專利名稱：一種基于視角變換的車載視頻穩(wěn)像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種基于視角變換的車載視頻穩(wěn)像方法，更具體地涉及一種利用透射變換矩陣對(duì)圖像進(jìn)行梯形校正，之后通過塊運(yùn)動(dòng)估計(jì)來減小圖像序列幀間偏移的基于視角變換的車載視頻穩(wěn)像方法。
背景技術(shù)：
隨著車載智能視頻監(jiān)控的不斷發(fā)展，公交車上人體檢測及跟蹤技術(shù)，受到越來越多的關(guān)注，如何提高人體檢測及匹配精度，成為人們研究的熱點(diǎn)。如何校正攝像頭角度引起的圖像梯形失真，如何消除車體振動(dòng)引起的視頻圖像序列間的較大偏移，這些都是需要解決的問題。視頻穩(wěn)像技術(shù)一般包含全局運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償兩個(gè)部分，而全局運(yùn)動(dòng)估計(jì)是其中的關(guān)鍵。目前典型的一種基于塊匹配的全局運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法是迭代最小二乘法，該方法用一個(gè)閾值來排除局部運(yùn)動(dòng)的干擾，通過迭代確定全局運(yùn)動(dòng)區(qū)域和最終模型參數(shù)。該方法計(jì)算量太大，不能滿足車載監(jiān)控實(shí)時(shí)性的要求。還有一種方法是通過選取圖像四周區(qū)域的四個(gè)子塊來避開局部運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的干擾，用四個(gè)子塊局部運(yùn)動(dòng)矢量的均值作為全局運(yùn)動(dòng)矢量。該方法雖然簡單，但并不能完全適應(yīng)車廂內(nèi)的復(fù)雜情況，當(dāng)車廂較為擁擠時(shí)，乘客很可能會(huì)出現(xiàn)在圖像的左下角和右下角區(qū)域，因此會(huì)降低全局運(yùn)動(dòng)估計(jì)的準(zhǔn)確度。而且，現(xiàn)有的車載視頻穩(wěn)像技術(shù)沒有把攝像頭角度引起的梯形失真考慮進(jìn)來，不能較好地保證車載智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中人體檢測和匹配的精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)上的上述不足，提供一種簡單、快速、有效的基于視角變換的車載視頻穩(wěn)像方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:—種基于視角變換的車載視頻穩(wěn)像方法，其特征在于，在對(duì)車載視頻進(jìn)行穩(wěn)像處理之前先進(jìn)行視角變換，具體包含以下步驟:I)在無梯形失真的圖像中確定一個(gè)長方形，根據(jù)視角變化大小，在梯形失真圖像中確定該長方形失真后對(duì)應(yīng)的梯形；2)以長方形和梯形的四個(gè)頂點(diǎn)作為四組對(duì)應(yīng)點(diǎn)，得到透射變換矩陣；3)根據(jù)透射變換矩陣對(duì)每一幀車載視頻圖像進(jìn)行視角變換；4)選取當(dāng)前抖動(dòng)圖像的待匹配塊、匹配準(zhǔn)則和搜索策略；5)對(duì)當(dāng)前抖動(dòng)圖像進(jìn)行基于塊匹配的運(yùn)動(dòng)估計(jì)；6)求當(dāng)前抖動(dòng)圖像的全局運(yùn)動(dòng)矢量；7)對(duì)當(dāng)前抖動(dòng)圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。作為優(yōu)選實(shí)施方式，步驟I)中，視角變化大小等于車載攝像頭光軸與水平方向夾角，視角變化大小
權(quán)利要求
1.一種基于視角變換的車載視頻穩(wěn)像方法，其特征在于，在對(duì)車載視頻進(jìn)行穩(wěn)像處理之前先進(jìn)行視角變換，包含以下步驟: 1)在無梯形失真的圖像中確定一個(gè)長方形，根據(jù)視角變化大小，在梯形失真圖像中確定該長方形失真后對(duì)應(yīng)的梯形； 2)以長方形和梯形的四個(gè)頂點(diǎn)作為四組對(duì)應(yīng)點(diǎn)，得到透射變換矩陣； 3)根據(jù)透射變換矩陣對(duì)每一幀車載視頻圖像進(jìn)行視角變換； 4)選取當(dāng)前抖動(dòng)圖像的待匹配塊、匹配準(zhǔn)則和搜索策略； 5)對(duì)當(dāng)前抖動(dòng)圖像進(jìn)行基于塊匹配的運(yùn)動(dòng)估計(jì)； 6)求當(dāng)前抖動(dòng)圖像的全局運(yùn)動(dòng)矢量； 7)對(duì)當(dāng)前抖動(dòng)圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。
2.權(quán)利要求1所述的基于視角變換的車載視頻穩(wěn)像方法，其特征在于，步驟I)中，視角變化大小等于車載攝像頭光軸與水平方向夾角，視角變化大小，其中，a、b分別表示公交車車廂內(nèi)部的寬度和高度。
3.權(quán)利要求1所述的基于視角變換的車載視頻穩(wěn)像方法，其特征在于，步驟4)中，選取當(dāng)前抖動(dòng)圖像的左上角和右上角兩個(gè)宏塊作為待匹配塊。
4.權(quán)利要求1所述的基于視角變換的車載視頻穩(wěn)像方法，其特征在于，步驟4)中可選取SAD作為塊匹配準(zhǔn)則，菱形法作為搜索策略。
5.權(quán)利要求1所述的基于視角變換的車載視頻穩(wěn)像方法，其特征在于，步驟6)中，對(duì)當(dāng)前抖動(dòng)圖像中兩個(gè)待匹配塊的局部運(yùn)動(dòng)矢量和前一幀圖像的全局運(yùn)動(dòng)矢量求均值，作為當(dāng)前抖動(dòng)圖像的全局運(yùn)動(dòng)矢量。
全文摘要
本發(fā)明屬于視頻處理技術(shù)領(lǐng)域，提出一種基于視角變換的車載視頻穩(wěn)像方法。該方法在對(duì)車載視頻進(jìn)行穩(wěn)像處理之前先進(jìn)行視角變換，包括在無梯形失真的圖像中確定一個(gè)長方形，根據(jù)視角變化大小，在梯形失真圖像中確定該長方形失真后對(duì)應(yīng)的梯形；計(jì)算透射變換矩陣；根據(jù)透射變換矩陣對(duì)每一幀車載視頻圖像進(jìn)行視角變換；選取當(dāng)前抖動(dòng)圖像的待匹配塊、匹配準(zhǔn)則和搜索策略；對(duì)當(dāng)前抖動(dòng)圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)；求全局運(yùn)動(dòng)矢量，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。本發(fā)明不僅減小了車體振動(dòng)引起的圖像序列的幀間偏移，還校正了攝像頭角度引起的圖像梯形失真，適用于車載智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04N7/18GK103200392SQ201310110190
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者金志剛, 謝璐, 趙安安 申請(qǐng)人:天津大學(xué)