專利名稱：雙鏡頭視頻監(jiān)控中的視角自動配置系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于信息與通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙鏡頭視頻監(jiān)控中的視角自動配置系 統(tǒng)和方法。
技術(shù)背景隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會'公共安全受到政府及其普通百姓的日益關(guān)注。社會公 共安全包括人們在公共場合及私有場合中的生命財產(chǎn)安全。人們需要對這些場合中所發(fā)生 的情況進行實時的了解。視頻監(jiān)控技術(shù)為人們提供了對所關(guān)注的場合進行遠距離的實時圖 像監(jiān)控。視頻監(jiān)控技術(shù)的具體實現(xiàn)稱為視頻監(jiān)控系統(tǒng)。最基本的視頻監(jiān)控系統(tǒng)由三部分組成1、視頻攝像機；2、傳輸網(wǎng)絡(luò)；3、視頻監(jiān)視器。如圖1所示。視頻監(jiān)控的基本原理是視頻攝像機把拍攝到的場景，轉(zhuǎn)換成電學(xué)視頻 信號，通過傳輸網(wǎng)絡(luò)把視頻信號傳輸?shù)揭曨l監(jiān)視器，而視頻監(jiān)視器把視頻信號還原成一連 串的圖像，呈現(xiàn)在視頻監(jiān)視器的顯示屏上，在視覺上感覺到現(xiàn)場活動場景，從而達到在異 地監(jiān)視現(xiàn)場的目的。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的另一功能是控制，從監(jiān)控設(shè)備發(fā)出指令，通過傳輸網(wǎng)絡(luò)，指令到達攝 像機，控制攝像機運動，從而獲取所關(guān)心的場景，達到監(jiān)控的目的。隨著電子及通訊技術(shù)的進步，視頻監(jiān)控技術(shù)從最初的模擬閉路電視逐步發(fā)展到目前的 數(shù)字網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。數(shù)字網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)如圖2所示。數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基本原理為 攝像機把場景轉(zhuǎn)化為視頻信號，并傳輸入視頻數(shù)字編碼器，數(shù)字編碼器則把模擬的視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并以一種指定的編碼方式進行編碼，指定的編碼方式通常為MPEG-4， H.264等，通過這種方式編碼后，視頻信號的數(shù)據(jù)量就大為壓縮，被編碼壓縮后的數(shù)字信 號通過網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備以一定的方式接到傳輸網(wǎng)絡(luò)，傳輸網(wǎng)絡(luò)通常為互聯(lián)網(wǎng)或無線網(wǎng)絡(luò)或兩 者并用。與傳輸網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)的監(jiān)控設(shè)備通常為專用監(jiān)視器、電腦或無線手持設(shè)備，監(jiān)控設(shè)備 則把編碼壓縮后的數(shù)字信號還原成視頻信號并顯示出來。數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)的速度通常受網(wǎng)絡(luò)的帶寬制約，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的信息流量超過網(wǎng)絡(luò)帶寬時， 信息流速度就要降低，造成視頻信息流的延遲。在傳輸網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)重延遲的情況下，在監(jiān)控端 要追蹤運動目標(biāo)變得很困難。
發(fā)明專利"低速移動網(wǎng)絡(luò)中追蹤運動目標(biāo)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和方法"提供了一種采用二 個攝像機的方法，使得在傳輸網(wǎng)絡(luò)延遲情況下能夠有效地追蹤運動目標(biāo)。該方法采用雙攝 像機分區(qū)方法，使得一個攝像機監(jiān)視全景，而另一個攝像機能夠快速指向一個指定的區(qū)域, 對目標(biāo)進行清晰的監(jiān)視。如何自動設(shè)置攝像機快速指向一個指定區(qū)域的轉(zhuǎn)角及其參數(shù)，是 本發(fā)明的內(nèi)容。本發(fā)明提供了一種對二個攝像機的視角進行自動配置的系統(tǒng)和方法。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種對二個攝像機的轉(zhuǎn)角進行自動配置的系統(tǒng)和方法，技術(shù)實現(xiàn)方案如下如圖3所示，本發(fā)明技術(shù)實現(xiàn)方案由以下部分組成。攝像機CAM1和攝像機CAM2， 攝像機CAM1為帶有云臺的可以左右0-360° 、上下0-90°運動，并且，攝像頭具備一定 倍數(shù)的放大/縮小(變焦)功能。攝像機CAM2為無運動功能的攝像機，CAM2最好具備廣角 鏡頭，廣角鏡頭的作用是能夠觀察到視野更廣的場景。視頻服務(wù)器VS可以是一個具備同時接入二路以上攝像機信號或二個一路的視頻服務(wù) 器的組合。視頻服務(wù)器VS的功能是把攝像機傳輸來的模擬圖像信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并 壓縮編碼成某種數(shù)據(jù)格式，然后傳輸入傳輸網(wǎng)絡(luò)。視頻服務(wù)器VS也能夠直接從傳輸網(wǎng)絡(luò) 獲取信息，即視頻服務(wù)器VS可以接收監(jiān)控端的控制信號。攝像機CAM1的視頻信號接入 視頻服務(wù)器VS的端口 Cl，攝像機CAM1云臺接入視頻服務(wù)器VS的端口 Kl。端口 Kl用 來輸出信號控制云臺的運動。攝像機CAM2的視頻信號接入視頻服務(wù)器VS的端口C2。視頻服務(wù)器VS的硬件和軟件結(jié)構(gòu)如圖4所示。硬件結(jié)構(gòu)中的CPU為中央處理單元， 其功能與一般計算機中的CPU相同，存儲單元用來存儲計算機程序及CPU執(zhí)行過程中的 指令及數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是用來連接網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，即與網(wǎng)絡(luò)進行信息通信的軟件與硬件設(shè)備； 其他設(shè)備包括數(shù)字音視頻處理設(shè)備等，數(shù)字音視頻處理設(shè)備接入攝像機CAM1及CAM2 的音視頻信號；視頻服務(wù)器VS設(shè)有指令輸出接口，此接口可以接入CAM1的云臺YT控 制輸入，驅(qū)動云臺按要求轉(zhuǎn)動及變焦等功能；視頻服務(wù)器的軟件部分則由操作系統(tǒng)OS、 設(shè)備驅(qū)動機程序、應(yīng)用程序及本發(fā)明中的視角自動配置系統(tǒng)SFT組成。傳輸網(wǎng)絡(luò)NET用來傳輸信號，包括互聯(lián)網(wǎng)和無線網(wǎng)，但不局限于此。監(jiān)控設(shè)備MTR為監(jiān)控設(shè)備， 一般指手機、電腦和監(jiān)視器，但不局限與此。如圖3所示，場景中有物體sl，s2，s3,s4。雙攝像機轉(zhuǎn)角自動配置的實現(xiàn)方法如下1.數(shù)據(jù)采集方法l.1調(diào)整攝像機CAM2的方向與角度，使之能夠把場景的完整景象通過傳輸網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)
在監(jiān)控設(shè)備MTR，監(jiān)控設(shè)備所呈現(xiàn)的景象如圖5所示。1.2. 切換攝像頭監(jiān)控設(shè)備發(fā)出指令給視頻服務(wù)器VS，使之發(fā)送的視頻信號為攝像 機CAM2所拍攝的視頻信號。1.3. 在場景中設(shè)置標(biāo)記(LL)，如圖6所示。標(biāo)記(LL)的位置正好出現(xiàn)在監(jiān)控設(shè)備 顯示屏中的左下角，如圖7所示。1.4. 在場景中設(shè)置標(biāo)記(UR)，如圖8所示。標(biāo)記(UR)的位置正好出現(xiàn)在監(jiān)控設(shè)備 顯示屏中的右上角，如圖9所示。1.5. 切換攝像頭監(jiān)控設(shè)備MTR發(fā)出指令給視頻服務(wù)器VS，使之發(fā)送的視頻信號為 攝像機CAM1所拍攝的視頻信號。1.6. 設(shè)置攝像機CAM1放大倍數(shù)監(jiān)控設(shè)備MTR發(fā)出指令給視頻服務(wù)器VS,調(diào)節(jié)攝 像機CAM1鏡頭，使之處于最大的放大倍數(shù)。1.7. 置攝像機CAM1角度處其原點監(jiān)控設(shè)備MTR發(fā)出指令給視頻服務(wù)器VS，調(diào)節(jié) 攝像機CAM1的水平轉(zhuǎn)角處于原點位置，或處于最左邊的位置；調(diào)節(jié)攝像機CAM1的垂 直轉(zhuǎn)角處于原點度位置，或處于最下邊的位置。1.8. 搜索標(biāo)記(LL):監(jiān)控設(shè)備MTR發(fā)出指令給視頻服務(wù)器VS，調(diào)節(jié)攝像機CAM1 的水平轉(zhuǎn)角與垂直轉(zhuǎn)角，直到標(biāo)記(LL)處于顯示屏的中央，如圖IO所示。由視角自動 配置系統(tǒng)SFT記錄相對于原點(步驟1.7所操作而成的原點)的水平轉(zhuǎn)角HLL和垂直轉(zhuǎn)角 VIX。1.9. 回歸原點重復(fù)步驟1.7，使得攝像機CAM1轉(zhuǎn)角回歸到原點。1.10. 搜索標(biāo)記(UR):監(jiān)控設(shè)備MTR發(fā)出指令給視頻服務(wù)器VS，調(diào)節(jié)攝像機CAM1 的水平轉(zhuǎn)角與垂直轉(zhuǎn)角，直到標(biāo)記(UR)處于顯示屏的中央，如圖11所示。由視角自動 配置系統(tǒng)SFT記錄相對于原點(步驟1.9所操作而成的原點)的水平轉(zhuǎn)角HUR和垂直轉(zhuǎn) 角VUR。2.區(qū)域轉(zhuǎn)角的計算方法圖12和13所示為攝像機CAM1需要在MxN個區(qū)域定點運動，例如3x3個區(qū)域即在 水平3個區(qū)和垂直3個區(qū)中運動，其中，在步驟1.1-1.10中獲得左下角水平轉(zhuǎn)角HLL和垂 直轉(zhuǎn)角VLL及右上角水平轉(zhuǎn)角HUR和垂直轉(zhuǎn)角VUR。區(qū)域轉(zhuǎn)角的計算方法如下2丄把水平方向劃分MW個區(qū)間，垂直方向劃分N+1個區(qū)間。在3x3個區(qū)域情況下， 水平方向劃分成3+1=4個區(qū)間，垂直方向劃分成3+1=4個區(qū)間，如圖14和15所示。2.2.攝像機CAM1在水平方向轉(zhuǎn)動一個區(qū)域的轉(zhuǎn)角由以下算式給出水平區(qū)域轉(zhuǎn)角-(HUR - HLL) + M (公式1)
2.3. 攝像機CAM1在垂直方向轉(zhuǎn)動一個區(qū)域的轉(zhuǎn)角由以下算式給出 垂直區(qū)域轉(zhuǎn)角氣VUR - VLL) + N (公式2)2.4. 攝像機CAM1對準(zhǔn)水平方向第m (llmSM)個區(qū)間中心的水平角度(相對于原 點或最左邊)為以下算式給出水平轉(zhuǎn)角HLL + (m-l) X水平區(qū)域轉(zhuǎn)角+水平區(qū)域轉(zhuǎn)角+2 (公式3)2.5. CAM1對準(zhǔn)垂直方向第n (15n^N)個區(qū)間中心的垂直角度(相對于原點或最下 邊)為以下算式給出垂直轉(zhuǎn)角VLL + (n-l) X垂直區(qū)域轉(zhuǎn)角+垂直區(qū)域轉(zhuǎn)角+2 (公式4)2.6. 圖16所示為在3x3區(qū)域情況下，由(公式3)及(公式4)所給出的區(qū)域中心(圖 中園點)轉(zhuǎn)角的操作示意圖。3.視角自動配置系統(tǒng)SFT的實現(xiàn)流程視角自動配置系統(tǒng)SFT的實現(xiàn)分為兩部分， 一部分為雙鏡頭轉(zhuǎn)角的測量和配置，如圖 17和18所示；另一部分為雙鏡頭自動對準(zhǔn)控制過程，如圖19所示。具體實現(xiàn)過程如下 3丄視角自動配置系統(tǒng)SFT開始并初始化；3.2. 判別視角自動配置系統(tǒng)是否進入雙鏡頭自動對準(zhǔn)過程，如果是，則進入3.9，如 果否，則進入3.3的雙鏡頭測量和配置過程；3.3. 判別是否需要切換攝像機，攝像機CAM2為觀察全景及標(biāo)記左下角和右上角所 需，攝像機CAM1為配置區(qū)域轉(zhuǎn)角所需。切換鏡頭到攝像機CAM1，等待進一步的指令；3.4. 是否需要置攝像機CAM1于原點，如果是，發(fā)指令給攝像機CAM1，驅(qū)動攝像機 CAM1的轉(zhuǎn)角回歸至原點；如果不是，則進入3.5:3..5.是否需要調(diào)節(jié)攝像機CAM1的放大倍數(shù)，如果是，則發(fā)指令給攝像機CAM1，調(diào) 節(jié)其放大倍數(shù)至最大；如果不是，則進入3.6;3.6. 是否轉(zhuǎn)動攝像機CAM1的角度，如果是，則發(fā)指令給攝像機CAM1，按要求左轉(zhuǎn)、 右轉(zhuǎn)、上轉(zhuǎn)及下轉(zhuǎn)；如果不是，則進入3.7;3.7. 是否記錄當(dāng)前轉(zhuǎn)角值，如果是，則分別記錄相應(yīng)的左下角、右上角的水平及垂直 轉(zhuǎn)角；如果不是，則進入3.8;3.8. 是否測量過程己結(jié)束，如果是，則計算每個區(qū)域中心的轉(zhuǎn)角值，并以表格的形式 儲存于存儲單元，然后退出配置狀態(tài)，進入3.9;如果不是，則回到3.4，等待其他操作。3.9. 把存儲單元中的區(qū)域轉(zhuǎn)角表調(diào)到服務(wù)器VS存儲單元；切換攝像機到攝像機 CAM1;初始化攝像機CAM1的轉(zhuǎn)角至原點；置當(dāng)前區(qū)域為中心區(qū)域，并發(fā)指令驅(qū)動攝像 機CAM1對準(zhǔn)當(dāng)前區(qū)域；切換攝像機到攝像機CAM2;進入3.10;
3.10. 等待操作命令。如果操作命令為觀察某個區(qū)域，則進入3.11;如果操作命令為觀察全景，則進入3.12;如果操作命令為退出視角自動配置系統(tǒng)SFT，則結(jié)束視角自動配置 系統(tǒng)SFT。3.11. 發(fā)指令切換攝像機到攝像機CAM1;算出新區(qū)域與攝像機CAM1當(dāng)前水平與垂 直轉(zhuǎn)角的相對轉(zhuǎn)角，發(fā)指令給攝像機CAM1，以水平和垂直分別轉(zhuǎn)動以上的相對轉(zhuǎn)角；記 錄當(dāng)前位置水平和垂直轉(zhuǎn)角值；進入等待命令狀態(tài)3.10;3.12. 切換攝像機到攝像機CAM2;進入等待命令狀態(tài)3.10。 4.視角自動配置系統(tǒng)SFT的運行視角自動配置系統(tǒng)SFT存于圖4所示的存儲單元中。當(dāng)服務(wù)器啟動時，該視角自動配 置系統(tǒng)SFT載入CPU及相應(yīng)的存儲單元，操作系統(tǒng)OS則分配所需的資源，如存儲單元大 小、接口設(shè)備及其他設(shè)備，并按視角自動配置系統(tǒng)SFT流程圖17-19的步驟進行相關(guān)配置， 配置完成后，讓系統(tǒng)處于等待狀態(tài)，即等待相關(guān)各種操作的狀態(tài)。相關(guān)的操作如下-4丄攝像機區(qū)間轉(zhuǎn)角自動配置4丄1.當(dāng)視角自動配置系統(tǒng)SFT收到攝像機區(qū)間轉(zhuǎn)角自動配置請求時，視角自動配置 系統(tǒng)SFT進行初始化設(shè)置。4丄2.當(dāng)視角自動配置系統(tǒng)SFT收到切換攝像機CAM2請求時，視角自動配置系統(tǒng) SFT向驅(qū)動設(shè)備發(fā)指令，讓服務(wù)器接入攝像機CAM2的視頻信號。4丄3.當(dāng)視角自動配置系統(tǒng)SFT收到切換攝像機CAM1請求時，視角自動配置系統(tǒng) SFT向驅(qū)動設(shè)備發(fā)指令，讓服務(wù)器接入攝像機CAM1的視頻信號。4丄4.當(dāng)視角自動配置系統(tǒng)SFT收到轉(zhuǎn)動攝像機CAM1請求時，視角自動配置系統(tǒng) SFT向云臺YT驅(qū)動接口發(fā)指令，驅(qū)使云臺轉(zhuǎn)動。4丄5.當(dāng)視角自動配置系統(tǒng)SFT收到置攝像機CAM1于原點請求時，視角自動配置系 統(tǒng)SFT向云臺YT驅(qū)動接口發(fā)出以下指令(1)轉(zhuǎn)動水平角至原點；(2)轉(zhuǎn)動垂直角至原 點。對于沒有原點設(shè)置的云臺，視角自動配置系統(tǒng)SFT可發(fā)的指令為(1)轉(zhuǎn)動水平角至 最左邊；(2)轉(zhuǎn)動垂直角至最下邊。4丄6.當(dāng)視角自動配置系統(tǒng)SFT收到水平轉(zhuǎn)動攝像機CAM1時，視角自動配置系統(tǒng) SFT向云臺YT驅(qū)動接口發(fā)出水平轉(zhuǎn)動指令，驅(qū)使云臺水平轉(zhuǎn)動。4丄7.當(dāng)視角自動配置系統(tǒng)SFT收到水平垂直攝像機CAM1時，視角自動配置系統(tǒng) SFT向云臺YT驅(qū)動接口發(fā)出垂直轉(zhuǎn)動指令，驅(qū)使云臺垂直轉(zhuǎn)動。4丄8.當(dāng)視角自動配置系統(tǒng)SFT收到記錄左下角轉(zhuǎn)角值請求時，視角自動配置系統(tǒng) SFT記錄左下角的水平轉(zhuǎn)角值HLL及垂直轉(zhuǎn)角值VLL。
4丄9.當(dāng)視角自動配置系統(tǒng)SFT收到記錄右上角轉(zhuǎn)角值請求時，視角自動配置系統(tǒng) SFT記錄右上角的水平轉(zhuǎn)角值HUR及垂直轉(zhuǎn)角值VUR。4丄10.當(dāng)視角自動配置系統(tǒng)SFT收到配置請求時，視角自動配置系統(tǒng)SFT進行配置 操作，并把結(jié)果保存于存儲單元，并退出攝像機區(qū)間視角自動配置系統(tǒng)SFT。4.2.攝像機轉(zhuǎn)角控制4.2丄當(dāng)視角自動配置系統(tǒng)SFT收到轉(zhuǎn)向一個指定的區(qū)域時，控制視角自動配置系統(tǒng) SFT從配置表中査找所指定區(qū)域的水平和垂直轉(zhuǎn)角，并計算與當(dāng)前所處區(qū)域的轉(zhuǎn)角差距。4.2.2.發(fā)指令給云臺YT，驅(qū)動云臺轉(zhuǎn)動由以卜.計算所得的轉(zhuǎn)角變化量。


圖1視頻監(jiān)控系統(tǒng)基本構(gòu)成示意圖。圖2數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)基本構(gòu)成示意圖。圖3雙攝像機系統(tǒng)配置示意圖。圖4視頻服務(wù)器結(jié)構(gòu)示意圖。圖5監(jiān)視器中看到的攝像機CAM2獲取的場景示意圖。 圖6場景中設(shè)置標(biāo)記(LL)示意圖。圖7監(jiān)視器中標(biāo)記(LL)正好落在顯示屏的左下角示意圖。 圖8場景中設(shè)置標(biāo)記(UR)示意圖。圖9監(jiān)視器中標(biāo)記(UR)正好落在顯示屏的左下角示意圖。圖10尋找左下角轉(zhuǎn)角示意圖。示意圖說明調(diào)節(jié)CAM1的水平轉(zhuǎn)角與垂直轉(zhuǎn)角，直 到標(biāo)記LL處于顯示屏的中央。服務(wù)器程序SFT記錄相對于原點的水平轉(zhuǎn)角HLL和垂直轉(zhuǎn) 角VLL。圖ll尋找右上角轉(zhuǎn)角示意圖。示意圖說明調(diào)節(jié)CAM1的水平轉(zhuǎn)角與垂直轉(zhuǎn)角，直 到標(biāo)記UR處于顯示屏的中央。服務(wù)器程序SFT記錄相對于原的水平轉(zhuǎn)角HUR和垂直轉(zhuǎn) 角VUR。圖12被劃分的場景區(qū)域及左下角和右上角標(biāo)記示意圖。示意圖說明位置LL的水平 轉(zhuǎn)角-HLL，垂直轉(zhuǎn)角-VLL;位置UR的水平轉(zhuǎn)角-HUR，垂直轉(zhuǎn)角-VUR。 閣13被劃分的場景區(qū)域及左下角和右上角標(biāo)記示意圖。圖14計算區(qū)域中心轉(zhuǎn)角步驟1示意圖。示意圖說明測量左下角(LL)及右上角(UR) 所采用的區(qū)域數(shù)為水平區(qū)域-M+l，垂直區(qū)域-N+l。圖15計算區(qū)域中心轉(zhuǎn)角步驟2示意圖。示意圖說明測量中所得到的標(biāo)記(LL)的轉(zhuǎn) 角即為左下角區(qū)域的中心位置值，(UR)為右上角區(qū)域中心位置值。
圖16計算區(qū)域中心轉(zhuǎn)角步驟3示意圖。示意圖說明把水平轉(zhuǎn)角和垂直轉(zhuǎn)角各向右向上平移半個區(qū)域轉(zhuǎn)角值，得到每個區(qū)域中心的轉(zhuǎn)角值，如圖中園點所示。圖17視角自動配置系統(tǒng)SFT設(shè)計流程(1)示意圖。 圖18視角自動配置系統(tǒng)SFT設(shè)計流程(2)示意圖。 圖19視角自動配置系統(tǒng)SFT設(shè)計流程(3)示意圖。圖中標(biāo)號CAM1為攝像機，CAM2另一個攝像機，VS為視頻服務(wù)器，NET為傳輸 網(wǎng)絡(luò)，MTR為監(jiān)控設(shè)備，YT為云臺。
具體實施方式
(1) 選擇攝像機CAM1:該攝像機必須為帶有云臺YT并具有一定倍數(shù)的放大/縮小 功能。本示范中使用的為長春佶達實業(yè)有限公司生產(chǎn)的球機，型號為SK-12X520C6QZ。(2) 選擇攝像機CAM2:該攝像機為帶有廣角鏡頭的普通攝像機。(3) 視頻服務(wù)器VS:本服務(wù)器具有二個以上的視頻輸入接口，并帶有一個信號輸出 端口， 一個M絡(luò)接入端口。本示范中使用上海天衛(wèi)通信科技有限公司生產(chǎn)的視頻服務(wù)器， 型號為Skyewe v 0.1 。該視頻服務(wù)器采用Linux操作系統(tǒng)。(4) 監(jiān)控設(shè)備本示范中采用Dopod掌上電腦，采用Windows Mobile2003操作系統(tǒng)。(5) 服務(wù)器軟件為本發(fā)明中所述的視角自動配置系統(tǒng)SFT系統(tǒng)。(6) 安裝按圖4所示，連接CAM1、 CAM2、及視頻服務(wù)器，裝置本發(fā)明的視角自 動配置系統(tǒng)SFT系統(tǒng)至視頻服務(wù)器。(7) 使用在Dopod掌上電腦上啟動控制軟件，即可演示本發(fā)明所述的全部功能。
權(quán)利要求
1、一種雙鏡頭視頻監(jiān)控中的視角自動配置系統(tǒng)和方法，其特征在于由攝像機(CAM1)、另一攝像機(CAM2)、視頻服務(wù)器(VS)、傳輸網(wǎng)絡(luò)(NET)和監(jiān)視設(shè)備(MTR)組成；其中，攝像機(CAM1)為帶有可以水平0-360°、垂直0-90°轉(zhuǎn)動的云臺(YT)，攝像機(CAM2)帶有廣角鏡頭；視頻服務(wù)器(VS)具有同時接入二路及以上攝像機信號，攝像機(CAM1)的視頻信號接入視頻服務(wù)器(VS)的端口(C1)，攝像機(CAM2)的視頻信號接入視頻服務(wù)器(VS)的端口(C2)，攝像機(CAM1)的云臺(YT)接入視頻服務(wù)器(VS)的端口(K1)，端口(K1)的輸出信號控制云臺(YT)的運動；視頻服務(wù)器(VS)把攝像機傳輸來的模擬圖像信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并壓縮成某種數(shù)據(jù)格式，然后傳輸入傳輸網(wǎng)絡(luò)(NET)，傳輸網(wǎng)絡(luò)(NET)用于傳輸信號給監(jiān)控設(shè)備(MTR)；視頻服務(wù)器(VS)由硬件和軟件組成，硬件包括中央處理單元CPU、存儲單元、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及其他設(shè)備，由其他設(shè)備接入攝像機(CAM1)及(CAM2)的視頻信號(C1，C2)，輸出接口(K1)控制CAM1的云臺(YT)，視頻服務(wù)器的軟件部分則由操作系統(tǒng)OS、設(shè)備驅(qū)動軟件、應(yīng)用軟件及視角自動配置系統(tǒng)(SFT)組成；攝像機(CAM2)所拍攝到的場景的左下角標(biāo)記為(LL)，右上角標(biāo)記為(UR)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙鏡頭視頻監(jiān)控中的視角自動配置系統(tǒng)和方法，其特征在 于所述攝像機(CAM2)所拍攝到的場景的左下角標(biāo)記為(LL)，右上角標(biāo)記為(UR)， (LL) 和(UR)為測量視角時所設(shè)的標(biāo)記，設(shè)置標(biāo)記的方法不限。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙鏡頭視頻監(jiān)控中的視角自動配置系統(tǒng)和方法，其特征在 于所述視角自動配置系統(tǒng)(SFT)為視頻服務(wù)器的視角自動配置系統(tǒng)。
4、 雙鏡頭視頻監(jiān)控中的視角自動配置系統(tǒng)和方法，使用如權(quán)利要求3所述的視角自 動配置系統(tǒng)和方法，其特征在于具體步驟如下(1)數(shù)據(jù)采集步驟(1.1) 調(diào)整攝像機(CAM2)的方向與角度，使之能夠把場景的完整景象通過傳輸網(wǎng)絡(luò) (NET)呈現(xiàn)在監(jiān)控設(shè)備(MTR)。(1.2) 從監(jiān)控設(shè)備(MTR)發(fā)出指令給視頻服務(wù)器(VS)，切換攝像機到(CAM2)，在 監(jiān)控設(shè)備(MTR)上看到攝像機(CAM2)所拍攝的場景。(1.3) 在場景中設(shè)置標(biāo)記(LL),使得標(biāo)記(LL)的位置正好出現(xiàn)在監(jiān)控設(shè)備(MTR) 顯示屏中的左下角。(1.4) 在場景中設(shè)置標(biāo)記(UR)，使得標(biāo)記(UR)的位置正好出現(xiàn)在監(jiān)控設(shè)備(MTR) 顯示屏中的右上角。 (1.5) 從監(jiān)控設(shè)備(MTR)發(fā)出指令給視角自動配置系統(tǒng)(SFT)，切換攝像機到攝 像機(CAM1)，在監(jiān)控設(shè)備(MTR)上看到攝像機(CAM1)所拍攝的場景。(1.6) 從監(jiān)控設(shè)備(MTR)發(fā)出指令給視角自動配置系統(tǒng)(SFT)，調(diào)節(jié)攝像機(CAM1) 的放大倍數(shù)到最大的放大倍數(shù)。(1.7) 從監(jiān)控設(shè)備(MTR)發(fā)出指令給視角自動配置系統(tǒng)(SFT)，轉(zhuǎn)動攝像機(CAM1) 轉(zhuǎn)角使之處于原點。(1.8) 從監(jiān)控設(shè)備發(fā)出指令給視角自動配置系統(tǒng)(SFT)，轉(zhuǎn)動攝像機(CAM1)，搜 索標(biāo)記(LL)，直到標(biāo)記(LL)處于監(jiān)控設(shè)備(MTR)的中央。視角自動配置系統(tǒng)(SFT) 記錄攝像機(CAM1)該位置的水平轉(zhuǎn)角度數(shù)(HLL)和垂直轉(zhuǎn)角度數(shù)(VLL)。(1.9) 從監(jiān)控設(shè)備(MTR)發(fā)出指令給視角自動配置系統(tǒng)(SFT)，轉(zhuǎn)動攝像機(CAM1) 轉(zhuǎn)角使之處于原點。(1.10) 從監(jiān)控設(shè)備發(fā)出指令給視角自動配置系統(tǒng)(SFT)，轉(zhuǎn)動攝像機(CAM1)， 搜索標(biāo)記(UR)，直到標(biāo)記(UR)處于監(jiān)控設(shè)備(MTR)的中央。視角自動配置系統(tǒng)(SFT) 記錄攝像機(CAM1)該位置的水平轉(zhuǎn)角度數(shù)(HUR)和垂直轉(zhuǎn)角度數(shù)(VUR)。(2)區(qū)域轉(zhuǎn)角的計算方法(2.1) 把監(jiān)視設(shè)備(MTR)顯示屏劃分成水平M個區(qū)間，垂直N個區(qū)間，M)l， N 》1，形成MXN個相鄰的區(qū)域，將這些區(qū)域從左至右、從下至上依次編號。(2.2) 視角自動配置系統(tǒng)(SFT)計算攝像機(CAM1)在水平方向轉(zhuǎn)動一個區(qū)域的 轉(zhuǎn)角為水平區(qū)域轉(zhuǎn)角KHUR _ HLL) + M(2.3) 視角自動配置系統(tǒng)(SFT)計算攝像機(CAM1)垂直方向轉(zhuǎn)動一個區(qū)域的轉(zhuǎn)角為垂直區(qū)域轉(zhuǎn)角氣VUR - VLL) + N(2.4) 視角自動配置系統(tǒng)(SFT)計算攝像機(CAM1)對準(zhǔn)水平方向第m個區(qū)間(m 從1到M)中心的水平角度為水平轉(zhuǎn)角-HLL + (m-l) X水平區(qū)域轉(zhuǎn)角+水平區(qū)域轉(zhuǎn)角+2(2.5) 視角自動配置系統(tǒng)(SFT)計算攝像機(CAM1)對準(zhǔn)垂直方向第n個區(qū)間(n 從1到N)中心的垂直角度為垂直轉(zhuǎn)角-VLL + (n-l) X垂直區(qū)域轉(zhuǎn)角+垂直區(qū)域轉(zhuǎn)角+2(2.6) 視角自動配置系統(tǒng)(SFT)把每個區(qū)域所對應(yīng)的攝像機(CAM1)的水平轉(zhuǎn)角和垂直轉(zhuǎn)角制成一張矩陣表，使得給定區(qū)域編號，即可得到該區(qū)域的水平轉(zhuǎn)角和垂直轉(zhuǎn)角。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙鏡頭視頻監(jiān)控中的視角自動配置系統(tǒng)和方法，其特征在 于所述的1V^3， N=3。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙鏡頭視頻監(jiān)控中的視角自動配置系統(tǒng)和方法，其特征在 于所述的視角自動配置系統(tǒng)(SFT)運行在視頻服務(wù)器中。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙鏡頭視頻監(jiān)控中的視角自動配置系統(tǒng)和方法，其特征在 于所述的視角自動配置系統(tǒng)(SFT)在收到視角配置的指令時，執(zhí)行權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn) 角測量和計算。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙鏡頭視頻監(jiān)控中的視角自動配置系統(tǒng)和方法，其特征在 于所述的視角自動配置系統(tǒng)(SFT)在收到轉(zhuǎn)動攝像機(CAM1)到指定區(qū)域的指令時， 找出權(quán)利要求4所述的該區(qū)域的轉(zhuǎn)角值，并轉(zhuǎn)動攝像機(CAM1)到該區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明屬于信息與通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙鏡頭視頻監(jiān)控中的視角自動配置系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)由二臺攝像機、視頻服務(wù)器、傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控設(shè)備組成，其中一臺攝像機帶有可供轉(zhuǎn)動的云臺，視頻服務(wù)器把攝像機傳輸來的模擬圖像信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，傳輸給傳輸網(wǎng)絡(luò)，由監(jiān)控設(shè)備接收并顯示。本發(fā)明在服務(wù)器中將一臺攝像機用作全景監(jiān)視，并把全景畫面劃分成若干區(qū)域，將可轉(zhuǎn)動攝像機的轉(zhuǎn)角設(shè)計成能夠直接對準(zhǔn)其中一個區(qū)域的轉(zhuǎn)角表，使得可轉(zhuǎn)動攝像機可以快速轉(zhuǎn)動到監(jiān)控設(shè)備所要求的區(qū)域進行觀測。本發(fā)明提供的方法和系統(tǒng)不預(yù)先設(shè)定兩臺攝像機的相對位置，可轉(zhuǎn)動攝像機的轉(zhuǎn)角由實地測量并自動配置。本發(fā)明特別適合在低速移動網(wǎng)絡(luò)中有效地追蹤運動目標(biāo)。
文檔編號H04N9/09GK101119478SQ200710093810
公開日2008年2月6日 申請日期2007年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月9日
發(fā)明者嚴(yán)濟寬, 震 蔡 申請人:上海天衛(wèi)通信科技有限公司