本發(fā)明涉及攝像技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及定位跟蹤攝像方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著生活水平的提高，越來(lái)越多的定位跟蹤攝像技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)生活中給人們帶來(lái)了巨大的便捷，例如目前流行的視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程課堂以及賽事直播等。

目前，為實(shí)現(xiàn)定位跟蹤攝像功能大致有兩種方式，一種是采用多個(gè)攝像機(jī)，每個(gè)攝像機(jī)負(fù)責(zé)拍攝一定區(qū)域范圍內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)，再由計(jì)算機(jī)或芯片(控制器)來(lái)協(xié)調(diào)控制各個(gè)攝像機(jī)，以使各個(gè)攝像機(jī)協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)定位跟蹤攝像；另一種是采用單個(gè)攝像機(jī)、步進(jìn)電機(jī)以及驅(qū)動(dòng)云臺(tái)，由驅(qū)動(dòng)云臺(tái)發(fā)出控制指令至步進(jìn)電機(jī)，以調(diào)整攝像機(jī)拍攝角度與位置，從而實(shí)現(xiàn)定位跟蹤攝像。

上述兩個(gè)定位跟蹤攝像方式的實(shí)現(xiàn)過(guò)程都比較復(fù)雜，需要借助額外的硬件設(shè)備或者軟件系統(tǒng)平臺(tái)。另外，其無(wú)法針對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行細(xì)節(jié)性顯示，這樣定位跟蹤攝像將會(huì)丟失許多細(xì)節(jié)，導(dǎo)致某些情況下關(guān)鍵內(nèi)容無(wú)法展示給用戶(hù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)一般定位跟蹤攝像方式實(shí)現(xiàn)復(fù)雜且無(wú)法針對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行細(xì)節(jié)性顯示的問(wèn)題，提供一種簡(jiǎn)單且能夠針對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行細(xì)節(jié)性顯示的定位跟蹤攝像方法與系統(tǒng)。

一種定位跟蹤攝像方法，包括步驟：

獲取單個(gè)攝像頭的攝像圖像；

對(duì)攝像圖像進(jìn)行物體識(shí)像對(duì)比，跟蹤識(shí)別攝像圖像中的物體；

獲取攝像圖像的總畫(huà)面，鎖定物體中的目標(biāo)物體，并截取目標(biāo)物體的特寫(xiě)畫(huà)面；

確定特寫(xiě)畫(huà)面在總畫(huà)面中的位置，并計(jì)算總畫(huà)面與特寫(xiě)畫(huà)面的面積比值；

根據(jù)面積比值確定顯示目標(biāo)物體的特寫(xiě)畫(huà)面的放大倍數(shù)。

一種定位跟蹤攝像系統(tǒng)，包括：

獲取模塊，用于獲取單個(gè)攝像頭的攝像圖像；

對(duì)比跟蹤模塊，用于對(duì)攝像圖像進(jìn)行物體識(shí)像對(duì)比，跟蹤識(shí)別攝像圖像中的物體；

特寫(xiě)畫(huà)面截取模塊，用于獲取攝像圖像的總畫(huà)面，鎖定物體中的目標(biāo)物體，并截取目標(biāo)物體的特寫(xiě)畫(huà)面；

計(jì)算模塊，用于確定特寫(xiě)畫(huà)面在總畫(huà)面中的位置，并計(jì)算總畫(huà)面與特寫(xiě)畫(huà)面的面積比值；

放大倍數(shù)確定模塊，用于根據(jù)面積比值確定顯示目標(biāo)物體的特寫(xiě)畫(huà)面的放大倍數(shù)。

本發(fā)明定位跟蹤攝像方法與系統(tǒng)，獲取單個(gè)攝像頭的攝像圖像，對(duì)攝像圖像進(jìn)行物體識(shí)像對(duì)比，跟蹤識(shí)別攝像圖像中的物體，獲取攝像圖像的總畫(huà)面，鎖定物體中的目標(biāo)物體，并截取目標(biāo)物體的特寫(xiě)畫(huà)面，確定特寫(xiě)畫(huà)面在總畫(huà)面中的位置，并計(jì)算總畫(huà)面與特寫(xiě)畫(huà)面的面積比值，根據(jù)面積比值確定顯示目標(biāo)物體的特寫(xiě)畫(huà)面的放大倍數(shù)。整個(gè)過(guò)程中，獲取單個(gè)攝像頭的攝像圖像，自動(dòng)對(duì)攝像圖像中的物體進(jìn)行跟蹤識(shí)別，無(wú)需外部信號(hào)輸入控制，另外，記錄目標(biāo)物體的特寫(xiě)畫(huà)面在總畫(huà)面中的位置，并計(jì)算顯示該特寫(xiě)畫(huà)面的放大倍數(shù)，能夠有效、準(zhǔn)確捕捉定位跟蹤攝像過(guò)程中的細(xì)節(jié)鏡頭，能夠針對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行細(xì)節(jié)性顯示。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明定位跟蹤攝像方法第一個(gè)實(shí)例的流程示意圖；

圖2為特寫(xiě)畫(huà)面在總畫(huà)面中的位置示意圖；

圖3為本發(fā)明定位跟蹤攝像方法第二個(gè)實(shí)例的流程示意圖；

圖4為本發(fā)明定位跟蹤攝像系統(tǒng)第一個(gè)實(shí)例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明定位跟蹤攝像系統(tǒng)第二個(gè)實(shí)例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種定位跟蹤攝像方法，包括步驟：

S100：獲取單個(gè)攝像頭的攝像圖像。

在這里直接采用單個(gè)攝像頭拍攝圖像，能夠簡(jiǎn)化整個(gè)方案實(shí)現(xiàn)過(guò)程，降低在實(shí)際應(yīng)用中實(shí)施成本。單個(gè)攝像頭的攝像圖像可以直接從該攝像頭輸出的攝像圖像數(shù)據(jù)流中直接獲取。非必要的，為了獲取準(zhǔn)確的攝像圖像，還可以對(duì)獲取的攝像圖像進(jìn)行校正處理。

S200：對(duì)攝像圖像進(jìn)行物體識(shí)像對(duì)比，跟蹤識(shí)別攝像圖像中的物體。

在獲取攝像圖像后，為實(shí)現(xiàn)定位跟蹤功能需要對(duì)攝像圖像進(jìn)行物體識(shí)像對(duì)比，跟蹤識(shí)別攝像圖像中的物體。在這里所指的物體包括人和一些環(huán)境物體，例如出現(xiàn)在攝像圖像中課桌、箱子等。以多媒體教室錄課為例，攝像圖像中的物體包括但不限于教師、學(xué)生、黑板、課桌以及投影儀等。物體識(shí)像對(duì)比可以采用將攝像圖像與預(yù)設(shè)特征庫(kù)比對(duì)，來(lái)識(shí)別攝像圖像中的物體。在預(yù)設(shè)特征庫(kù)可以基于不同應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行設(shè)定，例如在多媒體錄課中，針對(duì)教師特征可以包括移動(dòng)的、人、其位置為講臺(tái)上，另外還可以采用人臉識(shí)別等輔助識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)物體識(shí)像對(duì)比過(guò)程。

S300：獲取攝像圖像的總畫(huà)面，鎖定物體中的目標(biāo)物體，并截取目標(biāo)物體的特寫(xiě)畫(huà)面。

將攝像圖像顯示，即可獲取的攝像圖像的總畫(huà)面。在步驟S200中定位跟蹤的物體中鎖定當(dāng)前的目標(biāo)物體，具體來(lái)說(shuō)，目標(biāo)物體選擇可以是用戶(hù)指定當(dāng)前目標(biāo)物體或者是根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景需求自動(dòng)鎖定，又或是對(duì)所有物體逐一作為目標(biāo)物體進(jìn)行相同操作。在鎖定目標(biāo)物體之后，截取目標(biāo)物體的特寫(xiě)畫(huà)面。

S400：確定特寫(xiě)畫(huà)面在總畫(huà)面中的位置，并計(jì)算總畫(huà)面與特寫(xiě)畫(huà)面的面積比值。

如圖2所示，特寫(xiě)畫(huà)面在總畫(huà)面中的位置可以采用坐標(biāo)系方式來(lái)確定，即以總畫(huà)面的長(zhǎng)寬分別作為坐標(biāo)軸，建立坐標(biāo)系，獲取特寫(xiě)畫(huà)面的預(yù)設(shè)固定位置在總畫(huà)面中的位置。例如以特寫(xiě)畫(huà)面的左上角為固定位置，獲取該左上角在總畫(huà)面中的位置(x，y)，預(yù)設(shè)固定位置還可以為左下角、右上角、右下角以及中心等位置。基于特寫(xiě)畫(huà)面的尺寸可以計(jì)算特寫(xiě)畫(huà)面的面積，基于總畫(huà)面的尺寸可以計(jì)算總畫(huà)面的面積，在計(jì)算總畫(huà)面與特寫(xiě)畫(huà)面的面積比值。繼續(xù)以多媒體教室錄課為例，當(dāng)目標(biāo)物體為教師時(shí)，截取教師的特寫(xiě)畫(huà)面，攝像圖像的總畫(huà)面面積為60厘米*60厘米，特寫(xiě)畫(huà)面尺寸為20厘米*10厘米，則計(jì)算總畫(huà)面與特寫(xiě)畫(huà)面的面積比值為60*60/20*10＝18。

S500：根據(jù)面積比值確定顯示目標(biāo)物體的特寫(xiě)畫(huà)面的放大倍數(shù)。

基于步驟S400的面積比值，確定當(dāng)需切換顯示特寫(xiě)畫(huà)面的放大倍數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，有可能由于面積比值過(guò)大，如果將該面積比值作為放大倍數(shù)會(huì)由于圖像拍攝像素有限反而導(dǎo)致特寫(xiě)畫(huà)面顯示不清楚，對(duì)此，可以設(shè)定一個(gè)閾值，當(dāng)面積比值大于閾值時(shí)，將該閾值作為放大倍數(shù)，當(dāng)面積比值小于該閾值時(shí)，將面積比值作為放大倍數(shù)。例如閾值可以設(shè)定為30，當(dāng)總畫(huà)面與特寫(xiě)畫(huà)面的面積比值為50時(shí)，放大倍數(shù)為30；當(dāng)總畫(huà)面與特寫(xiě)畫(huà)面的面積比值為20時(shí)，放大倍數(shù)為20。

本發(fā)明定位跟蹤攝像方法，獲取單個(gè)攝像頭的攝像圖像，對(duì)攝像圖像進(jìn)行物體識(shí)像對(duì)比，跟蹤識(shí)別攝像圖像中的物體，獲取攝像圖像的總畫(huà)面，鎖定物體中的目標(biāo)物體，并截取目標(biāo)物體的特寫(xiě)畫(huà)面，確定特寫(xiě)畫(huà)面在總畫(huà)面中的位置，并計(jì)算總畫(huà)面與特寫(xiě)畫(huà)面的面積比值，根據(jù)面積比值確定顯示目標(biāo)物體的特寫(xiě)畫(huà)面的放大倍數(shù)。整個(gè)過(guò)程中，獲取單個(gè)攝像頭的攝像圖像，自動(dòng)對(duì)攝像圖像中的物體進(jìn)行跟蹤識(shí)別，無(wú)需外部信號(hào)輸入控制，另外，記錄目標(biāo)物體的特寫(xiě)畫(huà)面在總畫(huà)面中的位置，并計(jì)算顯示該特寫(xiě)畫(huà)面的放大倍數(shù)，能夠有效、準(zhǔn)確捕捉定位跟蹤攝像過(guò)程中的細(xì)節(jié)鏡頭，能夠針對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行細(xì)節(jié)性顯示。

如圖3所示，在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟S100之后還包括：

S120：對(duì)攝像圖像進(jìn)行校正處理。

對(duì)攝像圖像進(jìn)行校正處理，這樣可以確保攝像圖像更加準(zhǔn)確，可以給用戶(hù)帶來(lái)更加清晰的畫(huà)面。具體來(lái)說(shuō)，整個(gè)過(guò)程可以為：獲取攝像圖像→進(jìn)行基于數(shù)字信號(hào)處理的校正→獲取校正之后攝像圖像。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)攝像圖像進(jìn)行校正處理的步驟包括：

步驟一：獲取攝像圖像的圖像中心點(diǎn)標(biāo)定。

步驟二：根據(jù)圖像中心點(diǎn)標(biāo)定，計(jì)算SVM(SVM Support Vector Machine，支持向量機(jī))回歸徑向距離。

步驟三：根據(jù)SVM回歸徑向距離，生成坐標(biāo)映射表。

步驟四：根據(jù)坐標(biāo)映射表，對(duì)攝像圖像進(jìn)行校正處理。

在實(shí)際操作中，坐標(biāo)映射表還可以是基于歷史經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)直接獲取。若為該種情況可以直接執(zhí)行上述步驟四，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像圖像校正。

如圖3所示，在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟S200包括：

S220：對(duì)攝像圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)畫(huà)面捕獲，獲得實(shí)時(shí)畫(huà)面捕獲結(jié)果。

S240：將實(shí)時(shí)畫(huà)面捕獲結(jié)果與預(yù)設(shè)物體特征庫(kù)比對(duì)。

S260：獲取當(dāng)前特征比對(duì)結(jié)果與緩存。

S280：根據(jù)當(dāng)前特征比對(duì)結(jié)果與緩存，跟蹤識(shí)別攝像圖像中的物體。

具體來(lái)說(shuō)，預(yù)設(shè)特征庫(kù)內(nèi)包含有多種類(lèi)型特種，例如面部特征(人臉識(shí)別)、外形特征、移動(dòng)軌跡特征等等。采用對(duì)比預(yù)設(shè)特征庫(kù)的方式能夠高效、準(zhǔn)確跟蹤識(shí)別攝像圖像中的物體。

如圖4所示，一種定位跟蹤攝像系統(tǒng)，包括：

獲取模塊100，用于獲取單個(gè)攝像頭的攝像圖像。

對(duì)比跟蹤模塊200，用于對(duì)攝像圖像進(jìn)行物體識(shí)像對(duì)比，跟蹤識(shí)別攝像圖像中的物體。

特寫(xiě)畫(huà)面截取模塊300，用于獲取攝像圖像的總畫(huà)面，鎖定物體中的目標(biāo)物體，并截取目標(biāo)物體的特寫(xiě)畫(huà)面。

計(jì)算模塊400，用于確定特寫(xiě)畫(huà)面在總畫(huà)面中的位置，并計(jì)算總畫(huà)面與特寫(xiě)畫(huà)面的面積比值。

放大倍數(shù)確定模塊500，用于根據(jù)面積比值確定顯示目標(biāo)物體的特寫(xiě)畫(huà)面的放大倍數(shù)。

本發(fā)明定位跟蹤攝像系統(tǒng)，獲取模塊100獲取單個(gè)攝像頭的攝像圖像，對(duì)比跟蹤模塊200對(duì)攝像圖像進(jìn)行物體識(shí)像對(duì)比，跟蹤識(shí)別攝像圖像中的物體，特寫(xiě)畫(huà)面截取模塊300獲取攝像圖像的總畫(huà)面，鎖定物體中的目標(biāo)物體，并截取目標(biāo)物體的特寫(xiě)畫(huà)面，計(jì)算模塊400確定特寫(xiě)畫(huà)面在總畫(huà)面中的位置，并計(jì)算總畫(huà)面與特寫(xiě)畫(huà)面的面積比值，放大倍數(shù)確定模塊500根據(jù)面積比值確定顯示目標(biāo)物體的特寫(xiě)畫(huà)面的放大倍數(shù)。整個(gè)過(guò)程中，獲取單個(gè)攝像頭的攝像圖像，自動(dòng)對(duì)攝像圖像中的物體進(jìn)行跟蹤識(shí)別，無(wú)需外部信號(hào)輸入控制，另外，記錄目標(biāo)物體的特寫(xiě)畫(huà)面在總畫(huà)面中的位置，并計(jì)算顯示該特寫(xiě)畫(huà)面的放大倍數(shù)，能夠有效、準(zhǔn)確捕捉定位跟蹤攝像過(guò)程中的細(xì)節(jié)鏡頭，能夠針對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行細(xì)節(jié)性顯示。

如圖5所示，在其中一個(gè)實(shí)施例中，定位跟蹤攝像系統(tǒng)還包括：

校正模塊120，用于對(duì)攝像圖像進(jìn)行校正處理。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，校正模塊120包括：

獲取單元，用于獲取攝像圖像的圖像中心點(diǎn)標(biāo)定。

計(jì)算單元，用于根據(jù)圖像中心點(diǎn)標(biāo)定，計(jì)算SVM回歸徑向距離。

映射表生成單元，用于根據(jù)SVM回歸徑向距離，生成坐標(biāo)映射表。

校正單元，用于根據(jù)坐標(biāo)映射表，對(duì)攝像圖像進(jìn)行校正處理。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，放大倍數(shù)確定模塊500包括：

第一放大倍數(shù)確定單元，用于當(dāng)面積比值大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，確定預(yù)設(shè)閾值為顯示目標(biāo)物體的特寫(xiě)畫(huà)面的放大倍數(shù)；

第二放大倍數(shù)確定單元，用于當(dāng)面積比值小于或等于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，確定面積比值為顯示目標(biāo)物體的特寫(xiě)畫(huà)面的放大倍數(shù)。

如圖5所示，在其中一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)比跟蹤模塊200包括：

實(shí)時(shí)捕捉單元220，用于對(duì)攝像圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)畫(huà)面捕獲，獲得實(shí)時(shí)畫(huà)面捕獲結(jié)果。

特征比對(duì)單元240，用于將實(shí)時(shí)畫(huà)面捕獲結(jié)果與預(yù)設(shè)物體特征庫(kù)比對(duì)。

緩存單元260，用于獲取當(dāng)前特征比對(duì)結(jié)果與緩存。

比對(duì)跟蹤單元280，用于根據(jù)當(dāng)前特征比對(duì)結(jié)果與緩存，跟蹤識(shí)別攝像圖像中的物體。

以上實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。