[发明专利]基于图像配准的机动车违法鸣笛抓拍系统

权利要求书

1.一种基于图像配准的机动车违法鸣笛抓拍系统，包括：用于实时采集音频和图像的集成式麦克风阵列、用于实时采集高解析度图像的高清摄像机、控制单元和图像配准系统，其中：集成式麦克风阵列包含多个麦克风组成的麦克风阵列和一个用于采集低解析度图像的摄像机，控制单元监测鸣笛发生时从集成式麦克风阵列获取叠加有鸣笛声源中心位置坐标的一帧低解析度图像，并同时从高清摄像机获取一帧高解析度图像并输出至图像配准系统，图像配准系统获取低解析度图像和高解析度图像之间的图像间变换系数，得到鸣笛声源的中心位置坐标在高解析度图像上对应位置，并通过图像目标识别技术识别得到此位置对应车辆的车牌信息。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的集成式麦克风阵列中的摄像机与麦克风阵列为一体化设计，即摄像机与麦克风阵列所有麦克风的相对位置不变，集成式麦克风阵列计算获得的声源中心位置坐标与低解析度图像中像素点的预置坐标系数不变，集成式麦克风阵列输出叠加有鸣笛声源中心位置坐标的低解析度图像给控制单元。

3.一种基于权利要求1或2所述系统的图像配准方法，其特征在于，通过控制单元采集来自集成式麦克风阵列和高清摄像机的同一时刻的两帧图像，通过图像配准系统获取图像的特征点和对应特征点描述子，根据特征点描述子信息获得特征点相似度，对特征点相似度排序，选择特征点相似度最大且位置在图像上固定的若干特征点为两帧图像的匹配特征点，然后通过线性坐标变换计算出集成式麦克风阵列摄像机和高清摄像机之间的图像间变换系数，实现低解析度图像到高解析度图像之间的位置配准。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，所述的获取图像的特征点是指：对图片进行高斯模糊后构建高斯金字塔，得到不同的尺度空间，然后在不同的尺度空间上通过极值点检测获得局部极值点，最后对局部极值点初步精确定位、剔除边缘响应点，获得特征点。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征是，所述的特征点至少四对。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征是，所述的特征点描述子，根据特征点的梯度幅值和方向生成。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征是，所述的特征点描述子通过以下方式计算得到：

A1：确定计算特征点描述子所需的图像区域其中：σ_oct为特征点所在组的组内尺度，d为特征点附近的邻域划分的子区域个数；

A2：将坐标移至特征点主方向旋转后新坐标为：

A3：在图像半径区域内对每个像素点求其梯度幅值和方向，然后第每个梯度幅值乘以高斯权重参数，生成方向直方图：其中：x_k为该点与特征点的列距离，y_k为该点与特征点的行距离，σ_w为特征点描述子窗口宽度3σ×直方图列数的一半，d_r为对邻近行的贡献因子，dc为对临近列的贡献因子，do为对邻近方向的贡献因子；

A4：特征点描述子向量规范化，128特征点描述子向量为W＝(w₁,w₂,…,w₁₂₈)，规范化后的向量为L＝(l₁,l₂,…,l₁₂₈)，其中：

8.根据权利要求3所述的方法，其特征是，所述的特征点相似度是指：针对高解析度图像中特征点描述子R_i＝(r_i1,r_i2,…,r_i128)和低解析度图像中特征点描述子S_i＝(s_i1,s_i2,…,s_i128)，计算任意两个特征点描述子之间的相似性度量