【摘要】：超高清攝像機(jī)因其能夠提供遠(yuǎn)距離、大場景全域覆蓋監(jiān)控的特點,被智慧公安及智慧城市廣泛引入使用。然而,使用現(xiàn)有攝像機(jī)監(jiān)控模型來測算超高清攝像機(jī)覆蓋范圍時均會出現(xiàn)很大的誤差。因此,本文研究超高清攝像機(jī)監(jiān)控全參數(shù)模型,旨在能夠較為精確地測算超高清攝像機(jī)監(jiān)控覆蓋區(qū)域進(jìn)而評估其實際監(jiān)控效果,同時也為工程設(shè)計研發(fā)簡易的實用工具奠定理論基礎(chǔ)。本文比較了超高清攝像機(jī)與常規(guī)攝像機(jī)在實際應(yīng)用中的區(qū)別,得出的結(jié)論是:在考慮了攝像機(jī)安裝高度與角度后,現(xiàn)有標(biāo)清、高清攝像機(jī)監(jiān)控模型對目標(biāo)物距的測算存在很大誤差。在分析超高清攝像機(jī)實際參數(shù)的基礎(chǔ)上,做出了攝像機(jī)成像面與目標(biāo)截面相互平行的假設(shè),基于小孔成像原理重新確定了目標(biāo)物距為目標(biāo)截面最低點至攝像機(jī)光心的距離,構(gòu)建完成超高清攝像機(jī)監(jiān)控全參數(shù)模型。利用卡方檢驗對模型計算值與實際測量值的偏離程度進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)模型仍具有改進(jìn)的空間。本文根據(jù)超高清攝像機(jī)在工程中實際的安裝情況,建立了具有相對位置的三個坐標(biāo)系,即攝像機(jī)安裝空間坐標(biāo)系、攝像機(jī)坐標(biāo)系以及成像坐標(biāo)系,基于剛體變換、投影變換及齊次坐標(biāo)理論,構(gòu)建了攝像機(jī)監(jiān)控覆蓋區(qū)域內(nèi)任意點與其像點之間映射變換的數(shù)學(xué)關(guān)系,并對目標(biāo)物距進(jìn)行了精確求解,完成了對全參數(shù)模型的修正。超高清攝像機(jī)監(jiān)控模型可以實現(xiàn)根據(jù)實際監(jiān)控工程需求,較精確地求解攝像機(jī)安裝高度、圖像傳感器尺寸、安裝角度及鏡頭焦距等安裝參數(shù);同時也能夠?qū)Π惭b完畢的超高清攝像機(jī)能否達(dá)到“全域覆蓋”與能否對目標(biāo)有效識別進(jìn)行較準(zhǔn)確地評估。本文使用Visual Studio 2010編程工具,基于C++語言,完成模型的計算軟件,通過實際應(yīng)用舉例,驗證了模型具有較高的精確性,達(dá)到模型的構(gòu)建目標(biāo)。圖像鑒別等級是監(jiān)控工程設(shè)計時需要確定的設(shè)計目標(biāo)。本文通過構(gòu)建模型,計算出攝像機(jī)成像區(qū)域內(nèi)任意位置目標(biāo)截面的圖像分辨力大小,首次完成了不同圖像鑒別等級的劃分,從而能夠得到最佳的超高清攝像機(jī)安裝方案,避免監(jiān)控工程的盲目設(shè)計與施工。
【圖文】：

圖 1.1 超高清攝像機(jī)學(xué)術(shù)關(guān)注度趨勢圖本文研究有著一定相關(guān)程度的論文與著作后，發(fā)現(xiàn)上述論文和著視頻監(jiān)控工作，，提出了相應(yīng)的理論觀點。這些著作論文中或多或覆蓋目標(biāo)區(qū)域的模型建立。主要集中在以下幾個方面：視頻監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)同覆蓋模型、多（單）攝像機(jī)重點區(qū)域（重點位點目標(biāo)、線目標(biāo)、面目標(biāo)、空間目標(biāo)覆蓋模型，討論模型的有效針對單個攝像機(jī)，模型討論集中在用什么樣焦距的鏡頭和多大的的范圍以及多寬的角度，以及建立平面簡化模型[14-17]。在的主要問題：現(xiàn)有模型沒有針對圖像鑒別等級的研究，而這是軟件進(jìn)行智能分現(xiàn)有模型的參數(shù)設(shè)置無法適用超高清攝像機(jī)制高點視頻監(jiān)控[23-25]。究現(xiàn)狀

1.3 研究的總體思路、難點以及主要創(chuàng)新點本文所研究的問題“來源于實踐”，研究的目的是“服務(wù)于實踐”，所以研究的總體思路可以概括為“提出問題、分析問題及解決問題”，詳細(xì)思路與步驟見圖1.2。圖 1.2 研究思路示意圖本文立足于超高清視頻監(jiān)控工作中的兩個實際問題，其一，已知目標(biāo)監(jiān)控區(qū)域的邊界，如何確定超高清攝像機(jī)的安裝位置、安裝高度、安裝角度及鏡頭的焦距；其二，對已安裝完畢的超高清攝像機(jī)，如何確定監(jiān)控區(qū)域內(nèi)任意位置（切面）目標(biāo)成像的分辨力，以供智能識別工具提取計算。針對這兩個問題構(gòu)建超高清攝像機(jī)成像區(qū)域的數(shù)學(xué)模型和幾何模型。針對問題一，本文首先分析現(xiàn)有模型無法應(yīng)用到超高清攝像機(jī)視頻監(jiān)控工作中來的原因，其次針對攝像機(jī)在實際應(yīng)用中的工程參數(shù)，運用剛體變換、投影變換、齊次坐標(biāo)等相關(guān)理論和方法，對現(xiàn)有模型進(jìn)行改進(jìn)并修正，逐步構(gòu)建超高清攝像機(jī)視頻監(jiān)控成像區(qū)域三維幾何模型及其數(shù)學(xué)表達(dá)模型，著重解決相關(guān)現(xiàn)有研究中數(shù)學(xué)模型表達(dá)不準(zhǔn)確、幾何模型描述不精確等問題
【學(xué)位授予單位】：中國人民公安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN948.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2614412