научная статья по теме ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛИНИИ ГОРИЗОНТА НА ИЗОБРАЖЕНИИ ВИДЕОКАМЕРЫ НА ОСНОВЕ ПРИВЯЗКИ К ПЛАНУ МЕСТНОСТИ Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук

Текст научной статьи на тему «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛИНИИ ГОРИЗОНТА НА ИЗОБРАЖЕНИИ ВИДЕОКАМЕРЫ НА ОСНОВЕ ПРИВЯЗКИ К ПЛАНУ МЕСТНОСТИ»

Естественные и технические науки, № 1, 2014

Хамухин А.В., кандидат технических наук, руководитель отдела ЗАО «Элвис-Неотек»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛИНИИ ГОРИЗОНТА НА ИЗОБРАЖЕНИИ ВИДЕОКАМЕРЫ НА ОСНОВЕ ПРИВЯЗКИ К ПЛАНУ МЕСТНОСТИ

В данной статье приводится способ вычисления линии горизонта на основании привязки видеокамеры к топографической карте наблюдаемой местности. Информация о положении линии горизонта позволяет повысить достоверность классификации событий в автоматизированных системах видеонаблюдения.

Ключевые слова: видеокамера, линия горизонта.

DEFINING HORIZON LINE ON THE CAMERA IMAGE ON THE BASIS OF MAPPING TO THE LOCATION PLAN

The method for horizon position evaluation on camera image is considered. It is based on camera image binding to topographic map. Information about horizon position can be used for increasing precision of object classification in automatic video surveillance systems.

Keywords: camera, horizon line.

Область зрения видеокамер, применяемых для обработки изображения в системах видеонаблюдения, в ряде случаев содержит небо и линию горизонта. События, происходящие в небе, обычно не являются предметом рассмотрения алгоритмов обработки изображений в охранных видеосистемах, поэтому область изображения над линией горизонта исключается из анализа. Для этого в числе входных данных алгоритмов обработки полезно указать горизонт.

При помощи интерактивной программы можно вручную указать на изображении границу неба и земной поверхности, но чтобы ограничить объём данных, вводимый операторами при настройке системы, предлагается вычислить положение линии горизонта на основе связи между картой местности и камерами.

В случае, когда поверхность земли можно приблизить плоскостью, преобразование координат изображения в координаты точек карты местности, которым соответствует изображение, является проективным и имеет вид

, Ax + By + C

x =---,

Gx + Hy +1

, Dx + Ey + F (1)

y = ,

Gx + Hy +1

где (x, y) - координаты на карте, которым соответствует точка изображения видеокамере (x', y'), а A, B, C, D, E, F, G, H - коэффициенты дробно-линейных функций, определяющих преобразование. Определить эти коэффициенты можно, например, за счёт ручного ввода набора реперных точек на топографическом плане {(xi,yi)} и на видеоизображении

{(xi, yi )}"=1, где (x\, y) о- (xi, yi) для 1 < i < n, причём количество точек n > 4 .

Естественные и технические науки, № 1, 2014

На основе введенных данных свободные коэффициенты являются решением задачи

™пЕ[(Х -х'г)2 + (У — У')2]. (2)

I

Получив коэффициенты А, В, С, Д Е, ¥, О, Н при помощи численного решения задачи (2), мы получаем уравнение прямой линии горизонта (см. рис. 1), согласно свойствам проективного преобразования (1).

Ох + Ну +1 = 0. (3)

•ÎJ3 "U А X - обозначение реперных точек; ■ ■ - линия горизонта (оценка)

Рис. 3. Иллюстрация поиска горизонта при помощи привязки к плану

Вывод уравнения (3) при помощи привязки к плану местности позволяет получить положение горизонта без требования дополнительного ручного ввода данных для систем видеонаблюдения, в которых эта привязка является обязательным элементом для функционирования, например для системы [1]. Полученное положение линии горизонта является дополнительным контролем для проверки решения задачи (2). Существенным недостатком рассмотренного способа является условие «ровной» поверхности земли: если в зоне наблюдения видеокамер находятся ярко выраженные холмы и овраги, то приближение проективного преобразования не является достаточно точным, чтобы вычислить положение горизонта.

ЛИТЕРАТУРА

1. Я.Я. Петричкович, В.П. Сомиков, А.А. Солохин, А.С. Малистов, А.В. Хамухин. «Интеллектуальная система телевизионного наблюдения с компьютерным зрением "Orwell 2K"», «Техника средств связи», серия «Техника телевидения», ЗАО «МНИТИ», вып. 1, 2005, с. 54-57.

2. Haritaoglu, I.,Harwood, D. ; Davis, L.S. «W4: Who? When? Where? What? A real time system for detecting and tracking people»,IEEE proc. Automatic Face and Gesture Recognition, 1998.

3. А.В. Хамухин. «Моделирование поверхности земли при преобразовании координат с изображения камеры на топографический план зоны обзора». //M.: из-во «Компания Спут-ник+», научно-технический журнал «Естественные и технические науки», №5, 2007, с. 199-200.

4. А. В. Хамухин. «Вычисление реперной точки юстировки оптической оси видеокамеры по нескольким измерениям дальности до топографических объектов на местности». // M.: из-во «Компания Спутник+», научно-технический журнал «Аспирант и соискатель», №5, 2007, с. 161-162.

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком