本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種具有分布式圖像采集單元的超高清攝像機(jī)，涉及視頻圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明專利技術(shù)由前后連接的圖像采集單元組和圖像處理單元組成；圖像采集單元組包括第1、2……N圖像采集單元；圖像采集單元包括依次連接的鏡頭、圖像傳感器、采集控制模塊和信號(hào)傳輸模塊；圖像處理單元由前后連接的信號(hào)接收模塊組和數(shù)字信號(hào)處理模塊組成；信號(hào)接收模塊組包括第1、2……N信號(hào)接收模塊。本發(fā)明專利技術(shù)能實(shí)現(xiàn)普通單臺(tái)攝像機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的完整的超高清全景視頻監(jiān)控；不存在合成圖像因待拼接圖像時(shí)間不匹配導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)物體錯(cuò)位、重疊等問(wèn)題；適用于重點(diǎn)區(qū)域的連片超高清視頻監(jiān)控應(yīng)用。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及視頻圖像處理
，尤其涉及一種具有分布式圖像采集單元的超聞清攝像機(jī)。
技術(shù)介紹
隨著安防視頻監(jiān)控行業(yè)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化、高清化成為這個(gè)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，要實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)域的連片高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，例如一條城市主干道路的連片監(jiān)控，一般采用布置多個(gè)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的方式，例如相隔30到50米設(shè)置一臺(tái)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，每臺(tái)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的視頻是相互獨(dú)立的，其監(jiān)控區(qū)域即使依次重疊，也不能投射形成一幅完整的視頻圖像。目前有采用通過(guò)中心端服務(wù)器將前端多臺(tái)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采集的依次交疊的實(shí)時(shí)視頻進(jìn)行后端合成處理后形成完整全景圖像的實(shí)現(xiàn)方式，但因?yàn)椴煌木W(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采集視頻圖像通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸后存在時(shí)延不等，容易產(chǎn)生合成圖像因待拼接圖像時(shí)間不匹配導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)物體錯(cuò)位、重疊等問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在缺點(diǎn)和不足，提供了一種具有分布式圖像采集單元的超高清攝像機(jī)，即提供一種可分布部署多個(gè)圖像采集單元，并將多個(gè)圖像采集單元采集的圖像合成處理并輸出一幅完整的超高清視頻圖像的超高清攝像機(jī)。本專利技術(shù)的技術(shù)方案為: 一、具有分布式圖像采集單元的超高清攝像機(jī)(簡(jiǎn)稱攝像機(jī)) 本攝像機(jī)由前后連接的圖像采集單元組和圖像處理單元組成； 圖像采集單元組包括第1、2……N圖像采集單元，2 < NS 64 ； 圖像采集單元包括依次連接的鏡頭、圖像傳感器、采集控制模塊和信號(hào)傳輸模塊；圖像處理單元由前后連接的信號(hào)接收模塊組和數(shù)字信號(hào)處理模塊組成，信號(hào)接收模塊組包括第1、2……N信號(hào)接收模塊，2 < NS 64。二、具有分布式圖像采集單元的超高清攝像方法(簡(jiǎn)稱攝像方法) 本攝像方法包括下列步驟: ①N個(gè)圖像采集單元分別采集原始視頻圖像； ②圖像處理單元接收N個(gè)圖像采集單元采集的原始視頻圖像； ③圖像處理單元對(duì)N個(gè)圖像采集單元采集的原始視頻圖像進(jìn)行圖像特征點(diǎn)提??； ④圖像處理單元對(duì)第I個(gè)圖像采集單元采集的原始視頻圖像和第2個(gè)圖像采集單元采集的原始視頻圖像進(jìn)行圖像特征點(diǎn)配準(zhǔn)，如果特征點(diǎn)匹配度低于閾值，則刪除低于閾值的部分特征點(diǎn)，得到匹配點(diǎn)集； ⑤圖像處理單元對(duì)第I個(gè)圖像采集單元采集的原始視頻圖像和第2個(gè)圖像采集單元采集的原始視頻圖像根據(jù)兩幅原始圖像保留的特征點(diǎn)計(jì)算出兩幅圖像的投影坐標(biāo)差異，并對(duì)第2幅圖像進(jìn)行投影坐標(biāo)校正；⑥圖像處理單元對(duì)第N個(gè)圖像采集單元采集的原始視頻圖像和第N-1個(gè)經(jīng)過(guò)投影坐標(biāo)校正后的圖像進(jìn)行圖像特征點(diǎn)配準(zhǔn)，如果特征點(diǎn)匹配度低于閾值，則刪除低于閾值的部分特征點(diǎn)，得到匹配點(diǎn)集； ⑦圖像處理單元對(duì)第N個(gè)圖像采集單元采集的原始視頻圖像和第N-1個(gè)經(jīng)過(guò)投影坐標(biāo)校正后的圖像保留的特征點(diǎn)計(jì)算出兩幅圖像的投影坐標(biāo)差異，并對(duì)第N個(gè)圖像采集單元采集的原始視頻圖像進(jìn)行投影坐標(biāo)校正； ⑧圖像處理單元將全部N-1個(gè)經(jīng)過(guò)投影坐標(biāo)校正的圖像刪除相似特征點(diǎn)部分，并與第一幅圖像采集單元采集的原始視頻圖像合并成一幅完整的超高清視頻圖像； ⑨圖像處理單元將合成后的超高清視頻圖像序列進(jìn)行視頻壓縮編碼，形成一路超高清視頻圖像輸出。本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果: 1、能實(shí)現(xiàn)普通單臺(tái)攝像機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的完整的超高清全景視頻監(jiān)控； 3、與采用多個(gè)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)再通過(guò)后端平臺(tái)進(jìn)行拼接合成的方案相比，由于每個(gè)圖像采集單元采集到的原始高清視頻數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)綀D像處理單元，每個(gè)圖像采集單元采集到的圖像傳輸?shù)綀D像處理單元無(wú)時(shí)延，不存在合成圖像因待拼接圖像時(shí)間不匹配導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)物體錯(cuò)位、重疊等問(wèn)題。3、與采用多個(gè)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)再通過(guò)后端平臺(tái)進(jìn)行拼接合成的方案相比具有成本較低的優(yōu)點(diǎn)； 適用于重點(diǎn)區(qū)域的連片超高清視頻監(jiān)控應(yīng)用。附圖說(shuō)明圖1為攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)方框 圖2為圖像采集單元的結(jié)構(gòu)方框 圖3為圖像處理單元的結(jié)構(gòu)方框 圖4為數(shù)字信號(hào)處理模塊的結(jié)構(gòu)方框 圖5為特征點(diǎn)匹配流程圖。圖中: 100—圖像采集單元組， 110、120、......1N0—H 1、2......第N圖像采集單元，2彡N彡64 ; 111 一鏡頭，112 —圖像傳感器，113采集控制模塊，114一信號(hào)傳輸模塊； 200—圖像處理單元， 210—信號(hào)接收模塊組， 211,212……21N—第1、2……第N信號(hào)接收模塊，2彡N彡64。220—數(shù)字信號(hào)處理模塊， 221—圖像特征點(diǎn)提取模塊，222—特征點(diǎn)配準(zhǔn)模塊， 223—圖像變換模塊， 224—圖像融合模塊， 225—圖像編碼壓縮模塊。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明: 一、總體 如圖1，本攝像機(jī)由前后連接的圖像采集單元組100和圖像處理單元200組成； 圖像采集單元組100包括第1、2……N圖像采集單元1N0，2 < N < 64 ; 二、功能部件 1、圖像采集單元組100 I)第I圖像采集單元110 如圖2，第I圖像采集單元110包括依次連接的鏡頭111、圖像傳感器112、采集控制模塊113和信號(hào)傳輸模塊114。(I)鏡頭111采用安防行業(yè)通用的鏡頭。(2)圖像傳感器112為通用的高清數(shù)字圖像傳感器。(3)采集控制模塊113為與圖像傳感器112配套的圖像信號(hào)傳感器控制器。(4)信號(hào)傳輸模塊114為通用的SDI信號(hào)轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)芯片。第I圖像采集單元110的工作機(jī)理:` 鏡頭111將采集的實(shí)景圖像投射在圖像傳感器112上，圖像傳感器112將實(shí)景圖像通過(guò)光電轉(zhuǎn)換形成的原始RAW格式的視頻圖像傳輸?shù)讲杉刂颇K113上，采集控制模塊113一方面負(fù)責(zé)圖像傳感器112的時(shí)序產(chǎn)生及參數(shù)配置，另一方面負(fù)責(zé)將原始的RAW格式的視頻圖像轉(zhuǎn)換為BT.1120格式的視頻數(shù)據(jù)并傳遞給信號(hào)傳輸模塊114，信號(hào)傳輸模塊114負(fù)責(zé)對(duì)信號(hào)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換并進(jìn)行信號(hào)的預(yù)加重等處理。2)第2圖像采集單元120……N圖像采集單元INO和第I圖像采集單元110的結(jié)構(gòu)、功能相同。2、圖像處理單元200 如圖3，圖像處理單元200由前后連接的信號(hào)接收模塊組210和數(shù)字信號(hào)處理模塊220組成； 信號(hào)接收模塊組210包括第1、2……第N信號(hào)接收模塊211、212……21N，分別負(fù)責(zé)對(duì)應(yīng)接收來(lái)自第1、第2……N圖像采集單元221、222……22N采集的視頻數(shù)據(jù)； 數(shù)字信號(hào)處理模塊220負(fù)責(zé)接收N個(gè)原始視頻圖像并將其合成處理并輸出一幅完整的超聞清視頻圖像。數(shù)字信號(hào)處理模塊220其硬件配置是:通用的高性能數(shù)字信號(hào)處理器為核心的最小系統(tǒng)。如圖4，數(shù)字信號(hào)處理模塊220其軟件是由依次交互的圖像特征點(diǎn)提取模塊211、特征點(diǎn)配準(zhǔn)模塊212、圖像變換模塊213、圖像融合模塊214和圖像編碼壓縮模塊215組成。I)圖像特征點(diǎn)提取模塊211負(fù)責(zé)對(duì)圖像的關(guān)鍵特征點(diǎn)進(jìn)行提取，提取的關(guān)鍵特征點(diǎn)將作為兩幅圖像進(jìn)行融合匹配的基礎(chǔ)信息；采用通用的SUSAN角點(diǎn)檢測(cè)算法提取。2)特征點(diǎn)配準(zhǔn)模塊212負(fù)責(zé)對(duì)圖像特征點(diǎn)根據(jù)相對(duì)坐標(biāo)信息進(jìn)行比對(duì)從而得到兩幅圖像的匹配點(diǎn)集；采用特征向量的距離和點(diǎn)之間的相似性策略對(duì)特征點(diǎn)進(jìn)行匹配；具體采用通用的最大相關(guān)法；在得到初步匹配點(diǎn)集后，將采用通用的RANSAC算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，從而去除低于匹配閾值的點(diǎn)，得到最優(yōu)匹配點(diǎn)集。具體地，如圖5，特征點(diǎn)配準(zhǔn)模塊212的工作流程是: ①采用最大相關(guān)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種具有分布式圖像采集單元的超高清攝像機(jī)，其特征在于：?由前后連接的圖像采集單元組（100）和圖像處理單元（200）組成；?圖像采集單元組（100）包括第1、2……N圖像采集單元(110、120……1N0)，2≤N≤64；圖像采集單元包括依次連接的鏡頭（111）、圖像傳感器（112）、采集控制模塊（113）和信號(hào)傳輸模塊（114）；?圖像處理單元(200)由前后連接的信號(hào)接收模塊組(210)和數(shù)字信號(hào)處理模塊(220)組成；信號(hào)接收模塊組(210)包括第1、2……N信號(hào)接收模塊(211、212……21N),2≤N≤64。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種具有分布式圖像采集單元的超高清攝像機(jī)，其特征在于: 由前后連接的圖像采集單元組(100)和圖像處理單元(200)組成； 圖像采集單元組(100)包括第1、2……N圖像采集單元(110、120……1N0)，2彡N彡64 ;圖像采集單元包括依次連接的鏡頭(111)、圖像傳感器(112)、采集控制模塊(113)和信號(hào)傳輸模塊(114)； 圖像處理單元(200)由前后連接的信號(hào)接收模塊組(210)和數(shù)字信號(hào)處理模塊(220)組成；信號(hào)接收模塊組(210)包括第1、2……N信號(hào)接收模塊(211、212……21N), 2 ^ N ^ 64ο2.按權(quán)利要求1所述的具有分布式圖像采集單元的超高清攝像機(jī)的攝像方法，其特征在于包括下列步驟: ①N個(gè)圖像采集單元分別采集原始視頻圖像； ②圖像處理單元接收N個(gè)圖像采集單元采集的原始視頻圖像； ③圖像處理單元對(duì)N個(gè)圖像采集單元采集的原始視頻圖像進(jìn)行圖像特征點(diǎn)提??； ④圖像處理單元對(duì)第I個(gè)圖像采集單元采集的原始視頻圖像和第2個(gè)圖像采集單元采集...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：賀波濤，余少華，王峰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：武漢烽火眾智數(shù)字技術(shù)有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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