CN205880921U - 一种道路监控随机运动模糊图像快速复原仿真系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型道路监控随机运动模糊图像快速复原仿真系统属于图像处理技术领域；该仿真系统包括：目标仿真模块：由用于仿真路面图像的时不变场景和用于仿真先验目标的时变场景组成，所述时不变场景包括均匀背景和区别于背景并被背景包围的目标；监控摄像头仿真模块：为摄像头、CCD、CMOS或相机；悬臂梁仿真模块：由对称设置的两个立柱、水平支撑端和弹簧连接端组成，所述水平支撑端上方固定连接监控摄像头仿真模块，两侧通过弹簧连接端连接立柱中上方，在弹簧连接端的作用下，水平支撑端做三个方向的平动和一个方向的转动；本实用新型能够直接对应基于先验知识的道路监控模糊图像快速复原方法，快速复原道路监控随机运动模糊图像。

Description

一种道路监控随机运动模糊图像快速复原仿真系统

技术领域

本发明道路监控随机运动模糊图像快速复原仿真系统属于图像处理技术领域。

背景技术

道路监控系统是路网信息化、智能化的有力保障。可以实现第一时间对交通违章、交通事故、交通堵塞以及其他突发事件做出判断，进而调整控制参数，制定调度策略。而实现上述功能的两个必要条件是：清晰成像和实时成像。

现阶段，道路监控系统多采用将监控摄像头安装于悬臂梁的结构。这种结构的优势在于结构简单，安装和维护成本低，但缺点在于，受振动和气流的影响，摄像头会发生随机摇摆，造成图像模糊，使得道路监控系统不满足清晰成像条件，不利于路网的信息化和智能化。

针对道路监控摄像头摇摆造成图像模糊的问题，并兼顾道路监控系统清晰成像和实时成像两项技术需求，黑龙江省大学生创新创业训练计划项目《基于先验知识的道路监控模糊图像快速复原》(项目编号201510214056)拟研究一种随机运动模糊图像快速复原方法，该方法的原理在于首先建立随机运动动态光学传递函数(DOTF)模型，然后利用先验知识从运动模糊图像中快速提取DOTF，最后将DOTF与线性复原算法相结合，实现随机运动模糊图像快速复原。这种方法可以在不改变现有摄像头安装方式的前提下，快速复原因摄像头摇摆而形成的随机运动模糊图像，对实现路网信息化和智能化起到促进作用。

在项目进行当中，需要搭建道路监控随机运动模糊图像快速复原仿真系统来对项目提出的方法进行验证，然而，还没有发现有适用于本项目方法的现成系统可以借鉴。

发明内容

为了解决上述问题，本发明设计了一种道路监控随机运动模糊图像快速复原仿真系统，该系统能够直接对应项目提出的方法，快速复原道路监控随机运动模糊图像。

本发明的目的是这样实现的：

一种道路监控随机运动模糊图像快速复原仿真系统，包括：

目标仿真模块：由用于仿真路面图像的时不变场景和用于仿真先验目标的时变场景组成，所述时不变场景包括均匀背景和区别于背景并被背景包围的目标；

监控摄像头仿真模块：为摄像头、CCD、CMOS或相机；

悬臂梁仿真模块：由对称设置的两个立柱、水平支撑端和弹簧连接端组成，所述水平支撑端上方固定连接监控摄像头仿真模块，两侧通过弹簧连接端连接立柱中上方，在弹簧连接 端的作用下，水平支撑端做三个方向的平动和一个方向的转动。

上述道路监控随机运动模糊图像快速复原仿真系统，所述的目标仿真模块为显示器，所述显示器显示的图像一部分具有时变特性，一部分具有时不变特性，具有时不变特性的部分包括均匀背景和区别于背景并被背景包围的目标。

上述道路监控随机运动模糊图像快速复原仿真系统，以光轴所在方向为起点，向垂直光轴的x方向，目标的宽度为a，背景的宽度为b，目标仿真模块到监控摄像头仿真模块的距离为l，监控摄像头仿真模块的监视时不变场景的视场角为α，并且满足：

a＜l·tanα＜b

所述监控摄像头在x方向的旋转角度满足以下条件：

顺着x方向的旋转角度不超过arctan(b/l)-α；

逆着x方向的旋转角度不超过α-arctan(a/l)。

进一步地，所述x方向分布在垂直光轴的平面内。

再进一步地，以光轴所在方向为起点，

向垂直光轴的x方向，目标的宽度为a₁，背景的宽度为b₁，目标仿真模块到监控摄像头仿真模块的距离为l，监控摄像头仿真模块的监视时不变场景的视场角为α₁，并且满足：

a₁＜l·tanα₁＜b₁

向垂直光轴的-x方向，目标的宽度为a₂，背景的宽度为b₂，目标仿真模块到监控摄像头仿真模块的距离为l，监控摄像头仿真模块的监视时不变场景的视场角为α₂，并且满足：

a₂＜l·tanα₂＜b₂

所述监控摄像头在x方向的旋转角度满足以下条件：

顺着x方向的旋转角度不超过min[arctan(b₁/l)-α₁,α₂-arctan(a₂/l)]；

顺着-x方向的旋转角度不超过min[α₁-arctan(a₁/l),arctan(b₂/l)-α₂]。

有益效果：

第一、由于设置有目标仿真模块、监控摄像头仿真模块、以及悬臂梁仿真模块，因此直接对应道路监控系统多采用将监控摄像头安装于悬臂梁的结构，适用于模拟道路监控系统， 对道路监控随机运动模糊图像进行快速复原；

第二、由于目标仿真模块由用于仿真路面图像的时不变场景和用于仿真先验目标的时变场景组成，同时时不变场景包括均匀背景和区别于背景并被背景包围的目标，因此可以将时不变场景作为先验知识，进而直接与图像快速复原方法(利用先验知识从运动模糊图像中快速提取DOTF，最后将DOTF与线性复原算法相结合，实现随机运动模糊图像快速复原)相对应，提供一种道路监控随机运动模糊图像快速复原仿真系统。

附图说明

图1是悬臂梁仿真模块与监控摄像头仿真模块的连接结构示意图。

图2是具体实施例三中各个角度之间的关系图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。

具体实施例一

本实施例的道路监控随机运动模糊图像快速复原仿真系统，包括：

目标仿真模块：由用于仿真路面图像的时不变场景和用于仿真先验目标的时变场景组成，所述时不变场景包括均匀背景和区别于背景并被背景包围的目标；

监控摄像头仿真模块：为摄像头、CCD、CMOS或相机；

悬臂梁仿真模块：由对称设置的两个立柱、水平支撑端和弹簧连接端组成，所述水平支撑端上方固定连接监控摄像头仿真模块，两侧通过弹簧连接端连接立柱中上方，在弹簧连接端的作用下，水平支撑端做三个方向的平动和一个方向的转动。

悬臂梁仿真模块与监控摄像头仿真模块的连接结构示意图如图1所示。

具体实施例二

本实施例的道路监控随机运动模糊图像快速复原仿真系统，在具体实施例一的基础上，进一步限定目标仿真模块为显示器，所述显示器显示的图像一部分具有时变特性，一部分具有时不变特性，具有时不变特性的部分包括均匀背景和区别于背景并被背景包围的目标。

具体实施例三

本实施例的道路监控随机运动模糊图像快速复原仿真系统，在具体实施例一或具体实施例二的基础上，进一步限定以光轴所在方向为起点，向垂直光轴的x方向，目标的宽度为a，背景的宽度为b，目标仿真模块到监控摄像头仿真模块的距离为l，监控摄像头仿真模块的监视时不变场景的视场角为α，并且满足：

a＜l·tanα＜b

所述监控摄像头在x方向的旋转角度满足以下条件：

顺着x方向的旋转角度不超过arctan(b/l)-α；

逆着x方向的旋转角度不超过α-arctan(a/l)。

各个角度之间的关系，如图2所示。

在本实施例中，所述x方向分布在垂直光轴的平面内。

具体实施例四

本实施例的道路监控随机运动模糊图像快速复原仿真系统，在具体实施例三的基础上，进一步限定以下内容：

以光轴所在方向为起点，

向垂直光轴的x方向，目标的宽度为a₁，背景的宽度为b₁，目标仿真模块到监控摄像头仿真模块的距离为l，监控摄像头仿真模块的监视时不变场景的视场角为α₁，并且满足：

a₁＜l·tanα₁＜b₁

向垂直光轴的-x方向，目标的宽度为a₂，背景的宽度为b₂，目标仿真模块到监控摄像头仿真模块的距离为l，监控摄像头仿真模块的监视时不变场景的视场角为α₂，并且满足：

a₂＜l·tanα₂＜b₂

所述监控摄像头在x方向的旋转角度满足以下条件：

顺着x方向的旋转角度不超过min[arctan(b₁/l)-α₁,α₂-arctan(a₂/l)]；

顺着-x方向的旋转角度不超过min[α₁-arctan(a₁/l),arctan(b₂/l)-α₂]。

本实施例，考虑到了x方向分布在垂直光轴的平面内，那么在包括光轴的平面内，就会存在x方向和-x方向两个方向的同时限定，进而给出了综合两个方向限定后的结果。

Claims (5)

1.一种道路监控随机运动模糊图像快速复原仿真系统，其特征在于，包括：

目标仿真模块：由用于仿真路面图像的时不变场景和用于仿真先验目标的时变场景组成，所述时不变场景包括均匀背景和区别于背景并被背景包围的目标；

监控摄像头仿真模块：为摄像头、CCD、CMOS或相机；

悬臂梁仿真模块：由对称设置的两个立柱、水平支撑端和弹簧连接端组成，所述水平支撑端上方固定连接监控摄像头仿真模块，两侧通过弹簧连接端连接立柱中上方，在弹簧连接端的作用下，水平支撑端做三个方向的平动和一个方向的转动。

2.根据权利要求1所述的道路监控随机运动模糊图像快速复原仿真系统，其特征在于，所述的目标仿真模块为显示器，所述显示器显示的图像一部分具有时变特性，一部分具有时不变特性，具有时不变特性的部分包括均匀背景和区别于背景并被背景包围的目标。

3.根据权利要求1或2所述的道路监控随机运动模糊图像快速复原仿真系统，其特征在于，以光轴所在方向为起点，向垂直光轴的x方向，目标的宽度为a，背景的宽度为b，目标仿真模块到监控摄像头仿真模块的距离为l，监控摄像头仿真模块的监视时不变场景的视场角为α，并且满足：

a＜l·tanα＜b

所述监控摄像头在x方向的旋转角度满足以下条件：

顺着x方向的旋转角度不超过arctan(b/l)-α；

逆着x方向的旋转角度不超过α-arctan(a/l)。

4.根据权利要求3所述的道路监控随机运动模糊图像快速复原仿真系统，其特征在于，所述x方向分布在垂直光轴的平面内。

5.根据权利要求4所述的道路监控随机运动模糊图像快速复原仿真系统，其特征在于，以光轴所在方向为起点，

向垂直光轴的x方向，目标的宽度为a₁，背景的宽度为b₁，目标仿真模块到监控摄像头仿真模块的距离为l，监控摄像头仿真模块的监视时不变场景的视场角为α₁，并且满足：

a₁＜l·tanα₁＜b₁

向垂直光轴的-x方向，目标的宽度为a₂，背景的宽度为b₂，目标仿真模块到监控摄像头仿真模块的距离为l，监控摄像头仿真模块的监视时不变场景的视场角为α₂，并且满足：a₂＜l·tanα₂＜b₂

所述监控摄像头在x方向的旋转角度满足以下条件：

顺着x方向的旋转角度不超过min[arctan(b₁/l)-α₁,α₂-arctan(a₂/l)]；

顺着-x方向的旋转角度不超过min[α₁-arctan(a₁/l),arctan(b₂/l)-α₂]。