本發(fā)明涉及圖片匹配及目標(biāo)跟蹤領(lǐng)域，特別涉及一種圖像信息獲取的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
在序列圖像中進(jìn)行目標(biāo)跟蹤一直是計(jì)算機(jī)視覺(jué)、圖像處理和模式識(shí)別領(lǐng)域里需解決的重點(diǎn)問(wèn)題。它有著廣泛的應(yīng)用，如目標(biāo)跟蹤、工業(yè)產(chǎn)品監(jiān)控、交通路口監(jiān)控等。但現(xiàn)有的大部分處理方式，都是針對(duì)整幅圖像進(jìn)行處理，在整個(gè)圖像中對(duì)目標(biāo)進(jìn)行搜索匹配跟蹤，使得對(duì)圖像的匹配計(jì)算量較大，無(wú)法對(duì)目標(biāo)進(jìn)行快速跟蹤。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種圖像信息獲取的方法及系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中圖像匹配計(jì)算量較大，目標(biāo)跟蹤速度較慢的問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種圖像信息獲取的方法，包括以下步驟：S1、控制圖像傳感器對(duì)整體曝光區(qū)域進(jìn)行曝光，提取曝光圖像數(shù)據(jù)并進(jìn)行全圖搜索得到目標(biāo)點(diǎn)，基于該目標(biāo)點(diǎn)，設(shè)定一個(gè)包含目標(biāo)點(diǎn)在內(nèi)的窗口范圍，記錄所設(shè)定的窗口在圖像傳感器整體曝光區(qū)域中的位置；S2、控制圖像傳感器對(duì)曝光區(qū)域中所記錄的窗口位置區(qū)域進(jìn)行曝光，提取曝光得到的窗口范圍內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)；S3、對(duì)窗口范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，匹配計(jì)算是否存在目標(biāo)點(diǎn)；若否則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟S1，若是則執(zhí)行步驟S4；S4、計(jì)算步驟S3中獲取的目標(biāo)點(diǎn)在在窗口區(qū)域的位置，判斷目標(biāo)點(diǎn)與窗口之間是否滿足預(yù)設(shè)的位置關(guān)系，若是則直接返回執(zhí)行步驟S2，若否則根據(jù)預(yù)設(shè)的窗口調(diào)整策略，調(diào)整窗口位置，并更新記錄調(diào)整后的窗口位置，然后返回執(zhí)行步驟S2。其中，在所述步驟S1至S4中時(shí)刻監(jiān)測(cè)是否有中止信號(hào)到來(lái)，若是則結(jié)束圖像信息獲取。進(jìn)一步，步驟S1中基于該目標(biāo)點(diǎn)，設(shè)定一個(gè)包含目標(biāo)點(diǎn)在內(nèi)的窗口范圍，包括：基于該目標(biāo)點(diǎn)，設(shè)定的窗口范圍以目標(biāo)點(diǎn)為中心點(diǎn)。進(jìn)一步，步驟S4中計(jì)算步驟S3中獲取的目標(biāo)點(diǎn)在窗口區(qū)域的位置，判斷目標(biāo)點(diǎn)與窗口之間是否滿足預(yù)設(shè)的位置關(guān)系，若否則根據(jù)預(yù)設(shè)的窗口調(diào)整策略，調(diào)整窗口位置，包括：在獲取目標(biāo)點(diǎn)在窗口區(qū)域的位置后，判斷目標(biāo)點(diǎn)是否位于窗口中心，若否則調(diào)整窗口位置，使目標(biāo)點(diǎn)位于調(diào)整位置后的窗口中心。進(jìn)一步，步驟S4中計(jì)算步驟S3中獲取的目標(biāo)點(diǎn)在窗口區(qū)域的位置，判斷目標(biāo)點(diǎn)與窗口之間是否滿足預(yù)設(shè)的位置關(guān)系，若否則根據(jù)預(yù)設(shè)的窗口調(diào)整策略，調(diào)整窗口位置，包括：在獲取目標(biāo)點(diǎn)在窗口區(qū)域的位置后，計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)距離窗口邊沿的像素距離，判斷該像素距離是否大于預(yù)設(shè)的距離閾值，若否則調(diào)整窗口位置，使目標(biāo)點(diǎn)位于調(diào)整后的窗口中心。進(jìn)一步，窗口為預(yù)設(shè)大小是21像素*21像素的正方形窗口，預(yù)設(shè)的距離閾值為5個(gè)像素。本發(fā)明還提供了一種圖像信息獲取系統(tǒng)，包括：圖像傳感器單元，用于獲取曝光圖像；控制單元，用于控制圖像傳感器單元對(duì)整體曝光區(qū)域或曝光區(qū)域中所記錄的窗口位置區(qū)域進(jìn)行曝光，以及在中止信號(hào)到來(lái)時(shí)，控制系統(tǒng)停止工作；全圖搜索及處理單元，用于在圖像傳感器單元對(duì)整體曝光區(qū)域進(jìn)行曝光時(shí)，提取曝光得到的圖像數(shù)據(jù)并進(jìn)行全圖搜索得到目標(biāo)點(diǎn)，基于該目標(biāo)點(diǎn)設(shè)定出一個(gè)包含目標(biāo)點(diǎn)在內(nèi)的窗口范圍；窗口數(shù)據(jù)獲取單元，用于在圖像傳感器單元對(duì)曝光區(qū)域中所記錄的窗口位置區(qū)域進(jìn)行曝光時(shí)，提取曝光得到的窗口范圍內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)；匹配計(jì)算及處理單元，用于對(duì)窗口數(shù)據(jù)獲取單元獲取的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，匹配計(jì)算是否存在目標(biāo)點(diǎn)；坐標(biāo)計(jì)算及窗口位置調(diào)整單元，用于對(duì)匹配計(jì)算及處理單元經(jīng)匹配計(jì)算找到的目標(biāo)點(diǎn)的位置進(jìn)行計(jì)算，判斷目標(biāo)點(diǎn)與窗口之間是否滿足預(yù)設(shè)的位置關(guān)系，若否則根據(jù)預(yù)設(shè)的窗口調(diào)整策略，調(diào)整窗口位置；窗口坐標(biāo)保存單元，用于記錄窗口位置信息，所述窗口位置為窗口在圖像傳感器單元整體曝光區(qū)域中的位置；以及信號(hào)中止單元，用于向控制單元產(chǎn)生中止信號(hào)。進(jìn)一步，全圖搜索及處理單元基于目標(biāo)點(diǎn)設(shè)定的窗口范圍以目標(biāo)點(diǎn)為中心點(diǎn)。進(jìn)一步，坐標(biāo)計(jì)算及窗口位置調(diào)整單元，判斷目標(biāo)點(diǎn)與窗口之間是否滿足預(yù)設(shè)的位置關(guān)系，若否則根據(jù)預(yù)設(shè)的窗口調(diào)整策略，調(diào)整窗口位置，包括：判斷目標(biāo)點(diǎn)是否位于窗口中心，若否則調(diào)整窗口位置，使目標(biāo)點(diǎn)位于調(diào)整位置后的窗口中心。進(jìn)一步，坐標(biāo)計(jì)算及窗口位置調(diào)整單元，判斷目標(biāo)點(diǎn)與窗口之間是否滿足預(yù)設(shè)的位置關(guān)系，若否則根據(jù)預(yù)設(shè)的窗口調(diào)整策略，調(diào)整窗口位置，包括：計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)距離窗口邊沿的像素距離，判斷該像素距離是否大于預(yù)設(shè)的距離閾值，若否則調(diào)整窗口位置，使目標(biāo)點(diǎn)位于調(diào)整后的窗口中心。進(jìn)一步，窗口為預(yù)設(shè)大小是21像素*21像素的正方形窗口，預(yù)設(shè)的距離閾值為5個(gè)像素。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的圖像信息獲取的方法及系統(tǒng)，在目標(biāo)跟蹤過(guò)程中，初始獲得整幅圖像進(jìn)行全圖搜索得到跟蹤目標(biāo)后，對(duì)后續(xù)幀圖像中目標(biāo)可能出現(xiàn)的位置進(jìn)行預(yù)測(cè)，控制圖像傳感器進(jìn)行局部曝光，獲取預(yù)測(cè)范圍內(nèi)的圖像，從而只對(duì)該局部數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配計(jì)算，尋找目標(biāo)點(diǎn)。而當(dāng)目標(biāo)不在預(yù)測(cè)范圍內(nèi)時(shí)，才會(huì)進(jìn)行整幅圖像數(shù)據(jù)的獲取與搜索。本發(fā)明通過(guò)預(yù)測(cè)目標(biāo)范圍并結(jié)合圖像傳感器進(jìn)行局部曝光僅獲取預(yù)測(cè)范圍數(shù)據(jù)的方式，降低了數(shù)據(jù)獲取量以及圖像的匹配計(jì)算量，提高了對(duì)目標(biāo)的跟蹤速度和精度。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖，其中：圖1是本發(fā)明圖像信息獲取方法的流程圖；圖2a-2c是本發(fā)明初始獲得跟蹤目標(biāo)的處理示意圖；圖3是本發(fā)明進(jìn)行窗口調(diào)整的第一示意圖；圖4是本發(fā)明進(jìn)行窗口調(diào)整的第二示意圖；圖5是本發(fā)明圖像信息獲取的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖1所示，本發(fā)明一種圖像信息獲取的方法，包括步驟：S1、控制圖像傳感器對(duì)整體曝光區(qū)域進(jìn)行曝光，提取曝光圖像數(shù)據(jù)并進(jìn)行全圖搜索得到目標(biāo)點(diǎn)，基于該目標(biāo)點(diǎn)，設(shè)定一個(gè)包含目標(biāo)點(diǎn)在內(nèi)的窗口范圍，該窗口范圍為下一幀要獲取的圖像數(shù)據(jù)范圍，記錄所設(shè)定的窗口在圖像傳感器整體曝光區(qū)域中的位置。步驟S1中控制圖像傳感器對(duì)整體曝光區(qū)域進(jìn)行曝光，該圖像傳感器可以采用電荷耦合器件(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)類型的圖像傳感器進(jìn)行。對(duì)圖像采集區(qū)進(jìn)行圖像采集時(shí)，定義圖像傳感器對(duì)整體曝光區(qū)域進(jìn)行曝光獲得的曝光圖像為整幅圖像。提取該幀整幅圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行全圖搜索，搜索符合特征的目標(biāo)點(diǎn)。該特征可以是圖像中的顏色、形狀，也可以是三維數(shù)據(jù)等。而目標(biāo)點(diǎn)是指用戶感興趣的點(diǎn)，作為要進(jìn)行跟蹤的目標(biāo)。如經(jīng)過(guò)特征搜索，找到要跟蹤的目標(biāo)點(diǎn)是圓形的點(diǎn)，又或者是面積最大的點(diǎn)、反光點(diǎn)等。當(dāng)找到該目標(biāo)點(diǎn)后，基于該目標(biāo)點(diǎn)，設(shè)定一個(gè)初始的包含目標(biāo)點(diǎn)在內(nèi)的窗口范圍，該窗口范圍為下一幀要獲取的圖像數(shù)據(jù)范圍，即在下一幀圖像中，預(yù)測(cè)目標(biāo)點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)在該窗口范圍內(nèi)。對(duì)設(shè)定的窗口位置進(jìn)行記錄，而該窗口位置指在圖像傳感器整體曝光區(qū)域中的位置。圖2a-2c是初始獲得跟蹤目標(biāo)的處理示意圖。圖2a表示圖像傳感器對(duì)整體曝光區(qū)域進(jìn)行曝光，提取得到的整幅圖像的數(shù)據(jù)。在該圖像數(shù)據(jù)中有方形、圓形等特征點(diǎn)。假定，如圖2b所示，要跟蹤的目標(biāo)點(diǎn)是圓形的點(diǎn)P，在經(jīng)過(guò)全圖數(shù)據(jù)搜索，經(jīng)過(guò)特征匹配后，找到了目標(biāo)點(diǎn)P。在找到該目標(biāo)點(diǎn)后，設(shè)定一個(gè)初始的窗口范圍，如圖2c所示，虛線表示的正方形框?yàn)樵O(shè)定的初始窗口范圍，窗口位置以目標(biāo)點(diǎn)P為中心點(diǎn)。當(dāng)然，窗口形狀并不僅限于正方形，還可以是三角形、長(zhǎng)方形等，而設(shè)定的初始的窗口位置也可不以目標(biāo)點(diǎn)為中心點(diǎn)，而是存在其它的相對(duì)位置關(guān)系。而窗口的大小可以參考物體經(jīng)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行設(shè)定，如根據(jù)物體經(jīng)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)速度，目標(biāo)點(diǎn)在兩幀圖像之間只可能位移10個(gè)像素，因此，我們可以設(shè)置窗口大小為21*21個(gè)像素大小。S2、控制圖像傳感器對(duì)曝光區(qū)域中所記錄的窗口位置區(qū)域進(jìn)行曝光，提取曝光得到的窗口范圍內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)。該步驟中，通過(guò)硬件提供的接口，控制圖像傳感器僅對(duì)曝光區(qū)域中所記錄的窗口位置區(qū)域進(jìn)行曝光，提取曝光得到窗口范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。由于對(duì)圖像傳感器進(jìn)行控制，只進(jìn)行小窗口范圍的曝光，獲取小范圍的圖像，數(shù)據(jù)采集量減少，每幀的數(shù)據(jù)處理量相應(yīng)降低，每幀數(shù)據(jù)的傳輸速度也得到了提高。當(dāng)每幀數(shù)據(jù)采集量減少，對(duì)一幀圖像數(shù)據(jù)的傳輸需求就會(huì)降低，從而在圖像傳輸中能達(dá)到更高的幀數(shù)。如在視頻圖像輸出中，由于每幀獲取的是整幅圖像的數(shù)據(jù)，其最高采集幀率為每秒30幀。而在僅獲取小范圍的圖像數(shù)據(jù)，減少每幀數(shù)據(jù)采集量的情況下，就可以達(dá)到每秒100多幀，甚至更高的幀數(shù)。此外，在同樣的圖像采集幀率下，由于每幀數(shù)據(jù)需要處理的數(shù)據(jù)量變少，數(shù)據(jù)輸出的速度提高，則對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度會(huì)變得更快。更快的處理速度則讓在整個(gè)數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，時(shí)間上的分配更加自由，使得可以進(jìn)一步采用高級(jí)算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。如在對(duì)視頻圖像的處理過(guò)程中，對(duì)于其每秒30幀圖像的處理，往往因?yàn)閷?duì)圖像的平滑處理不夠使得處理效果不好，但增加對(duì)圖像平滑處理的次數(shù)又會(huì)產(chǎn)生延遲的問(wèn)題。而在僅獲取小范圍的圖像數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)處理速度的情況下，由于時(shí)間分配更加自由，就可以加大對(duì)圖像平滑處理的次數(shù)，從而達(dá)到更好的處理效果。S3、對(duì)窗口范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，匹配計(jì)算是否存在目標(biāo)點(diǎn)；若否則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟S1，若是則執(zhí)行步驟S4。該步驟中，對(duì)于獲取的窗口范圍的數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，如圖像的灰度、長(zhǎng)寬比、圖像的坐標(biāo)等，在提取出特征后，把這些特征與上一幀圖像數(shù)據(jù)中的目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行特征匹配。匹配算法為本領(lǐng)域常用的一些算法，如根據(jù)圖像的灰度相關(guān)匹配、圖像的形狀匹配度、三維坐標(biāo)兩幀間的距離等。經(jīng)過(guò)特征匹配，找到該幀與上一幀中匹配度最高的點(diǎn)，此點(diǎn)即為目標(biāo)點(diǎn)P。若經(jīng)過(guò)特征匹配，沒(méi)有找到目標(biāo)點(diǎn)，如目標(biāo)點(diǎn)是一反光點(diǎn)，且該點(diǎn)為圖像采集區(qū)唯一的反光點(diǎn)，這樣，當(dāng)目標(biāo)點(diǎn)不在預(yù)測(cè)的窗口范圍內(nèi)時(shí)，經(jīng)過(guò)特征匹配處理就無(wú)法找到目標(biāo)點(diǎn)。當(dāng)無(wú)法找到目標(biāo)點(diǎn)時(shí)，通過(guò)硬件提供的接口，控制圖像傳感器對(duì)整體曝光區(qū)域進(jìn)行曝光，提取曝光得到的整幅圖像的數(shù)據(jù)，進(jìn)行全圖搜索重新尋找目標(biāo)點(diǎn)，并基于該目標(biāo)點(diǎn)，重新設(shè)定窗口范圍，即返回執(zhí)行步驟S1。而當(dāng)對(duì)所預(yù)測(cè)的窗口范圍內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取匹配，找到要跟蹤的目標(biāo)點(diǎn)時(shí)，則繼續(xù)執(zhí)行步驟S4。S4、計(jì)算步驟S3中獲取的目標(biāo)點(diǎn)在窗口區(qū)域的位置，判斷目標(biāo)點(diǎn)與窗口之間是否滿足預(yù)設(shè)的位置關(guān)系，若是則直接返回執(zhí)行步驟S2，若否則根據(jù)預(yù)設(shè)的窗口調(diào)整策略，調(diào)整窗口位置，并更新記錄調(diào)整后的窗口位置，然后返回執(zhí)行步驟S2。該步驟中，對(duì)于步驟S3中找到的目標(biāo)點(diǎn)，計(jì)算其在圖像傳感器整體曝光區(qū)域中的位置，單位為像素。判斷目標(biāo)點(diǎn)與窗口之間是否滿足預(yù)設(shè)的位置關(guān)系，若是，就直接返回執(zhí)行步驟S2，此時(shí)，在采集的下一幀圖像數(shù)據(jù)時(shí)，控制圖像傳感器要進(jìn)行曝光的窗口位置區(qū)域不變；若否，即目標(biāo)點(diǎn)與窗口之間不滿足預(yù)設(shè)的位置關(guān)系時(shí)，則根據(jù)預(yù)設(shè)的窗口調(diào)整策略，調(diào)整窗口，即改變?cè)诓杉南乱粠瑘D像數(shù)據(jù)時(shí)，控制圖像傳感器要進(jìn)行曝光的窗口位置區(qū)域。對(duì)于“判斷目標(biāo)點(diǎn)與窗口之間是否滿足預(yù)設(shè)的位置關(guān)系，若否則根據(jù)預(yù)設(shè)的窗口調(diào)整策略，調(diào)整窗口”，下文列舉兩種具體情形進(jìn)行說(shuō)明，其它類似情形可以此類推。第一種：判斷目標(biāo)點(diǎn)是否位于窗口中心，若否則調(diào)整窗口位置，調(diào)整策略為，使目標(biāo)點(diǎn)位于調(diào)整位置后的窗口的中心。如圖3所示，正方形框表示的是獲取的當(dāng)前幀小窗口范圍圖像數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)對(duì)窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取匹配，找到目標(biāo)點(diǎn)P。在本實(shí)施例中，正方形窗口的大小為20*20個(gè)像素大小。未調(diào)整窗口前，窗口左上角和右下角分別位于圖像傳感器整體曝光區(qū)域上的(300，100)和(320，120)，目標(biāo)點(diǎn)P則位于圖像傳感器整體曝光區(qū)域上的(316，106)，單位均為像素。經(jīng)檢測(cè)，目標(biāo)點(diǎn)P不是位于小窗口的中心，因此，需調(diào)整窗口位置。調(diào)整后的窗口位置其左上角和右下角坐標(biāo)分別為(306，96)和(326，116)。第二種：檢測(cè)目標(biāo)點(diǎn)距離窗口邊沿的像素距離，判斷該像素距離是否大于預(yù)設(shè)的距離閾值L，若否則調(diào)整窗口位置，調(diào)整策略為，使目標(biāo)點(diǎn)位于調(diào)整后的窗口的中心。預(yù)設(shè)的距離閾值L根據(jù)窗口的大小和調(diào)整的頻度進(jìn)行相應(yīng)設(shè)定。如圖4所示，正方形框表示的是獲取的當(dāng)前幀小窗口范圍的圖像數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)對(duì)窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取匹配，找到目標(biāo)點(diǎn)P。本實(shí)施例中，正方形窗口的大小為21*21個(gè)像素大小，預(yù)設(shè)的距離閾值L為5個(gè)像素。未調(diào)整窗口前，窗口左上角和右下角分別位于圖像傳感器整體曝光區(qū)域上的(300，100)和(321，121)，目標(biāo)點(diǎn)P則位于圖像傳感器整體曝光區(qū)域上的(316，106)，單位均為像素。經(jīng)檢測(cè)，目標(biāo)點(diǎn)P距離窗口右邊沿的像素距離為5個(gè)像素，等于預(yù)設(shè)的距離閾值L。根據(jù)預(yù)設(shè)的判定條件，需要對(duì)窗口位置進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后的窗口其左上角和右下角的坐標(biāo)分別為(306，96)和(326，116)，目標(biāo)點(diǎn)P(316，106)，位于調(diào)整后的窗口的中心。當(dāng)根據(jù)調(diào)整策略對(duì)窗口的位置進(jìn)行了調(diào)整，則更新記錄窗口位置信息，返回執(zhí)行步驟S2，即開(kāi)始在采集下一幀圖像數(shù)據(jù)時(shí)，控制圖像傳感器對(duì)整體曝光區(qū)域中所記錄的窗口位置區(qū)域進(jìn)行局部曝光，提取小窗口范圍內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)，繼續(xù)對(duì)下一幀圖像中的目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行跟蹤。在前述步驟S1至S4中，均需時(shí)刻監(jiān)測(cè)是否有中止信號(hào)到來(lái)，當(dāng)中止信號(hào)到來(lái)時(shí)，就結(jié)束圖像信息獲取的整個(gè)流程，否則就按照步驟S1～S4循環(huán)執(zhí)行整個(gè)流程。在目標(biāo)跟蹤過(guò)程中，初始獲得整幅圖像進(jìn)行全圖搜索得到跟蹤目標(biāo)后，對(duì)后續(xù)幀圖像中目標(biāo)可能出現(xiàn)的位置進(jìn)行預(yù)測(cè)，控制圖像傳感器進(jìn)行局部曝光，獲取預(yù)測(cè)范圍內(nèi)的圖像，從而只對(duì)該局部數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配計(jì)算，尋找目標(biāo)點(diǎn)。而當(dāng)在目標(biāo)不在預(yù)測(cè)范圍內(nèi)時(shí)，才會(huì)進(jìn)行整幅圖像的獲取與搜索。因此，本發(fā)明提供的方法通過(guò)預(yù)測(cè)目標(biāo)出現(xiàn)的范圍并結(jié)合圖像傳感器進(jìn)行局部曝光僅獲取預(yù)測(cè)范圍內(nèi)數(shù)據(jù)的方式，降低了數(shù)據(jù)獲取量以及圖像的匹配計(jì)算量，提高了對(duì)目標(biāo)的跟蹤速度和精度。如圖5所示。本發(fā)明一種圖像信息獲取的系統(tǒng)，包括：圖像傳感器單元，用于獲取曝光圖像；控制單元，用于控制圖像傳感器單元對(duì)整體曝光區(qū)域或曝光區(qū)域中所記錄的窗口位置區(qū)域進(jìn)行曝光，以及在中止信號(hào)到來(lái)時(shí)，控制系統(tǒng)停止工作；全圖搜索及處理單元，用于在圖像傳感器單元對(duì)整體曝光區(qū)域進(jìn)行曝光時(shí)，提取曝光得到的圖像數(shù)據(jù)并進(jìn)行全圖搜索得到目標(biāo)點(diǎn)，基于該目標(biāo)點(diǎn)，設(shè)定一個(gè)包含目標(biāo)點(diǎn)在內(nèi)的窗口范圍；窗口數(shù)據(jù)獲取單元，用于在圖像傳感器單元對(duì)曝光區(qū)域中所記錄的窗口位置區(qū)域進(jìn)行曝光時(shí)，提取曝光得到的窗口范圍內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)；匹配計(jì)算及處理單元，用于對(duì)匹配計(jì)算及處理單元經(jīng)匹配計(jì)算找到的目標(biāo)點(diǎn)的位置進(jìn)行計(jì)算，判斷目標(biāo)點(diǎn)與窗口之間是否滿足預(yù)設(shè)的位置關(guān)系，若否則根據(jù)預(yù)設(shè)的窗口調(diào)整策略，調(diào)整窗口位置；坐標(biāo)計(jì)算及窗口位置調(diào)整單元，用于計(jì)算當(dāng)前幀圖像中目標(biāo)點(diǎn)在圖像傳感器整體曝光區(qū)域中的位置，并根據(jù)目標(biāo)點(diǎn)位置與窗口位置之間的關(guān)系，調(diào)整窗口位置，更新記錄調(diào)整后的窗口位置；窗口坐標(biāo)保存單元，用于記錄窗口位置信息，所述窗口位置為窗口在圖像傳感器單元整體曝光區(qū)域中的位置；以及信號(hào)中止單元，用于向控制單元發(fā)出中止信號(hào)。系統(tǒng)中，圖像傳感器單元可以是電荷耦合器件(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)類型的圖像傳感器。在進(jìn)行圖像采集時(shí)，受控制單元的控制，圖像傳感器單元對(duì)整體曝光區(qū)域進(jìn)行曝光或僅對(duì)整體曝光區(qū)域的局部位置進(jìn)行曝光。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)工作，采集第1幀圖像時(shí)，圖像傳感器單元對(duì)整體曝光區(qū)域進(jìn)行曝光獲取整幅圖像，全圖搜索及處理單元提取該幀整幅圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行全圖搜索，搜索符合特征的目標(biāo)點(diǎn)。該特征可以是圖像中的顏色、形狀，也可以是三維數(shù)據(jù)等。而目標(biāo)點(diǎn)是指用戶感興趣的點(diǎn)，作為要進(jìn)行跟蹤的目標(biāo)。如經(jīng)過(guò)特征搜索，找到要跟蹤的目標(biāo)點(diǎn)是圓形的點(diǎn)，又或者是面積最大的點(diǎn)、反光點(diǎn)等。當(dāng)找到該目標(biāo)點(diǎn)后，基于該目標(biāo)點(diǎn)，設(shè)定一個(gè)初始的包含目標(biāo)點(diǎn)在內(nèi)的窗口范圍。該窗口范圍為下一幀要獲取的圖像數(shù)據(jù)范圍，即預(yù)測(cè)下一幀圖像中的目標(biāo)點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)在該窗口范圍內(nèi)。其中，設(shè)定的窗口范圍可以是正方形窗口，窗口位置以目標(biāo)點(diǎn)為中心。當(dāng)然，窗口形狀并不僅限于正方形，還可以是三角形、長(zhǎng)方形等。窗口的初始位置也可不以目標(biāo)點(diǎn)為中心點(diǎn)，而是存在其它的相對(duì)位置關(guān)系。而窗口的位置指窗口在圖像傳感器整體曝光區(qū)域中的位置，窗口的大小可以參考物體經(jīng)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行設(shè)定，如根據(jù)物體經(jīng)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)速度，目標(biāo)點(diǎn)在兩幀圖像之間只可能位移10個(gè)像素，因此，設(shè)置窗口大小可為21*21個(gè)像素大小。在全圖搜索及處理單元獲取整幅圖像，進(jìn)行全圖搜素找到目標(biāo)點(diǎn)，并基于該目標(biāo)點(diǎn)，設(shè)定好初始的窗口位置后，窗口坐標(biāo)保存單元記錄該窗口位置信息。在設(shè)定初始的窗口位置后，對(duì)于要采集的下一幀(第2幀)圖像，控制單元調(diào)用窗口坐標(biāo)保存單元中記錄的窗口位置信息，控制圖像傳感器單元僅對(duì)整體曝光區(qū)域中所記錄的窗口位置區(qū)域進(jìn)行曝光。窗口數(shù)據(jù)獲取單元提取曝光得到的窗口范圍內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)。由于受控制單元控制，圖像傳感器單元只進(jìn)行小窗口范圍的曝光，獲取小范圍的圖像，數(shù)據(jù)采集量減少了，每幀的數(shù)據(jù)處理量相應(yīng)降低，每幀數(shù)據(jù)的傳輸速度也得到了提高。當(dāng)每幀數(shù)據(jù)采集量減少，對(duì)一幀圖像數(shù)據(jù)的傳輸需求就會(huì)降低，從而在圖像傳輸中能達(dá)到更高的幀數(shù)。如在視頻圖像輸出中，由于每幀獲取的是整幅圖像的數(shù)據(jù)，其最高采集幀率為每秒30幀。而在僅獲取小范圍的圖像數(shù)據(jù)，減少每幀數(shù)據(jù)采集量的情況下，就可以達(dá)到每秒100多幀，甚至更高的幀數(shù)。此外，當(dāng)在同樣的圖像采集幀率下時(shí)，由于每幀數(shù)據(jù)需要處理的數(shù)據(jù)量變少，數(shù)據(jù)輸出的速度提高，則對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度會(huì)變得更快。更快的處理速度則讓在整個(gè)數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，時(shí)間上的分配更加自由，使得可以進(jìn)一步采用高級(jí)算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。如在對(duì)視頻圖像的處理過(guò)程中，對(duì)于其每秒30幀圖像的處理，往往因?yàn)閷?duì)圖像的平滑處理不夠使得處理效果不好，但增加對(duì)圖像平滑處理的次數(shù)又會(huì)產(chǎn)生延遲的問(wèn)題。而在僅獲取小范圍的圖像數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)處理速度的情況下，由于時(shí)間分配更加自由，就可以加大對(duì)圖像平滑處理的次數(shù)，從而達(dá)到更好的處理效果。對(duì)于窗口數(shù)據(jù)獲取單元提取的圖像數(shù)據(jù)，匹配計(jì)算及處理單元對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，如圖像的灰度、長(zhǎng)寬比、圖像的坐標(biāo)等，在提取出特征后，把這些特征與上一幀圖像數(shù)據(jù)中的目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行特征匹配。匹配算法為本領(lǐng)域常用的一些算法，如根據(jù)圖像的灰度相關(guān)匹配、圖像的形狀匹配度、三維坐標(biāo)兩幀間的距離等。經(jīng)過(guò)特征匹配，找到該幀與上一幀中匹配度最高的點(diǎn)，此點(diǎn)即為目標(biāo)點(diǎn)。若經(jīng)過(guò)特征匹配，采集到的第2幀圖像中，找到目標(biāo)點(diǎn)，即目標(biāo)點(diǎn)在預(yù)測(cè)的窗口范圍內(nèi)，判斷目標(biāo)點(diǎn)與窗口之間是否滿足預(yù)設(shè)的位置關(guān)系，若是，則窗口位置不變；若否，則根據(jù)預(yù)設(shè)的窗口調(diào)整策略，調(diào)整窗口位置，并更新窗口坐標(biāo)保存單元保存的窗口位置信息。此時(shí)，對(duì)待采集的下一幀(第3幀)圖像數(shù)據(jù)，以及后續(xù)幀圖像數(shù)據(jù)，如果經(jīng)對(duì)圖像數(shù)據(jù)作特征匹配處理，均能找到目標(biāo)點(diǎn)，即目標(biāo)點(diǎn)在預(yù)測(cè)的窗口范圍內(nèi)，則該幀圖像整個(gè)的處理過(guò)程與第2幀圖像的處理相同。直到采集到的圖像數(shù)據(jù)中，經(jīng)過(guò)特征匹配沒(méi)有找到目標(biāo)點(diǎn)時(shí)，再重新設(shè)定初始窗口位置。其中，對(duì)于“判斷目標(biāo)點(diǎn)與窗口之間是否滿足預(yù)設(shè)的位置關(guān)系，當(dāng)不滿足時(shí)，根據(jù)預(yù)設(shè)的窗口調(diào)整策略調(diào)整窗口”，下文列舉一些具體情形進(jìn)行說(shuō)明，其它類似情形可以此類推。第一種：判斷目標(biāo)點(diǎn)是否位于窗口中心，若否，則窗口調(diào)整策略為，使目標(biāo)點(diǎn)位于調(diào)整位置后的窗口的中心；第二種：檢測(cè)目標(biāo)點(diǎn)距離窗口邊沿的像素距離，判斷該像素距離是否大于預(yù)設(shè)的距離閾值，若否，則窗口調(diào)整策略為，使目標(biāo)點(diǎn)位于調(diào)整后的窗口的中心。對(duì)于該兩種窗口調(diào)整方法，在圖像信息獲取的方法中已有詳細(xì)描述，這里不再贅述。但是，若經(jīng)過(guò)特征匹配，采集到的第2幀圖像中，沒(méi)有找到目標(biāo)點(diǎn)，如目標(biāo)點(diǎn)是一反光點(diǎn)，且該反光點(diǎn)為圖像采集區(qū)唯一的反光點(diǎn)，這樣，當(dāng)目標(biāo)點(diǎn)不在預(yù)測(cè)的窗口范圍內(nèi)時(shí)，對(duì)該范圍內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)特征匹配就無(wú)法找到該目標(biāo)點(diǎn)。此時(shí)，對(duì)于要采集的下一幀圖像(第3幀)，控制單元控制圖像傳感器單元對(duì)整體曝光區(qū)域進(jìn)行曝光，進(jìn)行全圖搜索重新尋找目標(biāo)點(diǎn)，并基于該目標(biāo)點(diǎn)，重新設(shè)定初始窗口位置。此時(shí)，對(duì)待采集的下一幀(第4幀)圖像數(shù)據(jù)，以及后續(xù)幀圖像數(shù)據(jù)，如果經(jīng)對(duì)圖像數(shù)據(jù)作特征匹配處理，能找到目標(biāo)點(diǎn)，即目標(biāo)點(diǎn)在預(yù)測(cè)的窗口范圍內(nèi)，則該幀圖像整個(gè)的處理過(guò)程與第3幀圖像的處理相同。直到采集到的圖像數(shù)據(jù)中，經(jīng)過(guò)特征匹配沒(méi)有找到目標(biāo)點(diǎn)時(shí)，再重新設(shè)定初始窗口位置。在系統(tǒng)處理過(guò)程中，當(dāng)檢測(cè)到信號(hào)中止單元發(fā)出中止信號(hào)時(shí)，控制單元控制系統(tǒng)停止工作。從系統(tǒng)處理過(guò)程可以看出，在進(jìn)行目標(biāo)跟蹤時(shí)，初始獲得整幅圖像進(jìn)行全圖搜索得到跟蹤目標(biāo)后，對(duì)后續(xù)幀圖像中目標(biāo)可能出現(xiàn)的位置進(jìn)行預(yù)測(cè)，通過(guò)控制圖像傳感器進(jìn)行局部曝光，獲取預(yù)測(cè)范圍內(nèi)的圖像，從而只對(duì)該局部數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配計(jì)算，尋找目標(biāo)點(diǎn)。而當(dāng)在目標(biāo)不在預(yù)測(cè)范圍內(nèi)時(shí)，才會(huì)進(jìn)行整幅圖像數(shù)據(jù)的獲取與搜索。本系統(tǒng)通過(guò)預(yù)測(cè)目標(biāo)的范圍并結(jié)合圖像傳感器進(jìn)行局部曝光僅獲取預(yù)測(cè)范圍數(shù)據(jù)的方式，降低了數(shù)據(jù)獲取量以及圖像的匹配計(jì)算量，提高了對(duì)目標(biāo)的跟蹤速度和精度。以上所述僅為本發(fā)明的示例性實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。