一種攝像頭位置偏離檢測方法及設備的製作方法
2023-05-15 08:14:11
一種攝像頭位置偏離檢測方法及設備的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種攝像頭位置偏離檢測方法及設備，上述方法包括以下步驟：預先安裝多個特徵物，記錄每個特徵物初始位置坐標，並存儲特徵物模板圖像；採集當前圖像，從所述當前圖像中匹配得到與所述特徵物模板圖像相匹配的匹配圖像，並獲取所述匹配圖像候選位置坐標；根據每個特徵物初始位置坐標、所述匹配圖像候選位置坐標，獲取滿足預設條件的特徵點匹配對個數並根據特徵點匹配對個數與預設數目的比較結果，來判斷攝像頭位置是否偏離基準位置。本發明還提供一種攝像頭位置偏離檢測設備，包括特徵物模板存儲模塊、圖像採集模塊、位置偏離判斷模塊。
【專利說明】一種攝像頭位置偏離檢測方法及設備
【技術領域】
[0001]本發明屬於圖像處理【技術領域】，尤其涉及一種攝像頭位置偏離檢測方法及設備。
【背景技術】
[0002]攝像頭位置檢測技術無論在視頻或圖像處理領域都是一個非常重要的技術，很多智能監控、智能跟蹤和智能識別系統，都需要基於攝像頭採集到的圖像進行分析，然後根據得到的分析結果進行後續的處理和控制。因此，攝像頭安裝位置的正確與否對系統後續結果的正確性有著非常重要的影響。
[0003]攝像頭在初期安裝時都會對攝像頭的位置進行校正，但隨著攝像頭後期的使用，會發生位置的偏移。因此，需要一種能自動檢測攝像頭的位置，判斷攝像頭位置偏移與否的方法和裝置來提醒用戶對攝像頭位置進行校正。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種攝像頭位置偏離檢測方法及設備，以解決上述問題。
[0005]本發明提供一種攝像頭位置偏離檢測方法。上述方法包括以下步驟:預先安裝多個特徵物，記錄每個特徵物初始位置坐標，並存儲特徵物模板圖像；採集當前圖像，從所述當前圖像中匹配得到與所述特徵物模板圖像相匹配的匹配圖像，並獲取所述匹配圖像候選位置坐標；根據每個特徵物初始位置坐標、所述匹配圖像候選位置坐標，獲取滿足預設條件的特徵點匹配對個數並根據特徵點匹配對個數與預設數目的比較結果，來判斷攝像頭位置是否偏離基準位置。
[0006]本發明還提供一種攝像頭位置偏離檢測設備，上述設備包括:包括特徵物模板存儲模塊、圖像採集模塊、位置偏離判斷模塊；其中，所述特徵物模板存儲模塊通過所述圖像採集模塊與所述位置偏離判斷模塊相連；所述特徵物模板存儲模塊還與所述位置偏離判斷模塊相連；所述特徵物模板存儲模塊，用於預先安裝多個特徵物，記錄每個特徵物初始位置坐標，並存儲特徵物模板圖像並將所述特徵物模板圖像發送至所述圖像採集模塊；還用於將每個特徵物初始位置坐標發送至所述位置偏離判斷模塊；所述圖像採集模塊，用於採集當前圖像，從所述當前圖像中匹配得到與所述特徵物模板圖像相匹配的匹配圖像，並獲取所述匹配圖像候選位置坐標並將所述匹配圖像候選位置坐標發送至所述位置偏離判斷模塊；所述位置偏離判斷模塊，用於根據每個特徵物初始位置坐標、所述匹配圖像候選位置坐標，獲取滿足預設條件的特徵點匹配對個數並根據特徵點匹配對個數與預設數目的比較結果，來判斷攝像頭位置是否偏離基準位置。
[0007]相較於先前技術，根據本發明提供的一種攝像頭位置偏離檢測方法及設備，本發明採用特徵物標記，通過將當前圖像中與特徵物模板圖像進行匹配，並將特徵點匹配對個數與預設數目進行比較，判斷攝像頭位置是否偏離基準位置。此外，本發明可通過改變預設數目，來處理實際過程中因部分特徵物被汙染或者損壞而不能有效檢測攝像頭位置的偏離情況。與現有的攝像頭位置偏離檢測方法(如:棋盤標定法、一維物體標定法)相比，本發明的操作過程簡單方便、實驗精度高，具有較好的魯棒性和容錯性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0009]圖1所示為根據本發明的較佳實施例提供的一種攝像頭位置偏離檢測方法的流程圖；
[0010]圖2所示為根據本發明的較佳實施例提供的一種攝像頭位置偏離檢測設備的結構圖；
[0011]圖3所示為根據本發明的較佳實施例提供的安裝特徵物的示意圖；
[0012]圖4所示為根據本發明的較佳實施例提供的採集到的當前圖像的示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下文中將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。
[0014]如圖1所示為根據本發明的較佳實施例提供的一種攝像頭位置偏離檢測方法的流程圖。如圖1所示，本發明的較佳實施例提供的一種攝像頭位置偏離檢測方法包括步驟101-103。
[0015]步驟101:預先安裝多個特徵物，記錄每個特徵物初始位置坐標，並存儲特徵物模板圖像；
[0016]步驟102:採集當前圖像，從所述當前圖像中匹配得到與所述特徵物模板圖像相匹配的匹配圖像，並獲取所述匹配圖像候選位置坐標；
[0017]從所述當前圖像中匹配得到與所述特徵物模板圖像相匹配的匹配圖像的方法包括:基於二值圖的匹配、基於灰度圖的匹配、基於色彩空間的匹配。
[0018]若採用基於二值圖的匹配，則從所述當前圖像中匹配得到與所述特徵物模板圖像相匹配的匹配圖像的過程為:比較當前圖像中各個特徵物像素與所述特徵物模板圖像像素的相同像素，若相同像素個數大於預設值，則確定該當前圖像中的特徵物圖像是與所述特徵物模板圖像相匹配的匹配圖像。
[0019]在匹配得到所述匹配圖像之前，對採集的當前圖像進行預處理，所述預處理至少包括降噪、調整對比度、調整亮度、直方圖拉伸、色彩空間轉換。
[0020]步驟103:根據每個特徵物初始位置坐標、所述匹配圖像候選位置坐標，獲取滿足預設條件的特徵點匹配對個數並根據特徵點匹配對個數與預設數目的比較結果，來判斷攝像頭位置是否偏離基準位置。
[0021]所述預設條件是指:所述匹配圖像候選位置坐標與所述特徵物初始位置坐標之間的距離小於等於預設距離。
[0022]若所述特徵點匹配對個數小於或等於預設數目，則判定所述攝像頭位置偏離基準位置。
[0023]所述特徵點匹配對由所述特徵物初始位置坐標和所述匹配圖像候選位置坐標組成。
[0024]判定所述攝像頭位置偏離基準位置時，發送報警信息，其中，所述報警信息包括所述攝像頭位置信息和/或IP位址信息。
[0025]下面舉例進行詳細說明:
[0026]在在線課堂中，需要對用於跟蹤板書的攝像機的位置進行檢測，該攝像機可拍攝到教室中的黑板，在本實施例中，預先在黑板上安裝6個相同的三角形特徵物，攝像機拍攝到的圖像如圖3所示，以圖像的左上角為坐標原點，建立坐標系，假設所拍攝到的圖像大小是640X480個像素，根據初始安裝後拍攝的圖像來記錄每個特徵物的初始位置坐標POl、P02、P03、P04、P05和P06，也可以手工輸入這些特徵物的初始位置坐標(在本實施例中特徵物的初始位置坐標為三角形特徵物的中心位置坐標)，從而得到三角形特徵物的中心位置坐標分別為 POl= (51，51)、P02 = (205，51)、P03 = (409，51)、P04 = (409，355)、P05 =(205，355)、P06 = (51，355)，存儲上述三角形特徵物圖像並將其作為特徵物模板圖像。
[0027]假設特徵物模板圖像(圖中所示為三角形，實際上也可以是方形、十字形等具有可辨識形狀的圖案)的像素為400。採集當前圖像，對採集到的圖像調整對比度、降噪，以圖像的左上角為坐標原點，建立坐標系，得到二值圖像如圖4所示，以三角形特徵物模板圖像作為搜索窗口，找出當前圖像中與特徵物模板圖像像素相同的像素，如果得到當前圖像中與特徵物模板圖像像素相同像素個數為350，並判斷出該相同像素個數大於預設值(該預設值是預先設置的用於判斷兩個圖像是否匹配的臨界值，例如320)，則確定當前圖像中特徵物圖像與特徵物模板圖像相匹配，通過依次比對，可得到當前圖像中與特徵物模板圖像相匹配的匹配圖像的數目為4個，獲取匹配圖像的候選位置坐標(在本實施例中匹配圖像的候選位置坐標為匹配圖像的中心位置坐標)，得到匹配圖像的中心位置坐標分別為Pll=(52，51)、P12 = (206，51)、P13 = (206，355)、P14 = (52，355)，其中，Pll 與 P01、P02、P03、P04、P05和P06的距離分別為1、153、357、469、340、304，Pll與POl之間的距離小於預設距離(例如20)，Pll與POl組成一個特徵點匹配對；P12與P01、P02、P03、P04、P05和P06的距離分別為155、1、203、366、304、341，由於P12與P02之間的距離小於預設距離，因此P12與P02組成一個特徵點匹配對；P13與P01、P02、P03、P04、P05和P06的距離分別為341、304、366、203、1、155，同理由於P13與P05的距離小於預設距離，因此，P13與P05組成一個特徵點匹配對；P14與P01、P02、P03、P04、P05和P06的距離分別為304、340、469、357、153、1，P14與P06的距離小於預設距離，P14與P06組成一個特徵點匹配對。得到特徵點匹配對個數為4個，特徵點匹配對個數小於預設數目(例如5)，判斷攝像頭位置已經偏離基準位置，發送報警信息，其中報警信息包含有所述攝像頭位置信息和IP位址信息。
[0028]圖2所示為根據本發明的較佳實施例提供的一種攝像頭位置偏離檢測設備結構圖。如圖2所示，本發明的較佳實施例提供的攝像頭位置偏離檢測設備，上述設備包括:包括特徵物模板存儲模塊201、圖像採集模塊202、位置偏離判斷模塊203 ;其中，所述特徵物模板存儲模塊201通過所述圖像採集模塊與所述位置偏離判斷模塊相連；所述特徵物模板存儲模塊還與所述位置偏離判斷模塊相連；所述特徵物模板存儲模塊201，用於預先安裝多個特徵物，記錄每個特徵物初始位置坐標，並存儲特徵物模板圖像並將所述特徵物模板圖像發送至所述圖像採集模塊；還用於將每個特徵物初始位置坐標發送至所述位置偏離判斷模塊；所述圖像採集模塊202，用於採集當前圖像，從所述當前圖像中匹配得到與所述特徵物模板圖像相匹配的匹配圖像，並獲取所述匹配圖像候選位置坐標並將所述匹配圖像候選位置坐標發送至所述位置偏離判斷模塊；所述位置偏離判斷模塊203，用於根據每個特徵物初始位置坐標、所述匹配圖像候選位置坐標，獲取滿足預設條件的特徵點匹配對個數並根據特徵點匹配對個數與預設數目的比較結果，來判斷攝像頭位置是否偏離基準位置。
[0029]此外，關於上述設備的具體操作過程同上述方法所述，故於此不再贅述。
[0030]綜上所述，根據本發明提供的一種攝像頭位置偏離檢測方法及設備，採用特徵物標記，通過將當前圖像中與特徵物模板圖像匹配，並將特徵點匹配對個數與預設數目進行比較，判斷攝像頭位置是否偏離基準位置。此外，本發明可通過改變預設數目，來處理實際過程中因部分特徵物被汙染或者損壞而不能有效檢測攝像頭位置的偏離情況。與現有的攝像頭位置偏離檢測方法(如:棋盤標定法、一維物體標定法)相比，本發明的操作過程簡單方便、實驗精度高，具有較好的魯棒性和容錯性。
[0031]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種攝像頭位置偏離檢測方法，其特徵在於，包括以下步驟: 預先安裝多個特徵物，記錄每個特徵物初始位置坐標，並存儲特徵物模板圖像； 採集當前圖像，從所述當前圖像中匹配得到與所述特徵物模板圖像相匹配的匹配圖像，並獲取所述匹配圖像候選位置坐標； 根據每個特徵物初始位置坐標、所述匹配圖像候選位置坐標，獲取滿足預設條件的特徵點匹配對個數並根據特徵點匹配對個數與預設數目的比較結果，來判斷攝像頭位置是否偏離基準位置。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，從所述當前圖像中匹配得到與所述特徵物模板圖像相匹配的匹配圖像的方法包括:基於二值圖的匹配、基於灰度圖的匹配、基於色彩空間的匹配。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，若採用基於二值圖的匹配，則從所述當前圖像中匹配得到與所述特徵物模板圖像相匹配的匹配圖像的過程為:比較當前圖像中各個特徵物像素與所述特徵物模板圖像像素的相同像素，若相同像素個數大於預設值，則確定該當前圖像中的特徵物圖像是與所述特徵物模板圖像相匹配的匹配圖像。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述預設條件是指: 所述匹配圖像候選位置坐標與所述特徵物初始位置坐標之間的距離小於等於預設距離。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，若所述特徵點匹配對個數小於或等於預設數目，則判定所述攝像頭位置偏離基準位置。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括: 判定所述攝像頭位置偏離基準位置時，發送報警信息，其中，所述報警信息包括所述攝像頭位置信息和/或IP位址信息。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述特徵點匹配對由所述特徵物初始位置坐標和所述匹配圖像候選位置坐標組成。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的方法，其特徵在於，還包括: 在匹配得到所述匹配圖像之前，對採集的當前圖像進行預處理，所述預處理至少包括降噪、調整對比度、調整亮度、直方圖拉伸、色彩空間轉換。
9.一種攝像頭位置偏離檢測設備，其特徵在於，包括特徵物模板存儲模塊、圖像採集模塊、位置偏離判斷模塊；其中，所述特徵物模板存儲模塊通過所述圖像採集模塊與所述位置偏離判斷模塊相連；所述特徵物模板存儲模塊還與所述位置偏離判斷模塊相連； 所述特徵物模板存儲模塊，用於預先安裝多個特徵物，記錄每個特徵物初始位置坐標，並存儲特徵物模板圖像並將所述特徵物模板圖像發送至所述圖像採集模塊；還用於將每個特徵物初始位置坐標發送至所述位置偏離判斷模塊； 所述圖像採集模塊，用於採集當前圖像，從所述當前圖像中匹配得到與所述特徵物模板圖像相匹配的匹配圖像，並獲取所述匹配圖像候選位置坐標並將所述匹配圖像候選位置坐標發送至所述位置偏離判斷模塊； 所述位置偏離判斷模塊，用於根據每個特徵物初始位置坐標、所述匹配圖像候選位置坐標，獲取滿足預設條件的特徵點匹配對個數並根據特徵點匹配對個數與預設數目的比較結果，來判斷攝像頭位置是否偏離基準位置。
【文檔編號】G06T7/00GK104506857SQ201510020933
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月15日 優先權日:2015年1月15日
【發明者】沈玉將, 張 雄 申請人:蘇州闊地網絡科技有限公司