[发明专利]一种基于运动目标表象和运动信息的摄像机自标定方法

权利要求书

1.一种基于运动目标表象和运动信息的摄像机自标定方法，其特征在于：其包括如下步骤：

步骤S1：通过背景建模和前景提取方法，检测监控场景中的运动目标区域；

步骤S2：对检测到的每个运动目标区域提取图像平面上运动目标区域的速度方向和运动目标区域的主轴方向；

步骤S3：根据每个运动目标区域所提取的图像平面上运动目标区域的速度方向和运动目标区域的主轴方向，对运动目标区域进行粗分类；

步骤S4：根据运动目标区域的梯度、形状表象特征和速度运动特征估计三个对应相互垂直方向的消失点；

步骤S5：根据三个对应相互垂直方向的消失点和摄像机高度，估计出摄像机的内外参数。

2.按权利要求1所述的基于运动目标表象和运动信息的摄像机自标定方法，其特征在于：所述估计三个对应相互垂直方向的消失点步骤如下：

步骤S41：如果运动目标区域被粗分类为车辆，则通过两步梯度方向直方图算子HOG提取运动目标区域的两个主方向，并通过速度方向区分这两个主方向为第一主方向和第二主方向；

步骤S42：如果运动目标区域被粗分类为人，则提取运动目标区域的主轴方向作为该运动目标区域的主方向；

步骤S43：对于被分类为车辆的运动目标区域的第一主方向，假设该方向与x轴夹角为θ₁，则遍历所有与x轴夹角为θ₁且与此运动目标区域相交的直线，求取每条直线和此运动目标区域的相关值，以相关值最大的那条直线为此运动目标区域提取的对应于第一主方向的直线；

步骤S44：对于被分类为车辆的运动目标区域的第二主方向，假设该方向与x轴夹角为θ₂，则遍历所有与x轴夹角为θ₂且与此运动目标区域相交的直线，求取每条直线和此运动目标区域的相关值，以相关值最大的那条直线为此运动目标区域提取的对应于第二主方向的直线；

步骤S45：对于被分类为人的运动目标区域，假设该运动目标区域的主轴方向和x轴的夹角为α，则遍历所有与x轴夹角为α的直线，以其中那条过此运动目标区域质心位置的直线为该运动目标区域提取的直线；

步骤S46：通过一段时间积累，收集所有该时间段内的被分类为车的运动目标区域对应于第一主方向的直线，作为第一直线集；收集所有该时间段内的被分类为车的运动目标区域对应于第二主方向的直线，作为第二直线集；收集所有该时间段内的被分类为人的运动目标区域所提取的直线，作为第三直线集；

步骤S47：针对这三个直线集，分别估计集合内所有直线的公共交点作为消失点的鲁棒估计，从而得到三个对应相互垂直方向的消失点。

3.按权利要求1所述的基于运动目标表象和运动信息的摄像机自标定方法，其特征在于：所述粗分类，是提取运动目标区域的速度方向和主轴方向，以速度方向和主轴方向之间的差异来进行人和车辆的粗分类。

4.按权利要求2所述的基于运动目标表象和运动信息的摄像机自标定方法，其特征在于：所述被分类为车辆的运动目标区域的第一主方向和第二主方向，分别对应三维世界中车辆的对称轴方向和对称轴的垂直方向。

5.按权利要求2所述的基于运动目标表象和运动信息的摄像机自标定方法，其特征在于：对于被分类为人的运动目标区域，以主轴方向对应三维世界的垂直于地平面方向。

6.按权利要求1所述的基于运动目标表象和运动信息的摄像机自标定方法，其特征在于：还包括通过三个对应相互垂直方向的消失点求取摄像机内参数矩阵K和外参数旋转矩阵R。