[发明专利]一种视频帧中重影时间戳的识别方法

说明书

技术领域

本发明属于视频图像处理领域，尤其涉及一种视频帧中重影时间戳的识别方法。

背景技术

摄像机拍摄一张帧视频图像，本质是摄像机的一次曝光行为。摄像机镜头每次拍摄都需要花费一定量的曝光时间来得到一帧图像。曝光时间T_e，指的是为了将光投射到照相感光材料的感光面上，快门所需要打开的时间。而时间戳码表在LCD显示器中存在一个刷新帧率，那意味着每个时间戳都会在LCD显示器上停留时间T_stamp。因此摄像机的图像传感器在一帧的曝光时间中有可能捕捉到多个时间戳，导致多个时间戳在相同空间位置上受到曝光而产生图像重叠问题——时间戳重影问题。

场景中多个时间戳重叠在一起，导致识别目标相互遮挡，给时间戳识别带来巨大的困难。一般来说，重叠目标的识别难度随着目标重叠的数量和面积的增加而增大。不幸的是，时间戳码表的空间位置是固定不变的，所以时间戳重影都是完全重叠的。传统的一些识别方法对于此类重叠时间戳的精确识别效果基本无法让人满意。从另一个角度讲，重叠的物体识别其实是一个鸡尾酒会问题，数学上不可解。虽然可以通过拟合估计等手段的方式获得一个识别值，但是这种方法一方面时间开销大，另一方面识别错误率也比较高。

发明内容

本发明的主要目的是针对重影时间戳识别准确率低下的问题，实现一种简单有效的方法，在不需要大幅度更改软件功能和增加硬件需求的基础上，提升视频帧中时间戳识别的准确率。

本发明提供了一种视频帧中重影时间戳的识别方法，包括以下步骤：

1)确定摄像机帧曝光时间T_e和LCD显示器中时间戳刷新时间T_stamp，然后计算一帧视频中最多的时间戳重叠数量，最多的时间戳重叠数量满足关系式(1):

式(1)中，表示向下取整函数。

2)根据最多时间戳重叠数量，分别确定空间分集数量和颜色分集数量；空间分集数量D_space、颜色分集数量D_color和最多重叠数量N分别满足关系式(2)和(3):

D_stamp＝D_space×D_color,    (2)

D_stamp≥N,    (3)

式(2)中D_stamp表示结合空间分集和颜色分集的方法能够处理的最多时间戳重叠数量；式(3)表明D_stamp的数量必须大于实际时间戳最多重叠数量。

3)将LCD显示屏上的数字码表中的每个数字时间戳替换成更容易被识别的编码时间戳。

4)根据步骤2)确定的空间分集数量和颜色分集数量，在时间戳刷新过程中结合使用空间分集和颜色分集技术。

5)识别时间戳，分析得到正确的时间信息。

所述的编码时间戳，利用具有校验和纠错能力的QR码或者设计的具有视觉可读性并且更容易被识别的视觉模式对数字时间进行编码代替原始的数字时间戳。

所述的颜色分集技术利用RGB颜色通道的独立性，为每个时间戳增加颜色属性(红色、绿色和蓝色)，让带不同颜色属性的时间戳即使发生重叠曝光，也可以通过颜色图层把相互重叠的时间戳分离出来。因此D_color可以取1、2和3三种数值。

所述的空间分集技术将在连续时间过程中出现在同一空间位置上的不同目标分散到不同空间位置上。简单地说，就是随着时间戳的变化每次都把新的时间戳放置在与前一个时间戳相异的空间位置上。如此任意两个相邻的时间戳都不会发生空间重叠，而且因此也避免了由摄像机拍摄动态刷新时间戳而造成的时间戳重影问题。

所述的正确时间信息识别，由于空间分集和颜色分集技术的使用，每帧视频图像上都存在一组可识别时间戳(数量为1个以上)，因此最终需要识别所有时间戳并进行校验分析，才能获得正确的时间信息。

本发明在不需要大幅度更改软件功能和增加硬件需求的基础上，提升视频帧中时间戳识别的准确率。

附图说明

图1是本发明一种视频帧中重影时间戳识别困难解决方法流程图；

图2是数字的视觉模式编码；

图3是结合空间分集的视觉模式时间戳实例。

具体实施方式