[发明专利]基于图像配准的机动车违法鸣笛抓拍系统

说明书

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，通过分别采集同一时刻低解析度图像和高解析度图像，获取两帧图像的特征点和特征点描述子，由特征点描述子计算获得特征点相似度，然后可以基于特征点相似度排序获取两帧图像相似度最高且位置在图像上固定的六对特征点为匹配特征点，也可以手动选择六对特征点为匹配特征点，最后通过线性坐标变换计算出两帧图像的图像间变换系数，实现鸣笛抓拍系统的精确校准。本发明能够自动精确校准集成式麦克风阵列和高清摄像机的相对位置信息。本发明可以在每次鸣笛触发后进行集成式麦克风阵列和高清摄像机位置校准。

技术领域

本发明涉及的是一种智能交通管理领域的技术，特别是一种基于图像配准的机动车违法鸣笛抓拍系统。

背景技术

现有的机动车违法鸣笛抓拍系统中麦克风阵列获得的鸣笛声源中心位置坐标与高清摄像机获得的高清图片之间的坐标变换系数，一般需要在实施现场安装后进行标定，该坐标变换系数与麦克风阵列和高清摄像机的安装位置、角度、高度等因素有关。传统的坐标变换系数标定的一般流程为：使用测试汽车，在抓拍范围内不同位置分别按喇叭，麦克风阵列采集音频信号并计算获得鸣笛声源的中心位置坐标；在高清图像中找到鸣笛时刻测试车辆车牌所在位置对应的像素点，通过线性坐标变换公式计算鸣笛声中心位置坐标和车牌像素点之间的坐标变换系数。

此种坐标变换系数的标定方法存在以下三个问题：1、标定过程比较繁琐，在安装现场需要使用测试汽车人为制造鸣笛声，可能造成扰民等不良影响。2、现场使用测试车辆按喇叭标定的坐标变换系数可能存在较大的误差，最终造成违法鸣笛车辆定位不准确。误差来自两方面，一是由于现场声音受干扰，麦克风阵列计算得到的鸣笛声中心位置坐标可能有偏差；另外一方面，不同测试汽车的喇叭安装位置和结构不同，发声位置会有很大差异，而在标定时假设发声位置在车牌所在的中间位置。计算得到的鸣笛声源中心位置坐标和在高清图像中指定的测试车辆的发声位置都存在误差，标定得到的坐标变换系数一定存在误差。3、一旦标定完成，获得的坐标变换系数是固定的，但是使用过程中因为天气、温度、人为等因素可能导致麦克风阵列和高清摄像机之间的相对位置发生变化，原来标定的坐标变换系数将不再适用，抓拍系统的准确率将下降，甚至出现抓错鸣笛车辆的可能。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提出了一种基于图像配准的机动车违法鸣笛抓拍系统，能够自动精确校准麦克风阵列获得的鸣笛声源中心位置坐标与高清摄像机获得的高清图片像素点之间的坐标变换系数；

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及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。

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，一旦集成式麦克风阵列本身装配校准完成，在违法鸣笛抓拍系统的安装和使用过程中，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。