安徽廣播影視職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽合肥，230011

【摘要】本文立足于現(xiàn)階段的智能監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展情況，結(jié)合多攝像機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)智能監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中的多攝像機(jī)同步系統(tǒng)與同步技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。

【關(guān)鍵詞】智能監(jiān)控；多攝像機(jī)；同步技術(shù)

前言：

伴隨著改革開放的不斷深入，我們國(guó)家在進(jìn)入新世紀(jì)之后，綜合國(guó)力有了顯著的提升。在新時(shí)代背景之下，科技正在不斷的發(fā)展?，F(xiàn)階段無論何種領(lǐng)域都在朝著智能化方向發(fā)展。本文將會(huì)對(duì)多攝像機(jī)同步技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的研究。

一、同步問題概述

所謂的多攝像機(jī)之間的同步問題，我們可以簡(jiǎn)單的將其分為攝像機(jī)與攝像機(jī)之間的兩兩同步問題。也就是多個(gè)攝像機(jī)之間的共同作用。在現(xiàn)階段的時(shí)代背景之下，經(jīng)濟(jì)與科技等方面的快速發(fā)展，為社會(huì)當(dāng)中各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展提供了全新的動(dòng)力。在智能監(jiān)控技術(shù)當(dāng)中也不例外。為了可以更好的完成監(jiān)控任務(wù)，攝像機(jī)作為監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中一個(gè)重要的組成部分，應(yīng)該發(fā)揮更大的作用。而多個(gè)攝像機(jī)的同步監(jiān)控便是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)一步智能化的基本前提。因此，對(duì)于多個(gè)攝像機(jī)的同步技術(shù)研究有著鮮明的現(xiàn)實(shí)意義。接下來，本文將會(huì)結(jié)合實(shí)際的情況，對(duì)智能監(jiān)控系統(tǒng)之下的多個(gè)攝像機(jī)同步技術(shù)進(jìn)行深入的研究。而在實(shí)際的信息視頻采集過程當(dāng)中， 我們通常會(huì)將攝像機(jī)與相關(guān)的視頻采集卡來結(jié)合使用。也就是說，在實(shí)際的應(yīng)用過程當(dāng)中，我們會(huì)將攝像機(jī)進(jìn)行C1、C2、C3等的編號(hào)，然后將應(yīng)用到的信息視頻采集卡進(jìn)行K1、K2、K3等的對(duì)應(yīng)編號(hào)。其在實(shí)際過程當(dāng)中的基本采集過程為：攝像機(jī)將會(huì)在特性的時(shí)間間隔下，進(jìn)行信息的采集，在特定的時(shí)間點(diǎn)之下，采集卡將會(huì)進(jìn)行啟動(dòng)并開始信息采集。我們將兩個(gè)攝像機(jī)當(dāng)中的采集周期規(guī)定為T1、T2，然后將采集卡的工作時(shí)間規(guī)定t1、t2。那么根據(jù)數(shù)學(xué)總結(jié)方法，我們就可以總結(jié)出時(shí)評(píng)當(dāng)中的第N幀的采集時(shí)刻的函數(shù)關(guān)系式。因此，從學(xué)術(shù)的角度來講，我們可以將智能控制之下的多攝像機(jī)同步問題總結(jié)為多個(gè)攝像機(jī)在信息采集的N個(gè)序列當(dāng)中，同一個(gè)時(shí)刻之下采集圖像與攝像機(jī)幀數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。也就是得知了一個(gè)攝像機(jī)的幀數(shù)與時(shí)間，求得另一個(gè)時(shí)刻的另一個(gè)攝像機(jī)幀數(shù)或采集時(shí)間的問題。在實(shí)際的過程當(dāng)中，為了使得采集效果更加的完整、更加的明確，所以多個(gè)攝像機(jī)的使用往往是采用同一個(gè)周期的攝像機(jī)，也就是說在實(shí)際的應(yīng)用過程當(dāng)中，往往會(huì)應(yīng)用同一個(gè)品牌的攝像機(jī)。 而所謂的多個(gè)攝像機(jī)的同步，也就是只要求出攝像機(jī)的啟動(dòng)偏移量，就可以進(jìn)行同步實(shí)驗(yàn)，得出同步數(shù)據(jù)。

但是在實(shí)際的應(yīng)用過程當(dāng)中，因?yàn)閷?shí)際的攝像機(jī)應(yīng)用過程當(dāng)中，攝像機(jī)的幀數(shù)必將會(huì)是一個(gè)整數(shù)，所以在數(shù)學(xué)計(jì)算過程當(dāng)中，所出現(xiàn)的小數(shù)就會(huì)造成計(jì)算過程的誤差。因此，為了可以很好并且有效的杜絕這一誤差，在實(shí)際的應(yīng)用過程當(dāng)中將會(huì)采用外接同步信號(hào)的方法，實(shí)現(xiàn)多個(gè)攝像機(jī)在相同的時(shí)刻當(dāng)中采取圖像。而為了可以很好的求解出幀數(shù)的偏移量，在數(shù)學(xué)理論當(dāng)中，我們只要將兩個(gè)攝像機(jī)的相同時(shí)刻幀數(shù)進(jìn)行相減，就可以得出最終的幀數(shù)偏移量。但是在實(shí)際過程當(dāng)中，因?yàn)閿z像機(jī)的工作必將會(huì)受到內(nèi)部環(huán)境因素與外部環(huán)境因素的影響，因此我們所尋求的一組對(duì)應(yīng)幀數(shù)并不一定具有鮮明代表性。所以在實(shí)際的過程當(dāng)中，我們往往會(huì)選取更多的對(duì)應(yīng)幀數(shù)來進(jìn)行對(duì)比。而實(shí)際過程當(dāng)中對(duì)于攝像機(jī)的擺放位置也不會(huì)有特定 的要求。并且由于實(shí)際操作過程當(dāng)中，攝像機(jī)擺放位置并不確定，所以在實(shí)際的應(yīng)用過程當(dāng)中，希望是和攝像機(jī)觀察視角無關(guān)的特征，也就是視角不變量。同時(shí)，特征信息曲線最好是一個(gè)變化而且不規(guī)律非周期的曲線，這樣有利于計(jì)算偏移量，減少誤差。

二、同步應(yīng)用方法與實(shí)踐

本文將會(huì)結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用過程對(duì)智能背景之下的多個(gè)攝像機(jī)同步應(yīng)用方法與實(shí)踐技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，實(shí)際的應(yīng)用事例是“多攝像機(jī)的人體動(dòng)作識(shí)別”。

1.同步方法介紹

在人體的動(dòng)作識(shí)別研究當(dāng)中，其中最為一個(gè)明顯的信息采集就是人體相關(guān)的運(yùn)動(dòng)信息。在分析過程當(dāng)中，我們會(huì)提取出相關(guān)的人體區(qū)域。并將當(dāng)前人體區(qū)域的幀數(shù)與前一個(gè)人體幀數(shù)進(jìn)行相減，以計(jì)算出每一個(gè)人體運(yùn)動(dòng)區(qū)域的面積。而運(yùn)動(dòng)區(qū)域的大小將會(huì)直接反應(yīng)實(shí)際當(dāng)中人體的動(dòng)作幅度。例如，當(dāng)人體正處于靜止的狀態(tài)之下，人體的區(qū)域面積就是零。但是在實(shí)際的應(yīng)用過程當(dāng)中，所測(cè)試到的人體運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度將會(huì)受到攝像機(jī)位置的影響。所以這并不是嚴(yán)格意義之上的視角不變量。對(duì)于某一個(gè)位置的攝像機(jī)來說，其當(dāng)前情況之下所拍攝到的人體運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為零，但是并不能代表人體的運(yùn)動(dòng)情況就是靜止的。但是實(shí)際過程當(dāng)中，人體處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，但是所測(cè)試到的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為零的現(xiàn)象是并不多見的。當(dāng)測(cè)試到的人體運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為零， 那么通常情況之下人體都是處于靜止的狀態(tài)。

同時(shí)在實(shí)際過程當(dāng)中，因?yàn)闊o論是外部環(huán)境因素還是內(nèi)部環(huán)境因素都是不可避免的，所以在實(shí)際測(cè)試的過程當(dāng)中，人體靜止情況之下所體現(xiàn)出的強(qiáng)度值并非真正為零。因此在測(cè)試過程 當(dāng)中我們引入了S（n）作為個(gè)人體運(yùn)動(dòng)情況的表示，其中當(dāng)S（n）=0時(shí)，表示人體運(yùn)動(dòng)。而當(dāng)S（n）=1時(shí)表示人體靜止。圖一和圖二就是攝像機(jī)1和攝像機(jī)2對(duì)應(yīng)的人體靜態(tài)柱狀圖。

因此，我們總結(jié)出多個(gè)攝像機(jī)的幀數(shù)偏移量計(jì)算方法為以下幾個(gè)方面：第一，對(duì)于兩個(gè)攝像機(jī)而言，首先需要檢測(cè)兩個(gè)攝像機(jī)的檢測(cè)前景，其次需要計(jì)算出兩個(gè)攝像機(jī)所測(cè)試出的人體運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，并繪制人體運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度曲線。對(duì)于三個(gè)或者三個(gè)以上的多攝像機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)同樣如此。 第二、閾值化檢測(cè)到的人體運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，并通過計(jì)算最終得到對(duì)應(yīng)的靜止點(diǎn)集合。第三，對(duì)不同的唯一的幀數(shù)偏移量進(jìn)行分析與研究，并且循環(huán)遍歷不同的偏移量，從負(fù)數(shù)最大值一直到測(cè)試出的正數(shù)最大值。然后記錄與點(diǎn)集合相互匹配的數(shù)值，讓統(tǒng)計(jì)的匹配數(shù)值的最大數(shù)值就是所要求取的偏移量。

2.實(shí)驗(yàn)方法可行性研究

為了可以很好的證明以上方法的可行性與有效性，本文采用了不同的視頻序列與不同的參數(shù)進(jìn)行進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，如表一所示就是實(shí)驗(yàn)過程所得出的基本數(shù)據(jù)內(nèi)容。表中的每一行都將表示了對(duì)一組視頻序列的實(shí)驗(yàn)。而第一列當(dāng)中的子所表示的內(nèi)容為實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中的不同演員。其它五列當(dāng)中的數(shù)據(jù)所表示的就是幀數(shù)的偏移量。通過表中的數(shù)據(jù)我們可以知道，以上研究方法取得了很好的實(shí)驗(yàn)效果，實(shí)驗(yàn)所得出的數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)相比并沒有大多的誤差，基于實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中，存在這很多不可避免的客觀因素，并且類似于人為因素影響是不可避免的。因此，本文當(dāng)中應(yīng)用到的這種研究方法可行性較高，具有鮮明的應(yīng)用意義與應(yīng)用價(jià)值。

結(jié)束語(yǔ)：

隨著社會(huì)的發(fā)展及時(shí)代的進(jìn)步，我們國(guó)家近幾年的科技水平有了很大程度的提高?？萍嫉确矫娴目焖侔l(fā)展，為社會(huì)發(fā)展提供了全新的動(dòng)力。本文結(jié)合多攝像機(jī)的視頻同步，對(duì)同步技術(shù)進(jìn)行了研究。希望可以對(duì)讀者有一定的產(chǎn)考價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：符繼征，女，1979年12月，安徽省合肥市，碩士，安徽大學(xué)，講師，研究方向：電子通信工程。