專利名稱：?jiǎn)螖z像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控領(lǐng)域，特別是一種單攝像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)及其工作方法。
背景技術(shù)：
自動(dòng)跟蹤信息處理由簡(jiǎn)單處理向圖像信息處理方向發(fā)展，由點(diǎn)跟蹤向點(diǎn)跟蹤和圖像處理技術(shù)相結(jié)合方向發(fā)展，充分利用目標(biāo)圖像信息，提高抗干擾性能。電視跟蹤器產(chǎn)生多個(gè)窗ロ，能同時(shí)跟蹤視場(chǎng)內(nèi)數(shù)字目標(biāo)。多目 標(biāo)跟蹤采用先求出各個(gè)目標(biāo)中心，然后求出多個(gè)目標(biāo)中心形成多邊形的中心進(jìn)行跟蹤，也能由人工指定需要的某個(gè)目標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)跟蹤。目前已有的自動(dòng)跟蹤技術(shù)只是簡(jiǎn)單地對(duì)活動(dòng)的物體進(jìn)行監(jiān)控，大多數(shù)是在攝像頭上設(shè)置被動(dòng)式紅外線接收器或者在活動(dòng)目標(biāo)上做標(biāo)記，根據(jù)接收到的信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)活動(dòng)物體的跟蹤。這些方法雖然能夠較準(zhǔn)確地對(duì)活動(dòng)物體進(jìn)行監(jiān)控，但應(yīng)用場(chǎng)景受到很大限制，并且沒(méi)有針對(duì)一定的目標(biāo)(比如人臉目標(biāo))進(jìn)行跟蹤，存在盲目性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種辨認(rèn)和跟蹤精度高、抗干擾能力強(qiáng)、適用廣泛的單攝像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)及其工作方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明單攝像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，包括球機(jī)以及用于接受所述球機(jī)信號(hào)的終端；所述球機(jī)包括云臺(tái)，在所述云臺(tái)上設(shè)有防護(hù)罩；攝像頭，所述攝像頭設(shè)置在所述云臺(tái)內(nèi)；解碼器，所述解碼器設(shè)置在所述云臺(tái)內(nèi)，所述解碼器與所述攝像頭耦合連接；球機(jī)通訊模塊，所述球機(jī)通訊模塊設(shè)置在所述云臺(tái)內(nèi)，所述球機(jī)通訊模塊與所述攝像頭耦合連接，所述球機(jī)通訊模塊與所述終端通訊。所述終端包括相互耦合連接的采集模塊、轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊、終端通訊模塊、顯示模塊及人臉識(shí)別模塊；所述終端通訊模塊與所述球機(jī)通訊模塊通訊。所述云臺(tái)為告訴步進(jìn)式云臺(tái)。所述解碼器為嵌入式解碼器。單攝像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)工作方法，包括如下步驟第一歩，視頻的采集，利用采集模塊采集視頻并傳給終端；第二步，視頻畫(huà)面的實(shí)時(shí)顯示，利用終端對(duì)采集到的視頻畫(huà)面進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；第三步，人臉的識(shí)別，利用人臉識(shí)別模塊實(shí)現(xiàn)人臉的準(zhǔn)確識(shí)別，并將識(shí)別信息傳遞給控制|吳塊；第四步，云臺(tái)的控制，根據(jù)人臉識(shí)別模塊傳遞的信息進(jìn)行云臺(tái)的自動(dòng)控制；第五步，人臉的自動(dòng)跟蹤，云臺(tái)接收人臉識(shí)別模塊傳來(lái)的指令信息，對(duì)指令信息進(jìn)行解析，并按照指令進(jìn)行對(duì)人臉的鎖定跟蹤。本發(fā)明單攝像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)及其工作方法采用人臉自適應(yīng)識(shí)別技術(shù)，能夠準(zhǔn)確識(shí)別人臉目標(biāo)；本發(fā)明具有人臉準(zhǔn)確定位以及很強(qiáng)的抗干擾能力；本發(fā)明使用單攝像頭主動(dòng)跟蹤技術(shù)，能夠準(zhǔn)確跟蹤人臉目標(biāo)；本發(fā)明可以應(yīng)用的場(chǎng)所非常廣泛，適合機(jī)場(chǎng)、廣場(chǎng)、軌道交通等各類場(chǎng)所的治安智能監(jiān)控應(yīng)用。本發(fā)明單攝像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)及其工作方法針對(duì)現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)ー種智能人臉識(shí)別跟蹤方法，對(duì)人臉的準(zhǔn)確識(shí)別以及對(duì)攝像頭的自動(dòng)控制是其中主要解決的問(wèn)題，單攝像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)及其工作方法采用人臉膚色自適應(yīng)技術(shù)以及人臉定位技木，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出人臉目標(biāo)，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。此外，單攝像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)及其工作方法使攝像機(jī)對(duì)自身的云臺(tái)和變焦鏡頭進(jìn)行自主驅(qū)動(dòng)，并自動(dòng)控制攝像機(jī)進(jìn)行云臺(tái)全方位旋轉(zhuǎn)和鏡頭 縮放，對(duì)檢測(cè)到的人臉目標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)跟蹤，確保被跟蹤的人臉目標(biāo)持續(xù)以放大特寫(xiě)畫(huà)面出現(xiàn)在鏡頭中央，便于觀察和信息的存儲(chǔ)。


圖I為本發(fā)明單攝像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明單攝像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)工作方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明單攝像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)及其工作方法作進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明。如圖I所示，本發(fā)明單攝像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，包括球機(jī)以及用于接受球機(jī)信號(hào)的終端；球機(jī)包括云臺(tái)，在云臺(tái)上設(shè)有防護(hù)罩；攝像頭，攝像頭設(shè)置在云臺(tái)內(nèi)；解碼器，解碼器設(shè)置在云臺(tái)內(nèi)，解碼器與攝像頭耦合連接；球機(jī)通訊模塊，球機(jī)通訊模塊設(shè)置在云臺(tái)內(nèi)，球機(jī)通訊模塊與攝像頭耦合連接，球機(jī)通訊模塊與終端通訊。球機(jī)為一體化攝像機(jī)、高速步進(jìn)式云臺(tái)、嵌入式解碼器板等電子器件內(nèi)置于ー球機(jī)護(hù)罩內(nèi)。安裝容易，防護(hù)性好，氣候適應(yīng)性強(qiáng)。球機(jī)采用球形云臺(tái)攝像機(jī)。終端包括相互耦合連接的采集模塊、轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊、終端通訊模塊、顯示模塊及人臉識(shí)別模塊；終端通訊模塊與球機(jī)通訊模塊通訊。在終端上安裝視頻采集模塊及終端通訊模塊，由于終端通訊模塊采用的是RS-232串ロ通訊，而球機(jī)通訊模塊采用的是RS-485串ロ通訊，所以中間需要接入ー個(gè)RS232轉(zhuǎn)RS-485接ロ轉(zhuǎn)換模塊。球機(jī)采用的是攝像頭與云臺(tái)控制一體機(jī)。攝像頭的視頻線接入采集模塊接ロ，控制線則連接到RS232轉(zhuǎn)RS485接ロ轉(zhuǎn)換模塊上。一臺(tái)終端可以控制多個(gè)云臺(tái)。終端中的人臉識(shí)別模塊主要是實(shí)現(xiàn)目前先進(jìn)的人臉識(shí)別算法并加以改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確度高、精度高的人臉識(shí)別方法?？刂颇K不僅要實(shí)現(xiàn)已有的云臺(tái)手動(dòng)控制功能，還要聯(lián)合人臉識(shí)別模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)人臉目標(biāo)的自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)跟蹤功能。單攝像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)工作方法，包括如下步驟第一歩，視頻的采集，利用采集模塊采集視頻并傳給終端；第二步，視頻畫(huà)面的實(shí)時(shí)顯示，利用終端對(duì)采集到的視頻畫(huà)面進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；第三步，人臉的識(shí)別，利用人臉識(shí)別模塊實(shí)現(xiàn)人臉的準(zhǔn)確識(shí)別，并將識(shí)別信息傳遞給控制|吳塊；第四步，云臺(tái)的控制，根據(jù)人臉識(shí)別模塊傳遞的信息進(jìn)行云臺(tái)的自動(dòng)控制；第五歩，人臉的自動(dòng)跟蹤，云臺(tái)接收人臉識(shí)別模塊傳來(lái)的指令信息，對(duì)指令信息進(jìn)行解析，并按照指令進(jìn)行對(duì)人臉的鎖定跟蹤。
本發(fā)明單攝像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)及其工作方法采用人臉自適應(yīng)識(shí)別技術(shù)，能夠準(zhǔn)確識(shí)別人臉目標(biāo)；本發(fā)明具有人臉準(zhǔn)確定位以及很強(qiáng)的抗干擾能力；本發(fā)明使用單攝像頭主動(dòng)跟蹤技術(shù)，能夠準(zhǔn)確跟蹤人臉目標(biāo)；本發(fā)明可以應(yīng)用的場(chǎng)所非常廣泛，適合機(jī)場(chǎng)、廣場(chǎng)、軌道交通等各類場(chǎng)所的治安智能監(jiān)控應(yīng)用。本發(fā)明單攝像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)及其工作方法針對(duì)現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)ー種智能人臉識(shí)別跟蹤方法，對(duì)人臉的準(zhǔn)確識(shí)別以及對(duì)攝像頭的自動(dòng)控制是其中主要解決的問(wèn)題，單攝像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)及其工 作方法采用人臉膚色自適應(yīng)技術(shù)以及人臉定位技木，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出人臉目標(biāo)，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。此外，單攝像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)及其工作方法使攝像機(jī)對(duì)自身的云臺(tái)和變焦鏡頭進(jìn)行自主驅(qū)動(dòng)，并自動(dòng)控制攝像機(jī)進(jìn)行云臺(tái)全方位旋轉(zhuǎn)和鏡頭縮放，對(duì)檢測(cè)到的人臉目標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)跟蹤，確保被跟蹤的人臉目標(biāo)持續(xù)以放大特寫(xiě)畫(huà)面出現(xiàn)在鏡頭中央，便于觀察和信息的存儲(chǔ)。以上已對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例進(jìn)行了具體說(shuō)明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明創(chuàng)造精神的前提下還可作出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.單攝像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，包括球機(jī)以及用于接受所述球機(jī)信號(hào)的終端； 所述球機(jī)包括 云臺(tái)，在所述云臺(tái)上設(shè)有防護(hù)罩； 攝像頭，所述攝像頭設(shè)置在所述云臺(tái)內(nèi)； 解碼器，所述解碼器設(shè)置在所述云臺(tái)內(nèi)，所述解碼器與所述攝像頭耦合連接； 球機(jī)通訊模塊，所述球機(jī)通訊模塊設(shè)置在所述云臺(tái)內(nèi)，所述球機(jī)通訊模塊與所述攝像頭耦合連接，所述球機(jī)通訊模塊與所述終端通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單攝像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述終端包括相互耦合連接的采集模塊、轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊、終端通訊模塊、顯示模塊及人臉識(shí)別模塊；所述終端通訊模塊與所述球機(jī)通訊模塊通訊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單攝像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述云臺(tái)為告訴步進(jìn)式云臺(tái)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單攝像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述解碼器為嵌入式解碼器。
5.單攝像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)工作方法，其特征在于，包括如下步驟 第一步，視頻的采集，利用采集模塊采集視頻并傳給終端； 第二步，視頻畫(huà)面的實(shí)時(shí)顯示，利用終端對(duì)采集到的視頻畫(huà)面進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示； 第三步，人臉的識(shí)別，利用人臉識(shí)別模塊實(shí)現(xiàn)人臉的準(zhǔn)確識(shí)別，并將識(shí)別信息傳遞給控制模塊； 第四步，云臺(tái)的控制，根據(jù)人臉識(shí)別模塊傳遞的信息進(jìn)行云臺(tái)的自動(dòng)控制； 第五步，人臉的自動(dòng)跟蹤，云臺(tái)接收人臉識(shí)別模塊傳來(lái)的指令信息，對(duì)指令信息進(jìn)行解析，并按照指令進(jìn)行對(duì)人臉的鎖定跟蹤。
全文摘要
本發(fā)明單攝像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)及其工作方法，包括球機(jī)以及用于接受所述球機(jī)信號(hào)的終端。不同于常見(jiàn)的人臉跟蹤系統(tǒng)運(yùn)用一臺(tái)固定攝像機(jī)和一臺(tái)球機(jī)，本發(fā)明單攝像頭人臉自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)及其工作方法采用單臺(tái)攝像機(jī)和一臺(tái)終端進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤，根據(jù)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在全景攝像機(jī)視野中的準(zhǔn)確位置、運(yùn)動(dòng)軌跡以及運(yùn)動(dòng)速度來(lái)自動(dòng)控制調(diào)整球機(jī)的位置、運(yùn)動(dòng)方向以及運(yùn)動(dòng)速度，使運(yùn)動(dòng)目標(biāo)實(shí)時(shí)顯示在球機(jī)視野中。比雙攝像頭運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確估計(jì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡以及運(yùn)動(dòng)速度，可以克服雙攝像頭人臉跟蹤系統(tǒng)中攝像頭之間的配合不準(zhǔn)確的問(wèn)題，并且更具有經(jīng)濟(jì)性。
文檔編號(hào)H04N5/232GK102857695SQ20121027729
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者代印唐, 沈小舟 申請(qǐng)人:上海中和軟件有限公司, 上海復(fù)旦復(fù)華科技股份有限公司