车辆抓拍自动变倍方法及装置与流程

本申请涉及监控技术领域，具体而言，涉及一种车辆抓拍自动变倍方法及装置。

背景技术：

目前，随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，城市机动车保有量迅猛增长，快速增长的停车需求与停车场地的供给不相适应，同时由于机动车驾驶人员淡薄的安全意识，机动车违法停车现象日益严重，为规范驾驶人员的停车行为，交警需要在敏感道路周边部署大量违停自动抓拍设备，以缓解警力的不足，降低执法人员的工作负荷，完善交通管理需求。

但是，由于目标车辆位置多变，与自动抓拍设备的距离或远或近，当目标过远时无法看清抓拍细节，目标过近又无法看清目标全貌，影响对违法行为的判罚效果，降低执法人员的工作效率。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种车辆抓拍自动变倍方法及装置。

第一方面，本申请实施例提供一种车辆抓拍自动变倍方法，所述方法包括：

检测目标车辆在监控画面中的车身宽度；

计算所述目标车辆的期望车身宽度与所述车身宽度的比值，根据该比值及所述监控画面的当前倍率，计算得到初始变倍倍率；

对所述初始变倍倍率进行校准，得到校准后的变倍倍率；

根据所述变倍倍率对所述监控画面进行变倍。

可选地，所述方法还包括：

获取所述监控画面中相对于图像采集设备距离最近的第一观测点及相对于图像采集设备距离最远的第二观测点；

计算所述第一观测点及第二观测点之间的距离，得到最长观测距离；

将所述最长观测距离等间隔划分，得到多个区域。

可选地，所述方法还包括：

根据导入的倍率分段模型，将所述监控画面划分为多个区域，并得到各个区域对应的参考倍率。

可选地，所述方法还包括：

检测所述目标车辆在所述监控画面中的中心点，判断所述中心点所在的区域；

查找所述中心点所在的区域是否有参考倍率，若有，将所述参考倍率作为初始变倍倍率，若没有，将计算得到的所述初始变倍倍率设置为所述中心点所在的区域的参考倍率。

可选地，对所述初始变倍倍率进行校准，得到校准后的变倍倍率，包括：

检测所述目标车辆在所述监控画面中的车牌宽度及车牌高度，判断车牌宽高比是否满足预设车牌宽高比，若不满足，对所述车牌宽度进行调整，得到调整后的车牌宽度；

判断调整后的车牌宽度与期望车牌宽度之间的差值是否在预设差值范围内，若在所述预设差值范围内，将所述初始变倍倍率作为所述变倍倍率；

若不在所述预设差值范围内，将所述初始变倍倍率与倍率校准系数相乘，得到校准后的变倍倍率。

第二方面，本发明实施例还提供一种车辆抓拍自动变倍装置，所述装置包括：

检测模块，用于检测目标车辆在监控画面中的车身宽度；

计算模块，用于根据预设的期望车身宽度与所述车身宽度的比值、所述监控画面的当前倍率，计算得到初始变倍倍率；

校准模块，用于对所述初始变倍倍率进行校准，得到校准后的变倍倍率；

变倍模块，用于根据所述变倍倍率对所述监控画面进行变倍。

可选地，所述检测模块还用于获取所述监控画面中相对于图像采集设备距离最近的第一观测点及相对于图像采集设备距离最远的第二观测点；所述计算模块还用于计算所述第一观测点及第二观测点之间的距离，得到最长观测距离，所述装置还包括：

分段模块，用于将所述最长观测距离等间隔划分，得到多个区域。

可选地，所述分段模块还用于根据导入的倍率分段模型，将所述监控画面划分为多个区域，并得到各个区域对应的参考倍率。

可选地，所述检测模块还用于检测所述目标车辆在所述监控画面中的中心点，判断所述中心点所在的区域，所述装置还包括：

查找模块，用于查找所述中心点所在的区域是否有参考倍率，若有，将所述参考倍率作为初始变倍倍率，若没有，将计算得到的所述初始变倍倍率设置为所述中心点所在的区域的参考倍率。

可选地，所述校准模块具体用于：

检测所述目标车辆在所述监控画面中的车牌宽度及车牌高度，判断车牌宽高比是否满足预设车牌宽高比，若不满足，对所述车牌宽度进行调整，得到调整后的车牌宽度；

判断调整后的车牌宽度与期望车牌宽度之间的差值是否在预设差值范围内，若在所述预设差值范围内，将所述初始变倍倍率作为所述变倍倍率；

若不在所述预设差值范围内，将所述初始变倍倍率与倍率校准系数相乘，得到校准后的变倍倍率。

相对于现有技术而言，本发明具有以下有益效果：

本申请实施例提供的车辆抓拍自动变倍方法及装置，通过检测到的监控画面中的目标车辆的车身宽度对比预设的期望车身宽度，得到缩放比例，将该比例与监控画面的当前倍率自动计算得到初始的变倍倍率，大大减少了装置配置所需的工作量，同时避免了测量图像采集设备安装高度、获取俯仰角、标定倍率等过程中造成的误差。再对初始变倍倍率进行校准，提高了计算倍率的精度，使目标车辆能够以合适的大小清晰地呈现在监控画面中，便于执法人员对违法行为作出更加准确的判断并作出相应的判罚，提高执法人员的工作效率及执法效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应该看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的图像采集设备的方框示意图；

图2为本申请实施例提供的车辆抓拍自动变倍方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的监控画面区域示意图；

图4为图2中步骤s12的子步骤流程示意图；

图5为图1中车辆抓拍自动变倍装置的功能模块示意图。

图标：100-图像采集设备；200-车辆抓拍自动变倍装置；110-存储单元；120-处理单元；130-通信单元；210-检测模块；220-计算模块；230-校准模块；240-变倍模块；250-分段模块；260-查找模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

现有技术中，为了避免目标车辆与图像采集设备的距离变化对拍摄效果造成的影响，可以对目标车辆进行变倍抓拍，首先假定目标车辆处于地面，根据图像采集设备相对于地面的安装高度以及拍摄时的俯仰角，计算目标车辆与图像采集设备的距离，然后再根据目标车辆与图像采集设备的距离以及检测到的目标车辆的大小，利用成像原理计算出适当的变倍值，实现对目标车辆的理想拍摄。

然而，申请人发现，上述方案中需要获得图像采集设备与目标车辆在竖直方向上的相对高度差，因此假定目标车辆处于地面，通过确定图像采集设备的安装高度来确定与目标车辆的相对高度差。然而在实际情况中，由于现场环境限制，抓拍目标所处的地面可能并非水平，测量过程中也可能产生误差，因此往往会出现高度偏差，另外，变倍前要求确定球机俯仰角，但是往往由于球机安装非水平和机械偏差出现俯仰角误差，因此会导致变倍倍率的偏差，从而造成变倍后的目标车辆在监控画面中仍然过大或过小，无法清晰辨识。

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，申请人经过研究提供了下面实施例给出的解决方案。

请参照图1，本申请实施例提供一种图像采集设备100，图1为所述图像采集设备100的方框示意图。本申请实施例提供的图像采集设备100可以是用于进行违法车辆拍摄的各种电子装置，例如，高速球摄像机、红外监控摄像机、高清监控摄像机等。如图1所示，图像采集设备100包括：存储单元110、处理单元120及通信单元130。

所述存储单元110、处理单元120及通信单元130互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述存储单元110中存储有车辆抓拍自动变倍装置200，所述车辆抓拍自动变倍装置200包括至少一个可以软件(software)或固件(firmware)的形式存储于所述存储单元110中的软件功能模块，所述处理单元120通过运行存储在所述存储单元110内的软件程序以及模块，如本发明实施例中的车辆抓拍自动变倍装置200，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现本发明实施例中的车辆抓拍自动变倍方法。

其中，所述存储单元110可以是，但不限于，随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)，只读存储器(readonlymemory，rom)，可编程只读存储器(programmableread-onlymemory，prom)，可擦除只读存储器(erasableprogrammableread-onlymemory，eprom)，电可擦除只读存储器(electricerasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)等。其中，存储单元110用于存储程序，所述处理单元120在接收到执行指令后，执行所述程序。进一步地，上述存储单元110内的软件程序以及模块还可包括操作系统。其可包括各种用于管理系统任务(例如内存管理、存储设备控制、电源管理等)的软件组件和/或驱动，并可与各种硬件或软件组件相互通讯，从而提供其他软件组件的运行环境。

所述处理单元120可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理单元120可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、网络处理器(networkprocessor，np)等。还可以是数字信号处理器(dsp))、专用集成电路(asic)、现成可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述通信单元130用于通过网络建立所述图像采集设备100与外部通信终端之间的通信连接，实现网络信号及数据的收发操作。上述网络信号可包括无线信号或者有线信号。

可以理解的是，图1所示的结构仅为示意，所述图像采集设备100还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

请参照图2，本申请实施例提供一种车辆抓拍自动变倍方法，应用于图1所示的车辆抓拍自动变倍装置200。下面对车辆抓拍自动变倍方法的具体流程进行详细阐述。

所述车辆抓拍自动变倍方法包括：

步骤s11，检测目标车辆在监控画面中的车身宽度，计算所述目标车辆的期望车身宽度与所述车身宽度的比值，根据该比值及所述监控画面的当前倍率，计算得到初始变倍倍率。

在本实施例中，可以采用目标检测算法检测监控画面中的目标车辆，获取该目标车辆的轮廓、面积、中心点、车身宽度及车身高度等信息。

所述期望车身宽度为一预设值，该预设值可以从历史监控视频或图像资料中经分析提取获得，当目标车辆在监控画面中呈现的车身宽度与期望车身宽度接近或等同时，该目标车辆在监控画面中呈现出的效果较好，有利于进行车辆特征识别。例如，通常情况下，家用小型汽车的车身宽度一般为1700-2000mm，中大型客运、货运汽车的车身宽度一般不超过2800mm，根据违法停车抓拍业务和车辆牌照识别的要求，车辆牌照在监控画面中为100像素左右时识别效果较好，而小、中、大型汽车的中国标准车牌宽度为440mm，因此，根据成像原理，以车牌宽度作为参考，根据汽车车牌宽度与画面中的期望车牌宽度的比值计算可得，若目标车辆为小型汽车，在监控画面中的期望车身宽度约为386-454像素，若目标车辆为中、大型汽车，在监控画面中的期望车身宽度一般不超过636像素。

初始变倍倍率的计算过程可以用以下计算公式表示：

其中，f为初始变倍倍率，wbexp为期望车身宽度，wb为目标车辆在监控画面中的车身宽度，f为所述监控画面的当前倍率。

在本实施例中，所述方法还包括对监控画面进行分区的步骤，该步骤可以有以下两种具体的实施方式。

第一种实施方式：

首先，获取所述监控画面中相对于图像采集设备100距离最近的第一观测点及相对于图像采集设备100距离最远的第二观测点。

由于通常情况下图像采集设备100安装在相对高于地面的位置，并对一定范围进行俯视角度的拍摄监控，根据成像原理，例如，当监控画面为矩形时，相对于图像采集设备100距离最近的观测点为矩形监控画面的下边界中点，最远的观测点为与下边界相对的左上角顶点或右上角顶点。

其次，计算所述第一观测点及第二观测点之间的距离，得到最长观测距离。

基于上述原因，所述最长观测距离为矩形监控画面的下边界中点到左上角顶点或右上角顶点的直线距离。

然后，将所述最长观测距离等间隔划分，得到多个区域。

请参照图3，图3为监控画面区域示意图。在监控画面中，将所述最长观测距离进行分段，得到多个区域s1、s2、……、sn-1、sn，每个区域之间间隔一定像素。

第二种实施方式：

根据导入的倍率分段模型，将所述监控画面划分为多个区域，并得到各个区域对应的参考倍率。

对于已经划分为多个区域的监控画面，可以从中提取出包含多个区域及各个区域分别对应的变倍参考倍率的倍率分段模型，该模型可以存储于任意存储设备或元件中，例如存储于图像采集设备100的存储单元110，或由所述图像采集设备100的通信单元130发送给远端服务器进行存储。另一种情况，对于尚未进行分区的监控画面，可以直接导入倍率分段模型进行划分，得到多个区域及各个区域对应的参考倍率，所述参考倍率为当监控目标位于某个区域时进行变倍的参考变倍量。请再参照图3，多个区域s1、s2、……、sn-1、sn分别对应具有近似于线性关系的参考倍率f1、f2、……、fn-1、fn。

在本实施例中，对所述监控画面进行分区后，可以根据各个区域的参考倍率得到所述初始变倍倍率，也可以通过计算得到各个区域的参考倍率，这一过程可以由以下步骤来具体实现。

首先，检测所述目标车辆在所述监控画面中的中心点，判断所述中心点所在的区域。

具体为，计算所述中心点与矩形监控画面的下边界中点，即最近观测点之间的距离，并根据计算结果判断中心点位于已分区的监控画面中的哪一个区域。

其次，查找所述中心点所在的区域是否有参考倍率，若有，将所述参考倍率作为初始变倍倍率，若没有，将计算得到的所述初始变倍倍率设置为所述中心点所在的区域的参考倍率。

当目标车辆的中心点所在的区域有参考倍率时，可以直接取参考倍率作为初始变倍倍率，否则，可以通过计算得到中心点所在区域的参考倍率，计算方法与步骤s11相同。

由于各个区域对应的参考倍率具有近似于线性的关系，因此，如果任意两个不相邻的区域的参考倍率已知晓，则这两个区域之间的任意一个区域的参考倍率可以通过线性计算得到，计算公式可以是：

其中，i、j、k为区域的序号，fi为区域i的已知参考倍率，fj为区域j的已知参考倍率，fk为所述区域i及区域j之间的任意一个区域k的参考倍率。

得到初始变倍倍率后，进入步骤s12。

步骤s12，对所述初始变倍倍率进行校准，得到校准后的变倍倍率。

请参照图4，本实施例中的步骤s12可以由以下子步骤来具体实现：

子步骤s121，检测所述目标车辆在所述监控画面中的车牌宽度及车牌高度，判断车牌宽高比是否满足预设车牌宽高比，若不满足，对所述车牌宽度进行调整，得到调整后的车牌宽度。

若直接采用由期望车身宽度及目标车辆在原始监控画面中的车身宽度的比值、监控画面的当前倍率计算得到的初始变倍倍率对监控画面进行变倍，目标车辆在当前监控画面中基本能够看清全貌及大致细节。但是由于存在一定的测量误差或其他影响因素，目标车辆需要识别的细节特征，如车牌，有可能仍然不够清晰，尚不能满足违法行为判定的需求，因此需要对车牌进行调整。

由于中国标准汽车车牌宽高比为440/140，所述预设车牌宽高比可以设置为440/140。若经初次变倍后的图像中所述目标车辆的车牌宽高比符合预设宽车牌高比，则无需对所述车牌宽度进行调整。

若不符合，以所述预设车牌宽高比为基准，对所述车牌宽度进行调整，将所述车牌宽度与车牌宽度调整系数相乘，计算公式为：

wn′＝cwn

其中，wn′为调整后的车牌宽度，wn为车牌宽度，c为车牌宽度调整系数，通常情况下，c的取值可以设置为1.1，根据车牌宽高比的调整需求，也可以设置为其他值，在此不作特殊限定。

子步骤s122，判断调整后的车牌宽度与期望车牌宽度之间的差值是否在预设差值范围内，若在所述预设差值范围内，将所述初始变倍倍率作为所述变倍倍率；

基于与前文所述类似的理由，车辆牌照在监控画面中为100像素左右时识别效果较好，即所述期望车牌宽度的取值可以是100像素，可选地，调整后的车牌宽度与期望车牌宽度的差值的预设范围可以设置为[95,105]像素。当调整后的车牌宽度与期望车牌宽度的差值不超过该预设范围时，调整后的车牌宽度即为清晰、可完整辨识的，可以将初始变倍倍率直接作为变倍倍率，无需进一步校准。

子步骤s123，若不在所述预设差值范围内，将所述初始变倍倍率与倍率校准系数相乘，得到校准后的变倍倍率。

若调整后的车牌宽度与期望车牌宽度的差值高于上述预设范围的上限值，则减小初始变倍倍率；若调整后的车牌宽度与期望车牌宽度的差值低于预设范围的下限值，则增大初始变倍倍率。所述倍率校准系数a可以用以下公式来描述：

其中，wnexp为期望车牌宽度。

所述校准后的变倍倍率f′可以通过以下公式计算得到：

f′＝af

经校准后得到的变倍倍率即为满足辨识需求的变倍倍率。

获得校准后的变倍倍率后，进入步骤s13。

步骤s13，根据所述变倍倍率对所述监控画面进行变倍。

在本实施例中，需要说明的是，若根据校准后获得的变倍倍率对监控画面进行变倍后，目标车辆的部分特征有可能仍然不能清晰、完整的辨识，可以采用上述过程对变倍倍率进行再一次校准。

请参照图5，是图1中车辆抓拍自动变倍装置200的功能模块示意图。可以理解的是，所述装置的各个模块的具体功能已经在上面方法步骤中介绍，现在对所述车辆抓拍自动变倍装置200的各功能模块作简要介绍。所述装置包括：

检测模块210，用于检测目标车辆在监控画面中的车身宽度。

计算模块220，用于根据预设的期望车身宽度与所述车身宽度的比值、所述监控画面的当前倍率，计算得到初始变倍倍率；

校准模块230，用于对所述初始变倍倍率进行校准，得到校准后的变倍倍率；

所述校准模块230具体用于：

检测所述目标车辆在所述监控画面中的车牌宽度及车牌高度，判断车牌宽高比是否满足预设车牌宽高比，若不满足，对所述车牌宽度进行调整，得到调整后的车牌宽度；

判断调整后的车牌宽度与期望车牌宽度之间的差值是否在预设差值范围内，若在所述预设差值范围内，将所述初始变倍倍率作为所述变倍倍率；

若不在所述预设差值范围内，将所述初始变倍倍率与倍率校准系数相乘，得到校准后的变倍倍率。

变倍模块240，用于根据所述变倍倍率对所述监控画面进行变倍。

所述检测模块210还用于获取所述监控画面中相对于图像采集设备100距离最近的第一观测点及相对于图像采集设备100距离最远的第二观测点，所述计算模块220还用于计算所述第一观测点及第二观测点之间的距离，得到最长观测距离，所述装置还包括：

分段模块250，用于将所述最长观测距离等间隔划分，得到多个区域。

所述分段模块250还用于根据导入的倍率分段模型，将所述监控画面划分为多个区域，并得到各个区域对应的参考倍率，其中，所述各个区域对应的参考倍率具有线性关系。

查找模块260，用于查找所述中心点所在的区域是否有参考倍率，若有，将所述参考倍率作为初始变倍倍率，若没有，将计算得到的所述初始变倍倍率设置为所述中心点所在的区域的参考倍率。

综上所述，本申请实施例提供的车辆抓拍自动变倍方法及装置，通过检测到的监控画面中的目标车辆的车身宽度对比预设的期望车身宽度，得到缩放比例，将该比例与监控画面的当前倍率自动计算得到初始的变倍倍率，大大减少了装置配置所需的工作量，同时避免了测量图像采集设备安装高度、获取俯仰角、标定倍率等过程中造成的误差。再对初始变倍倍率进行校准，提高了计算倍率的精度，使目标车辆能够以合适的大小清晰地呈现在监控画面中，便于执法人员对违法行为作出更加准确的判断并作出相应的判罚，提高执法人员的工作效率及执法效果。

在本申请所提供的实施例中，应当理解到，所揭露的系统和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

如果上述方法步骤的功能以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、电子设备或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示所指代内容的相对重要性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。