專利名稱：攝影機及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)，尤其是關于一種攝影機及其控制方法。
背景技術：
傳統(tǒng)的具備平移/傾斜/縮放(Pan/TiltAoom)功能的PTZ攝影機必須依賴安控人員時刻留意監(jiān)控區(qū)域之影像，方能掌控監(jiān)控區(qū)域的狀況。當安控人員察覺影像中出現(xiàn)可疑人物時，也只能手動調(diào)整PTZ攝影機的控制器進行鏡頭視角及焦距調(diào)整操作，才可以取得較為清晰的人物影像。然而，由于監(jiān)控區(qū)域多數(shù)時間為安全狀態(tài)，易使長期觀察影像的安控人員降低警覺性，難以持續(xù)對監(jiān)控區(qū)域之影像保持高度注意力。若安控人員忽略了影像中出現(xiàn)的可疑人物，或是安控人員調(diào)整PTZ攝影機的控制器的速度無法跟上可疑人物的移動速度，則容易導致PTZ攝影機拍攝的可疑人物的畫面清晰度不足。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提出一種攝影機，可以主動偵測監(jiān)控區(qū)域是否出現(xiàn)可疑人物，當偵測到監(jiān)控區(qū)域出現(xiàn)可疑人物時，可以對可疑人物進行追蹤，獲取清晰的立體人物影像及臉部影像。此外，還有必要提出一種攝影機的控制方法，可以主動偵測監(jiān)控區(qū)域是否出現(xiàn)可疑人物，當偵測到監(jiān)控區(qū)域出現(xiàn)可疑人物時，可以對可疑人物進行追蹤，獲取清晰的立體人物影像及臉部影像。一種攝影機，該攝影機包括存儲器、驅動單元、鏡頭及控制單元。其中，存儲器儲存了攝影機預先拍攝的三維人型影像及三維人臉影像?？刂茊卧鶕?jù)影像中各點到鏡頭的距離信息，將攝影機拍攝的監(jiān)控區(qū)域的場景影像與存儲器儲存的三維人型影像進行比較、分析，以偵測該場景影像內(nèi)的三維人型區(qū)域，以及根據(jù)偵測到的三維人型區(qū)域在場景影像中的位置信息及所占比例控制驅動單元驅動鏡頭進行相應的移動及焦距調(diào)整操作，以拍攝得到清晰的三維人型影像。控制單元，還根據(jù)影像中各點到鏡頭的距離信息，將該清晰的三維人型影像與存儲器儲存的三維人臉影像進行比較、分析，以偵測該清晰的三維人型影像中的三維人臉區(qū)域，以及根據(jù)偵測到的三維人臉區(qū)域在三維人型影像中的位置信息及所占比例控制驅動單元驅動鏡頭進行相應的移動及焦距調(diào)整操作，以拍攝得到清晰的三維人臉影像。一種攝影機的控制方法，該方法包括(A)三維人型區(qū)域偵測步驟根據(jù)影像中各點到鏡頭的距離信息將攝影機拍攝的監(jiān)控區(qū)域的場景影像與存儲器儲存的三維人型影像進行比較、分析，以偵測該場景影像內(nèi)的三維人型區(qū)域；(B)第一控制步驟根據(jù)偵測到的三維人型區(qū)域在場景影像中的位置信息及所占比例控制驅動單元驅動鏡頭進行相應的移動及焦距調(diào)整操作，以拍攝得到清晰的三維人型影像；(C)三維人臉區(qū)域偵測步驟根據(jù)影像中各點到鏡頭的距離信息將該清晰的三維人型影像與存儲器儲存的三維人臉影像進行比較、分析，以偵測該清晰的三維人型影像中的三維人臉區(qū)域；以及(D)第二控制步驟根據(jù)偵測到的三維人臉區(qū)域在三維人型影像中的位置信息及所占比例控制驅動單元驅動鏡頭進行相應的移動及焦距調(diào)整操作，以拍攝得到清晰的三維人臉影像。相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明所提供的攝影機及其控制方法，可以主動偵測監(jiān)控區(qū)域是否出現(xiàn)可疑人物，當偵測到監(jiān)控區(qū)域出現(xiàn)可疑人物時，可以對可疑人物進行追蹤，獲取清晰的立體人物影像及臉部影像。


圖1是本發(fā)明攝影機較佳實施例的硬件架構圖。圖2是圖1中控制單元和存儲器的功能模塊圖。圖3及圖4是本發(fā)明攝影機控制方法較佳實施例的流程圖。圖5和圖6分別是正面三維人型影像及側面三維人型影像的示意圖。圖7是一張三維人臉的示意圖。圖8是一張場景影像的示意圖。圖9是一張清晰的三維人型影像的示意圖。圖10是一張清晰的三維人臉影像的示意圖。主要元件符號說明
攝影機100PTZ驅動單元10P馬達11T馬達12Z馬達13影像捕獲單元20鏡頭21影像傳感器22控制單元30三維模板建立模塊31影像信息處理模塊32三維人型偵測模塊33三維人臉識別模塊3權利要求
1.一種攝影機，其特征在于，該攝影機包括存儲器、驅動單元、鏡頭及控制單元，其中 存儲器儲存了攝影機預先拍攝的三維人型影像及三維人臉影像；控制單元根據(jù)影像中各點到鏡頭的距離信息，將攝影機拍攝的監(jiān)控區(qū)域的場景影像與存儲器儲存的三維人型影像進行比較、分析，以偵測該場景影像內(nèi)的三維人型區(qū)域，以及根據(jù)偵測到的三維人型區(qū)域在場景影像中的位置信息及所占比例控制驅動單元驅動鏡頭進行相應的移動及焦距調(diào)整操作，以拍攝得到清晰的三維人型影像；控制單元，還根據(jù)影像中各點到鏡頭的距離信息，將該清晰的三維人型影像與存儲器儲存的三維人臉影像進行比較、分析，以偵測該清晰的三維人型影像中的三維人臉區(qū)域，以及根據(jù)偵測到的三維人臉區(qū)域在三維人型影像中的位置信息及所占比例控制驅動單元驅動鏡頭進行相應的移動及焦距調(diào)整操作，以拍攝得到清晰的三維人臉影像。
2.如權利要求1所述的攝影機，其特征在于，所述控制單元包括三維模板建立模塊，用于根據(jù)存儲器儲存的三維人型影像中各點與鏡頭之間的距離信息建立三維人型模板，以及根據(jù)存儲器儲存的三維人臉影像中各點與鏡頭之間的距離信息建立三維人臉模板，其中所述三維人型模板儲存了三維人體輪廓上各特征點的像素值的容許范圍，所述三維人臉模板儲存了三維人臉上各特征點的像素值的容許范圍；影像信息處理模塊，用于獲取攝影機拍攝的監(jiān)控區(qū)域的場景影像，該將場景影像中各點到鏡頭的距離轉換為像素值儲存至該場景影像的特征矩陣；三維人型偵測模塊，用于將該場景影像的特征矩陣中各點的像素值與三維人型模板中相應特征點的像素值的容許范圍進行比較，判斷該場景影像是否存在某一區(qū)域、該區(qū)域有滿足第一預設數(shù)目的特征點的像素值落入三維人型模板中相應特征點的像素值的容許范圍，以偵測該場景影像中的三維人型區(qū)域；控制模塊，用于根據(jù)偵測到的三維人型區(qū)域在場景影像中的位置信息及所占比例控制鏡頭進行相應的移動及焦距調(diào)整操作后，拍攝得到清晰的三維人型影像；影像信息處理模塊，還用于將該三維人型影像中各點到鏡頭的距離轉換為像素值儲存至該三維人型影像的特征矩陣；三維人臉識別模塊，用于將該三維人型影像的特征矩陣中各點的像素值與三維人臉模板中相應特征點的像素值的容許范圍進行比較，判斷該三維人型影像中是否存在某一區(qū)域、該區(qū)域有滿足第二預設數(shù)目的特征點的像素值落入三維人臉模板中相應特征點的像素值的容許范圍，以偵測該場景影像中的三維人臉區(qū)域；控制模塊，還用于根據(jù)偵測到的三維人臉區(qū)域在三維人型影像中的位置信息及所占比例控制鏡頭進行相應的移動及焦距調(diào)整操作后，拍攝得到清晰的三維人臉影像。
3.如權利要求2所述的攝影機，其特征在于，所述三維模板建立模塊“根據(jù)存儲器儲存的三維人型影像中各點與鏡頭之間的距離信息建立三維人型模板”包括分析存儲器中儲存的每張三維人型影像，得到該三維人型影像中人體輪廓上各特征點至鏡頭的距離數(shù)據(jù)，并將該距離數(shù)據(jù)轉換為像素值儲存至該三維人型影像的特征矩陣；以及對同一種類型的所有三維人型影像的特征矩陣根據(jù)設定的一個特征點進行對齊后，對該種類型人體上的特征點的像素值進行逐點統(tǒng)計，得到該種類型人體輪廓上各特征點的像素值的容許范圍組成的三維人型模板。
4.如權利要求3所述的攝影機，其特征在于，所述三維人型偵測模塊是將該場景影像的特征矩陣中各點的像素值分別與各種類型的三維人型模板中相應特征點的像素值的容許范圍進行比較。
5.如權利要求2所述的攝影機，其特征在于，所述三維模板建立模塊“根據(jù)存儲器儲存的三維人臉影像中各點與鏡頭之間的距離信息建立三維人臉模板”包括分析存儲器中儲存的每張三維人臉影像，得到該三維人臉影像中面部輪廓上各特征點至鏡頭的距離數(shù)據(jù)，并將該距離數(shù)據(jù)轉換為像素值儲存至該三維人臉影像的特征矩陣；以及對所有三維人臉影像的特征矩陣根據(jù)設定的一個或多個特征點進行對齊后，對所有特征矩陣中相同特征點的像素值進行逐點統(tǒng)計，得到三維人臉上各特征點的像素值的容許范圍組成的三維人臉模板。
6.如權利要求2所述的攝影機，其特征在于，所述控制模塊“根據(jù)該三維人型區(qū)域在場景影像中的位置信息及所占比例控制鏡頭進行相應的移動及焦距調(diào)整操作”包括根據(jù)該三維人型區(qū)域在場景影像中的位置信息下達第一控制指令控制鏡頭作相應傾斜、平移操作，直到該三維人型區(qū)域的中心與該場景影像的中心重合；以及下達第二控制命令控制鏡頭對焦距進行相應調(diào)整使得三維人型區(qū)域在該場景影像中所占比例滿足第一預設比例要求。
7.如權利要求2所述的攝影機，其特征在于，其中，所述控制模塊“根據(jù)該三維人臉區(qū)域在三維人型影像中的位置信息及所占比例控制鏡頭進行相應的移動及焦距調(diào)整操作”包括根據(jù)該三維人臉區(qū)域在三維人型影像中的位置信息下達第三控制指令控制鏡頭作相應平移操作，直到該三維人臉區(qū)域的中心與該三維人型影像的中心重合；以及下達第四控制指令控制鏡頭對焦距進行相應調(diào)整使得該三維人臉區(qū)域在該三維人型影像中所占比例滿足第二預設比例要求。
8.一種攝影機的控制方法，其特征在于，該方法包括三維人型區(qū)域偵測步驟根據(jù)影像中各點到鏡頭的距離信息將攝影機拍攝的監(jiān)控區(qū)域的場景影像與存儲器儲存的三維人型影像進行比較、分析，以偵測該場景影像內(nèi)的三維人型區(qū)域；第一控制步驟根據(jù)偵測到的三維人型區(qū)域在場景影像中的位置信息及所占比例控制驅動單元驅動鏡頭進行相應的移動及焦距調(diào)整操作，以拍攝得到清晰的三維人型影像；三維人臉區(qū)域偵測步驟根據(jù)影像中各點到鏡頭的距離信息將該清晰的三維人型影像與存儲器儲存的三維人臉影像進行比較、分析，以偵測該清晰的三維人型影像中的三維人臉區(qū)域；以及第二控制步驟根據(jù)偵測到的三維人臉區(qū)域在三維人型影像中的位置信息及所占比例控制驅動單元驅動鏡頭進行相應的移動及焦距調(diào)整操作，以拍攝得到清晰的三維人臉影像。
9.如權利要求8所述的攝影機的控制方法，其特征在于，所述三維人型區(qū)域偵測步驟包括三維人型模板建立步驟根據(jù)存儲器儲存的三維人型影像中各點與鏡頭之間的距離信息建立三維人型模板，用于儲存三維人體輪廓上各特征點的像素值的容許范圍；第一影像信息處理步驟獲取攝影機拍攝的監(jiān)控區(qū)域的場景影像，將該場景影像中各點到鏡頭的距離轉換為像素值儲存至該場景影像的特征矩陣；以及偵測步驟將該場景影像的特征矩陣中各點的像素值與三維人型模板中相應特征點的像素值的容許范圍進行比較，判斷該場景影像是否存在某一區(qū)域、該區(qū)域有滿足第一預設數(shù)目的特征點的像素值落入三維人型模板中相應特征點的像素值的容許范圍，以偵測該場景影像中的三維人型區(qū)域。
10.如權利要求9所述的攝影機的控制方法，其特征在于，所述三維人型模板建立步驟中“根據(jù)存儲器儲存的三維人型影像中各點與鏡頭之間的距離信息建立三維人型模板”包括分析存儲器中儲存的每張三維人型影像，得到該三維人型影像中人體輪廓上各特征點至鏡頭的距離數(shù)據(jù)，并將該距離數(shù)據(jù)轉換為像素值儲存至該三維人型影像的特征矩陣；以及對同一種類型的所有三維人型影像的特征矩陣根據(jù)設定的一個特征點進行對齊后，對該種類型人體上的特征點的像素值進行逐點統(tǒng)計，得到該種類型人體輪廓上各特征點的像素值的容許范圍組成的三維人型模板。
11.如權利要求8所述的攝影機的控制方法，其特征在于，所述第一控制步驟中“根據(jù)該三維人型區(qū)域在場景影像中的位置信息及所占比例控制驅動單元驅動鏡頭進行相應的移動及焦距調(diào)整操作”包括根據(jù)該三維人型區(qū)域在場景影像中的位置信息下達第一控制指令控制鏡頭作相應傾斜、平移操作，直到該三維人型區(qū)域的中心與該場景影像的中心重合；以及下達第二控制命令控制鏡頭對焦距進行相應調(diào)整使得三維人型區(qū)域在該場景影像中所占比例滿足第一預設比例要求。
12.如權利要求8所述的攝影機的控制方法，其特征在于，所述三維人臉區(qū)域偵測步驟包括三維人臉模板建立步驟根據(jù)存儲器儲存的三維人臉影像中各點與鏡頭之間的距離信息建立三維人臉模板，用于儲存三維人臉上各特征點的像素值的容許范圍；第二影像信息處理步驟將該三維人型影像中各點到鏡頭的距離轉換為像素值儲存至該三維人型影像的特征矩陣；以及識別步驟將該三維人型影像的特征矩陣中各點的像素值與三維人臉模板中相應特征點的像素值的容許范圍進行比較，判斷該三維人型影像中是否存在某一區(qū)域、該區(qū)域有滿足第二預設數(shù)目的特征點的像素值落入三維人臉模板中相應特征點的像素值的容許范圍， 以偵測該場景影像中的三維人臉區(qū)域。
13.如權利要求12所述的攝影機的控制方法，其特征在于，所述三維人臉模板建立步驟中“根據(jù)存儲器儲存的三維人臉影像中各點與鏡頭之間的距離信息建立三維人臉模板” 包括分析存儲器中儲存的每張三維人臉影像，得到該三維人臉影像中面部輪廓上各特征點至鏡頭的距離數(shù)據(jù)，并將該距離數(shù)據(jù)轉換為像素值儲存至該三維人臉影像的特征矩陣；以及對所有三維人臉影像的特征矩陣根據(jù)設定的一個或多個特征點進行對齊后，對所有特征矩陣中相同特征點的像素值進行逐點統(tǒng)計，得到三維人臉上各特征點的像素值的容許范圍組成的三維人臉模板。
14.如權利要求8所述的攝影機的控制方法，其特征在于，所述第二控制步驟中“根據(jù)該三維人臉區(qū)域在三維人型影像中的位置信息及所占比例控制驅動單元驅動鏡頭進行相應的移動及焦距調(diào)整操作”包括根據(jù)該三維人臉區(qū)域在三維人型影像中的位置信息下達第三控制指令控制鏡頭作相應平移操作，直到該三維人臉區(qū)域的中心與該三維人型影像的中心重合；以及下達第四控制指令控制鏡頭對焦距進行相應調(diào)整使得該三維人臉區(qū)域在該三維人型影像中所占比例滿足第二預設比例要求。
全文摘要
本發(fā)明提供一種攝影機及其控制方法。該攝影機包括存儲器、驅動單元、鏡頭及控制單元。存儲器儲存了三維人型影像及三維人臉影像。控制單元將攝影機拍攝的場景影像與儲存的三維人型影像進行比較、分析，偵測該場景影像內(nèi)的三維人型區(qū)域。驅動單元驅動鏡頭進行相應的移動及焦距調(diào)整操作后拍攝得到清晰的三維人型影像?？刂茊卧€將該清晰的三維人型影像與儲存的三維人臉影像進行比較、分析，偵測三維人臉區(qū)域。驅動單元驅動鏡頭進行相應的移動及焦距調(diào)整操作后拍攝得到清晰的三維人臉影像。
文檔編號H04N5/232GK102340628SQ20101023291
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權日2010年7月21日
發(fā)明者李后賢, 李章榮, 羅治平 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