- •Реферат
- •Введение
- •Постановка задачи
- •1 Аналитический обзор предметной области
- •Компьютерное зрение
- •Обзор методов детектирования объектов
- •Эмпирические методы
- •Методы характерных инвариантных признаков
- •Методы обнаружения лица по внешним признакам
- •Распознавание с помощью шаблонов, заданных разработчиком
- •Выбор алгоритма
- •Обзор методов детектирования движения
- •1.3.1 Межкадровая разность
- •1.3.2 Базовый кадр
- •1.3.3 Методы оптического потока
- •Обзор инструментальных средств для разработки программного продукта
- •Библиотека OpenCv
- •1.4.2 Среда разработки MathWorks matlab
- •1.5 Интерфейсы последовательной передачи данных
- •2 Оборудование и аппаратная реализация
- •2.1.1 Характеристики камеры
- •Передача команд по протоколу visca
- •Получение изображения с камеры
- •Работа с портом
- •3 Анализ видеоизображения. Детектор лица
- •3.1 Постановка задачи
- •3.2 Метод Виолы-Джонса
- •3.2.1 Описание алгоритма
- •3.2.2 Схема распознавания
- •3.2.3 Признаки класса
- •3.2.4 Схема обучения
- •3.2.5 Интегральное представление изображений
- •3.2.6 Обучение
- •3.2.7 Распознавание
- •3.3 Программная реализация
- •4 Анализ видеоизображения. Слежение за лицом
- •4.1Постановка задачи
- •4.2 Метод Лукаса-Канаде
- •4.2.2 Одномерный случай
- •4.2.2 Двумерный случай
- •4.2.3 Недостатки метода
- •4.3 Выбор оптимальных параметров
- •4.4 Программная реализация алгоритма
- •5 Управление поворотом камеры
- •5.1 Постановка задачи
- •5.2 Перенацеливание на заданную точку поверхности
- •5.3 Модель принятия решений
- •6 Исследование системы
- •6.1 Оценка точности перенацеливания
- •6.2 Проверка на устойчивость к смене освещения
- •6.3 Время задержки
- •6.4 Устойчивость при частичном перекрытии объекта
- •6.5 Анализ влияния шумов
- •Заключение
- •Список литературы
- •Приложение 1. Код программы
2 Оборудование и аппаратная реализация
Первым этапом на пути создания программно-аппаратного комплекса является анализ имеющегося оборудования, программных средств и определения способов их взаимодействия.
2.1.1 Характеристики камеры
Объектом управления является роботизированная PTZ камера модели SONY BRC H900P (рис.3), способная поворачиваться вокруг своей оси от 0 до 360 градусов.
Рис. 3 камера Sony BRC H900P
Рассмотрим ее характеристики, которые описаны в руководстве по эксплуатации, представленные в таблице 2.
Таблица 2. Технические характеристики камеры Sony BRC H900P
Датчик изображения |
1/2-дюймовая CMOS матрица Exmor х3 |
Датчик изображения (число эффективных пикселей) |
2,07 мегапикселя ×3 |
Датчик изображения (общее число пикселей) |
Прибл. 3,01 мегапикселя |
Система сигналов |
60 Гц: 1080/59.94i, 720/59.94P, NTSC 50 Гц: 1080/50i, 720/50P, PAL |
Чувствительность |
F10 |
Минимальная освещенность (50 IRE) |
4 лк (50 IRE, F1,9, +24 дБ) |
Горизонтальная четкость |
> 1000 твл (на выходе HD-SDI) |
Отношение С/Ш |
50 дБ |
Усиление |
Автоматический/Ручной режим (от -3 до +24 дБ) |
Скорость затвора |
1/8000 – 1/60 с или 1/8000 – 1/50 с |
Регулировка экспозиции |
Режимы Auto (Автоматический), Manual (Ручной), Priority (Приоритет) (приоритет затвора и приоритет диафрагмы), Back light (Компенсация встречного освещения), Spot light (Местное освещение) |
Функция Color AE (Цветовая коррекция экспозиции) |
Нет |
Баланс белого |
Auto (Автоматический)/Indoor (Внутри помещения)/Outdoor (Вне помещения)/ One-push (Одним нажатием на кнопку)/Manual (Ручной) |
Оптическое масштабирование |
14x |
Цифровое масштабирование |
- |
Система фокусировки |
Автоматический/Ручной режим |
Горизонтальный угол обзора |
59,6° (широкий угол) |
Фокусное расстояние |
f = 5,8 – 81,2 мм F1,9 (Wide), F2,8 (Tele) |
Минимальное расстояние до объекта |
800 мм (31 ½ дюйма) |
Угол панорамирования/наклона |
Панорамирование: ±170° Наклон: +90°/-30° |
Скорость панорамирования/наклона |
Панорамирование: от 0,22° до 60°/с Наклон: от 0,22° до 60°/с |
Предустановки положения |
16 |
Выход HD видеосигнала |
HD/SD-SDI (переключение) Компонентный (Y/Pb/Pr) или RGB, HD, VD или SYNC |
Выход SD видеосигнала |
Композитный, Y/C |
Интерфейс управления камерой |
RS-232C/RS-422(протокол VISCA) |
Внешняя синхронизация Вход |
Да |
Auto ICR (Автоматически сдвигаемый режекторный ИК фильтр) |
Нет |
Wide-D |
Нет |
Стабилизация изображения |
Да |
Image Flip (Переворот изображения) |
Вкл./ Выкл. |
ND (нейтральный) фильтр |
Нет |
Color Gain (Усиление цвета) |
Нет |
Color Hue (Цветовой тон) |
Нет |
Color Matrix (Цветовая матрица) |
Вкл./Выкл. |
Color Detail (Цветовые детали) |
Вкл./Выкл. |
Skintone Detail (Детали телесного тона) |
Нет |
Гамма |
STD1/STD2/STD3/STD4/CINE1/CINE2/CINE3/CINE4 |
Gamma Level (Уровень гаммы) |
-99 ... 0 ... +99 |
Черный |
-99 ... 0 ... +99 |
Black Gamma (Гамма черного) |
-99 ... 0 ... +99 |
Knee Point (Точка колена) |
50 ... 90 ... 109 |
Knee Slope (Наклон колена) |
-99 ... 0 ... +99 |
Knee Sat Level (Уровень насыщенности в области колена) |
0 ... 50 ... 99 |
Функция помощи при автофокусировке |
Нет |
Flicker Cancel (Подавление мерцаний) |
Вкл./ Выкл. |
B&W (Черно-белое изображение) |
Нет |
Color Bar (Сигнал цветных полос) |
Вкл./ Выкл. |
Камера может управляться через пульт управления, либо через интерфейсы RS232/RS422. Так как необходимо автоматизировать управление камерой без участия человека, то управлять камерой будет реализуемая программа с персонального компьютера с помощью интерфейса RS422, который описывался в предыдущей главе. Способ передачи по данному интерфейсу осуществляться с помощью особого протокола VISCA, который поддерживают только камеры модели SONY. Рассмотри данный протокол более детально.
