專利名稱：Ptz影像擷取裝置及其目標定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種影像擷取裝置及其定位方法，尤其涉及一種全方位(上下、左右) 移動及鏡頭變倍、變焦控制(Pan/Tilt/hom，PTZ)影像擷取裝置及其目標定位方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，PTZ攝像機是一種監(jiān)控用攝像機，其鏡頭具有左右轉(zhuǎn)動(Pan)、上下傾斜(Tile)與縮放(Zoom)等功能，利用協(xié)議控制PTZ攝像機的焦距、光圈與變倍。傳統(tǒng)技術(shù)中，若要將點選的目標移至影像畫面的中心處，不僅需要預存全方位(上下、左右)移動及鏡頭變倍、變焦時所對應的位移向量，還需要存儲全場景地圖，或者使用額外攝影設(shè)備進行輔助移動，而存儲鏡頭轉(zhuǎn)動、傾斜和不同縮放下的位移向量會占用PTZ攝像機的存儲空間， 使用額外攝影設(shè)備輔助比較浪費成本。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種PTZ影像擷取裝置，其可將所選擇的目標有效地定位至當前影像的中心點處，以此節(jié)省PTZ影像擷取裝置的儲存空間及成本。還有必要提供一種PTZ影像擷取裝置的目標定位方法，可自動校正并定位影像中的目標，使該目標可以通過修正定位至當前影像的中心點處。一種PTZ影像擷取裝置，該裝置內(nèi)存有目標定位單元。該目標定位單元包括建立模塊，用于當該PTZ影像擷取裝置內(nèi)未存有狀態(tài)向量表時離線建立狀態(tài)向量表，該狀態(tài)向量表內(nèi)記錄了影像的縮放比例和狀態(tài)向量；計算模塊，用于當該PTZ影像擷取裝置內(nèi)存有狀態(tài)向量表時記錄所擷取的第一影像，計算該第一影像在一縮放比例下的狀態(tài)向量；控制模塊，用于驅(qū)動該PTZ影像擷取裝置依據(jù)所述縮放比例及第一影像的狀態(tài)向量將點選的目標移至該第一影像的中心位置，得到第二影像；所述計算模塊，還用于記錄所述第二影像， 利用公式生成N張候選影像，計算每張候選影像與所述第二影像的相似度的權(quán)重值，根據(jù)計算出的權(quán)重值計算該第二影像的狀態(tài)向量；及更新模塊，用于將該第二影像的狀態(tài)向量及所述縮放比例更新到所述狀態(tài)向量表中。一種PTZ影像擷取裝置的目標定位方法，包括如下步驟啟動PTZ影像擷取裝置后偵測該PTZ影像擷取裝置內(nèi)是否存有一個狀態(tài)向量表；若該PTZ影像擷取裝置內(nèi)未存有狀態(tài)向量表，則離線建立狀態(tài)向量表，該狀態(tài)向量表內(nèi)記錄了影像的縮放比例和狀態(tài)向量；若該PTZ影像擷取裝置內(nèi)存有狀態(tài)向量表，則記錄所擷取的第一影像，計算該第一影像在一縮放比例下的狀態(tài)向量；驅(qū)動該PTZ影像擷取裝置依據(jù)所述縮放比例及第一影像的狀態(tài)向量將點選的目標移至該第一影像的中心位置，得到第二影像；記錄該第二影像，并利用公式生成N張候選影像；計算每張候選影像與所述第二影像的相似度的權(quán)重值，根據(jù)計算出的權(quán)重值計算該第二影像的狀態(tài)向量；及將該第二影像的狀態(tài)向量及所述縮放比例更新到所述狀態(tài)向量表中。相較于現(xiàn)有技術(shù)，所述的PTZ影像擷取裝置及其目標定位方法，不需要預存全方位(上下、左右)移動及鏡頭變倍、變焦時所對應的位移向量、不用預存全場景地圖、不需使用額外攝影設(shè)備輔助，就能夠通過自動校正將所選擇的目標有效地定位至當前影像的中心點處，以此方法可節(jié)省PTZ影像擷取裝置的儲存空間及成本。


圖1是本發(fā)明PTZ影像擷取裝置中目標定位單元較佳實施例的功能模塊圖。圖2是本發(fā)明目標定位示意圖。圖3是本發(fā)明選取三組配對點的示意圖。圖4是本發(fā)明目標定位方法較佳實施例的作業(yè)流程圖。圖5是圖4步驟S14中離線建立狀態(tài)向量表的具體流程圖。主要元件符號說明
權(quán)利要求
1.一種PTZ影像擷取裝置，其特征在于，該裝置內(nèi)存有目標定位單元，該目標定位單元包括建立模塊，用于當該PTZ影像擷取裝置內(nèi)未存有狀態(tài)向量表時離線建立狀態(tài)向量表， 該狀態(tài)向量表內(nèi)記錄了影像的縮放比例和狀態(tài)向量；計算模塊，用于當該PTZ影像擷取裝置內(nèi)存有狀態(tài)向量表時記錄所擷取的第一影像， 計算該第一影像在一縮放比例下的狀態(tài)向量；控制模塊，用于驅(qū)動該PTZ影像擷取裝置依據(jù)所述縮放比例及第一影像的狀態(tài)向量將點選的目標移至該第一影像的中心位置，得到第二影像；所述計算模塊，還用于記錄所述第二影像，利用公式生成N張候選影像，計算每張候選影像與所述第二影像的相似度的權(quán)重值，根據(jù)計算出的權(quán)重值計算該第二影像的狀態(tài)向量；及更新模塊，用于將該第二影像的狀態(tài)向量及所述縮放比例更新到所述狀態(tài)向量表中。
2.如權(quán)利要求1所述的PTZ影像擷取裝置，其特征在于，所述目標定位單元還包括 偵測模塊，用于當PTZ影像擷取裝置啟動時偵測該PTZ影像擷取裝置內(nèi)是否存有狀態(tài)向量表。
3.如權(quán)利要求1所述的PTZ影像擷取裝置，其特征在于，所述計算模塊計算第二影像的狀態(tài)向量的方法為粒子濾波器法。
4.如權(quán)利要求1所述的PTZ影像擷取裝置，其特征在于，所述建立模塊離線建立狀態(tài)向量表包括(a)記錄當前所擷取的影像A;(b)將PTZ影像擷取裝置的左右平移參數(shù)P、上下傾斜參數(shù)T和影像縮放比例Z均歸零；(c)固定縮放比例Z并將左右平移參數(shù)P和上下傾斜參數(shù)T各增加一個步階后記錄擷取的影像B;(d)利用特征點演算法對影像B和影像A實施運算，得到PTZ影像擷取裝置的全域移動向量；(e)通過該全域移動向量計算得出影像B的狀態(tài)向量，并將該狀態(tài)向量存入一個預先設(shè)定的表格中以生成一個狀態(tài)向量表；(f)判斷縮放比例Z是否為最大縮放值；(g)若判斷結(jié)果為縮放比例Z是最大縮放值，則結(jié)束流程；及(h)若判斷結(jié)果為縮放比例Z不是最大縮放值，則將縮放比例Z增加一個步階后返回(C)。
5.如權(quán)利要求4所述的PTZ影像擷取裝置，其特征在于，所述特征點演算法包括尺度不變特征轉(zhuǎn)換算法和SURF算法。
6.一種PTZ影像擷取裝置的目標定位方法，其特征在于，該方法包括如下步驟 啟動PTZ影像擷取裝置后偵測該PTZ影像擷取裝置內(nèi)是否存有一個狀態(tài)向量表； 若該PTZ影像擷取裝置內(nèi)未存有狀態(tài)向量表，則離線建立狀態(tài)向量表，該狀態(tài)向量表內(nèi)記錄了影像的縮放比例和狀態(tài)向量；若該PTZ影像擷取裝置內(nèi)存有狀態(tài)向量表，則記錄所擷取的第一影像，計算該第一影像在一縮放比例下的狀態(tài)向量；驅(qū)動該PTZ影像擷取裝置依據(jù)所述縮放比例及第一影像的狀態(tài)向量將點選的目標移至該第一影像的中心位置，得到第二影像；記錄該第二影像，并利用公式生成N張候選影像；計算每張候選影像與所述第二影像的相似度的權(quán)重值，根據(jù)計算出的權(quán)重值計算該第二影像的狀態(tài)向量；及將該第二影像的狀態(tài)向量及所述縮放比例更新到所述狀態(tài)向量表中。
7.如權(quán)利要求6所述的PTZ影像擷取裝置的目標定位方法，其特征在于，所述計算第二影像的狀態(tài)向量的方法為粒子濾波器法。
8.如權(quán)利要求6所述的PTZ影像擷取裝置的目標定位方法，其特征在于，所述離線建立狀態(tài)向量表包括(a)記錄當前所擷取的影像A;(b)將PTZ影像擷取裝置的左右平移參數(shù)P、上下傾斜參數(shù)T和影像縮放比例Z均歸零；(c)固定縮放比例Z并將左右平移參數(shù)P和上下傾斜參數(shù)T各增加一個步階后記錄擷取的影像B;(d)利用特征點演算法對影像B和影像A實施運算，得到PTZ影像擷取裝置的全域移動向量；(e)通過該全域移動向量計算得出影像B的狀態(tài)向量，并將該狀態(tài)向量存入一個預先設(shè)定的表格中以生成一個狀態(tài)向量表；(f)判斷縮放比例Z是否為最大縮放值；(g)若判斷結(jié)果為縮放比例Z是最大縮放值，則結(jié)束流程；及(h)若判斷結(jié)果為縮放比例Z不是最大縮放值，則將縮放比例Z增加一個步階后返回(C)。
9.如權(quán)利要求8所述的PTZ影像擷取裝置的目標定位方法，其特征在于，所述特征點演算法包括尺度不變特征轉(zhuǎn)換算法和SURF算法。
10.如權(quán)利要求6所述的PTZ影像擷取裝置的目標定位方法，其特征在于，所述計算該第一影像在一縮放比例下的狀態(tài)向量的步驟包括在縮放比例不變的情況下，判斷該第一影像相較于上一時間點的影像是否有位移變化；若該第一影像相較于上一時間點的影像沒有位移變化，則該第一影像的狀態(tài)向量等于狀態(tài)向量表中記錄的最新狀態(tài)向量；及若所述第一影像相較于上一時間點的影像有位移變化，則從該第一影像中隨意選取三點，并根據(jù)該三點從上一時間點拍攝的影像中找取相應的點，得到三組配對點，將該三組配對點代入狀態(tài)向量公式以計算出所述第一影像的狀態(tài)向量。
全文摘要
一種PTZ影像擷取裝置的目標定位方法，包括步驟偵測PTZ影像擷取裝置內(nèi)是否存有一個狀態(tài)向量表；若該裝置內(nèi)未存有狀態(tài)向量表，則離線建立狀態(tài)向量表；若該裝置內(nèi)存有狀態(tài)向量表，則記錄所擷取的第一影像，計算該第一影像在一縮放比例下的狀態(tài)向量；驅(qū)動該裝置依據(jù)所述縮放比例及第一影像的狀態(tài)向量將點選的目標移至該第一影像的中心位置，得到第二影像；記錄該第二影像，并利用公式生成N張候選影像；計算每張候選影像與所述第二影像的相似度的權(quán)重值，根據(jù)計算出的權(quán)重值計算該第二影像的狀態(tài)向量；及將該第二影像的狀態(tài)向量及所述縮放比例更新到所述狀態(tài)向量表中。利用本發(fā)明節(jié)省PTZ影像擷取裝置的儲存空間及成本。
文檔編號H04N5/225GK102279502SQ201010196109
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者楊智程, 陳建霖 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司