專利名稱：一種視頻圖像的穩(wěn)像控制方法、系統(tǒng)及視頻分析系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于監(jiān)控技術領域，尤其涉及一種視頻圖像的穩(wěn)像控制方法、系統(tǒng)及視頻 分析系統(tǒng)。
背景技術：
視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般使用固定的攝像機對某一場景進行連續(xù)不斷的拍攝，然后對采 集到的視頻流進行處理和分析，檢測其中的運動目標，并對運動目標進行分類、跟蹤、識別 等后續(xù)處理，進而對目標的行為進行判斷，檢測目標是否有越界、越線、物體遺留或者盜竊 等事件發(fā)生，當檢測到該類事件發(fā)生時，便發(fā)出報警信號并提醒監(jiān)控人員注意或采取相應 的措施。視頻監(jiān)控技術主要由運動目標檢測和運動目標跟蹤兩個部分組成，運動目標檢測 對于后續(xù)的運動目標跟蹤和行為識別有著很重要的作用。目前比較經典的運動目標檢測方法有背景減法、幀間差分法和光流法。由于背景 減法能夠比其他方法提供更多的關于運動目標的信息，所以目前被廣泛應用于目標檢測 中。但是背景減法是通過建立背景模型，將當前幀與背景幀相減來獲得運動的像素點來達 到檢測目的的，其中背景模型的獲取是關鍵。運動目標檢測方法一般是在攝像機靜止的前提下進行的。但是，在室外環(huán)境下，安 裝的攝像機不可能是絕對靜止的，就某些應用領域來說(如交通行業(yè))，有很多的因素都會 造成攝像頭的輕微抖動(如旁邊過車，或者大風吹來)，攝像頭的抖動反映在視頻中即是視 野的不斷抖動，對基于背景建模的運動目標檢測算法來說，獲取的當前幀相對于背景圖像 存在一定的位置偏差，如果不進行位置偏差的調整補償，場景中會出現大量的前景目標，降 低檢測的精度，但是當前對獲取的當前幀的穩(wěn)像補償方法比較盲目，存在缺陷不合理。

發(fā)明內容
本發(fā)明實施例的目的在于提供一種視頻圖像的穩(wěn)像控制方法，旨在解決現有技術 中獲取的當前幀相對于背景圖像存在一定的位置偏差，降低了檢測精度，而且當前的穩(wěn)像 補償方法比較盲目、存在缺陷不合理的問題。本發(fā)明實施例是這樣實現的，一種視頻圖像的穩(wěn)像控制方法，所述方法包括下述 步驟根據對原始監(jiān)控圖像預先劃分的圖像子塊中的角點信息獲取穩(wěn)定的圖像子塊；根據選擇的所述圖像子塊計算原始監(jiān)控圖像的視頻圖像幀相對于背景圖像的運動矢量；根據計算得到的原始監(jiān)控圖像的視頻圖像幀相對于背景圖像的運動矢量，對原始 監(jiān)控圖像進行矯正，得到矯正圖像；將所述原始監(jiān)控圖像、矯正圖像分別與背景圖像做匹配，獲取進行背景建模的圖像。本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種視頻圖像的穩(wěn)像控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括第一獲取模塊，用于根據對原始監(jiān)控圖像預先劃分的圖像子塊中的角點信息獲取 穩(wěn)定的圖像子塊；運動矢量計算模塊，用于根據所述第一獲取模塊獲取的所述圖像子塊計算原始監(jiān) 控圖像的視頻圖像幀相對于背景圖像的運動矢量；矯正模塊，用于根據所述運動矢量計算模塊計算得到的原始監(jiān)控圖像的視頻圖像 幀相對于背景圖像的運動矢量，對原始監(jiān)控圖像進行矯正，得到矯正圖像；以及匹配模塊，用于將所述原始監(jiān)控圖像、矯正圖像分別與背景圖像做匹配，獲取進行 背景建模的圖像。本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種視頻分析系統(tǒng)，所述視頻分析系統(tǒng)包括視 頻圖像的穩(wěn)像控制系統(tǒng)。在本發(fā)明實施例中，根據對原始監(jiān)控圖像預先劃分的圖像子塊中的角點信息獲取 穩(wěn)定的圖像子塊；根據選擇的所述圖像子塊計算原始監(jiān)控圖像的視頻圖像幀相對于背景圖 像的運動矢量；根據計算得到的原始監(jiān)控圖像的視頻圖像幀相對于背景圖像的運動矢量， 對原始監(jiān)控圖像進行矯正，得到矯正圖像；將所述原始監(jiān)控圖像、矯正圖像分別與背景圖像 做匹配，獲取進行背景建模的圖像，克服了現有的穩(wěn)像算法中圖像子塊的選擇的盲目性，提 高了估算的精度。


圖1是本發(fā)明第一實施例提供的視頻圖像的穩(wěn)像控制方法的實現流程圖；圖2是本發(fā)明第二實施例提供的視頻圖像的穩(wěn)像控制方法的實現流程圖；圖3是本發(fā)明實施例提供的確定圖像子塊中的角點信息的具體實現流程圖；圖4是本發(fā)明實施例提供的視頻圖像的穩(wěn)像控制系統(tǒng)的結構框圖；圖5是本發(fā)明實施例提供的角點信息確認模塊的結構框圖；圖6是本發(fā)明實施例提供的運動矢量計算模塊的結構框圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。在本發(fā)明實施例中，根據對原始監(jiān)控圖像預先劃分的圖像子塊中的角點信息獲取 穩(wěn)定的圖像子塊；根據選擇的所述圖像子塊計算原始監(jiān)控圖像的視頻圖像幀相對于背景圖 像的運動矢量；根據計算得到的原始監(jiān)控圖像的視頻圖像幀相對于背景圖像的運動矢量， 對原始監(jiān)控圖像進行矯正，得到矯正圖像；將所述原始監(jiān)控圖像、矯正圖像分別與背景圖像 做匹配，獲取進行背景建模的圖像。圖1示出了本發(fā)明第一實施例提供的視頻圖像的穩(wěn)像控制方法的實現流程，其具 體步驟如下所述在步驟SlOl中，根據對原始監(jiān)控圖像預先劃分的圖像子塊中的角點信息獲取穩(wěn) 定的圖像子塊。
在本發(fā)明實施例中，預先將原始監(jiān)控圖像劃分為固定大小的圖像子塊，其中，圖像 子塊可以允許50%的重疊。圖像子塊劃分完成之后，確定各個圖像子塊的角點信息，下述有 詳細的實施描述，在此不再贅述，但不用以限制本發(fā)明。在本發(fā)明實施例中，通過統(tǒng)計每個圖像子塊中含有的角點數目，將圖像塊根據角 點的多少，從多到少進行排序，選擇排列在前12位的圖像子塊作為獲取的穩(wěn)定的圖像子 塊，在此僅為本發(fā)明的一個具體實施例，不用以限制本發(fā)明。在步驟S102中，根據選擇的所述圖像子塊計算原始監(jiān)控圖像的視頻圖像幀相對 于背景圖像的運動矢量。在本發(fā)明實施例中，對劃分的各個圖像子塊進行直方圖計算、插值等運算，得到各 個圖像子塊在X和y方向上的偏移量，進而計算其偏移量的均差和方差，從而確定原始監(jiān)控 圖像的視頻圖像幀相對于背景圖像的運動矢量，下有詳細的實施描述，在此不再贅述，但不 用以限制本發(fā)明。在步驟S103中，根據計算得到的原始監(jiān)控圖像的視頻圖像幀相對于背景圖像的 運動矢量，對原始監(jiān)控圖像進行矯正，得到矯正圖像。在本發(fā)明實施例中，根據計算得到的原始監(jiān)控圖像的視頻圖像幀相對于背景圖像 的運動矢量，對原始監(jiān)控圖像進行矯正，得到矯正圖像。在步驟S104中，將所述原始監(jiān)控圖像、矯正圖像分別與背景圖像做匹配，獲取進 行背景建模的圖像。在本發(fā)明實施例中，將原始監(jiān)控圖像、矯正圖像分別與背景圖像做匹配，若矯正圖 像與背景圖像的SAD值大于原始監(jiān)控圖像與背景圖像的SAD值，則選取矯正圖像作為背景 建模的圖像；反之則選取原始監(jiān)控圖像作為背景建模的圖像。圖2示出了本發(fā)明第二實施例提供的視頻圖像的穩(wěn)像控制方法的實現流程圖，其 具體步驟如下所述在步驟S201中，預先對原始監(jiān)控圖像進行圖像子塊的劃分。在本發(fā)明實施例中，預先將原始監(jiān)控圖像劃分為固定大小的圖像子塊，其中，圖像 子塊可以允許50%的重疊。在步驟S202中，確定所述圖像子塊中的角點信息。在本發(fā)明實施例中，該確定的角點的信息為角點的數目，并對圖像子塊按照角點 的數目進行排序，下述有具體的實施例描述，在此不再贅述，但是不用以限制本發(fā)明。在步驟S203中，根據對原始監(jiān)控圖像預先劃分的圖像子塊中的角點信息獲取穩(wěn) 定的圖像子塊。在本發(fā)明實施例中，通過統(tǒng)計每個圖像子塊中含有的角點數目，將圖像塊根據角 點的多少，從多到少進行排序，選擇排列在前12位的圖像子塊作為獲取的穩(wěn)定的圖像子 塊，在此僅為本發(fā)明的一個具體實施例，不用以限制本發(fā)明。在步驟S204中，將選取的各個圖像子塊對應的當前灰度圖像信息和參考灰度圖 像信息分別在X和y方向上進行投影，得到所述各個圖像子塊的灰度投影直方圖。在本發(fā)明實施例中，各個圖像子塊的灰度投影直方圖的方式可以通過下屬計算式 得到
權利要求
1.一種視頻圖像的穩(wěn)像控制方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟根據對原始監(jiān)控圖像預先劃分的圖像子塊中的角點信息獲取穩(wěn)定的圖像子塊； 根據選擇的所述圖像子塊計算原始監(jiān)控圖像的視頻圖像幀相對于背景圖像的運動矢量；根據計算得到的原始監(jiān)控圖像的視頻圖像幀相對于背景圖像的運動矢量，對原始監(jiān)控 圖像進行矯正，得到矯正圖像；將所述原始監(jiān)控圖像、矯正圖像分別與背景圖像做匹配，獲取進行背景建模的圖像。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據對原始監(jiān)控圖像預先劃分的圖像 子塊中的角點信息獲取穩(wěn)定的圖像子塊的步驟之前還包括下述步驟預先對原始監(jiān)控圖像進行圖像子塊的劃分； 確定所述圖像子塊中的角點信息。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述確定所述圖像子塊中的角點信息的具 體步驟為計算圖像子塊當前幀灰度圖像的梯度圖像；根據所述計算得到的梯度圖像，獲取G矩陣，所述G矩陣為
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據選擇的所述圖像子塊計算原始監(jiān) 控圖像的視頻圖像幀相對于背景圖像的運動矢量的步驟具體包括下述步驟將各個圖像子塊對應的當前灰度圖像信息和參考灰度圖像信息分別在X和y方向上進 行投影，得到所述各個圖像子塊的灰度投影直方圖；將所述灰度投影直方圖擴充為原長度兩倍減一的灰度直方圖； 對擴充后的灰度直方圖進行1/2亞像素級線性插值計算； 計算所述各個圖像子塊在χ和y方向上的最佳偏移量。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述計算所述各個圖像子塊在χ和y方向上 的最佳偏移量的步驟之后還包括根據所述各個圖像子塊的偏移量計算圖像子塊的偏移量的均值和方差； 根據所述圖像子塊的偏移量和圖像子塊偏移量均值方差的關系，對圖像子塊的偏移量 進行篩選。
6.一種視頻圖像的穩(wěn)像控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括第一獲取模塊，用于根據對原始監(jiān)控圖像預先劃分的圖像子塊中的角點信息獲取穩(wěn)定 的圖像子塊；運動矢量計算模塊，用于根據所述第一獲取模塊獲取的所述圖像子塊計算原始監(jiān)控圖 像的視頻圖像幀相對于背景圖像的運動矢量；矯正模塊，用于根據所述運動矢量計算模塊計算得到的原始監(jiān)控圖像的視頻圖像幀相 對于背景圖像的運動矢量，對原始監(jiān)控圖像進行矯正，得到矯正圖像；以及匹配模塊，用于將所述原始監(jiān)控圖像、矯正圖像分別與背景圖像做匹配，獲取進行背景 建模的圖像。
7.如權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括圖像子塊劃分模塊，用于預先對原始監(jiān)控圖像進行圖像子塊的劃分；以及 角點信息確認模塊，用于確定所述圖像子塊中的角點信息。
8.如權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述角點信息確認模塊具體包括 梯度圖像計算模塊，用于計算圖像子塊當前幀灰度圖像的梯度圖像；G矩陣獲取模塊，用于根據所述梯度圖像計算模塊計算得到的梯度圖像，獲取G矩陣， 所述G矩陣為
9.如權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述運動矢量計算模塊具體包括投影模塊，用于將各個圖像子塊對應的當前灰度圖像信息和參考灰度圖像信息分別在 χ和y方向上進行投影，得到所述各個圖像子塊的灰度投影直方圖；轉換模塊，用于將所述投影模塊投影得到的灰度投影直方圖擴充為原長度兩倍減一的 灰度直方圖；線性插值模塊，用于對所述轉換模塊擴充后的的灰度直方圖進行1/2亞像素級線性插 值計算；偏移量計算模塊，計算所述各個圖像子塊在χ和ι方向上的偏移量； 均值方差計算模塊，用于根據所述各個圖像子塊的偏移量計算圖像子塊的偏移量的均 值和方差；以及圖像子塊篩選模塊，用于根據所述均值方差計算模塊計算得到的圖像子塊的偏移量和 圖像子塊偏移量均值方差的關系，對圖像子塊的偏移量進行篩選。
10.一種視頻分析系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻分析系統(tǒng)包括權利要求6至9任一項所 述的視頻圖像的穩(wěn)像控制系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明適用于監(jiān)控技術領域，提供了一種視頻圖像的穩(wěn)像控制方法、系統(tǒng)及視頻分析系統(tǒng)，所述方法包括下述步驟根據對原始監(jiān)控圖像預先劃分的圖像子塊中的角點信息獲取穩(wěn)定的圖像子塊；根據選擇的所述圖像子塊計算原始監(jiān)控圖像的視頻圖像幀相對于背景圖像的運動矢量；根據計算得到的原始監(jiān)控圖像的視頻圖像幀相對于背景圖像的運動矢量，對原始監(jiān)控圖像進行矯正，得到矯正圖像；將所述原始監(jiān)控圖像、矯正圖像分別與背景圖像做匹配，獲取進行背景建模的圖像，克服了現有的穩(wěn)像算法中圖像子塊的選擇的盲目性，提高了估算的精度。
文檔編號H04N7/18GK102055884SQ20091011003
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月9日 優(yōu)先權日2009年11月9日
發(fā)明者周建雄, 師改梅, 王全明 申請人:深圳市朗馳欣創(chuàng)科技有限公司