專利名稱：一種檢測攝像機光軸位置的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于視頻監(jiān)控領域，尤其涉及一種檢測攝像機光軸位置的方法。
背景技術：
所謂“光軸”就是一條垂直穿過理想透鏡中心的光線。攝像機光軸是穿過攝像機 鏡頭組所有鏡片中心的一條直線。實際鏡頭是由數(shù)片凸透鏡和凹透鏡組合而成，攝像機成 像時，被拍攝物體發(fā)出的光經(jīng)過鏡頭的光學系統(tǒng)的折射，由圖像傳感器接收將光信號進而 成像。攝像機在變焦距過程中，由于焦距的變化會導致進入攝像機鏡頭的光線的光路發(fā)生 變化，因而在對同一距離的同一目標進行拍攝時，鏡頭焦距越長，水平視角越窄，拍攝到的 景物范圍就越小，反之鏡頭焦距越短，水平視場角就越寬，拍攝到的景物范圍也就越大。然 而在所有進入攝像機鏡頭的光線中與攝像機光軸重合的光線不會發(fā)生光路的變化，始終由 圖像傳感器的同一點進行接收，因而攝像機在變焦距過程中，與攝像機光軸重合的光線在 圖像傳感器上的成像點不會發(fā)生變化。攝像機變倍就是以此點作為中心進行的圖像縮放。 攝像機在設計過程中圖像傳感器的成像面積往往大于實際輸出的成像面積，需要從中進行 一定的截取及轉換以得到期望的圖像大小，這一過程導致了攝像機輸出的視頻圖像中心不 再是攝像機光軸的對應位置，因而在攝像機變倍的過程中，我們會發(fā)現(xiàn)攝像機輸出的圖像 的中心對應的景物點會隨著變倍過程發(fā)生小范圍的偏移。在安防監(jiān)控系統(tǒng)中，視頻監(jiān)控是最廣泛使用的監(jiān)控方式之一，在監(jiān)控系統(tǒng)中配有 攝像機，攝像機采集現(xiàn)場的畫面，并將其送回控制中心，供監(jiān)控人員對現(xiàn)場進行監(jiān)控。隨著 智能監(jiān)控技術的不斷發(fā)展和數(shù)字圖像處理技術的日益成熟，以人工智能和視頻分析等技術 為主的智能安防系統(tǒng)越來越受到用戶的青睞。在智能安防系統(tǒng)中，通過獲取系統(tǒng)中攝像機 采集的圖像進行視頻分析以控制監(jiān)控設備完成一些智能行為。通常一些視頻分析算法將從 攝像機獲取得到的圖像的中心作為攝像機光軸對應的位置。而實際上攝像機光軸與圖像中 心位置是存在偏離的。這將導致很多以圖像中心為攝像機光軸對應位置的圖像處理算法也 出現(xiàn)偏差，使得視頻分析出現(xiàn)誤差。例如在控制云臺自動跟蹤目標的應用中，通常需要通過 控制云臺攝像機變倍使得目標在監(jiān)控畫面上呈現(xiàn)在合適的位置及合適的大小，然而由于圖 像中心和攝像機光軸對應位置的偏差使得在控制云臺攝像機變倍時導致目標和預期的結 果不一致，非常不利于目標跟蹤算法的實現(xiàn)。因而在智能視頻分析技術中某些圖像處理算法就需要直觀的知道攝像機光軸在 所處理圖像中的位置，以幫助視頻分析算法更加準確的進行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種在智能視頻分析技術中某些圖像處理算法就需要直觀的知道 攝像機光軸在所處理圖像中的位置，以幫助視頻分析算法更加準確進行的檢測攝像機光軸 位置的方法。本發(fā)明實施例的目的在于提供一種檢測攝像機光軸位置的方法，包括以下步驟
控制攝像機變倍到一整數(shù)倍下；獲取圖像中其中一個標識點的位置；獲取至少兩組同一標識點在攝像機不同整數(shù)變倍下的圖像中的位置；根據(jù)同一標識點在不同攝像機倍數(shù)下圖像中的位置計算攝像機光軸在圖像中的 位置。本發(fā)明提出的檢測攝像機光軸位置的檢測方法的檢測過程簡單明了，易于實現(xiàn)， 所得到的攝像機光軸在圖像中的位置可更加準確預測攝像機變倍后物體的位置及大小。此 外，應用本發(fā)明得到的攝像機光軸在圖像中的準確位置可減小由于攝像機光軸不在圖像中 心給視頻分析算法帶來的誤差，提高智能安防系統(tǒng)的準確性。


圖1為本發(fā)明第一實施例提供的檢測攝像機光軸位置的方法的實現(xiàn)流程圖；圖2為本發(fā)明第二實施例提供的檢測攝像機光軸位置的方法的實現(xiàn)流程圖。圖3是本發(fā)明實施例提供的檢測攝像機光軸位置的方法的典型實施環(huán)境圖；圖4是本發(fā)明實施例提供的檢測攝像機光軸位置的方法的數(shù)據(jù)擬合方法示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。圖1示出了本發(fā)明第一實施例提供的檢測攝像機光軸位置的方法的實現(xiàn)流程圖。 詳述如下一種檢測攝像機光軸位置的方法，包括以下步驟在步驟SlOl中，控制攝像機變倍到一整數(shù)倍下；在步驟S102中，獲取圖像中其中一個標識點的位置；在本步驟中，獲取圖像中某個特征點的位置的方法可通過圖像處理算法實現(xiàn)。在本步驟中，通過圖像處理算法獲取圖像中某個標識點的位置的方法可通過搭建 理想環(huán)境使標識點的位置易于用簡單的圖像處理算法獲取。在步驟S103中，獲取至少兩組同一標識點在攝像機不同整數(shù)變倍下的圖像中的 位置；在步驟S104中，根據(jù)同一標識點在不同攝像機倍數(shù)下圖像中的位置計算攝像機 光軸在圖像中的位置。在本步驟中，攝像機光軸在圖像中的對應位置的計算方法是依據(jù)在不同攝像機變 倍下同一物體在圖像中的大小與攝像機變倍成比例的原理得到的。即當變倍變?yōu)镹倍時， 所拍攝到的某物體在圖像中的大小即寬度和高度都增加為攝像機在1倍變倍下物體在圖 像中的大小的N倍。在本步驟中，攝像機光軸在圖像中的對應位置的計算方法是依據(jù)圖像中的任意標 識點的位置與攝像機光軸在圖像中的對應位置在水平或垂直方向的距離與攝像機的變倍 成比例關系計算得到。
在本步驟中，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可以獲取多組檢測結果，通過數(shù)據(jù)擬合方法可提高檢 測結果的準確性。圖2示出了本發(fā)明第二實施例提供的檢測攝像機光軸位置的方法的實現(xiàn)流程圖。 詳述如下一種檢測攝像機光軸位置的方法，包括以下步驟在步驟S201中，控制攝像機變倍到某一整數(shù)倍M下；在步驟S202中，通過圖像處理算法檢測此時攝像機所攝取的圖像中某個標識點 的位置，即得到該標識點在圖像上的像素坐標，用該標識點在圖像上所處的行數(shù)yl和列數(shù) xl表不。在步驟S203中，控制攝像機變倍到另一整數(shù)倍N下，即M不等于N;在步驟S204中，通過圖像處理算法再次檢測此時攝像機所攝取的圖像中同一標 識點在圖像中的位置，用該標識點在圖像上所處的行數(shù)y2和列數(shù)χ2表示。在步驟S205中，依據(jù)圖像中某一標識點與攝像機光軸在圖像中的對應點之間的 距離在不同攝像機整數(shù)倍下與攝像機變倍倍數(shù)成比例的關系，即假設攝像機光軸在圖像 中對應的位置點用行數(shù)X和列數(shù)y表示，那么在不同攝像機變倍參數(shù)下水平方向的距離
x-xl與x-x2之比等于M比N，垂直方向的距離y-yl與y-y2之比也等于M比N的 關系計算出攝像機光軸在圖像上的位置點χ和y。本發(fā)明實施例提供的是檢測攝像機光軸在圖像中的位置的方法，其主要原理是依 據(jù)攝像機變倍的原理。攝像機的變倍參數(shù)是指攝像機的變焦倍數(shù)，通過鏡頭的移動改變攝 像機的焦距實現(xiàn)攝像機的變倍。通常攝像機給出焦距的變化范圍進而可以得到攝像機的 最大光學變焦倍數(shù)。進而得到的整數(shù)變焦倍數(shù)。在攝像機的各光學變焦倍數(shù)下，在攝像機 變倍為1倍時，所攝取景物畫面上的任意一點距離攝像機光軸在畫面上的位置有一定的距 離，當攝像機變倍變?yōu)镹倍時，所攝取的景物畫面任意一點距離光軸位置的距離變?yōu)樵瓉?的N倍。因而攝像機所攝取景物范圍內(nèi)的物體在畫面中的長度和寬度變?yōu)樵瓉淼腘倍。依 據(jù)這一原理如果我們已知某一標識不同攝像機變倍下的圖像中的位置通過前述關系就可 以得到攝像機光軸在圖像中的位置。假設攝像機光軸在圖像中的位置用( ，來表示，攝 像機變倍參數(shù)為M時某一標識點在圖像中的位置用Um，ym)，攝像機變倍參數(shù)為N時同一標 識點在圖像中的位置用Un，yn)來表示，并且所選的標識點的位置與攝像機光軸在圖像中 的對應位置在水平方向和垂直方向都沒有重合，即ι Φ xffl> yn Φ ym時，那么這一標識點在 水平和垂直方向距離攝像機光軸位置的距離就可以用IxtlImI、Yo-Yffl U X0-XnU Yo-Ynl來 表示，因而可得如下關系式
權利要求
1.一種檢測攝像機光軸位置的方法，其特征在于，包括以下步驟 控制攝像機變倍到一整數(shù)倍下；獲取圖像中其中一個標識點的位置；獲取至少兩組同一標識點在攝像機不同整數(shù)變倍下的圖像中的位置； 根據(jù)同一標識點在不同攝像機倍數(shù)下圖像中的位置計算攝像機光軸在圖像中的位置。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取圖像中其中一個標識點的位置通 過圖像處理算法實現(xiàn)。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述攝像機光軸在圖像中的位置的計算方 法是依據(jù)在不同攝像機變倍下同一物體在圖像中的大小與攝像機變倍成比例的原理得到 的。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述攝像機光軸在圖像中的位置的計算方 法是依據(jù)圖像中的任意標識點的位置與攝像機光軸在圖像中的對應位置在水平或垂直方 向的距離與攝像機的變倍成比例關系計算得到。
全文摘要
本發(fā)明屬于視頻監(jiān)控領域，提供了一種檢測攝像機光軸位置的方法，包括以下步驟控制攝像機變倍到一整數(shù)倍下；獲取圖像中其中一個標識點的位置；獲取至少兩組同一標識點在攝像機不同整數(shù)變倍下的圖像中的位置；根據(jù)同一標識點在不同攝像機倍數(shù)下圖像中的位置計算攝像機光軸在圖像中的位置。本發(fā)明提出的檢測攝像機光軸位置的檢測方法的檢測過程簡單明了，易于實現(xiàn)，所得到的攝像機光軸在圖像中的位置可更加準確預測攝像機變倍后物體的位置及大小。此外，應用本發(fā)明得到的攝像機光軸在圖像中的準確位置可減小由于攝像機光軸不在圖像中心給視頻分析算法帶來的誤差，提高智能安防系統(tǒng)的準確性。
文檔編號H04N7/18GK102082905SQ20101061751
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權日2010年12月31日
發(fā)明者張羽 申請人:天津市亞安科技電子有限公司