一種用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置、控制方法及圖像拼接方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于安防監(jiān)控領(lǐng)域特別涉及一種用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置、控制方法及圖像拼接方法。本發(fā)明所述裝置包括攝像機防護(hù)罩，其內(nèi)部設(shè)置有至少兩部攝像機，云臺及云臺控制網(wǎng)絡(luò)解碼器；圖像拼接服務(wù)器；視頻信號同步設(shè)備；防護(hù)罩固定安裝在云臺上，以保證其中的臺攝像機可同方向、同角度轉(zhuǎn)動；視頻信號同步裝置輸出同步信號分別接入所述臺攝像機；攝像機視頻信號輸出及載重云臺控制信號輸入均接入圖像拼接服務(wù)器。本裝置可實現(xiàn)鏡頭變倍、云臺移動等操作，監(jiān)控視野動態(tài)可調(diào)整。
【專利說明】一種用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置、控制方法及圖像拼接方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于安防監(jiān)控領(lǐng)域，特別涉及一種用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置、控制方法及圖像拼接方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了很多超高清攝像機，多鏡頭攝像機，都是為了解決高清晰，大視野監(jiān)控的需求，這些監(jiān)控設(shè)備的普遍缺點是場景固定、幀率低，智能化程度很低，特別是現(xiàn)有圖像拼接設(shè)備多是基于多個攝像機間的固定圖像進(jìn)行拼接融合，且拼接后所監(jiān)控圖像不能進(jìn)行鏡頭變倍、位置移動等操作，監(jiān)控場景只能相對固定，在很多場合無法滿足監(jiān)控指揮的實戰(zhàn)需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置，包括攝像機防護(hù)罩，其內(nèi)部設(shè)置有至少兩部攝像機；云臺及云臺控制網(wǎng)絡(luò)解碼器；用于完成圖像拼接以及云臺及攝像機控制；視頻信號同步設(shè)備；防護(hù)罩固定安裝在云臺上，以保證其中的各臺攝像機可同方向、同角度轉(zhuǎn)動；視頻信號同步設(shè)備輸出同步信號分別接入所述各臺攝像機；攝像機視頻信號輸出及載重云臺控制信號輸入均接入圖像拼接服務(wù)器，圖像拼接服務(wù)器通過交換機與各攝像機實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。
[0004]該裝置即可實現(xiàn)全部攝像機整體轉(zhuǎn)動(包括上、下、左、右、變倍操作)，也可實現(xiàn)裝置內(nèi)各單個攝像機分別轉(zhuǎn)動(包括上、下、左、右、變倍操作)，實現(xiàn)由全景畫面到特寫畫面轉(zhuǎn)換，從而增加裝置監(jiān)控范圍變換的靈活性。
[0005]該裝置具有預(yù)置位設(shè)定及調(diào)用功能，可針對重點關(guān)注場景做預(yù)先設(shè)定，并在需要監(jiān)視時，快速調(diào)用，完成圖像場景的快速轉(zhuǎn)換。
[0006]優(yōu)選地，所述攝像機防護(hù)罩內(nèi)部設(shè)置有4部攝像機，所述云臺為中型載重云臺。
[0007]優(yōu)選地，所述裝置具備防護(hù)罩內(nèi)4部攝像機及防護(hù)罩云臺分離控制的能力，具備兩種工作模式，在工作模式I時可單獨控制每個攝像機的轉(zhuǎn)動及聚焦變倍，在工作模式2時可控制云臺使4個攝像機的鏡頭焦距不變化的情況下圖像整體轉(zhuǎn)動。
[0008]優(yōu)選地，所述裝置可調(diào)用預(yù)先設(shè)定存儲記憶包括云臺轉(zhuǎn)動位置和各攝像機鏡頭聚焦變倍位置組合的不同狀態(tài)場景。
[0009]優(yōu)選地，所述4部攝像機并排放置在攝像機防護(hù)罩內(nèi)，攝像機彼此間隔不超過30厘米。
[0010]本發(fā)明還提供了一種用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置的控制方法，具體方法包括:
[0011]步驟一，用戶改變攝像機倍數(shù)或載重云臺監(jiān)控角度；
[0012]步驟二，攝像機發(fā)送采集的圖像場景發(fā)生變化；
[0013]步驟三，拼接服務(wù)器根據(jù)采集到的第二臺或第三臺攝像機圖像，自動調(diào)整另外三臺攝像機的云臺角度及鏡頭倍數(shù)，以完成拼接過程。
[0014]步驟四，圖像拼接服務(wù)器檢驗圖像拼接接縫，若接縫完好(通過比對一組相鄰兩圖像、相鄰兩邊緣的特征點像素，如像素特征具備90%以上相似度，則認(rèn)為圖像拼接完好)轉(zhuǎn)入步驟五，若接縫不完好進(jìn)入步驟六；
[0015]步驟五，完成拼接，輸出完整拼接大視野圖像；
[0016]步驟六，圖像預(yù)處理、邊緣特征分析、記錄特征畫面；
[0017]步驟七，在待處理畫面中尋找特征邊緣畫面；
[0018]步驟八，逐一精細(xì)調(diào)整攝像機角度、焦距，完成后回到步驟三判斷是否已拼接完好，以結(jié)束拼接過程。
[0019]本發(fā)明還提供了一種基于上述監(jiān)控裝置的圖像拼接方法:包括:
[0020]步驟一，開始拼接；
[0021 ] 步驟二，建立最佳拼接縫；
[0022]步驟三，對兩幅圖像構(gòu)建拉普拉斯金字塔；
[0023]步驟四，對最佳拼接縫圖像構(gòu)造高斯金字塔；
[0024]步驟五，對兩幅圖像重疊區(qū)域進(jìn)行加權(quán)平均融合；
[0025]步驟六，檢驗圖像是否融合，若已經(jīng)融合進(jìn)入步驟七，若未融合回到步驟二 ；
[0026]步驟七，對融合圖像競爭插值擴大；
[0027]步驟八，進(jìn)行光照和色彩平衡調(diào)節(jié)；
[0028]步驟九，完成圖像拼接，輸出光滑圖像。
[0029]優(yōu)選地，上述步驟二中建立最佳拼接縫的方法為:提取基準(zhǔn)圖像中幾個特殊位置；進(jìn)行特征點匹配，通過粗篩、魯棒估計、細(xì)篩、去除錯誤匹配點來確定特征點匹配；根據(jù)特征點匹配的相對位置，調(diào)整攝像機位置，完成拼接圖像；
[0030]優(yōu)選地，所述用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置的圖像拼接方法中，提取基準(zhǔn)圖像中幾個特殊位置為圖像的4個頂點及邊緣的特征點信息。
[0031]本裝置可在進(jìn)行圖像監(jiān)控的同時進(jìn)行攝像機上下及水平轉(zhuǎn)動，鏡頭變倍等操作，并根據(jù)調(diào)整位置自動調(diào)整，完成拼接效果。
[0032]本發(fā)明至少可以實現(xiàn)優(yōu)勢和積極效果，但不限于此:
[0033](I)不需要人工干預(yù)，拼接過程可全自動完成。
[0034](2)本拼接裝置可實現(xiàn)鏡頭變倍、云臺移動等操作，監(jiān)控視野動態(tài)可調(diào)整。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明所述用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置硬件結(jié)構(gòu)邏輯圖；
[0036]圖2為本發(fā)明所述用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置控制方法流程圖；
[0037]圖3為基于所述用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置的圖像拼接方法的流程圖；
[0038]圖4為基于所述用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置的圖像拼接方法的實物圖。

【具體實施方式】
[0039]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易理解，現(xiàn)結(jié)合附圖采用具體實施例的方式，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清晰、完整的描述，應(yīng)當(dāng)注意，在此所述的實施例僅為本發(fā)明的部分實施例，而非本發(fā)明的全部實現(xiàn)方式，所述實施例僅有示例性，而不是對本發(fā)明所述技術(shù)方案的窮盡式限制。在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，所有本領(lǐng)域普通技術(shù)人員沒有做出創(chuàng)造性勞動就能想到的其它實施方式，及其它對本發(fā)明技術(shù)方案的簡單替換和各種變化，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0040]如圖1所示，圖1為本發(fā)明所述用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置硬件結(jié)構(gòu)邏輯圖；所述用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置，包括:攝像機防護(hù)罩，其內(nèi)部設(shè)置有四部攝像機；中型載重云臺及云臺控制網(wǎng)絡(luò)解碼器；圖像拼接服務(wù)器，用于完成圖像拼接，云臺及攝像機控制；視頻信號同步設(shè)備；防護(hù)罩固定安裝在中型載重云臺上，以保證其中的各部攝像機可同方向、同角度轉(zhuǎn)動；視頻信號同步設(shè)備輸出同步信號分別接入所述各臺攝像機；攝像機視頻信號輸出及載重云臺控制信號輸入均接入圖像拼接服務(wù)器，圖像拼接服務(wù)器通過交換機與各攝像機實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。所述4部攝像頭與拼接服務(wù)器之間進(jìn)行SDI視頻信號傳輸，拼接服務(wù)器通過RS232或者RJ45通信方式，實現(xiàn)對云臺解碼器的控制，從而實現(xiàn)對所述中型載重云臺的控制。
[0041]圖像拼接服務(wù)器通過控制信號控制云臺網(wǎng)絡(luò)解碼器從而控制云臺轉(zhuǎn)動和攝像機變焦，四部攝像機可同方向、同角度轉(zhuǎn)動，攝像機根據(jù)拼接服務(wù)器的控制信號，在不同角度和不同焦距條件下采集視頻圖像，所述視頻信號為SDI視頻信號傳輸給圖像拼接服務(wù)器，后者根據(jù)4臺攝像機采集到的圖像，進(jìn)行拼接分析，并輸出攝像機控制指令，不斷調(diào)整各攝像機角度、聚焦位置，完成大視野視頻自動拼接及實時監(jiān)控。
[0042]如圖2所示，圖2為本發(fā)明所述用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置控制方法流程圖；一種用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置的控制方法，具體方法包括:
[0043]步驟一，用戶改變攝像機倍數(shù)或載重云臺監(jiān)控角度；
[0044]步驟二，攝像機發(fā)送的圖像場景發(fā)生變化；
[0045]步驟三，拼接服務(wù)器根據(jù)采集到的第二臺或第三臺攝像機圖像，自動調(diào)整另外三臺攝像機的云臺角度及鏡頭倍數(shù)，以完成拼接過程；
[0046]步驟四，圖像拼接服務(wù)器檢驗圖像拼接接縫，若接縫完好轉(zhuǎn)入步驟五，若接縫不完好進(jìn)入步驟六；
[0047]步驟五，完成拼接，輸出完整拼接大視野圖像；
[0048]步驟六，圖像預(yù)處理、邊緣特征分析、記錄特征畫面；
[0049]步驟七，在待處理畫面中尋找特征邊緣畫面；
[0050]步驟八，逐一精細(xì)調(diào)整攝像機角度、焦距，完成后回到步驟三判斷是否已拼接完好，以結(jié)束拼接過程。
[0051]如圖3所示，圖3為基于所述用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置的圖像拼接方法的流程圖?；谏鲜霰O(jiān)控裝置的圖像拼接方法:包括:
[0052]步驟一，開始拼接；
[0053]步驟二，建立最佳拼接縫；
[0054]步驟三，對兩幅圖像構(gòu)建拉普拉斯金字塔；
[0055]步驟四，對最佳拼接縫圖像構(gòu)造高斯金字塔；
[0056]步驟五，對兩幅圖像重疊區(qū)域進(jìn)行加權(quán)平均融合；
[0057]步驟六，檢驗圖像是否融合，若已經(jīng)融合進(jìn)入步驟七，若未融合回到步驟二 ；
[0058]步驟七，對融合圖像競爭插值擴大；
[0059]步驟八，進(jìn)行光照和色彩平衡調(diào)節(jié)；
[0060]步驟九，完成圖像拼接，輸出光滑圖像。
[0061]優(yōu)選地，上述步驟二中建立最佳拼接縫的方法為:提取基準(zhǔn)圖像中幾個特殊位置；進(jìn)行特征點匹配，通過粗篩、魯棒估計、細(xì)篩、去除錯誤匹配點來確定特征點匹配；根據(jù)特征點匹配的相對位置，調(diào)整攝像機位置，完成拼接圖像；
[0062]優(yōu)選地，所述用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置的圖像拼接方法中，提取基準(zhǔn)圖像中幾個特殊位置為圖像的4個頂點及邊緣的特征點信息。
【權(quán)利要求】
1.一種用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置，包括攝像機防護(hù)罩，其內(nèi)部設(shè)置有至少兩部攝像機；云臺及云臺控制網(wǎng)絡(luò)解碼器；圖像拼接服務(wù)器，用于完成圖像拼接以及云臺及攝像機控制；視頻信號同步設(shè)備；防護(hù)罩固定安裝在云臺上，以保證其中的各部攝像機可同方向、同角度轉(zhuǎn)動；視頻信號同步設(shè)備輸出同步信號分別接入所述各臺攝像機；攝像機視頻信號輸出及載重云臺控制信號輸入均接入圖像拼接服務(wù)器，圖像拼接服務(wù)器通過交換機與各攝像機實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置，所述裝置可調(diào)用預(yù)先設(shè)定的云臺轉(zhuǎn)動位置及各攝像機鏡頭位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置，所述防護(hù)罩內(nèi)各攝像機與防護(hù)罩云臺可實現(xiàn)分離控制，既可單獨控制攝像機，也可控制云臺使各攝像機整體隨云臺轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一權(quán)利要求所述的用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置，所述攝像機防護(hù)罩內(nèi)部設(shè)置有4部攝像機，所述云臺為中型載重云臺。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置，所述裝置中的4臺攝像機，可根據(jù)指定其中一臺攝像機的參數(shù)，圖像拼接服務(wù)器自動調(diào)整另外三臺參數(shù)，以使圖像拼接達(dá)到最佳效果。
6.根據(jù)權(quán)利要求1_3、5中任一權(quán)利要求所述的用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置，所述4部攝像機并排放置在攝像機防護(hù)罩內(nèi)，攝像機彼此間隔不超過30厘米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置的控制方法，具體方法包括: 步驟一，用戶改變攝像機倍數(shù)或載重云臺監(jiān)控角度； 步驟二，攝像機發(fā)送采集的圖像場景發(fā)生變化； 步驟三，拼接服務(wù)器根據(jù)采集到的第二臺或第三臺攝像機圖像，自動調(diào)整另外三臺攝像機的云臺角度及鏡頭倍數(shù)，以完成拼接過程； 步驟四，圖像拼接服務(wù)器檢驗圖像拼接接縫，若接縫完好轉(zhuǎn)入步驟五，若接縫不完好進(jìn)入步驟六； 步驟五，完成拼接，輸出完整拼接大視野圖像； 步驟六，圖像預(yù)處理、邊緣特征分析、記錄特征畫面； 步驟七，在待處理畫面中尋找特征邊緣畫面； 步驟八，逐一精細(xì)調(diào)整攝像機角度、焦距，完成后回到步驟三判斷是否已拼接完好。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置的圖像拼接方法，包括: 步驟一，開始拼接； 步驟二，建立最佳拼接縫； 步驟三，對兩幅圖像構(gòu)建拉普拉斯金字塔； 步驟四，對最佳拼接縫圖像構(gòu)造高斯金字塔； 步驟五，對兩幅圖像重疊區(qū)域進(jìn)行加權(quán)平均融合； 步驟六，檢驗圖像是否融合，若已經(jīng)融合進(jìn)入步驟七，若未融合回到步驟二 ； 步驟七，對融合圖像競爭插值擴大； 步驟八，進(jìn)行光照和色彩平衡調(diào)節(jié)； 步驟九，完成圖像拼接，輸出光滑圖像。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置的圖像拼接方法，步驟二中建立最佳拼接縫的方法為:提取基準(zhǔn)圖像中幾個特殊位置；進(jìn)行特征點匹配，通過粗篩、魯棒估計、細(xì)篩、去除錯誤匹配點來確定特征點匹配；根據(jù)特征點匹配的相對位置，調(diào)整攝像機位置，完成拼接圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述用于圖像拼接的大視野監(jiān)控裝置的圖像拼接方法，提取基準(zhǔn)圖像中幾個特殊位置為圖像的4個頂點及邊緣的特征點信息。
【文檔編號】H04N7/18GK104270615SQ201410548740
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】鐘永強, 焦永利 申請人:富盛科技股份有限公司