CN103634509A - 自动追踪录制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种自动追踪录制方法及系统，其中，所述方法包括如下步骤：S1、识别图像源中的目标光点；S2、记录所述目标光点位于摄像镜头中的坐标；S3、自动调整摄像头姿态跟踪所述目标光点，以确保所述目标光点的坐标保持在所述摄像镜头预设的坐标区间内。本发明提供的自动追踪录制方法，可根据目标物体上的目标光点的位置，进行自动跟踪目标物体进行摄像，保证摄像效果，成本较低。

Description

自动追踪录制方法及系统

技术领域

本发明涉及摄像技术领域，尤其涉及一种自动追踪录制方法及系统。

背景技术

随着国内外摄影技术的快速发展，摄像机在越来越多的场合得到了广泛应用。目前，在公共教室等场合，为了能够将授课者的讲课内容完成录制下来，就需要通过高清摄像机来实现。

然而，现有技术中，往往是在教室内安装摄像设备来完成对整个授课过程的录制，然而，因此类摄像设备的摄像头的方向不可改变，在讲师走动时，不免发生画面中未出现讲师本人，这必然会导致录制效果不佳。为了能够达到一个较好的摄影效果，也可通过摄像人员人工搬运摄像机，并控制摄像头的方向进行拍摄，此方式费事费力，且摄像人员移动过程，难免发生颠簸，这也会致使录制效果达不到最佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动追踪录制方法。

相应地，本发明的目的还在于提供一种自动追踪录制系统。

为实现上述发明目的之一，本发明采用的技术方案如下：一种自动追踪录制方法，其包括如下步骤：

S1、识别图像源中的目标光点；

S2、记录所述目标光点位于摄像镜头中的坐标；

S3、自动调整摄像头姿态跟踪所述目标光点，以确保所述目标光点的坐标保持在所述摄像镜头预设的坐标区间内。

作为本发明的进一步改进，在步骤S1之前，该方法还包括：在摄像镜头前加装红外滤光片，并透过红外滤光片成像目标物体的图像源。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S1具体包括：查找图像源中亮度等级最高的光点，并将所述光点中面积最大的光点确定为目标光点。

作为本发明的进一步改进，该方法还包括：S4、通过第一镜头查找图像源；S5、若第一镜头查找到图像源，则通过第一镜头进行拍摄；若第一镜头未查找到图像源，则切换至第二镜头查找图像源。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S4具体包括：通过广角镜头查找目标物体上所设置的红外光源。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S5具体包括：若广角镜头查找到所述红外光源，则通过广角镜头进行拍摄；若广角镜头未查找到所述红外光源，则切换至长焦镜头查找所述红外光源。

相应地，本发明提供的一种自动追踪录制系统，其包括：

光点识别模块、用于识别图像源中的目标光点；

坐标记录模块、用于记录所述目标光点位于摄像镜头中的坐标；

目标追踪模块、用于自动调整摄像头姿态跟踪所述目标光点，以确保所述目标光点的坐标保持在所述摄像镜头预设的坐标区间内。

作为本发明的进一步改进，该系统还具体用于：在摄像镜头前加装红外滤光片，并透过红外滤光片成像目标物体的图像源。

作为本发明的进一步改进，所述光点识别模块具体用于：查找图像源中亮度等级最高的光点，并将所述光点中面积最大的光点确定为红外光点。

作为本发明的进一步改进，所述系统还用于：通过广角镜头查找目标物体上所设置的红外光源；若广角镜头查找到所述红外光源，则通过广角镜头进行拍摄；若广角镜头未查找到所述红外光源，则切换至长焦镜头查找所述红外光源。

与现有技术相比，本发明提供的自动追踪录制方法，可根据目标物体上的目标光点的位置，进行自动跟踪目标物体进行摄像，保证摄像效果，成本较低。

附图说明

图1是本发明自动追踪录制设备的整体结构示意图；

图2是本发明一具体实施方式中自动追踪录制方法的流程图；

图3是本发明一具体实施方式中镜头切换的流程图；

图4是本发明一具体实施方式中自动追踪录制系统的模块示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

请参图1所示，在本发明具体实施方式中，具备自动追踪录制功能的摄像设备具体包括如下部件：摄像机1、红外及图像识别模组2、水平旋转组件3、垂直旋转组件4以及嵌入式微机中控组件5。其中，摄像机1其主要功能是拍摄录制高清视频，然后发给嵌入式微机组件5；垂直旋转组件3其主要功能是使摄像机1、红外及图像识别模组2能平稳光滑的在垂直平面内的完成350度旋转；红外及图像识别模组2其主要功能是对跟踪器的图像进行识别，并确定其位置，并发出自动追踪云台的运动方向指令；水平旋转组件3其主要功能是使摄像机1和红外及图像识别模组2能平稳光滑的在水平面内的完成360度旋转；嵌入式微机中控组件5其主要功能是对摄像机1的视频图像、红外及图像识别模组2、垂直和水平方向的步进电机的数据控制进行运算和传输控制。

为了能够实现上述自动跟踪摄像设备的自动跟踪目标物体的功能，本发明中，制作了一种波长为740nm-1000nm的红外光源，并将此红外光源提供给目标物体（讲师本人）进行佩戴，再通过红外及图像识别模组进行识别，确定讲师的位置，并在讲师移动时，发出相应的控制命令来旋转摄像头进行跟踪拍摄。

具体地，参图2所示，在本发明一具体实施方式中，一种自动追踪录制方法，其包括如下步骤：

S1、识别图像源中的目标光点；

优选地，在步骤S1之前，该方法还包括：在摄像镜头前加装红外滤光片，并透过红外滤光片成像目标物体的图像源。所述红外滤光片为740-1000nm窄带滤光片，通过滤光后，在摄像头得到的图像上就只有红外光源所成的像，也就是说，除了红外光源所成的像是白色以外，其他物体的像均为黑色。但是，此为理想状态，在实际情况中，由于阳光中的红外光成分也很丰富，所以在阳光充足的天气，摄像头所成的图像源中仍然存在不少的灰色区域，甚至是白色亮点（亮度较低）。故，本发明中需要通过识别出真正的红外光源所产生的目标光点，才能实现跟踪拍摄的目的。

具体地，在优选地实施方式中，步骤S1具体包括：查找图像源中亮度等级最高的光点，并将所述光点中面积最大的光点确定为目标光点。系统通过遍历图像源上的所有存在的光点后，可划分每个光点所属的亮度等级，因为红外光点的亮点等级是所有光点中最高等级，所以首先需要挑选出最高等级的光点，再者，红外光源所产生的目标光点也是面积最大的（相比于阳光中的红外光），故，不难查找到目标光点所在位置。

S2、记录所述目标光点位于摄像镜头中的坐标；优选地，讲师将所述红外光源佩戴于正面和背面，故在目标光点处于摄像镜头中的中央位置时，记录此刻的坐标，从而达到最佳的摄像效果。

S3、自动调整摄像头姿态跟踪所述目标光点，以确保所述目标光点的坐标保持在所述摄像镜头预设的坐标区间内。其中，坐标区间可设定为：以S2步骤中所记录的坐标值为基准，其横坐标与纵坐标作为坐标区间的中间值，比如，假设所记录的坐标值为（x，y），那坐标区间的横坐标波动范围为x-a~x+a，而坐标区间的纵坐标波动范围为y-b~y+b，其中，a，b的值可根据需要设定。换言之，当讲师走动时，若系统识别出红外光点的当前坐标（横坐标或者纵坐标）超出预设的波动范围，则系统发出水平旋转或者垂直旋转的控制信号，从而保持所述目标光点的坐标保持在所述摄像镜头预设的坐标区间内，到达目标跟踪拍摄功能。

接下来，请参图3，在本发明具体实施方式中，所述自动追踪录制方法还包括：

S4、通过第一镜头查找图像源；优选地，所述步骤S4具体包括：第一镜头为广角镜头，通过广角镜头查找目标物体上所设置的红外光源。因为广角镜头适合近距离进行拍摄，所以当讲师所在位置与镜头之间的距离较近时，广角镜头便可捕捉到图像源中的红外光源的目标光点，摄像效果更优。

S5、若第一镜头查找到图像源，则通过第一镜头进行拍摄；若第一镜头未查找到图像源，则切换至第二镜头查找图像源。

优选地，所述步骤S5具体包括：若广角镜头查找到所述红外光源，则通过广角镜头进行拍摄；若广角镜头未查找到所述红外光源，则切换至长焦镜头查找所述红外光源。因长焦镜头适合远距离摄像，所以当讲师所在位置与镜头之间的距离较远时，长焦镜头便可捕捉到图像源中的红外光源的目标光点，且摄像效果更优。通过为识别系统提供两路视频，一路是采用广角镜头的视频，另一路采用长焦镜头的视频，根据识别到的目标物体的大小智能的判断当前被识别目标的位置是近距离还是远距离，如果是近距离就调用广角镜头的视频进行识别，如果是远距离就调用长焦镜头的视频进行识别。这样不管被识别目标是在近距离还是远距离，识别系统的识别性能都能达到最佳状态。

值得一提的是，本文所定义的“广角镜头”及“长焦镜头”并非在摄影行业对广角和长焦的普遍定义，于本发明中，两个镜头的定义是相对的，将焦距较短的那个镜头的镜头划分为“广角镜头”，将另一个焦距较长的那个镜头的镜头划分为“长焦镜头”

在上述过程后，摄像设备通过摄像头将目标物体的影像进行连续录制，并将录制的视频存储于摄像设备中的内存中，在其他实施方式中，本摄像设备也可将上述录制的视频直接通过无线或者有线方式传送到终端进行存储或者直接显示，所述终端包括个人计算机、服务器、闭路电视等等。

接下来，参图4所示，在本发明一具体实施方式中，一种自动追踪录制系统，其包括如下模块：

光点识别模块10、用于识别图像源中的目标光点；

优选地，该系统还用于：在摄像镜头前加装红外滤光片，并透过红外滤光片成像目标物体的图像源。所述红外滤光片为740nm-940nm窄带滤光片，通过滤光后，在摄像头得到的图像上就只有红外光源所成的像，也就是说，除了红外光源所成的像是白色以外，其他物体的像均为黑色。但是，此为理想状态，在实际情况中，由于阳光中的红外光成分也很丰富，所以在阳光充足的天气，摄像头所成的图像源中仍然存在不少的灰色区域，甚至是白色亮点（亮度较低）。故，本发明中需要通过识别出真正的红外光源所产生的目标光点，才能实现跟踪拍摄的目的。

具体地，在优选地实施方式中，光点识别模块10具体用于：查找图像源中亮度等级最高的光点，并将所述光点中面积最大的光点确定为目标光点。系统通过遍历图像源上的所有存在的光点后，可划分每个光点所属的亮度等级，因为红外光点的亮点等级是所有光点中最高等级，所以首先需要挑选出最高等级的光点，再者，红外光源所产生的目标光点也是面积最大的（相比于阳光中的红外光），故，不难查找到目标光点所在位置。

坐标记录模块20、用于记录所述目标光点位于摄像镜头中的坐标；优选地，讲师将所述红外光源佩戴在正面与背面，故在目标光点处于摄像镜头中的中央位置时，记录此刻的坐标，从而达到最佳的摄像效果。

目标追踪模块30、用于自动调整摄像头姿态跟踪所述目标光点，以确保所述目标光点的坐标保持在所述摄像镜头预设的坐标区间内。其中，坐标区间可设定为：以坐标记录模块20中所记录的坐标值为基准，其横坐标与纵坐标作为坐标区间的中间值，比如，假设所记录的坐标值为（x，y），那坐标区间的横坐标波动范围为x-a~x+a，而坐标区间的纵坐标波动范围为y-b~y+b，其中，a，b的值可根据需要设定。换言之，当讲师走动时，若系统识别出红外光点的当前坐标（横坐标或者纵坐标）超出预设的波动范围，则系统发出水平旋转或者垂直旋转的控制信号，从而保持所述目标光点的坐标保持在所述摄像镜头预设的坐标区间内，到达目标跟踪拍摄功能。

影像录制模块40、用于通过摄像头将目标物体的影像进行连续录制，并将录制的视频存储于摄像设备中的内存中。在其他实施方式中，本摄像设备也可将上述录制的视频直接通过无线或者有线方式传送到终端进行存储或者直接显示，所述终端包括个人计算机、服务器、闭路电视等等。

在本实施方式中，所述自动追踪录制系统还用于：

通过第一镜头查找图像源；优选地，第一镜头为广角镜头，通过广角镜头查找目标物体上所设置的红外光源。因为广角镜头适合近距离进行拍摄，所以当讲师所在位置与镜头之间的距离较近时，广角镜头便可捕捉到图像源中的红外光源的目标光点，摄像效果更优。

若第一镜头查找到图像源，则通过第一镜头进行拍摄；若第一镜头未查找到图像源，则切换至第二镜头查找图像源。

在本发明优选的实施方式中，所述系统还用于：若广角镜头查找到所述红外光源，则通过广角镜头进行拍摄；若广角镜头未查找到所述红外光源，则切换至长焦镜头查找所述红外光源。因长焦镜头适合远距离摄像，所以当讲师所在位置与镜头之间的距离较远时，长焦镜头便可捕捉到图像源中的红外光源的目标光点，且摄像效果更优。通过为识别系统提供两路视频，一路是采用广角镜头的视频，另一路采用长焦镜头的视频，根据识别到的目标物体的大小智能的判断当前被识别目标的位置是近距离还是远距离，如果是近距离就调用广角镜头的视频进行识别，如果是远距离就调用长焦镜头的视频进行识别。这样不管被识别目标是在近距离还是远距离，识别系统的识别性能都能达到最佳状态。

综上所述，与现有技术相比，本发明提供的自动追踪录制方法，可根据目标物体上的目标光点的位置，进行自动跟踪目标物体进行摄像，保证摄像效果，成本较低。且通过设置广角镜头和长焦镜头，分别适应近距离和远距离的摄像和红外识别，录制效果得以提升。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动追踪录制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、识别图像源中的目标光点；

S2、记录所述目标光点位于摄像镜头中的坐标；

S3、自动调整摄像头姿态跟踪所述目标光点，以确保所述目标光点的坐标保持在所述摄像镜头预设的坐标区间内。

2.根据权利要求1所述的自动追踪录制方法，其特征在于，在步骤S1之前，该方法还包括：

在摄像镜头前加装红外滤光片，并透过红外滤光片成像目标物体的图像源。

3.根据权利要求2所述的自动追踪录制方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

查找图像源中亮度等级最高的光点，并将所述光点中面积最大的光点确定为目标光点。

4.根据权利要求1所述的自动追踪录制方法，其特征在于，该方法还包括：

S4、通过第一镜头查找图像源；

S5、若第一镜头查找到图像源，则通过第一镜头进行拍摄；若第一镜头未查找到图像源，则切换至第二镜头查找图像源。

5.根据权利要求4所述的自动追踪录制方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：

通过广角镜头查找目标物体上所设置的红外光源。

6.根据权利要求5所述的自动追踪录制方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：

若广角镜头查找到所述红外光源，则通过广角镜头进行拍摄；若广角镜头未查找到所述红外光源，则切换至长焦镜头查找所述红外光源。

7.一种自动追踪录制系统，其特征在于，该系统包括：

光点识别模块、用于识别图像源中的目标光点；

坐标记录模块、用于记录所述目标光点位于摄像镜头中的坐标；

目标追踪模块、用于自动调整摄像头姿态跟踪所述目标光点，以确保所述目标光点的坐标保持在所述摄像镜头预设的坐标区间内。

8.根据权利要求7所述的自动追踪录制系统，其特征在于，该系统还具体用于：

在摄像镜头前加装红外滤光片，并透过红外滤光片成像目标物体的图像源。

9.根据权利要求7所述的自动追踪录制系统，其特征在于，所述光点识别模块具体用于：

查找图像源中亮度等级最高的光点，并将所述光点中面积最大的光点确定为红外光点。

10.根据权利要求7所述的自动追踪录制系统，其特征在于，所述系统还用于：

通过广角镜头查找目标物体上所设置的红外光源；

若广角镜头查找到所述红外光源，则通过广角镜头进行拍摄；若广角镜头未查找到所述红外光源，则切换至长焦镜头查找所述红外光源。

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