[0034] 以下给出本发明的具体实施例,需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例,凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
[0035] 首先对本发明涉及的定义或概念内涵做以说明:
[0036] 图像空间:原点位于图像平面主点位置,坐标轴X和Y方向和图像行和列一致,Z与相机主轴方向一致。
[0037] 钻石空间:依据级联变换的思想和平行坐标系,建立了点‑线‑点的变换,将无穷的图像域压缩到变换空间中有限的菱形区域中,由于此空间形似钻石,故形象的称之为钻石空间,如图五,d代表钻石空间y半轴长度,D代表钻石空间x半轴长度,原图像域中无穷的空间被映射到了有穷的菱形区域内。
[0038] 实施例:
[0039] 本实施例给出一种在弯曲道路监控环境下获取地平线的方法,包括以下步骤:
[0040] 步骤1,从监控视频中获取弯曲道路图像,在弯曲道路图像中划分背景区域和运动区域,并获取运动区域中的多条车辆轨迹;
[0041] 本发明利用道路上方的交通监控视频,可以获得该区域道路及运动的车辆,本实施例中拍摄背景是背景较少的固定场景,利用自适应的高斯混合模型(Adaptive GMM,Gaussian Mixture Model),入侵物体即运动车辆就能通过标出场景图像中不符和这一背景模型的部分来检测到。背景建模完成后,使用统计差分进行目标像素判断以达到对前景目标的检测,同时用目标像素不断更新背景模型以实现对动态背景的建模拟合。我们认定运行中的汽车为前景,道路为背景,非道路区域例如天空植被属于非背景。为了避免检测出伪目标,对检测到的目标车辆进行矩形包络时,对长宽比过大,或者图像矩形度过低,可以删除,提高准确度。
[0042] 如图1所示为弯曲道路图像,本发明中的运动区域即为车辆,图2中黑框区域为运动区域;
[0043] 本发明采用“金字塔Lucas‑Kanade光流方法”对运动车辆目标进行追踪。
[0044] 步骤2,从多条车辆轨迹中筛选得到车辆直线轨迹集合 和车i
身边缘直线集合 lh 车辆直
线,Nh表示车辆直线轨迹的总数;表示第j条车身边缘直线,v表示车身边缘,Nv表示车身边缘直线的总数;
[0045] 为了求取弯曲道路场景下的地平线,为保证车辆轨迹适合后续的消失点检测,要获取目标车辆尽可能长的轨迹直线段,因此对车辆轨迹进行筛选,首先要确保轨迹足够长,并且轨迹上的轨迹点足够多,以便对轨迹点进行拟合得到轨迹。
[0046] 本实施例通过最小二乘拟合的方法,对追踪的点进行拟合成直线段。车身边缘采用“LSD快速直线检测算法”,获取车身边缘直线集合 如图3。
[0047] 步骤3,在车身边缘直线集合Ωv中选取与车辆直线轨迹集合Ωh中任一条车辆直线轨迹 相垂直的车身边缘直线作为车辆横向边缘直线,即得到车辆横向边缘直线集合[0048] 根据互垂直线在透视图像中斜率正负性互异原理,可以将车辆横向边缘直线组从Ωv中选取出来,设 为某跟踪车辆轨迹线组Ωh的平均斜率,设 为 中 的斜率,选取如式(2)所示:
[0049]
[0050] 和Ωh在世界坐标系下是相互垂直的直线段集合,如图4。
[0051] 步骤4,将车辆直线轨迹集合Ωh和车辆横向边缘直线集合 映射到钻石空间中,分别得到钻石空间中两个折线集合,获取两个折线集合的交点,即为钻石空间中的消失点;如图5为图像空间至钻石空间的映射关系图。
[0052] 步骤4中所述将车辆直线轨迹集合Ωh和车辆横向边缘直线集合 映射到钻石空间中,分别得到钻石空间中两个折线集合,包括:
[0053] 步骤41,从车辆直线轨迹集合Ωh和车辆横向边缘直线集合 中任选一条直线作为图像空间中的当前直线;
[0054] 步骤42,设当前直线为ax+by+c=0,则当前直线转换到钻石空间中为折线[0055] 其中,a,b,c为直线参数,α=sgn(ab),β=sgn(bc),γ=sgn(ac);
[0056] 步骤43,将车辆直线轨迹集合Ωh和车辆横向边缘直线集合 中的每一条直线均作为当前直线,重复步骤42,即可得到钻石空间中的折线集合。
[0057] 步骤5,将钻石空间中的消失点转换到图像空间中,得到图像空间中的消失点(u0,v0)和(u1,v1),消失点(u0,v0)和(u1,v1)相连直线的延伸即为地平线。
[0058] 包括:
[0059] 对钻石空间中的消失点进行卷积平滑处理,引入高斯核f,对钻石域做卷积平滑D×f,减少噪声干扰。
[0060] 设处理后的钻石空间中的消失点为(x0,y0)和(x1,y1),通过式(1)将钻石空间中的消失点为(x0,y0)和(x1,y1)转换到图像空间中,得到图像空间中的消失点(u0,v0)和(u1,v1);
[0061]
[0062] 式(1)中,w为道路宽度。
[0063] 在本实施例中,采用以上的方法对图1所示的交通场景进行地平线的获取,最终获得的两个消失点如如图7所示,图像空间中消失点p0、p1的位置标注在图7中,将图7中获得的两个消失点p0、p1连线后进行延伸,获得如图8所示的地平线位置。