Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ НА ИЗОБРАЖЕНИИ В ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

Для контроля дорожной обстановки на трассах широко используются камеры видеонаблюдения. Информация, поступающая с видеокамер, содержит данные об изменении положения в пространстве автомобилей, находящихся в поле зрения системы [2]. Обработка этой информации на основе методов, используемых в телевизионных измерительных системах, позволяет определить координаты, и далее скорость движения отдельных (выделенных на изображении) транспортных средств.

Одним из общепринятых методов установления идентичности двух изображений и определения их взаимного смещения является вычисление корреляционной функции. В рассматриваемых задачах данный метод может использоваться для измерения смещения координат полезного объекта при межкадровой обработке видеопоследовательности [1].

Каждый i–й кадр телевизионного изображения представляет n-мерное евклидово пространство, образованное множеством упорядоченных наборов из n действительных чисел:

(1)

Корреляционная функция двух изображений описывается соотношением:

(2)

где: – массив чисел, описывающих яркости пикселей изображения размером N×M точек

n, m – координаты точки, для которой вычислено значение корреляционной функции.

Для того чтобы определить смещение одного изображения относительно другого, необходимо вычислить сумму (1) в диапазоне возможных значений смещения и определить координаты, для которых значение функции максимально. При большом размере изображения данная процедура связана с большими вычислительными затратами. Для их снижения часто используется не корреляционная функция (2), а сумма модулей разности яркостей пикселей (Sum of Module Difference) в пределах блока различных кадров:

(3)

Координаты точки совпадения изображений в этом случае соответствуют минимуму значения функции .

Таким образом, при использовании функции алгоритм определения смещения изображения (или его фрагмента) включает следующие операции:

- просмотр массивов чисел двух последовательных k-го, k+1-го кадров;

- вычисление разности значений яркости пикселей двух последовательных кадров для всего выделенного фрагмента изображения размером m×n; поиск объекта во втором массиве производится в области, которая получена смещением заданной области размером m×n влево-вправо, вверх-вниз относительно исходной; таким образом вычисление по соотношению (3) должно производиться в области N1×M1, размер которой определяется возможным смещением объекта и зависит от его скорости;

- суммирование модулей разности (3) по фрагменту изображения размерами N1×M1;

- в результате предыдущих операций формируется массив чисел размерностью N1×M1, для которого должна быть выполнена процедура поиска наименьшей величины разности, так как при смещении объект может незначительно изменить свою форму, в области поиска появится другой посторонний объект, а также возможно изменение характеристик фона.

Достоинством корреляционного метода определения смещения фрагментов изображения является возможность достаточно точного измерения небольших смещений (порядка единиц пикселей), что позволяет производить измерение скорости за малый промежуток времени между кадрами и за счет этого снизить погрешность измерений, которая может возникнуть при резком изменении скорости транспортного средства.

Основной недостаток метода – высокая вычислительная сложность, связанная с необходимостью многократного расчета по соотношению (3).

Список литературы:

1. Методы компьютерной обработки изображений. // Под ред. Сойфера В.А. – М.: Физматлит, 2001г. – 784с.

2. «Телевидение: Передача и обработка изображений» // Материалы 3-й международной конференции, 5–6 июня 2003г – Санкт-Петербург: Инсанта, 2003г. – 101с.


Библиографическая ссылка

Нгуен Л.Х. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ НА ИЗОБРАЖЕНИИ В ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ // Фундаментальные исследования. – 2007. – № 12-2. – С. 257-258;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=4134 (дата обращения: 22.10.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074