摄参数；
所述多个参数误差的优先级序列是基于所述光电监控系统的类型确定的，其中，当所述光电监控系统为第一类光电监控系统时，所述第一类光电监控系统为可以提供所述参数误差反馈的光电监控系统，所述多个参数误差的优先级序列为水平视角误差、垂直视角误差、倍率误差和焦平面误差；当所述光电监控系统为第二类光电监控系统时，所述第二类光电监控系统为可以提供摄像头方位控制或者像素引导的光电监控系统，所述多个参数误差的优先级序列为水平像素误差、垂直像素误差、倍率误差和焦平面误差；
校正模块，被配置为当存在时，校正所述待校正拍摄参数，得到校正后的拍摄参数集合；
返回操作模块，被配置为返回并依次执行上述操作，直到与所述多个参数误差对应的多个拍摄参数中不存在待校正拍摄参数。
8.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括：
处理器；
用于存储所述处理器的可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行如权利要求1至6任一所述的光电监控系统拍摄参数自校正方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述可读存储介质在处理组件上运行时，使得处理组件执行如权利要求1至6任一所述的光电监控系统拍摄参数自校正方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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