[发明专利]基于一维图像信息实时测量动态摄像头移动参数的方法

说明书

本发明涉及一种基于一维图像信息实时测量动态摄像头移动参数的方法，属于图像处理技术领域，包括步骤：获取待测量的动态摄像头摄取的当前帧图像和相邻的上一帧图像；在上一帧图像的阈值区域内随机提取若干条一维图像向量；计算每一个一维向量对应的当前帧图像的移动加速度；根据上一帧图像的摄像头位移参数和计算得到的当前帧图像的移动加速度，计算得到每一个一维图像向量的位移参数；取全部一维图像向量的位移参数的中位数，得到当前帧图像对应的摄像头位移参数。本发明选取一维图像向量作为样本，可以极大地节省计算资源，拥有较快的计算速度，并且通过大量地取样并取中位数的统计学方法，可以减小最终计算的误差，从而提高测量结果的准确性。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种基于一维图像信息实时测量动态摄像头移动参数的方法。

背景技术

近年来，目标识别与追踪、三维重建等在计算机视觉领域进展迅速，并广泛应用于工业领域。在进行进一步的追踪之前，往往需要对摄得的图像进行初步的预处理，例如图像去噪、摄像头畸变修正。对于摄像头移动状态下的图像处理，由于运动过程中往往存在运动模糊与背景变换，因此如果知道摄像头的移动、缩放参数，会有更好的处理效果。然而现实情况下类似参数往往难以获得，因此经常需要研究人员自己依据摄录内容去估算大致的移动、缩放参数，估算得到的参数准确度也会限制后续的操作性能。

传统的估算摄像头移动参数的方法主要集中于图像块识别、提取特征识别等。类似方法需要对整幅图像进行处理，相对占用计算资源较大，处理时间也较长。由于该过程仅为对后续操作的预处理，因此需求上需要占用较少的资源，同时这一过程所占用的时间相对整个过程也应较小。对于背景简单的图像，传统的特征识别、图像块识别方法的效果也会很差，因为整个过程无法提取有效的特征。对于移动摄像头的参数估计是一个相对主观的过程，因为往往需要指定一个参照物，摄像头的位移参数、缩放系数需要依据选定的参照物来确定，然而在不同应用场景下，往往缺少一个能够达成共识的参照物。

目前，对于移动状态下摄像头的移动参数的测量主要存在以下问题：

(1)判断摄像头移动参数的参照物难以确定，由于拍摄过程中视场中物体与摄像头距离不同，且在摄像过程中镜头本身存在一定程度的畸变问题，在移动过程中不同区域所测得的移动参数并不相同；

(2)随着技术的发展，图像分辨率越来越大，基于定位与图像块预测摄像头移动距离的方法所消耗的时间、计算资源越来越大；

(3)图像背景可能会十分简单，相邻两帧的背景差别可能会很小，由此可能会造成无法识别具体的移动参数；

(4)移动过程中不仅存在摄像头的平移，还可能会有旋转、缩放问题，同时摄录过程中可能会存在光照等环境变化以及移动过程中所摄得的图像可能会存在动态模糊问题。

发明内容

针对移动状态下摄像头的移动参数测量存在的问题，本发明提供一种基于一维图像信息实时测量动态摄像头移动参数的方法，所述移动参数包括摄像头位移参数和摄像头缩放系数，该方法包括以下步骤：

步骤一：获取待测量的动态摄像头摄取的当前帧图像和相邻的上一帧图像；

步骤二：在所述上一帧图像的阈值区域内随机提取若干条一维图像向量；

步骤三：获取所述上一帧图像对应的摄像头位移参数，确定将每一条所述一维图像向量按照该摄像头位移参数移动后在所述当前帧图像中对应的初始位置，并在初始位置附近的邻域内寻找与该一维图像向量最为匹配的一维向量，计算所述一维向量所在的当前位置相对于对应的初始位置之间的距离，得到所述当前帧图像的移动加速度；

步骤四：根据所述上一帧图像的摄像头移动距离和每一个所述一维向量对应的所述当前帧图像的移动加速度，计算得到每一个所述一维向量的位移参数；

步骤五：取全部所述一维向量的位移参数的中位数，得到所述当前帧图像对应的摄像头位移参数。