[发明专利]一种基于摄像机自动标定的智能视频监控方法

说明书

技术领域

本发明属于视频监控领域，具体地说是一种基于摄像机自动标定的智能视频监控方法。

背景技术

随着计算机，网络，图像技术的快速发展，视频监控技术获得长足的进步，无线，高清和智能技术不断地应用到视频监控领域中。传统的视频监控一般只用于事后的录像取证，而且取证时需要人工观察大量的视频。智能视频监控的核心技术是实时分析固定场景的视频序列，从中检测、识别、跟踪并理解目标的行为，最终根据事先制定的规则触发报警。应用智能视频监控技术能消除或很大程度上减少人工干预。

从视频序列中提取的目标只具备二维信息，不能很好地理解目标的真实行为。要想获得目标的真实大小和速度，必须对场景进行一定的理解，这就需要对摄像机进行标定。标定的目的是获取摄像机的内参以及摄像机的安装信息，进一步地计算目标的三维参数。

CN101951502A公开了一种三维智能视频监控方法，其采用了传统的摄像机标定方法，和目前存在许多应用于视频监控的摄像机标定方法，实际的应用中会出现或多或少的缺点。主要方法是首先人工选取平面上不同位置的标定杆的上下两个端点，标定杆可以使站立的人，也可以使平面上竖立的任何直线；然后计算消失点和消失线，最后标定摄像机参数。该方法的不足之处是：需要手工检测标定杆的端点；当摄像机的镜头畸变比较严重时，消失点和消失线的准确性无法保证，最后影响标定结果的精度。

发明内容

本发明提供了一种摄像机自动标定方法，和基于摄像机自动标定的智能视频监控方法，

所述一种的摄像机自动标定方法，包括如下步骤：

选定视频图像中的运动的人属目标作为参照物；

在参照物的运动轨迹线上至少选择四个不同位置作为标记点，提取每个标记点上参照物在视频图像上的底点P₁和顶点P₂；

根据摄像机坐标系与监控平面坐标系的关系，得到参照物的实际高度公式：

（1）

参照物在监控平面上的位置坐标（x，y）公式：

             （2）

其中，为监控视频图像的光心坐标，可以近似认为是图像的中心，为参照物底点端在监控视频图像中的坐标，为参照物顶点在监控视频图像中的坐标，H为摄像机离监控平面的高度，θ为摄像机的俯仰角，γ为摄像机的横滚角， f为摄像机的焦距；

    输入自动选定的作为参照物的所述人属目标的真实高度h和所述参照物的至少四组在监控视频图像上的底点P₁和顶点P₂参照物数据；

    得到摄像机参数H，f，θ和γ，实现对摄像机的自动标定。

所述的摄像机自动标定方法，其中所述底点P₁和顶点P₂分别是参考物的目标最小紧凑包围盒下边框的中点和目标最小紧凑包围盒上边框的中点。

所述的摄像机自动标定方法，其中所述参照物数据应用随机采样一致性算法（RANSAC）剔除不好的数据。

所述的摄像机自动标定方法，其中还包括如下步骤：

对摄像机标定结束后，在监控平面上选择一个竖直杆，计算竖直杆的高度，或计算监控平面上两个点之间的距离，判断计算的高度或距离同真实距离的差异来验证标定的精度，如果差距大，表明标定有误，重新标定。

所述的摄像机自动标定方法，其中当监控平面比较空旷时，则应该派遣一名人员作为参照物在监控平面内走动，走动的范围尽可能地遍布摄像机的视场。

所述的一种基于摄像机自动标定的智能视频监控方法，包括如下步骤：

步骤一、采用摄像机自动标定方法，对摄像机进行标定，得到摄像机参数H，f，θ和γ；

步骤二、输入监控视频；

步骤三、提取视频中运动的目标，并对目标进行跟踪；

步骤四、把目标分为人、车和其它三大类别；