專(zhuān)利名稱(chēng)：一種攝像裝置畫(huà)面偏移檢測(cè)方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種偏移檢測(cè)方法，尤其涉及一種攝像裝置畫(huà)面偏移檢測(cè)方法；同時(shí)，本發(fā)明還涉及一種攝像裝置畫(huà)面偏移檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
注塑模具作為注塑制品加工最重要的成型設(shè)備，其質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接關(guān)系到制品質(zhì)量?jī)?yōu)劣。而且，由于模具在注塑加工企業(yè)生產(chǎn)成本中占據(jù)較大的比例，其使用壽命直接左右注塑制品成本。因此，提高注塑模具質(zhì)量，并通過(guò)光電技術(shù)維護(hù)和保養(yǎng)好，延長(zhǎng)其使用周期，是注塑制品加工企業(yè)降本增效的重要課題。注塑制品加工企業(yè)由于產(chǎn)品品種多，模具更換較頻繁，在一個(gè)生產(chǎn)周期中，對(duì)注塑模具的維護(hù)與實(shí)時(shí)監(jiān)視非常重要，注塑機(jī)運(yùn)行時(shí)，每個(gè)周期內(nèi)昂貴的模具都可能因?yàn)闅埩艋蚧瑝K錯(cuò)位而有損壞的危險(xiǎn)，模具保護(hù)器可以防止這些情況發(fā)生。在光電自動(dòng)模具保護(hù)器中，對(duì)塑件和模腔目標(biāo)有效可靠的識(shí)別，是觸發(fā)保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)性檢查的基本要求。注塑機(jī)在連續(xù)工作當(dāng)中，塑件和模腔總是交替出現(xiàn)，但是由于相機(jī)是安裝在機(jī)器上，而機(jī)器在工作過(guò)程不可避免出現(xiàn)震動(dòng)，導(dǎo)致相機(jī)和監(jiān)控的目標(biāo)之間出現(xiàn)位置偏移，抓拍到的圖像跟系統(tǒng)的模板圖像之間不能有效匹配，導(dǎo)致檢測(cè)錯(cuò)誤。本發(fā)明就是解決當(dāng)注塑機(jī)的在光電檢測(cè)過(guò)程中，由任何原因?qū)е碌南鄼C(jī)跟目標(biāo)之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，都能有效檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)是否發(fā)生，從而觸發(fā)相應(yīng)的畫(huà)面偏移補(bǔ)償模塊進(jìn)行糾正。當(dāng)這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)較大時(shí)，還可能報(bào)警，提醒工作人員重新安裝和緊固相機(jī)。由于改檢測(cè)算法是對(duì)畫(huà)面進(jìn)行分割，在每個(gè)子區(qū)域中提取移動(dòng)特征量，大大提高了判斷準(zhǔn)確性，做到100%的識(shí)別判斷，有效地解決了光電模具保護(hù)中的畫(huà)面偏移問(wèn)題。檢測(cè)畫(huà)面是否出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的經(jīng)典算法是采用相鄰圖像差分法，相鄰圖像差分法速度快，但是容易受到光線變化的影響，因此人們提出了很多的改進(jìn)算法。如中國(guó)專(zhuān)利 200710165357. 5針對(duì)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)中的誤報(bào)警問(wèn)題，區(qū)分畫(huà)面移動(dòng)是由相機(jī)移動(dòng)還是運(yùn)動(dòng)物體造成。當(dāng)由于相機(jī)的移動(dòng)被檢測(cè)成場(chǎng)景中的物體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生誤報(bào)警時(shí)，判斷這種報(bào)警的類(lèi)型是否為由于相機(jī)移動(dòng)造成的，從而達(dá)到抑制這種誤報(bào)警。雖然該發(fā)明使用的方法是跟蹤圖像中像素值的變化范圍來(lái)判斷是否發(fā)生移動(dòng)，但其檢測(cè)方法的基礎(chǔ)仍然是基于兩幅圖像間的相同位置像素強(qiáng)度值是否變化來(lái)判斷，只是該發(fā)明利用了高斯統(tǒng)計(jì)模型，為每一個(gè)像素建立一個(gè)統(tǒng)計(jì)權(quán)限范圍，在一定范圍內(nèi)變化的仍然當(dāng)作背景，因此該方案雖然能部分抑制噪聲、光照等影響，但是對(duì)光線變化比較敏感，特別當(dāng)環(huán)境光變化過(guò)快時(shí)，比如雷電、太陽(yáng)光變化、車(chē)燈照射、路燈等都會(huì)影響其算法性能，造成誤判。中國(guó)專(zhuān)利CN200580032022采用光學(xué)分光原理檢測(cè)民用相機(jī)在拍攝中的晃動(dòng)； 中國(guó)專(zhuān)利CN01124045用于檢測(cè)場(chǎng)景中是否有運(yùn)動(dòng)物體，從而觸發(fā)一些事件；中國(guó)專(zhuān)利 CN200410101568是為了降低參考幀圖像傳輸而進(jìn)行運(yùn)動(dòng)區(qū)域檢測(cè)。然而，上述方案均沒(méi)有達(dá)到良好的效果，容易造成誤判。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種攝像裝置畫(huà)面偏移檢測(cè)方法，可解決由于場(chǎng)景亮度變化導(dǎo)致錯(cuò)誤的移動(dòng)檢測(cè)問(wèn)題。此外，本發(fā)明還提供一種攝像裝置畫(huà)面偏移檢測(cè)系統(tǒng)，可解決由于場(chǎng)景亮度變化導(dǎo)致錯(cuò)誤的移動(dòng)檢測(cè)問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種攝像裝置畫(huà)面偏移檢測(cè)方法，所述方法包括如下步驟步驟SI，獲取圖像步驟；獲取當(dāng)前幀數(shù)字圖像；步驟S2，畫(huà)面分割與特征提取步驟；將畫(huà)面分割成若干小塊，每一個(gè)區(qū)域里提取一個(gè)特征點(diǎn)作為代表點(diǎn)；所有后續(xù)幀都使用該步驟提到的方法來(lái)分割畫(huà)面和提取特征；步驟S3，判斷該幀是否為參考幀，如果是第一幀或者前一幀有更新參考幀標(biāo)記，則該幀為參考幀；如果該幀為參考幀，轉(zhuǎn)至步驟S4，否則轉(zhuǎn)至步驟S5 ；步驟S4，提取完特征后更新參考幀，轉(zhuǎn)至步驟SI獲得下一幀圖像；步驟S5，特征點(diǎn)匹配步驟；將該幀提取出來(lái)的所有特征點(diǎn)與參考幀中的特征點(diǎn)進(jìn)行對(duì)應(yīng)點(diǎn)匹配計(jì)算，計(jì)算出每個(gè)區(qū)域中相對(duì)應(yīng)的所有特征點(diǎn)；步驟S6，運(yùn)動(dòng)矢量濾波步驟；建立運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)，計(jì)算所有特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量，沒(méi)有找到對(duì)應(yīng)特征點(diǎn)的區(qū)域默認(rèn)其運(yùn)動(dòng)矢量為負(fù)值，忽略不計(jì)；將所有特征點(diǎn)的特征矢量建立畫(huà)面結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)，然后進(jìn)行濾波；采用中值濾波法，將每個(gè)特征矢量與周?chē)^(qū)域的特征矢量排序，取中值，如果中值與原有值相似，則原有值正確；如果兩者相差較大，則取中值代替原有值；濾波后的矢量場(chǎng)里，濾除錯(cuò)誤匹配的矢量；步驟S7，背景分割步驟；畫(huà)面中存在運(yùn)動(dòng)物體，對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)掃描，凡是該特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量為零的，判斷該區(qū)域?yàn)楹蜻x的靜止背景區(qū)域，否則，認(rèn)為該區(qū)域?yàn)檫\(yùn)動(dòng)區(qū)域；經(jīng)過(guò)分割后的畫(huà)面分為靜態(tài)背景和動(dòng)態(tài)區(qū)域，用以濾除運(yùn)動(dòng)物體；步驟S8，靜止與運(yùn)動(dòng)統(tǒng)計(jì)步驟；所有的靜態(tài)小區(qū)域，其連續(xù)出現(xiàn)的次數(shù)Ts進(jìn)行累計(jì)，一旦為非零，則新開(kāi)始累計(jì)；當(dāng)Ts >閾值Th時(shí)，則攝像裝置靜止，否則，攝像裝置正在移動(dòng)；攝像裝置移動(dòng)后，移動(dòng)累加變量Mv加I ;如果某幀為靜止幀，無(wú)論Mv值為多少，立即清零；當(dāng)Mv大于閾值Mh時(shí)，進(jìn)行移動(dòng)報(bào)警；步驟S9，移動(dòng)判斷步驟；檢查所有追蹤到的運(yùn)動(dòng)矢量為零的特征點(diǎn)，當(dāng)其中某一點(diǎn)的最大累積次數(shù)超過(guò)一閾值時(shí)，認(rèn)為該幀為靜止幀；如果所有點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量都不為零，后者靜止矢量點(diǎn)的累積次數(shù)沒(méi)達(dá)到閾值，認(rèn)為該幀運(yùn)動(dòng)。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟S5中，首先將圖像中的子區(qū)域編號(hào)；為了降低誤匹配，后續(xù)幀中每個(gè)區(qū)域除了代表點(diǎn)之外，還有若干個(gè)特征強(qiáng)度略低的特征點(diǎn)，這些點(diǎn)都是相似候選點(diǎn)；同時(shí)，為防止特征點(diǎn)移動(dòng)到該區(qū)域外，將當(dāng)前點(diǎn)的若干個(gè)相鄰區(qū)域中的代表特征點(diǎn)都包含在待匹配特征點(diǎn)集合中；因此，參考幀中的每一個(gè)特征點(diǎn)在后續(xù)幀中的都存在多個(gè)相似候選點(diǎn)；將參考幀中的特征點(diǎn)，與后續(xù)幀中來(lái)自相同區(qū)域位置的相似候選點(diǎn)進(jìn)行匹配；匹配度最大的點(diǎn)的匹配度如果大于可信閾值Tm，則該點(diǎn)為匹配點(diǎn)；如果該區(qū)域沒(méi)有點(diǎn)能與之匹配，再與周?chē)舾蓚€(gè)鄰域區(qū)域的特征點(diǎn)進(jìn)行匹配；為了加快匹配速度，與周?chē)c(diǎn)匹配的時(shí)候，先與代表點(diǎn)進(jìn)行匹配，如果仍然沒(méi)有找到匹配點(diǎn)，再與相似候選點(diǎn)匹配，直至找到匹配特征點(diǎn)；參考幀中的特征點(diǎn)在后續(xù)幀中找到相對(duì)應(yīng)的匹配特征點(diǎn)后，計(jì)算特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量，得到整個(gè)畫(huà)面的運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)；沒(méi)有找到對(duì)應(yīng)特征點(diǎn)的，運(yùn)動(dòng)矢量置為負(fù)值；考慮到運(yùn)動(dòng)物體對(duì)背景的遮擋，有些特征點(diǎn)可能暫時(shí)被遮擋，對(duì)于沒(méi)有找到匹配點(diǎn)的特征點(diǎn)tx,并非立即從特征點(diǎn)集合TU1, t2, . . . tx. . . tn)中剔除,而是做上標(biāo)記tx’ =
>T(t1；t2,... tx’ . . . tn)，只有這些點(diǎn)經(jīng)過(guò)多次匹配后仍然沒(méi)有不能找到匹配點(diǎn)，如果經(jīng)過(guò)設(shè)定時(shí)間后找到了匹配點(diǎn)，重新將該點(diǎn)的標(biāo)志置為有效特征點(diǎn)；無(wú)效特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量計(jì)為-1，不影響后續(xù)的移動(dòng)判斷；特征點(diǎn)之間的匹配方法采用特征矢量匹配，每個(gè)特征點(diǎn)根據(jù)周邊像素點(diǎn)建立該點(diǎn)的特征矢量；然后計(jì)算特征矢量之間的距離，距離最小的為匹配點(diǎn)；建立特征矢量的方法如下從第K幀fk中找到候選的特征點(diǎn)后，按照上面的特征檢測(cè)方法為第K-I幀&中的建立特征矢量，每次獲得兩種特征拐點(diǎn)或直線，建立一個(gè)8維特征矢量(Cl，C2, C3, C4, I1, I2, I3, 14，);當(dāng)相應(yīng)的特征值大于檢測(cè)閾值時(shí)，矢量單元值為1，否則為O ;對(duì)該特征向量進(jìn)行擴(kuò)展取&中以為中心的9X9的鄰域圖像，分成9個(gè)大小為3X3的塊；在每一個(gè)塊里進(jìn)行拐點(diǎn)和直線檢測(cè)，共檢測(cè)出9個(gè)矢量，將這9個(gè)矢量合并成一個(gè)特征矢量，于是為每一個(gè)候選特征點(diǎn)建立了一個(gè)9X8 = 72維的擴(kuò)展特征矢量fv(i, k-1)
一 [(Cl,I，cI,2，cI,3，cI,4，Il,I，工1,2，工1,3，U，…，(C9,l，C9,2，C9,3，C9,4，^9,1 ^9,2 工9,3，D];在fk中為每一個(gè)候選的特征點(diǎn)建立擴(kuò)展特征矢量fv(i, k, j),所有的候選特征點(diǎn)
檢測(cè)完畢后，這些特征矢量構(gòu)成一個(gè)特征矢量族從候選特征點(diǎn)中找出對(duì)應(yīng)特征點(diǎn)的問(wèn)題，于是便成了從這些候選的擴(kuò)展特征矢量 FV中，找出和fv(i，k-1)之間的絕對(duì)值距離最小的矢量；定義特征矢量間的歐氏距離DFV
權(quán)利要求
1.一種攝像裝置畫(huà)面偏移檢測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟步驟Si，獲取圖像步驟；獲取當(dāng)前幀數(shù)字圖像；步驟S2，畫(huà)面分割與特征提取步驟；將畫(huà)面分割成若干小塊，每一個(gè)區(qū)域里提取一個(gè)特征點(diǎn)作為代表點(diǎn)；所有后續(xù)幀都使用該步驟提到的方法來(lái)分割畫(huà)面和提取特征；步驟S3，判斷該幀是否為參考幀，如果是第一幀或者前一幀有更新參考幀標(biāo)記，則該幀為參考幀；如果該幀為參考幀，轉(zhuǎn)至步驟S4，否則轉(zhuǎn)至步驟S5 ；步驟S4，提取完特征后更新參考幀，轉(zhuǎn)至步驟SI獲得下一幀圖像；步驟S5，特征點(diǎn)匹配步驟；將該幀提取出來(lái)的所有特征點(diǎn)與參考幀中的特征點(diǎn)進(jìn)行對(duì)應(yīng)點(diǎn)匹配計(jì)算，計(jì)算出每個(gè)區(qū)域中相對(duì)應(yīng)的所有特征點(diǎn)；步驟S6，運(yùn)動(dòng)矢量濾波步驟；建立運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)，計(jì)算所有特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量，沒(méi)有找到對(duì)應(yīng)特征點(diǎn)的區(qū)域默認(rèn)其運(yùn)動(dòng)矢量為負(fù)值，忽略不計(jì)；將所有特征點(diǎn)的特征矢量建立畫(huà)面結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)，然后進(jìn)行濾波；采用中值濾波法，將每個(gè)特征矢量與周?chē)^(qū)域的特征矢量排序，取中值，如果中值與原有值相似，則原有值正確；如果兩者相差較大，則取中值代替原有值；濾波后的矢量場(chǎng)里，濾除錯(cuò)誤匹配的矢量；步驟S7，背景分割步驟；畫(huà)面中存在運(yùn)動(dòng)物體，對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)掃描，凡是該特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量為零的，判斷該區(qū)域?yàn)楹蜻x的靜止背景區(qū)域，否則，認(rèn)為該區(qū)域?yàn)檫\(yùn)動(dòng)區(qū)域；經(jīng)過(guò)分割后的畫(huà)面分為靜態(tài)背景和動(dòng)態(tài)區(qū)域，用以濾除運(yùn)動(dòng)物體；步驟S8，靜止與運(yùn)動(dòng)統(tǒng)計(jì)步驟；所有的靜態(tài)小區(qū)域，其連續(xù)出現(xiàn)的次數(shù)Ts進(jìn)行累計(jì)，一旦為非零，則新開(kāi)始累計(jì)；當(dāng)Ts >閾值Th時(shí)，則攝像裝置靜止，否則，攝像裝置正在移動(dòng)； 攝像裝置移動(dòng)后，移動(dòng)累加變量Mv加I ;如果某幀為靜止幀，無(wú)論Mv值為多少，立即清零； 當(dāng)Mv大于閾值Mh時(shí)，進(jìn)行移動(dòng)報(bào)警；步驟S9，移動(dòng)判斷步驟；檢查所有追蹤到的運(yùn)動(dòng)矢量為零的特征點(diǎn)，當(dāng)其中某一點(diǎn)的最大累積次數(shù)超過(guò)一閾值時(shí)，認(rèn)為該幀為靜止幀；如果所有點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量都不為零，后者靜止矢量點(diǎn)的累積次數(shù)沒(méi)達(dá)到閾值，認(rèn)為該幀運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的攝像裝置畫(huà)面偏移檢測(cè)方法，其特征在于所述步驟S5中，首先將圖像中的子區(qū)域編號(hào)；為了降低誤匹配，后續(xù)幀中每個(gè)區(qū)域除了代表點(diǎn)之外，還有若干個(gè)特征強(qiáng)度略低的特征點(diǎn)，這些點(diǎn)都是相似候選點(diǎn)；同時(shí)，為防止特征點(diǎn)移動(dòng)到該區(qū)域外，將當(dāng)前點(diǎn)的若干個(gè)相鄰區(qū)域中的代表特征點(diǎn)都包含在待匹配特征點(diǎn)集合中；因此，參考幀中的每一個(gè)特征點(diǎn)在后續(xù)幀中的都存在多個(gè)相似候選點(diǎn)；將參考幀中的特征點(diǎn)，與后續(xù)幀中來(lái)自相同區(qū)域位置的相似候選點(diǎn)進(jìn)行匹配；匹配度最大的點(diǎn)的匹配度如果大于可信閾值Tm，則該點(diǎn)為匹配點(diǎn)；如果該區(qū)域沒(méi)有點(diǎn)能與之匹配，再與周?chē)舾蓚€(gè)鄰域區(qū)域的特征點(diǎn)進(jìn)行匹配；為了加快匹配速度，與周?chē)c(diǎn)匹配的時(shí)候，先與代表點(diǎn)進(jìn)行匹配，如果仍然沒(méi)有找到匹配點(diǎn)，再與相似候選點(diǎn)匹配，直至找到匹配特征點(diǎn)；參考幀中的特征點(diǎn)在后續(xù)幀中找到相對(duì)應(yīng)的匹配特征點(diǎn)后，計(jì)算特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量，得到整個(gè)畫(huà)面的運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)；沒(méi)有找到對(duì)應(yīng)特征點(diǎn)的，運(yùn)動(dòng)矢量置為負(fù)值；考慮到運(yùn)動(dòng)物體對(duì)背景的遮擋，有些特征點(diǎn)可能暫時(shí)被遮擋，對(duì)于沒(méi)有找到匹配點(diǎn)的特征點(diǎn)tx,并非立即從特征點(diǎn)集合TUpt2,. . . tx. . . tn)中剔除,而是做上標(biāo)記!:/= STU1, t2，. . . tx’ . . . tn)，只有這些點(diǎn)經(jīng)過(guò)多次匹配后仍然沒(méi)有不能找到匹配點(diǎn)，如果經(jīng)過(guò)設(shè)定時(shí)間后找到了匹配點(diǎn)，重新將該點(diǎn)的標(biāo)志置為有效特征點(diǎn)；無(wú)效特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量計(jì)為-1，不影響后續(xù)的移動(dòng)判斷；特征點(diǎn)之間的匹配方法采用特征矢量匹配，每個(gè)特征點(diǎn)根據(jù)周邊像素點(diǎn)建立該點(diǎn)的特征矢量；然后計(jì)算特征矢量之間的距離，距離最小的為匹配點(diǎn)；建立特征矢量的方法如下從第K幀fk中找到候選的特征點(diǎn)后，按照上面的特征檢測(cè)方法為第K-I幀fH中的 1:1建立特征矢量，每次獲得兩種特征拐點(diǎn)或直線，建立一個(gè)8維特征矢量(Cl，c2，c3，c4，I1,I2, I3, 14，);當(dāng)相應(yīng)的特征值大于檢測(cè)閾值時(shí)，矢量單元值為1，否則為O ;對(duì)該特征向量進(jìn)行擴(kuò)展取fk-!中以為中心的9X9的鄰域圖像，分成9個(gè)大小為 3X3的塊；在每一個(gè)塊里進(jìn)行拐點(diǎn)和直線檢測(cè)，共檢測(cè)出9個(gè)矢量，將這9個(gè)矢量合并成一個(gè)特征矢量，于是為每一個(gè)候選特征點(diǎn)建立了一個(gè)9X8 = 72維的擴(kuò)展特征矢量fv(i, k-1)=[(Cl,l，Cl,2，Cl,3，Cl,4，ll,l，ll,2，^l,3 U，…，(C9,1，C9,2，C9,3，C9,4，^9,1 ^9,2 ^9,3 工9,4)];在fk中為每一個(gè)候選的特征點(diǎn)建立擴(kuò)展特征矢量fv(i，k, j),所有的候選特征點(diǎn)檢測(cè)完畢后，這些特征矢量構(gòu)成一個(gè)特征矢量族
3.一種攝像裝置畫(huà)面偏移檢測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟步驟一、畫(huà)面分割與特征提取步驟；將畫(huà)面分割成若干小塊區(qū)域，每一個(gè)區(qū)域里提取至少一個(gè)特征點(diǎn)作為代表點(diǎn)；步驟二、特征點(diǎn)匹配步驟；對(duì)參考幀和后續(xù)幀中的特征點(diǎn)進(jìn)行匹配，從而計(jì)算出每個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量；步驟三、運(yùn)動(dòng)矢量濾波步驟；利用匹配閾值濾除錯(cuò)誤匹配點(diǎn)，所有特征點(diǎn)運(yùn)動(dòng)矢量建立畫(huà)面的運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)，通過(guò)矢量場(chǎng)中相近特征矢量間的上下文關(guān)系，濾除錯(cuò)誤匹配矢量；步驟四、背景分割步驟；根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量值，將靜態(tài)背景區(qū)域從畫(huà)面中分割出來(lái)；步驟五、移動(dòng)判斷步驟；根據(jù)靜態(tài)區(qū)域積累的次數(shù)來(lái)判斷攝像裝置是否移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的攝像裝置畫(huà)面偏移檢測(cè)方法，其特征在于所述步驟三中，根據(jù)畫(huà)面運(yùn)動(dòng)連續(xù)性的特點(diǎn)，對(duì)畫(huà)面的運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行低通濾波，得到相對(duì)穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)；建立運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)，計(jì)算所有特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量，沒(méi)有找到對(duì)應(yīng)特征點(diǎn)的區(qū)域默認(rèn)其運(yùn)動(dòng)矢量為負(fù)值，忽略不計(jì)；將所有特征點(diǎn)的特征矢量建立畫(huà)面結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)，然后進(jìn)行濾波；采用中值濾波法，將每個(gè)特征矢量與周?chē)^(qū)域的特征矢量排序，取中值，如果中值與原有值相似，則原有值正確；如果兩者相差較大，則取中值代替原有值；濾波后的矢量場(chǎng)里，濾除了錯(cuò)誤匹配的矢量；所述步驟四中，畫(huà)面中存在運(yùn)動(dòng)物體，對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)掃描，凡是該特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量為零的，判斷該區(qū)域?yàn)楹蜻x的靜止背景區(qū)域，否則，認(rèn)為該區(qū)域?yàn)檫\(yùn)動(dòng)區(qū)域；經(jīng)過(guò)分割后的畫(huà)面分為靜態(tài)背景和動(dòng)態(tài)區(qū)域，用以濾除運(yùn)動(dòng)物體；所述步驟五中，檢查所有追蹤到的運(yùn)動(dòng)矢量為零的特征點(diǎn)，當(dāng)其中某一點(diǎn)的最大累積次數(shù)超過(guò)一閾值時(shí)，認(rèn)為該幀為靜止幀；如果所有點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量都不為零，后者靜止矢量點(diǎn)的累積次數(shù)沒(méi)達(dá)到閾值，認(rèn)為該幀運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的攝像裝置畫(huà)面偏移檢測(cè)方法，其特征在于所述步驟四、步驟五之間還包括靜止與運(yùn)動(dòng)統(tǒng)計(jì)步驟；所有的靜態(tài)小區(qū)域，其連續(xù)出現(xiàn)的次數(shù)Ts進(jìn)行累計(jì)，一旦為非零，則開(kāi)始累計(jì)；當(dāng)Ts >閾值Th時(shí)，則攝像裝置靜止，否則， 攝像裝置正在移動(dòng)；攝像裝置移動(dòng)后，移動(dòng)累加變量Mv加I ;如果某幀為靜止幀，無(wú)論Mv值為多少，立即清零；當(dāng)Mv大于閾值Mh時(shí)，進(jìn)行移動(dòng)報(bào)警；靜止累積的方法為累計(jì)每個(gè)子區(qū)域的靜止次數(shù)；所有的子區(qū)域做靜止累積的結(jié)果是，形成一個(gè)全畫(huà)面的運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)每個(gè)靜止區(qū)域都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的值，在運(yùn)動(dòng)區(qū)域該值為 O ;在每個(gè)靜止區(qū)域,該值大于零,值越大，表示靜止的可能性越大。
6.一種攝像裝置畫(huà)面偏移檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括畫(huà)面分割與特征提取模塊，用以將畫(huà)面分割成若干小塊區(qū)域，每一個(gè)區(qū)域里提取至少一個(gè)特征點(diǎn)作為代表點(diǎn)；特征點(diǎn)匹配模塊，用以對(duì)參考幀和后續(xù)幀中的特征點(diǎn)進(jìn)行匹配，從而計(jì)算出每個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量；運(yùn)動(dòng)矢量濾波模塊，用以利用匹配閾值濾除錯(cuò)誤匹配點(diǎn)，所有特征點(diǎn)運(yùn)動(dòng)矢量建立畫(huà)面的運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)，通過(guò)矢量場(chǎng)中相近特征矢量間的上下文關(guān)系，濾除錯(cuò)誤匹配矢量；背景分割模塊，用以根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量值，將靜態(tài)背景區(qū)域從畫(huà)面中分割出來(lái)；移動(dòng)判斷模塊，用以根據(jù)靜態(tài)區(qū)域積累的次數(shù)來(lái)判斷攝像裝置是否移動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的攝像裝置畫(huà)面偏移檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括圖像獲取模塊，用以獲取當(dāng)前幀數(shù)字圖像；參考幀更新模塊，用以更新參考幀。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的攝像裝置畫(huà)面偏移檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述運(yùn)動(dòng)矢量濾波模塊根據(jù)畫(huà)面運(yùn)動(dòng)連續(xù)性的特點(diǎn)，對(duì)畫(huà)面的運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行低通濾波，得到相對(duì)穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)；建立運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)，計(jì)算所有特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量， 沒(méi)有找到對(duì)應(yīng)特征點(diǎn)的區(qū)域默認(rèn)其運(yùn)動(dòng)矢量為負(fù)值，忽略不計(jì)；將所有特征點(diǎn)的特征矢量建立畫(huà)面結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)，然后進(jìn)行濾波；采用中值濾波法，將每個(gè)特征矢量與周?chē)^(qū)域的特征矢量排序，取中值，如果中值與原有值相似，則原有值正確；如果兩者相差較大，則取中值代替原有值；濾波后的矢量場(chǎng)里，濾除了錯(cuò)誤匹配的矢量。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的攝像裝置畫(huà)面偏移檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述背景分割模塊對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)掃描，凡是該特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量為零的，判斷該區(qū)域?yàn)楹蜻x的靜止背景區(qū)域，否則，認(rèn)為該區(qū)域?yàn)檫\(yùn)動(dòng)區(qū)域；經(jīng)過(guò)分割后的畫(huà)面分為靜態(tài)背景和動(dòng)態(tài)區(qū)域，用以濾除運(yùn)動(dòng)物體；所述移動(dòng)判斷模塊檢查所有追蹤到的運(yùn)動(dòng)矢量為零的特征點(diǎn)，當(dāng)其中某一點(diǎn)的最大累積次數(shù)超過(guò)一閾值時(shí)，認(rèn)為該幀為靜止幀；如果所有點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量都不為零，后者靜止矢量點(diǎn)的累積次數(shù)沒(méi)達(dá)到閾值，認(rèn)為該幀運(yùn)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的攝像裝置畫(huà)面偏移檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還包括靜止與運(yùn)動(dòng)統(tǒng)計(jì)模塊，累計(jì)所有的靜態(tài)小區(qū)域連續(xù)出現(xiàn)的次數(shù)Ts，一旦為非零，則開(kāi)始累計(jì)；當(dāng)Ts >閾值Th時(shí)，則攝像裝置靜止，否則，攝像裝置正在移動(dòng)；攝像裝置移動(dòng)后，移動(dòng)累加變量Mv加I ;如果某幀為靜止幀，無(wú)論Mv值為多少，立即清零；當(dāng) Mv大于閾值Mh時(shí)，進(jìn)行移動(dòng)報(bào)警；靜止累積的方法為累計(jì)每個(gè)子區(qū)域的靜止次數(shù)；所有的子區(qū)域做靜止累積的結(jié)果是，形成一個(gè)全畫(huà)面的運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)每個(gè)靜止區(qū)域都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的值，在運(yùn)動(dòng)區(qū)域該值為 O ;在每個(gè)靜止區(qū)域,該值大于零,值越大，表示靜止的可能性越大。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種攝像裝置畫(huà)面偏移檢測(cè)方法及系統(tǒng)，所述方法包括畫(huà)面分割與特征提取步驟；將畫(huà)面分割成若干小塊區(qū)域，每一個(gè)區(qū)域里提取一個(gè)特征點(diǎn)作為代表點(diǎn)；特征點(diǎn)匹配步驟；對(duì)參考幀和后續(xù)幀中的特征點(diǎn)進(jìn)行匹配，從而計(jì)算出每個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量；運(yùn)動(dòng)矢量濾波步驟；利用匹配閾值濾除錯(cuò)誤匹配點(diǎn)，所有特征點(diǎn)運(yùn)動(dòng)矢量建立畫(huà)面的運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)，通過(guò)矢量場(chǎng)中相近特征矢量間的上下文關(guān)系，濾除錯(cuò)誤匹配矢量；背景分割步驟；根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量值，將靜態(tài)背景區(qū)域從畫(huà)面中分割出來(lái)；移動(dòng)判斷步驟；根據(jù)靜態(tài)區(qū)域積累的次數(shù)來(lái)判斷攝像裝置是否移動(dòng)。本發(fā)明解決了由于場(chǎng)景亮度變化導(dǎo)致錯(cuò)誤的移動(dòng)檢測(cè)問(wèn)題，且不需要對(duì)圖像中的每個(gè)像素進(jìn)行計(jì)算，速度明顯提高。
文檔編號(hào)G06T7/20GK102609957SQ20121001306
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
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