本發(fā)明涉及圖像標(biāo)定領(lǐng)域的方法和系統(tǒng)，特別涉及圖像在不同視場中標(biāo)定的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

視頻監(jiān)控是機(jī)器視覺的一個重要分支，即利用攝像頭獲取連續(xù)的視頻圖像，然后對視頻中運(yùn)動的物體進(jìn)行動態(tài)跟蹤監(jiān)控，使得被跟蹤物體以放大狀態(tài)位于視頻圖像的中央位置，以便于監(jiān)控人員更清晰、高效地進(jìn)行視頻監(jiān)控。

視頻監(jiān)控采用的伺服攝像機(jī)通常包括云臺，伺服攝像機(jī)能夠接收控制器的運(yùn)動控制指令完成包括水平轉(zhuǎn)動、俯仰轉(zhuǎn)動和變焦等相應(yīng)運(yùn)動。

動態(tài)跟蹤監(jiān)控中，傳統(tǒng)的圖像標(biāo)定大多通過經(jīng)驗(yàn)值確定運(yùn)動參數(shù)，或者通過多攝像機(jī)的聯(lián)合標(biāo)定來實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動物體在固定視場中的放大跟蹤，標(biāo)定算法復(fù)雜，精度不高，難以達(dá)到實(shí)時對視頻中運(yùn)動物體清晰放大并準(zhǔn)確隨動的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種圖像標(biāo)定方法和系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有視場觀察無法在保持觀察清晰度的同時保證伺服攝像機(jī)準(zhǔn)確路徑控制的技術(shù)問題。

本發(fā)明的圖像標(biāo)定方法，包括：

通過視頻圖像中運(yùn)動物體位置與采集視頻圖像的伺服攝像機(jī)基準(zhǔn)位置間的歐氏距離作為權(quán)重參數(shù)修正運(yùn)動方向，形成運(yùn)動物體的實(shí)時標(biāo)定參數(shù)。

還包括：

步驟200：根據(jù)初始位置建立基準(zhǔn)位置；

步驟300：根據(jù)視場中央位置的初始位置的標(biāo)定參數(shù)，形成視場中央位置的基準(zhǔn)位置的標(biāo)定參數(shù)集合；

步驟400：在基準(zhǔn)位置輪廓中，以運(yùn)動物體坐標(biāo)與各基準(zhǔn)位置坐標(biāo)間的歐氏距離作為權(quán)重參數(shù)，通過標(biāo)定參數(shù)集合，形成運(yùn)動物體的實(shí)時標(biāo)定參數(shù)。

所述步驟300包括：

步驟310：調(diào)整伺服攝像機(jī)至初始位置，調(diào)整約束參數(shù)使得初始位置呈現(xiàn)在視場中的中央位置，形成標(biāo)定參數(shù)；

步驟320：調(diào)整伺服攝像機(jī)至基準(zhǔn)位置，調(diào)整約束參數(shù)使得初始位置呈現(xiàn)在視場中的中央位置，形成標(biāo)定參數(shù)；

步驟330：將初始位置和基準(zhǔn)位置的標(biāo)定數(shù)據(jù)形成基準(zhǔn)位置的標(biāo)定參數(shù)集合。

所述步驟400包括：

步驟410：根據(jù)視頻圖像中的運(yùn)動物體坐標(biāo)，確定與各基準(zhǔn)位置坐標(biāo)間的歐氏距離；

步驟420：通過歐氏距離運(yùn)動物體坐標(biāo)與連續(xù)基準(zhǔn)位置坐標(biāo)形成逐一的輪廓面積；

步驟430：逐一的輪廓面積與基準(zhǔn)位置坐標(biāo)形成的輪廓面積間的比值，形成運(yùn)動方向參數(shù)；

步驟440：通過歐氏距離作為權(quán)重參數(shù)，修正運(yùn)動方向參數(shù)；

步驟450：通過修正運(yùn)動方向參數(shù)將標(biāo)定參數(shù)集合，轉(zhuǎn)換為運(yùn)動物體的實(shí)時標(biāo)定參數(shù)。

所述基準(zhǔn)位置的數(shù)量至少包括3個，與數(shù)量對應(yīng)，形成的輪廓可以是三角形、矩形或多邊形。

還包括：

步驟100：建立伺服攝像機(jī)的初始位置。

還包括：

步驟500：根據(jù)實(shí)時標(biāo)定參數(shù)形成伺服攝像機(jī)運(yùn)動控制指令，保持運(yùn)動物體呈現(xiàn)在視場中的中央位置。

所述基準(zhǔn)位置的圖像特征與其他位置的圖像特征保持時域或頻域內(nèi)的信號差異；

所述基準(zhǔn)位置包括相鄰區(qū)域。

本發(fā)明的圖像標(biāo)定系統(tǒng)，包括：

用于通過視頻圖像中運(yùn)動物體位置與采集視頻圖像的伺服攝像機(jī)基準(zhǔn)位置間的歐氏距離作為權(quán)重參數(shù)修正運(yùn)動方向，形成運(yùn)動物體的實(shí)時標(biāo)定參數(shù)的裝置。

還包括：

基準(zhǔn)位置建立裝置，用于根據(jù)初始位置建立基準(zhǔn)位置。

標(biāo)定參數(shù)建立裝置，用于根據(jù)視場中央位置的初始位置的標(biāo)定參數(shù)，形成視場中央位置的基準(zhǔn)位置的標(biāo)定參數(shù)集合。

運(yùn)動物體標(biāo)定參數(shù)建立裝置，用于在基準(zhǔn)位置輪廓中，以運(yùn)動物體坐標(biāo)與各基準(zhǔn)位置坐標(biāo)間的歐氏距離作為權(quán)重參數(shù)，通過標(biāo)定參數(shù)集合，形成運(yùn)動物體的實(shí)時標(biāo)定參數(shù)。

本發(fā)明的圖像標(biāo)定方法和系統(tǒng)，利用初始位置保證了視場對視頻采集區(qū)域圖像的可靠覆蓋。利用基準(zhǔn)位置與初始位置的準(zhǔn)確關(guān)聯(lián)，形成運(yùn)動物體移動時的伺服攝像機(jī)實(shí)時控制水平角度、垂直角度、放大倍數(shù)的可靠運(yùn)算基礎(chǔ)。通過將運(yùn)動物體坐標(biāo)與各基準(zhǔn)位置坐標(biāo)間的歐氏距離作為權(quán)重參數(shù)，使得運(yùn)動物體的運(yùn)動軌跡計算更加精確并迅速，形成的伺服攝像機(jī)運(yùn)動控制指令，保證了運(yùn)動物體實(shí)時運(yùn)動時始終能以最大尺度準(zhǔn)確出現(xiàn)在視場的中央。視頻監(jiān)控的控制端可以預(yù)先對監(jiān)控視場中的特定位置進(jìn)行標(biāo)定，從而在有效的視場區(qū)域內(nèi)，計算出視場內(nèi)任意位置與為了達(dá)到以放大狀態(tài)位于視頻圖像中央位置所對應(yīng)的攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)角度、俯仰角度和變焦倍數(shù)之間的映射關(guān)系，通過指令驅(qū)動攝像機(jī)進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)動，可以作為計算機(jī)視覺的自動跟蹤處理的基本解決手段。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的圖像標(biāo)定方法的流程示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的圖像標(biāo)定方法的具體應(yīng)用示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的圖像標(biāo)定系統(tǒng)的架構(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)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動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。

圖紙中的步驟編號僅用于作為該步驟的附圖標(biāo)記，不表示執(zhí)行順序。

本發(fā)明實(shí)施例的圖像標(biāo)定方法，包括：

通過視頻圖像中運(yùn)動物體位置與采集視頻圖像的伺服攝像機(jī)基準(zhǔn)位置間的歐氏距離作為權(quán)重參數(shù)修正運(yùn)動方向，形成運(yùn)動物體的實(shí)時標(biāo)定參數(shù)。

運(yùn)動物體位置可以為圖像像素位置坐標(biāo)，也可以為伺服攝像機(jī)視角覆蓋的視頻采集區(qū)域的坐標(biāo)，圖像像素位置坐標(biāo)與視頻采集區(qū)域的坐標(biāo)具有單一映射。

本發(fā)明實(shí)施例利用物理參數(shù)距離作為修正數(shù)據(jù)，修正跟蹤運(yùn)動物體的伺服攝像機(jī)的實(shí)時標(biāo)定參數(shù)，使得控制端可以利用現(xiàn)有的控制傳輸途徑形成更精確的視場控制。

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的圖像標(biāo)定方法，包括：

步驟100：建立伺服攝像機(jī)的初始位置。

初始位置的約束參數(shù)類型包括伺服攝像機(jī)的光軸的水平基準(zhǔn)角度、垂直基準(zhǔn)角度、基準(zhǔn)放大倍數(shù)，以及光軸與視頻采集區(qū)域相交交點(diǎn)的坐標(biāo)。初始位置可以保證采集的視頻圖像中任一局部內(nèi)容都可以以放大狀態(tài)呈現(xiàn)在視場的中央位置。

步驟200：根據(jù)初始位置建立基準(zhǔn)位置。

基準(zhǔn)位置的約束參數(shù)類型包括伺服攝像機(jī)的光軸的水平基準(zhǔn)角度、垂直基準(zhǔn)角度、基準(zhǔn)放大倍數(shù)，以及光軸與視頻采集區(qū)域相交交點(diǎn)的坐標(biāo)?；鶞?zhǔn)位置的約束參數(shù)是初始位置的約束參數(shù)值偏移形成的。

在視頻圖像反映的視頻采集區(qū)域，基準(zhǔn)位置可以是特定的固定物體，固定物體的圖像特征與視頻采集區(qū)域其他位置的圖像特征保持差異。即基準(zhǔn)位置的圖像特征不應(yīng)是連續(xù)或重復(fù)物體或表面的一部分，基準(zhǔn)位置的圖像特征與其他位置的圖像特征應(yīng)保持時域或頻域內(nèi)的信號差異。

形成的基準(zhǔn)位置輪廓，覆蓋視頻采集區(qū)域中運(yùn)動物體(被檢測物體)的活動區(qū)域。

基準(zhǔn)位置的數(shù)量至少包括3個，與數(shù)量對應(yīng)，形成的輪廓可以是三角形、矩形、多邊形。

步驟300：根據(jù)視場中央位置的初始位置的標(biāo)定參數(shù)，形成視場中央位置的基準(zhǔn)位置的標(biāo)定參數(shù)集合。

基準(zhǔn)位置可以是視頻采集區(qū)域內(nèi)的對象范圍或點(diǎn)狀對象。相應(yīng)的在采集的視頻圖像中具有坐標(biāo)范圍或點(diǎn)坐標(biāo)。

基準(zhǔn)位置的標(biāo)定參數(shù)是伺服攝像機(jī)相對于初始位置的水平轉(zhuǎn)角度、俯仰轉(zhuǎn)角度和變焦倍數(shù)，格式為(pana，tilta，zooma)。例如，基準(zhǔn)位置a的參數(shù)(30，15，2.0)表示伺服攝像機(jī)需要水平向右旋轉(zhuǎn)30度、豎直向上旋轉(zhuǎn)15度、變焦倍數(shù)為放大到2倍。

步驟400：在基準(zhǔn)位置輪廓中，以運(yùn)動物體坐標(biāo)(即在視頻采集區(qū)域的位置)與各基準(zhǔn)位置坐標(biāo)間的歐氏距離作為權(quán)重參數(shù)，通過標(biāo)定參數(shù)集合，形成運(yùn)動物體的實(shí)時標(biāo)定參數(shù)。

實(shí)時標(biāo)定參數(shù)可以包括水平基準(zhǔn)角度、垂直基準(zhǔn)角度、基準(zhǔn)放大倍數(shù)，以及運(yùn)動物體坐標(biāo)。

步驟500：根據(jù)實(shí)時標(biāo)定參數(shù)形成伺服攝像機(jī)運(yùn)動控制指令，保持運(yùn)動物體呈現(xiàn)在視場中的中央位置。

本發(fā)明實(shí)施例的圖像標(biāo)定方法，利用初始位置保證了視場對視頻采集區(qū)域圖像的可靠覆蓋。利用基準(zhǔn)位置與初始位置的準(zhǔn)確關(guān)聯(lián)，形成運(yùn)動物體移動時的伺服攝像機(jī)實(shí)時控制水平角度、垂直角度、放大倍數(shù)的可靠運(yùn)算基礎(chǔ)。通過將運(yùn)動物體坐標(biāo)與各基準(zhǔn)位置坐標(biāo)間的歐氏距離作為權(quán)重參數(shù)，使得運(yùn)動物體的運(yùn)動軌跡計算更加精確并迅速，形成伺服攝像機(jī)運(yùn)動控制指令，保證了運(yùn)動物體實(shí)時運(yùn)動時始終能以最大尺度準(zhǔn)確出現(xiàn)在視場的中央。

在上述實(shí)施例基礎(chǔ)上，步驟300還包括：

步驟310：調(diào)整伺服攝像機(jī)至初始位置，調(diào)整約束參數(shù)(其中的基準(zhǔn)放大倍數(shù))使得初始位置呈現(xiàn)在視場中的中央位置，形成標(biāo)定參數(shù)；

步驟320：調(diào)整伺服攝像機(jī)至基準(zhǔn)位置，調(diào)整約束參數(shù)(其中的基準(zhǔn)放大倍數(shù))使得初始位置呈現(xiàn)在視場中的中央位置，形成標(biāo)定參數(shù)；

步驟330：(形成伺服攝像機(jī)運(yùn)動控制指令的控制端)將初始位置和基準(zhǔn)位置的標(biāo)定數(shù)據(jù)形成基準(zhǔn)位置的標(biāo)定參數(shù)集合。

本實(shí)施例保證了初始位置標(biāo)定參數(shù)的精度在基準(zhǔn)位置的可靠傳遞，保證了運(yùn)動物體實(shí)時標(biāo)定參數(shù)的可靠性。

在上述實(shí)施例基礎(chǔ)上，步驟400還包括：

步驟410：根據(jù)視頻圖像中的運(yùn)動物體坐標(biāo)，確定與各基準(zhǔn)位置坐標(biāo)間的歐氏距離；

步驟420：通過歐氏距離運(yùn)動物體坐標(biāo)與連續(xù)基準(zhǔn)位置坐標(biāo)形成逐一的輪廓面積；

步驟430：逐一的輪廓面積與基準(zhǔn)位置坐標(biāo)形成的輪廓面積間的比值，形成運(yùn)動方向參數(shù)；

步驟440：通過歐氏距離作為權(quán)重參數(shù)，修正運(yùn)動方向參數(shù)；

步驟450：通過修正運(yùn)動方向參數(shù)將標(biāo)定參數(shù)集合，轉(zhuǎn)換為運(yùn)動物體的實(shí)時標(biāo)定參數(shù)。

本實(shí)施例中，利用歐式距離修正了面積比(運(yùn)動方向參數(shù))的精度，加強(qiáng)了運(yùn)動物體矢量運(yùn)動的特征精度，使得根據(jù)實(shí)時標(biāo)定參數(shù)形成的伺服攝像機(jī)運(yùn)動控制指令，可以保持運(yùn)動物體呈現(xiàn)在視場中的中央位置。本實(shí)施例中的一種具體處理過程中，設(shè)定運(yùn)動物體坐標(biāo)為z，基準(zhǔn)位置坐標(biāo)包括a、b、c，運(yùn)動物體在基準(zhǔn)位置a、b、c形成的輪廓范圍內(nèi)，與標(biāo)定參數(shù)集合pt(a、b、c)的映射關(guān)系為：

pt——視頻圖像中某像素點(diǎn)的位置坐標(biāo)，單位：像素；

s——由pt1，pt2，pt3構(gòu)成的三角形面積。

經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果突出基準(zhǔn)位置對運(yùn)動物體位置的權(quán)重，那么可以賦予上式分子一個指數(shù)因子α，因此，可以把上述公式改寫為：

上述指數(shù)因子α可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。

上述指數(shù)因子α可以由歐氏距離的比值形成，或根據(jù)預(yù)設(shè)定制形成與最大歐氏距離，或最小歐氏距離的比值。

上述指數(shù)因子α可以取值應(yīng)＞＝1，當(dāng)α＝1時，上述公式2等同于公式1。

如果想突出基準(zhǔn)位置的標(biāo)定參數(shù)對運(yùn)動物體的實(shí)時標(biāo)定參數(shù)的權(quán)重，那么α可以?。?的數(shù)值。

如果視頻圖像中有超過三個標(biāo)定點(diǎn)，標(biāo)定方法與上述方法相同。

本發(fā)明一實(shí)施例中，在視頻圖像中當(dāng)運(yùn)動物體z與一個基準(zhǔn)位置無限接近的情況下，可以認(rèn)為運(yùn)動物體z點(diǎn)對應(yīng)的伺服攝像機(jī)運(yùn)動參數(shù)與該基準(zhǔn)位置的標(biāo)定參數(shù)。

所述無限接近，包括運(yùn)動物體z與一個基準(zhǔn)位置a重合，或運(yùn)動物體z落入一個基準(zhǔn)位置a的相鄰區(qū)域。即(panz，tiltz，zoomz)與(pana，tilta，zooma)數(shù)值相同。

一個基準(zhǔn)位置a的相鄰區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)位置a在視頻圖像中坐標(biāo)點(diǎn)像素的周圍像素。該閾值就是基準(zhǔn)位置a像素點(diǎn)相鄰的閾值數(shù)量像素點(diǎn)圍成的區(qū)域?yàn)樗鯽相鄰區(qū)域。例如：

當(dāng)相鄰區(qū)域閾值設(shè)置為1，基準(zhǔn)位置a相鄰1個像素所圍成的區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)位置a相鄰區(qū)域。

當(dāng)相鄰區(qū)域閾值設(shè)置為2，基準(zhǔn)位置a相鄰2個像素所圍成的區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)位置a相鄰區(qū)域。

與本發(fā)明實(shí)施例相應(yīng)的圖像標(biāo)定系統(tǒng)，包括：

用于通過視頻圖像中運(yùn)動物體位置與采集視頻圖像的伺服攝像機(jī)基準(zhǔn)位置間的歐氏距離作為權(quán)重參數(shù)修正運(yùn)動方向，形成運(yùn)動物體的實(shí)時標(biāo)定參數(shù)的裝置。

本發(fā)明實(shí)施例的圖像標(biāo)定系統(tǒng)，還包括：

基準(zhǔn)位置建立裝置20，用于根據(jù)初始位置建立基準(zhǔn)位置。

標(biāo)定參數(shù)建立裝置30，用于根據(jù)視場中央位置的初始位置的標(biāo)定參數(shù)，形成視場中央位置的基準(zhǔn)位置的標(biāo)定參數(shù)集合。

運(yùn)動物體標(biāo)定參數(shù)建立裝置40，用于在基準(zhǔn)位置輪廓中，以運(yùn)動物體坐標(biāo)與各基準(zhǔn)位置坐標(biāo)間的歐氏距離作為權(quán)重參數(shù)，通過標(biāo)定參數(shù)集合，形成運(yùn)動物體的實(shí)時標(biāo)定參數(shù)。

本發(fā)明實(shí)施例的圖像標(biāo)定系統(tǒng)，還包括：

初始位置建立裝置10，用于建立伺服攝像機(jī)的初始位置。

本發(fā)明實(shí)施例的圖像標(biāo)定系統(tǒng)，還包括：

控制裝置50，用于根據(jù)實(shí)時標(biāo)定參數(shù)形成伺服攝像機(jī)運(yùn)動控制指令，保持運(yùn)動物體呈現(xiàn)在視場中的中央位置。

本發(fā)明實(shí)施例的圖像標(biāo)定系統(tǒng)，標(biāo)定參數(shù)建立裝置30包括：

初始標(biāo)定參數(shù)建立裝置31，用于調(diào)整伺服攝像機(jī)至初始位置，調(diào)整約束參數(shù)使得初始位置呈現(xiàn)在視場中的中央位置，形成標(biāo)定參數(shù)；

基準(zhǔn)標(biāo)定參數(shù)建立裝置32，用于調(diào)整伺服攝像機(jī)至基準(zhǔn)位置，調(diào)整約束參數(shù)使得初始位置呈現(xiàn)在視場中的中央位置，形成標(biāo)定參數(shù)；

標(biāo)定參數(shù)集合建立裝置33，用于將初始位置和基準(zhǔn)位置的標(biāo)定數(shù)據(jù)形成基準(zhǔn)位置的標(biāo)定參數(shù)集合。

本發(fā)明實(shí)施例的圖像標(biāo)定系統(tǒng)，運(yùn)動物體標(biāo)定參數(shù)建立裝置40包括：

歐氏距離建立裝置41，用于根據(jù)視頻圖像中的運(yùn)動物體坐標(biāo)，確定與各基準(zhǔn)位置坐標(biāo)間的歐氏距離；

連續(xù)輪廓面積建立裝置42，用于通過歐氏距離運(yùn)動物體坐標(biāo)與連續(xù)基準(zhǔn)位置坐標(biāo)形成逐一的輪廓面積；

運(yùn)動方向建立裝置43，用于逐一的輪廓面積與基準(zhǔn)位置坐標(biāo)形成的輪廓面積間的比值，形成運(yùn)動方向參數(shù)；

運(yùn)動方向修正裝置44，用于通過歐氏距離作為權(quán)重參數(shù)，修正運(yùn)動方向參數(shù)；

運(yùn)動物體實(shí)施標(biāo)定建立裝置45，用于通過修正運(yùn)動方向參數(shù)將標(biāo)定參數(shù)集合，轉(zhuǎn)換為運(yùn)動物體的實(shí)時標(biāo)定參數(shù)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。