[发明专利]基于全方位计算机视觉的财产保护装置

权利要求书

1.一种基于全方位计算机视觉的财产保护装置，包括用于监视大范围全景内被保护财产情况的视觉传感器，其特征在于：所述财产保护装置还包括用于根据视觉传感器的信号进行财产保护检测的微处理器，所述视觉传感器与所述微处理器连接，所述视觉传感器为全方位视觉传感器和高速快球抓拍传感器，所述全方位视觉传感器包括支架、透明外罩、一次折反射镜、二次折反射镜、摄像部件镜头和广角镜头，所述透明外罩、一次折反射镜和摄像部件镜头安装在支架上，所述一次折反射镜位于所述透明外罩的上部，所述的透明外罩底部中央开口，所述摄像部件镜头位于所述一次折反射镜的上方，所述二次折反射镜安装在所述中央开口内，所述二次折反射镜的中部开小孔，在所述小孔内安装所述广角镜头，所述摄像部件镜头、一次折反射镜、二次折反射镜和广角镜头的中心轴配置在同一轴心线上；将摄像部件镜头的焦点距离作为f1、广角镜头的焦点距离作为f2、摄像部件镜头与摄像部件镜头的焦点的距离作为S1、从摄像部件镜头到第一成像点的焦点距离作为S2、从广角镜头到第一成像点的距离作为S3、从广角镜头到实物点的距离作为S4，根据镜头的成像公式得到以下关系式：

1f1=1S1+1S2---(10)]]>

1f2=1S3+1S4---(11)]]>

d＝S2+S3    (12)

将摄像部件镜头与广角镜头的之间的距离d作为一个约束条件，通过设计广角镜头的焦点距离f2来满足公式(12)的要求；

将摄像部件镜头与广角镜头作为一个组合镜头来考虑，其焦距f由下式来表示：

1f=(f1+f2-d)f1*f2---(13)]]>

另外，将组合镜头的直径作为D，其放大倍数由下式来表示：

n=Df---(14)]]>

组合镜头满足以下公式：

n=Df=2θ1max---(15)]]>

式(15)中，θ_1max是二次反射光线V3与折反射主轴Z的最大夹角；

所述微处理器包括：

ODVS图像获取模块，用于获得监控场景的全景视频图像，包括有系统初始化单元和图像获取单元；

场景内对象检测模块，用于抽取出监控场景内的运动对象、遗留物暂时静止对象和场景静止对象，包括有：

长周期背景建模单元，用于通过采用基于混合高斯分布模型以较小的更新率对背景像素进行建模；

短周期背景建模单元，用于通过采用基于混合高斯分布模型以较大的更新率对背景像素进行建模；

阴影抑制单元，用于有效区分运动对象和运动阴影，基于HSV颜色空间的检测方法，在HSV颜色空间中，H分量表示色度，S分量表示饱和度，V分量表示亮度，通过以下决策公式(20)，来判断某像素点是否属于阴影：

式中，I^V(x，y)、I^S(x，y)、I^H(x，y)与B^V(x，y)、B^S(x，y)、B^H(x，y)分别表示(x，y)处像素新输入值I(x，y)与背景像素值H、S、V分量；参数0＜α＜β＜1，α取值要考虑阴影的强度，当背景上投射的阴影越强时，参数α要取得越小，参数β用来增强系统的鲁棒性；参数τ_S小于零，参数τ_H的选取则主要根据场景的情况进行调试；

对象区分单元，用于抽取出监控场景内的运动对象、特殊背景对象和场景静止对象，与所述的长周期背景建模模块和所述的短周期背景建模模块中所得到的处理中间结果长周期背景B_L和短周期背景B_S进行差减运算，得到长周期前景F_L、短周期前景F_S，接着根据F_L和F_S值之间的关系，归纳出当前帧内某像素的四种不同类型，判定结果如表1所示：

F_L(x，y)F_S(x，y)  预测类型 类型111  运动对象 类型210  暂时静止对象 类型301  背景对象被移出、随机噪声 类型400  场景静态对象

表1

构造一个基于统计信息的可能性函数L判断该像素(x，y)是否属于特殊背景对象，其定义为：

式中，max_e和k都是正数；max_e是阈值，当L(x，y)＞max_e时，该像素就被判定为属于特殊背景对象；max_e值是根据系统检测的灵敏性和准确性而确定的；k表示了可能性函数的衰减速率；

根据表1结合可能性函数L的判断，类型1属于运动对象，L(x，y)＞max_e条件的属于特殊背景对象，类型4属于场景静态对象；

被保护财产检测模块，用于检测出在场景内发生的财产丢失事件以及与该事件相关的活动对象、时间、地点，包括有：

虚拟封闭重点监控区域定制单元，用于定制虚拟封闭的被保护财产所在的区域；活动对象接近虚拟封闭重点监控区域检测单元，用于检测在虚拟封闭重点监控区域附近或者区域内出现活动对象，首先检测出是否有活动对象，如果检测出有活动对象，再计算该活动对象与虚拟封闭重点监控区域外部边缘的距离，如果计算出来的距离值小于系统所设定的距离阈值D就判定为活动对象接近虚拟封闭重点监控区域；

特殊背景对象被移出检测单元，用于检测在虚拟封闭重点监控区域内的特殊背景对象的消失；

被保护财产丢失检测ID号自动生成单元，用于自动生成一个被保护财产丢失检测ID号和存放与被保护财产丢失相关联的可疑活动对象特写图像文件夹；

可疑活动对象抓拍单元，用于后续确认被保护财产丢失事件由何人所为，当检测到有活动对象接近被保护财产所在的区域，然后又检测到被保护财产消失情况出现时，从对象区分单元处理结果得到活动对象位置信息(S_x，S_y)，然后根据在所述的系统初始化单元中所建立的映射表，输出一个与活动对象位置信息(S_x，S_y)相对应的数字ID给高速快球抓拍传感器的控制端口，指示高速快球抓拍传感器转动对准该位置进行拍摄，获得可疑活动对象特写图像，并将其保存在被保护财产丢失检测ID号命名的文件夹内。