手持相机拍摄取证方法

发布时间：2015年06月09日 分类：科技成果

摘要

本发明涉及到图像取证技术。本发明旨在利用计算的得到的消隐线的倾斜角度进行相机拍摄方式的认证，本发明采取的技术方案是，手持相机拍摄取证方法，包括如下步骤，步骤一：提取原始图片的直线信息；步骤二：根据提取出的直线信息定位对应的消隐点；步骤三：相机旋转角度的计算；步骤四：根据旋转角度进行拍摄方式的认证。本发明主要应用于图像取证。

主权项

一种手持相机拍摄取证方法，其特征是，包括如下步骤：步骤一：提取原始图片的直线信息在世界坐标系下，人造建筑物中，存在着很多相互平行或者相交的直线，桥梁公路等人造物体中也都存在这样的直线，这些平行的直线经过具有透视变换功能的相机拍摄之后，在所得到的投影平面上会相交于一点，该点即为消隐点。利用图片中计算得到的消隐线即地平线的倾斜角度即可表示相机旋转角度。而消隐线通过消隐点求得，世界坐标系下相互正交的几条平行线，经过透视变换后，分别交于A、B两点，由这两消隐点确定的直线AB即为消隐线；步骤二：根据提取出的直线信息定位对应的消隐点在透视几何空间中，3D空间中过点A且方向为D＝(dT，0)T的一条直线上的点可以记为X(λ)＝A+λD，其中T表示转置运算，d是该直线的方向向量，D为该向量的齐次坐标表示形式，λ为该直线方程的参数。当参数λ由0变到∞，点X(λ)由有限点A变到无穷远点D，在简单投影摄像机P＝K[I|0]作用下，其中P为像机矩阵，K为其内参矩阵，I为单位矩阵，0表示零向量，点X(λ)被影像为x(λ)＝PX(λ)，(1)将(1)展开后：x(λ)＝PA+λPD＝a+λKd，(2)其中a是A的像，从而该直线的消隐点v通过取极限得到：    v   =        lim             λ       →       ∞           x        (     λ     )      =        lim            λ       →       ∞                (     a     +     λKd     )      =   Kd   ,   -   -   -        (     3     )    由这方程(3)，可知：3D空间中平行的直线，即直线的方向向量D＝(dT，0)T是相同的，在透视变换后投射到图像上所得到的消隐点理论上是相同的，所以在所有相互平行的直线中挑选两条即可，这样计算消隐线只需要两组这样的两条平行线，共需要4条直线，并且要求这两组直线是相关的，故最后只需要在透视变换后的图片上确定出8个点，得到4条直线，从而计算出两个消隐点A和B，由此得到的消隐点即可计算消隐线的倾斜角度；如果所选取的图片没有互相平行的直线，或者只有互相平行的直线但是这些直线里没有相交的，则不再适用；步骤三：相机旋转角度的计算由步骤二确定的直线，选取8个点，如Figure1所示，{a1，b1；c1，d1}和{a2，b2；c2，d2}为两组平行线，且各组之间相关。消隐点A和B可由下列公式求得：A＝(a1×b1)×(c1×d1)    (4)B＝(a2×b2)×(c2×d2)    (5)消隐点A和B确定出的消隐线与真实地平线的夹角即为计算得到的相机旋转角度；步骤四：根据旋转角度进行拍摄方式的认证手持拍摄会出现相机的倾斜，故如果得到的相机旋转角度θ满足τ≤θ≤90°，其中τ为阈值，这里我们将之设置为1.5°约束，则判断为他人手持拍摄，否则即为固定拍摄。