[发明专利]视频系统参数动态标定方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机领域，具体地涉及视频动态标定。

背景技术

视频监控系统中最基本的一个环节就是数据采集和处理。随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控技术也有了长足的发展。尤其是最近十几年来，视觉传感器和计算机视觉为基础的车辆导航、机器人视觉、工业制造和视觉安全等的发展，使视频系统等视觉传感器迅速渗透到视频监控的各个领域。通过视频系统可以获取视频场景中感兴趣物体的行为和状态、固有特征等的视频信息，根据这些信息经过计算机视觉的处理，可以对感兴趣物体进行有效的监控和管理，从而更好的有效的解决现实问题。

视频系统标定是计算机视觉一个必要和基本的处理步骤。为了达到从计算机图像坐标推断三维信息或从三维信息获取计算机图像坐标的目的，需要确定视频系统的几何和光学特征(内部参数)和相对于某个世界坐标系统的方位和位置(外部参数)。而视频系统的摄像机内外参数正是能反映二维图像坐标和三维世界坐标之间的映射关系，是获取感兴趣物体空间尺寸的前提和基本保证。

在计算机视觉、工业测量、智能机器人导航及其质量控制等领域，针对不同的具体应用场合，人们通常研究实际应用的视频系统标定大部分都是线性的复杂度较低的方法，而对于标定过程是非线性的复杂度高的方法得不到广泛的工程应用。并且在许多情况下，视频系统经常受到随机的较大的干扰，如运动、温度、环境变化和其他不可抗力等因素，使视频系统的摄像机内外参数会发生较大变动，即使较小的变动也会对感兴趣物体的测量带来重大影响；还有对一些人们无法到达的场景，仅仅能够通过图像数据才能获取测量数据的领域，必需进行实地的实时的视频系统参数标定。

在一些领域，人们不仅要求宏观的视频结果，更要求精确的视频反映，即对可视物要求较精确外观尺寸和可视尺寸，在一些高级的视频应用中，完全依靠提高视频的硬件技术，可以满足对静态可视物的精确测量，这种技术无法消除因为使用环境的变化对视频结果的影响。

发明内容

针对上述摄像机标定技术的不足，给使用带来极大的不方便。为了解决上述技术问题，本发明的目的在于针对现有视频动态标定技术的不足，提出一种利用视频系统参数动态标定方法及系统，能实时或定期的在视频监控场景下，对视频系统参数进行动态标定，能够准确计算视频监控场景下视频系统的摄像机内外参数，确保视频场景中感兴趣物体的测量的准确性。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提出一种视频系统参数动态标定方法，为了达到准确计算视频监控场景下视频系统的摄像机内外参数，本发明的技术方案是利用视频场景的一些典型的特征，根据这些典型特征进行图像信息提取，充分利用具有该特征的视频系统标定算法来确定视频系统的摄像机内外参数。即使这种标定算法是非线性的复杂的，通过使用该动态标定系统可以对视频系统参数进行准时校正。也就是解决非线性复杂度高的视频系统参数标定算法在实际工程中得到广泛的应用问题。

根据本发明的第一方面，一种视频系统参数动态标定方法，该视频系统参数动态标定步骤如下：

提取步骤包括：利用视频场景的一些典型的特征，根据这些典型特征进行图像信息提取，根据图像检测算法获取视频场景中的标定目标图像特征数据；获取摄像机系统的部分已知参数和标定目标的视频图像信息；

标定步骤包括：测量标定目标的实际特征数据并存储在内存中，获取摄像机参数最优值，利用具有该特征的视频系统标定算法来确定摄像机内外参数关系式，标定所述视频系统的摄像机内外参数；通过使用该动态标定系统准时校正摄像机内外参数；对于线性的摄像机内外参数关系式，在视频处理系统中对该内外参数进行计算比较得到优化值；对于非线性的摄像机内外参数关系式，通过视频远程传输系统传送到监控中心系统进行计算和优化，然后经过参数传递系统传送参数到视频处理系统。

根据本发明的第二方面，一种视频系统参数动态标定系统，包括摄像机系统、视频近距传输系统、视频处理系统、视频远程传输系统、监控中心系统、参数传递系统，摄像机系统输出端分别与视频近距传输系统和视频远程传输系统的输入端连接，视频近距传输系统的输出端与视频处理系统的输入端连接，使摄像机系统输出的视频图像经过视频近距传输系统传送到视频处理系统，视频处理系统获取摄像机内外参数关系式；视频远程传输系统的输出端与监控中心系统的输入端连接，参数传递系统的输入端与监控中心系统输出端相连，参数传递系统的输出端与视频处理系统输入端相连。