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CN108605081B - 智能目标追踪 - Google Patents

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CN108605081B
CN108605081B CN201780006137.XA CN201780006137A CN108605081B CN 108605081 B CN108605081 B CN 108605081B CN 201780006137 A CN201780006137 A CN 201780006137A CN 108605081 B CN108605081 B CN 108605081B
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Hangzhou Taruo Information Technology Co ltd
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Abstract

一种用于目标追踪的方法。该方法包括：使用相机装置抓取场景的图像序列；基于沿该图像序列的局部光变化的模式、检测场景中的光源；回应于检测到光源、将该图像序列中至少一个图像的光源的位置与该至少一个图像内的目标位置进行比较以生成结果；以及基于该结果生成控制信号以改变该相机装置的视场，从而使得该光源与该目标位置在该视场内实质地对准。

Description

智能目标追踪
背景技术
视场(FOV)是由相机成像的场景的范围。FOV内的物体将出现在由该相机抓取和/或输出的图像中。例如，FOV可对应于一立体角(solid angle),相机镜头在该立体角内投射光输入至该相机的光学传感器。
发明内容
总的来说，一方面，本发明涉及一种用于目标追踪的方法。该方法包括：使用相机装置抓取场景的图像序列；基于沿(across)该图像序列的局部光变化(local lightchange)的模式、检测场景中的光源；回应于检测到光源、将该图像序列中至少一个图像的光源的位置与该至少一个图像内的目标位置进行比较以生成结果；以及基于该结果生成控制信号以改变该相机装置的视场，从而使得该光源与该目标位置在该视场内实质地对准。
总的来说，一方面，本发明涉及一种用于相机装置的追踪控制器。该追踪控制器包括计算机处理器和存储指令的存储器。运行该指令可使该计算机处理器：获取场景的图像序列，其中该图像序列是由该相机装置抓取的；基于沿该图像序列的局部光变化的模式、检测该场景中的光源；回应于检测到光源、将该图像序列中至少一个图像的光源的位置与该至少一个图像内的目标位置进行比较以生成结果；以及基于该结果生成控制信号以改变该相机装置的视场，从而使得该光源与该目标位置在该视场内实质地对准。
总的来说，一方面，本发明涉及一种非暂态计算机可读存储介质，其存储用于目标追踪的指令。当由计算机处理器运行时、该指令包括以下功能：获取场景的图像序列，其中该图像序列是由该相机装置抓取的；基于沿该图像序列的局部光变化的模式、检测该场景中的光源；回应于检测到光源、将该图像序列中至少一个图像的光源的位置与该至少一个图像内的目标位置进行比较以生成结果；以及基于该结果生成控制信号以改变该相机装置的视场，从而使得该光源与该视场内的该目标位置实质地对准。
本发明的其他方面将通过以下说明和随附权利要求书而明显易懂。
附图说明
图1.1和1.2示出了根据本发明的一个或多个实施例的系统的示意性框图；
图2示出了根据本发明的一个或多个实施例的方法流程图；
图3A、3B、4、5和6示出了根据本发明的一个或多个实施例的各种不同示例；以及
图7A和7B示出了根据本发明的一个或多个实施例的计算系统。
具体实施方式
现在将参照附图详细描述本发明的具体实施例。各个附图中相同的元件可由相同的参考数字表示，以确保一致性。
在本发明的实施例的以下详细说明中，陈述了若干具体细节以提供对本发明更通透的理解。然而，本领域普通技术人员应理解的是，本发明无需这些具体细节也可实施。在其他实例中，为了避免不必要地复杂化该说明，省略了已知特征的详细描述。
在以下说明中，在本发明的各种不同实施例中关于一幅图描述的任意组件可等同于关于任意其他附图描述的具有相同命名的组件。为简洁起见，这些组件的至少一部分是通过各种不同的标记而隐含识别的。而且，将不会针对每个附图重复这些组件的说明。因此，每个附图中组件的每个实施例通过引用而并入，并且被视为可选地存在于具有一个或多个类似命名的组件的每个其它附图中。此外，根据本发明的若干实施例，附图中组件的任意描述应被解读为是可选的实施例，其可相对于关于其它附图中对应的具有相同命名的组件而描述的实施例而添加、结合或替换。在各附图中，黑色虚线框表示可选地可存在与该黑色虚线框之前或之后的组件类似的额外的组件。而且，连接附图中各组件的实线或虚线表示相连组件之间的关系。虚线表示该关系可能不包括任何物理连接或物理元件，或者可能不与任何物理连接或物理元件相关联。
在整个说明书中，使用了序数(例如，第一、第二、第三等)作为元件(即，本申请中的任何名词)的形容词。这些序数的使用并非暗示或构成该元件的特定顺序、也非将任何元件限定为仅具有单个，除非另外通过使用术语“之前”、“之后”、“单个”以及其它此类措辞明确指明。相反，这些序数的使用是为了区分不同的元件。示意性地，第一元件不同于第二元件，并且第一元件可包括多于一个的元件，而且第一元件在元件顺序方面可以在该第二元件之后(或之前)。
总的来说，本发明的实施例提供了用于追踪相机装置的视场(FOV)中物体的系统、方法及计算机可读介质。在本发明的一个或多个实施例中，光源附接在该物体上，并且同时使用该相机装置抓取图像序列。在一个或多个实施例中，光源发射频闪光，频闪光的强度和/或颜色随时间而变化。基于沿该图像序列的局部光变化的模式、检测FOV中的光源。回应于检测到光源，将该光源的位置与图像内的目标位置进行比较以生成结果，比如位移或运动参数。相应地，基于该结果生成控制信号以控制相机装置支座。具体地，相机装置支座基于该控制信号调节FOV，使得该光源与该目标位置在FOV内实质地对准。在一个或多个实施例中，该图像序列是录像的一部分，并且该控制信号使该对象在该录像中显现于该FOV内的该目标位置处。
图1.1示出了根据一个或多个实施例的系统100。在一个或多个实施例中，可省略、重复/或替换图1.1中示出的一个或多个模块和元件。相应地，本发明的实施例不应被视为受限于图1.1所示模块的具体布置。
如图1.1所示，系统100包括具有相机镜头111的相机装置110、追踪控制器120、相机装置支座130、场景140、相机镜头111的视场141、显现于FOV141内的物体142以及附接在该物体142上的光源143。而且，相机装置110、追踪控制器120和相机装置支座130可通信地彼此连接。在本发明的一个或多个实施例中，该相机装置110、追踪控制器120和相机装置支座130中的两个或更多个集成在一个装置内。例如，追踪控制器120的至少一部分可包含在该相机装置110内。在另一示例中，追踪控制器120的至少一部分可包含在相机装置支座130内。在又一示例中，追踪控制器120的一部分包含在相机装置110内，而追踪控制器120的另一部分包含在相机装置支座130内。
在本发明的一个或多个实施例中，光源143是可发光的任意装置。在一个或多个实施例中，光源143包括发光二极管LED。在一个或多个实施例中，光源143发射频闪光，其强度和/或颜色随时间而变化。例如，频闪光可根据特定占空比(即，光模式具有亮级的时间所占的百分比)和重复率(即，单位时间周期内强度变化的次数)发射不同步的光变化模式(free-running light change pattern)。在此使用的“光变化模式”是一种光的强度和/或颜色变化的模式。在一个或多个实施例中，光源143发射与相机110的帧频相比具有低重复率(例如，10赫兹、20赫兹等等)的光变化模式。帧频是单位时间内由相机装置110抓取的图像数量(一串静态图像或录像)。在一个或多个实施例中，光源143发射与相机装置110的帧率同步的光变化模式。
在本发明的一个或多个实施例中，相机装置110是具有相机镜头(例如，相机镜头111)以及用于拍摄照片和/或录像的相关元件的装置。相机装置110的一个示例为具有通信功能的专用相机。在一个或多个实施例中，相机装置110是移动装置，比如具有内置相机的移动电话，通常被称为智能手机。智能手机可具有带图形用户界面的显示器，其占据大部分(例如，70％或更多)主表面。相机镜头111可位于智能手机的主表面或背面。在一个或多个实施例中，相机镜头111包括计时器，用于基于光源143的占空比和/或重复率来控制图像抓取的帧率。
在一个或多个实施例中，场景140是由相机装置110成像的动作或事件发生的地点。视场(FOV)141是由相机装置110使用该相机镜头111成像的场景140的范围。换言之，FOV141内的物体将显现于相机装置110所抓取和/或输出的图像中。例如，FOV141可对应于一立体角，相机镜头111在该立体角内投射光输入至与相机装置110相关联的光学传感器(未示出)中。在一个或多个实施例中，根据相机镜头111关于场景140如何取向、关于场景140如何缩放或者关于场景140如何定位，FOV141对应于场景140的不同部分。在一个或多个实施例中，相机装置110包括硬件组件、软件组件或其组合。在一个或多个实施例中，相机装置110可包括以下参照图7A和7B描述的计算系统700和网络720的至少一部分，或者使用其实施。
在本发明的一个或多个实施例中，相机装置支座130被配置为机械地支撑相机装置110，并且回应于来自追踪控制器120的控制信号而调节相机镜头111的FOV141。例如，相机装置支座130可包括电动倾斜及旋转装置，用于调节相机镜头111的相机角度。在另一示例中，相机装置支座130可包括电动横向及竖向滑动装置，用于调节相机镜头111相对于场景140的位置。该滑动装置可包括机械台，用于支撑并移动该相机装置110。下文中参照图3A和3B描述相机装置支座130的示例。
在一个或多个实施例中，追踪控制器120包括被配置为调节相机镜头111的FOV141的硬件组件、软件组件或其组合。例如，追踪控制器120可通过控制相机装置支座130而控制FOV141。在另一示例中，追踪控制器120还可通过控制相机镜头111的缩放等级而控制FOV141。在一个或多个实施例中，追踪控制器120控制FOV141，使得物体142显现于FOV141内的目标位置。在一个或多个实施例中，追踪控制器120使用下文中参照图2描述的方法控制FOV141。在一个或多个实施例中，追踪控制器120包括下文中参照图1.2描述的组件。
图1.2示出了根据一个或多个实施例的追踪控制器120的细节。图1.2的以下描述涉及上文中图1.1所描绘的各种组件。在一个或多个实施例中，可省略、重复/或替换图1.2中示出的一个或多个模块和元件。相应地，本发明的实施例不应被视为受限于图1.2所示模块的具体布置。
如图1.2所示，追踪控制器120包括硬件处理器121、存储器122和资源库123。在本发明的一个或多个实施例中，硬件处理器121对应于下文中图7A所描绘的计算机处理器702。类似地，存储器122和资源库123对应于下文中图7A所描绘的非永久存储器704和/或永久存储器706。例如，存储器122可存储软件指令，运行该软件指令时可使硬件处理器121执行上文中图1.1所描绘的相机装置110的FOV调节功能。在一个或多个实施例中，追踪控制器120根据下文中参照图2描述的方法流程执行FOV调节功能。在一个或多个实施例中，存储器122存储指令以执行下文中参照图2描述的方法流程的一个或多个部分。在一个或多个实施例中，追踪控制器120和相机装置110集成在一个装置中。在此类实施例中，用于执行参照图2描述的方法流程的一个或多个部分的该指令为移动应用或移动app的一部分，移动应用或移动app为用户可安装的软件应用，其被设计以在智能手机或其他移动装置上运行。
而且，如图1.2所示，资源库123包括图像序列126、光变化模式124、位移125、运动参数128和目标位置127。具体地，图像序列126包括由相机装置111抓取的连贯的图像(例如，图像A 126a)。例如，图像A 126a对应于在特定时间点由FOV141覆盖的场景的一部分。光变化模式124是沿该图像序列126的、光强和/或光色在不同强度等级和/或颜色之间交替的模式。在一个或多个实施例中，光变化模式124对应于该图像序列126中每个图像上的光斑。例如，光斑可由每个图像中的像素位置限定或由相连的像素位置的集合限定。在一个或多个实施例中，光变化模式124是由光源143所发射的频闪光引起的，表示该光源143在每个图像内的位置。换言之，光源143在每个图像内的位置可基于沿该图像序列126的该光变化模式124出现在何处而确定。例如，光变化模式124表示光源143在图像A 126a中位于位置A127a。类似地，该图像序列126中的每个其他图像与该光源143的位置相关联。目标位置127是该追踪控制器120被配置为追踪物体142的预定位置。例如，目标位置127可被定义为是FOV141的中心，该中心对应于该图像序列126中每个图像的中心。换言之，追踪控制器120被配置为调节FOV141，以使得调节后该物体142显现于图像的中心(即，目标位置127)。在其他示例中，目标位置127可被定义为是偏离FOV141中心的不同位置。位移125为目标位置127与图像内光源143位置(例如，位置A 127a)之间的距离。在一个或多个实施例中，位移125包括水平方向距离和垂直距离。位移125可通过像素的数量或任意其他适当的距离度量来表示。在一个或多个实施例中，物体142可为移动物体，使得光源143的位置(例如，位置A 127a)可随该图像序列126中图像的不同而变化。在此实施例中，运动参数128是光源143的位置(例如，位置A 127a)随时间的变化率。例如，运动参数128可包括光源143的位置(例如，位置A127a)随该图像序列126中不同图像的变化。取决于物体142的运动方向，该运动参数128可包括水平部分和垂直部分。从数学角度，运动参数128对应于位移125随时间的导数。
在一个或多个实施例中，追踪控制器120基于上述图像序列126、光变化模式124、位移125、运动参数128和目标位置127执行FOV调节功能。具体地，追踪控制器120使用下文中参照图2描述的方法执行FOV调节功能。下文中参照图4-6描述该图像序列126、光变化模式124、位移125和运动参数128的示例。
图2示出了根据一个或多个实施例的流程图。图2中所示进程可通过例如上文中参照图1.1和1.2描述的一个或多个组件执行。可省略、重复/或替换图2中示出的一个或多个步骤。相应地，本发明的实施例不应被视为受限于图2所示步骤的特定顺序和布置。
首先，在步骤S201中，启动场景内的光源。在本发明的一个或多个实施例中，光源被附接在场景中的物体上。在一个或多个实施例中，光源发射频闪光，其强度和/或颜色随时间而变化。例如，频闪光回应于启动(例如，开启)的光源而发射不同步的光模式。在一个或多个实施例中，光源发射与相机装置的帧频相比具有低重复率(例如，10赫兹、20赫兹等等)的光变化模式的频闪光。在一个或多个实施例中，光源发射与相机装置的帧率同步的频闪光。例如，可基于发自追踪控制器和/或相机装置的触发信号而启动和/或同步该频闪光。
在步骤S202中，通过相机装置抓取该场景的图像序列。具体地，物体位于相机镜头的视场(FOV)内并且显现于该图像序列中。例如，该图像序列可包括一串(a burst of)静态图像或者可为一串静态图像的一部分。在另一示例中，该图像序列可包括录像或为录像的一部分。在一个或多个实施例中，该场景的该图像序列是在光源发射频闪光的同时抓取的。在一个或多个实施例中，该图像序列的帧率是基于光源的占空比和/或重复率而选定的，以使得连贯的图像(或者是该图像序列中具有固定间隔的一对图像)包括交替的亮级和暗级，和/或与光源交替的颜色。例如，光源可为不同步的，并且帧率是基于该不同步的光源的预定占空比和/或重复率而选定的。在一个或多个实施例中，相机装置的定时器用于根据该选定的帧率而控制图像抓取。
在一个或多个实施例中，光源的占空比和/或重复率是基于该图像序列的帧率而选定的，以使得连贯的图像(或者是该图像序列中具有固定间隔的一对图像)包括交替的亮级和暗级，和/或与光源交替的颜色。例如，帧率可为预定的，并且光源例如基于来自相机装置的触发信号而与该帧率同步。
在步骤S203中，基于沿该图像序列的局部光变化模式、检测场景中的光源。具体地，从该光源发射的频闪光引起该相机装置的光学传感器接收到的光强和/或光色的变化，产生了沿该图像序列的局部光变化模式。在一个或多个实施例中，调节频闪光的强度，以控制每个图像中该局部强度变化模式所在位置的尺寸。例如，位置尺寸可限于FOV的水平和垂直尺寸的百分比(例如，1％、3％等)。在一个或多个实施例中，在由相机装置的光学传感器识别出的、连贯的图像中交替的亮级和暗级和/或交替的颜色的差异超出预定阈值处定义该位置和尺寸。在一个或多个实施例中，该位置被称为是图像中光源的位置。
在一个或多个实施例中，通过将对应像素的光强值和/或光色值相减，对图像序列中的一对图像进行比较。具体地，光强值和/或光色值是通过光学传感器生成的。具体地，将一个图像中像素的光强值和/或光色值与另一图像中对应像素的光强值和/或光色值相减，以生成差值。将差值中存在交替的亮级和暗级差异和/或存在交替的颜色差异的像素选定为该图像中光源位置的一部分。取决于光源的占空比/重复率与该图像序列的帧率的比值，这对图像可为连贯的图像或者由特定数量的图像(比如每三个图像)分隔的两个图像。
在步骤S204中，分析该图像序列，以确定至少一个图像中光源的位置以及沿该图像序列的该光源的运动。在一个或多个实施例中，光源的位置是基于由相机装置的光学传感器识别出的、连贯的图像中交替的亮级和暗级和/或交替的颜色的差异超出预定阈值处而确定的。在一个或多个实施例中，光源的运动是基于沿该图像序列的该光源位置的变化率而确定的。
在步骤S205中，回应于检测到光源、将至少一个图像内该光源的位置和目标位置进行比较以生成结果。在一个或多个实施例中，该结果包括从该光源位置到该目标位置的位移。在一个或多个实施例中，该位移可随该图像序列中图像的不同而变化，这表示物体是移动物体。在此实施例中，计算位移随时间的变化率，例如，随图像的变化率，并将其作为该运动参数。
在步骤S206中，基于该结果生成控制信号，以用于定向该相机装置。在一个或多个装置中，控制信号被配置为将相机镜头的取向调节为与位移相对(opposite)的方向。例如，如果该位移表示目标位置在图像内光源位置的右方，则控制信号将相机镜头的取向调至朝向左方。在一个或多个实施例中，控制信号被配置为将相机关于场景的相对位置调节为与位移相对(opposite)的方向。例如，如果该位移表示目标位置在图像内光源位置的右方，则控制信号将相机的相对位置调节为朝向左方。在一个或多个实施例中，运动参数被视为是由控制信号引起的调节量的微调。
在步骤S207中，将控制信号发送给安装有相机装置的相机装置支座(例如，倾斜及旋转装置或机械台)。相应地，将相机镜头的取向或相机装置的相对位置调节至与位移相对的方向。
在步骤S208中，在相机装置的FOV内检测目标位置与光源之间的实质对准。具体地，该实质对准是通过将相机镜头的取向或相机装置的相对位置调节至与位移相对的方向而实现的。
在步骤S209中，回应于检测到该实质对准，抓取该场景的额外图像。在一个或多个实施例中，通过相机装置、以规律的重复率(即，帧率)持续地抓取并输出连贯的图像。在此实施例中，被分析以生成控制信号的该图像序列只限于该额外图像之前的滚动时窗(例如，两个连贯图像、五个连贯图像、十个连贯图像等的滚动序列)。随着时间的流逝，该额外图像成为更新的图像序列的一部分，用于生成更新的控制信号，从而持续地追踪FOV中的物体。
在一个或多个实施例中，被分析以生成控制信号的该图像序列被指定为是控制信息而无需由相机装置输出。与之相反，在光源(并且因此该物体)与目标位置实质地对准时、通过该相机装置输出该额外图像。例如，该控制信息可与该额外图像分开存储，直至该控制信号被丢弃或从相机装置中移除。
在步骤S210中，确定是否继续进行图像抓取。如果结果是肯定的，即继续进行图像抓取，则该方法返回至步骤S202。如果结果是否定的，即不继续进行图像抓取，则该方法结束。
图3A、3B、4、5和6示出了根据一个或多个实施例的各种不同示例。图3A、3B、4、5和6中所示的示例，例如可基于上文中图1.1和1.2所描绘的一个或多个组件以及上文中图2所描绘的方法流程。在一个或多个实施例中，可省略、重复/或替换图3A、3B、4、5和6中示出的一个或多个模块和元件。相应地，本发明的实施例不应被视为受限于图3A、3B、4、5和6所示模块的具体布置。
图3A示出了电动相机移动装置支架210，其为图1.1所描绘的相机装置支座130的示例。此外，由该电动相机移动装置支架210机械地支撑的相机移动装置201(例如，具有相机镜头220的智能手机)为上文中图1.1所描绘的相机装置110的示例。在本发明的一个或多个实施例中，电动相机移动装置支架210是一种电机组件，包括支座221、倾斜轴203、U型托架204、旋转轴209和支架222。支座221被配置为机械地支撑相机移动装置201，并且机械地连接至倾斜轴203。支架222被配置于实体表面的同时、维持该电动相机移动装置支架210的机械稳定。虽然未明确示出，U型托架204容纳与该倾斜轴203连接的倾斜电机、与该旋转轴209连接的旋转电机以及被配置为与上文中图1.1所描绘的相机装置110和/或追踪控制器120通信的通信接口。例如，通信接口可基于蓝牙、NFC、USB或其他无线/有线通信接口。在一个或多个实施例中，旋转轴209可回应于经由通信接口从该追踪控制器120接收到控制信号、通过该旋转电机、围绕旋转轴线209-1旋转。类似地，倾斜轴203可回应于经由通信接口从该追踪控制器120接收到控制信号、通过该倾斜电机、围绕倾斜轴线203-1旋转。回应于该支座221关于该倾斜轴线203-1的倾斜和/或该支座221连同该倾斜轴203和托架204一起围绕该旋转轴线209-1的旋转，可调节相机镜头220的取向。相应地，相机镜头220的FOV220-1是根据相机镜头220的取向而调节的。
图3B示出了相机移动装置手柄800，其为上文中图1.1所描绘的相机移动装置支座130的示例。此外，由该相机移动装置手柄800机械地支撑的相机移动装置201(例如，具有相机镜头220的智能手机)是上文中图1.1所描绘的相机装置110的示例。在本发明的一个或多个实施例中，相机移动装置手柄800是一种电机组件，包括支座221、倾斜轴203、倾斜电机213、旋转轴209、旋转电机219和手柄222。支座221被配置为机械地支撑相机移动装置201，并且机械地连接至倾斜轴203。手柄222被配置为在由观察者握持的同时、维持该相机移动装置手柄800的机械稳定。虽然未明确示出，手柄222包括被配置为与上文中图1.1所描绘的相机装置110和/或追踪控制器120通信的通信接口。例如，通信接口可基于蓝牙、NFC、USB或其他无线/有线通信接口。在一个或多个实施例中，旋转轴209可回应于经由通信接口从该追踪控制器120接收到控制信号、通过该旋转电机219、围绕旋转轴线209-1旋转。类似地，倾斜轴203可回应于经由通信接口从该追踪控制器120接收到控制信号、通过该倾斜电机213、围绕倾斜轴线203-1旋转。回应于该支座221关于该倾斜轴线203-1的倾斜和/或该支座221连同该倾斜轴203和倾斜电机213一起围绕该旋转轴线209-1的旋转，可调节相机镜头220的取向。相应地，相机镜头220的FOV220-1是根据相机镜头220的取向而调节的。
图4示出了上文中图1.1和1.2所描绘的光源143的光变化模式124。如图4所示，水平轴对应于时间，而垂直轴对应于光强。具体地，光变化模式124是光强随时间在亮级400a和暗级400b之间交替的模式。例如，在时间周期A 410中维持亮级400a光强，并且可以以特定重复率随时间重现亮级400a光强。当光强随时间在亮级400a和暗级400b之间交替时，通过相机装置周期性地抓取图像序列。例如，可在时间点A 401a、时间点B 401b、时间点C401c等处抓取图像序列中的连贯图像，这些时间点以时间周期B 420、时间周期C 430等彼此间隔。具体地，时间周期A 410包含至少一个图像抓取时间点，比如时间点B 401b。虽然图4中描绘的光变化模式124是一种光强变化的模式，但在其他示例中该光变化模式124还可包括光色变化。换言之，可用不同的颜色来表示光色变化，从而作为亮级400a和暗级400b的替代或补充方案。
图5示出了上文中图1.1和1.2描绘的场景140的图像序列126的示例。如图5所示，该图像序列126包括在上文中描述的时间点A 401a、时间点B 401b、时间点C 401c等处抓取的图像A 126a、图像B 126b和图像C 126c等等。根据上文中参照图4描绘的光变化模式124的示例，光源143显现为图像A 126a、图像B 126b和图像C 126c等中标记为“a”的位置处的交替的暗斑和亮斑。与之相反，在图像A 126a、图像B 126b和图像C 126c等中标记为“b”的其他位置处的光强维持实质地不变。例如，标记为“a”的位置可通过图像A 126a和图像B126b中对应像素的光强值相减得到的差值结果126d确定。类似地，标记为“a”的位置还可通过图像B 126b和图像C 126c中对应像素的光强值相减得到的差值结果126d确定。在差值结果126d中，黑色表示无差，而白色表示非零差。相应地，光源的位置对应于差值结果126d中的白斑。
而且，如图5所示，每个图像的中心被定义为是目标位置127。相应地，从标记为“a”的位置到目标位置127之间的距离对应于位移125。图5中所示的该标记为“a”的位置、该目标位置127以及该位移125分别为上文中图1.2所描绘的位置A 127a、目标位置127以及位移125的示例。在一个或多个实施例中，该标记为“a”的位置随图像A 126a、图像B 126b和图像C 126c等的不同而变化。该标记为“a”的位置随图像A 126a、图像B 126b和图像C 126c等而变化的变化率对应于上文中图1.2所描绘的运动参数128。
图6示出了一种示例性录像600，其包括上文中参照图4描述的图像序列126的示例。在示例性情景中，目标位置是图像的中心。如图6所示，光源143被识别为位于图像序列126中各图像(例如，图像A 126)的左部。具体地，光源143由男性(即，物体142)的双手支撑。例如，光源143的位置是基于上文中图5所描绘的图像A 126a、图像B 126b和图像C 126c等中交替的暗斑和亮斑而识别的。换言之，光源143对应于图5中描绘的图像A 126a、图像B126b和图像C 126c等中标记为“a”的位置。由于目标位置(即，图像中心)在光源位置的右方，目标追踪控制器120被配置为将相机装置110朝左侧取向，使得支撑该光源143的该男性(即，物体142)显现于图像的中心。相应地，基于所识别出的光源143的位置“a”而调节该相机装置110的取向，以使得物体142显现于图像X 126x的中心。
本发明的实施例可在计算系统上实施。可使用移动、台式、服务器、路由器、交换器、嵌入式装置或其他类型的硬件的任意组合。例如，如图7A所示，计算系统700可包括一个或多个计算机处理器702、非永久存储器704(例如，易失性存储器，比如随机存取存储器(RAM)、缓存器)、永久存储器706(例如，硬盘、比如光盘驱动器或数字通用光盘(DVD)驱动器的光驱、闪存等等)、通信接口712(例如，蓝牙接口、红外接口、网络接口、光接口等等)以及若干其它元件和功能。
计算机处理器702可为用于处理指令的集成电路。例如，计算机处理器可为处理器的一个或多个内核或微内核。计算系统700还可包括一个或多个输入装置710，比如触屏、键盘、鼠标、麦克风、触摸板、光笔或任意其它类型的输入装置。
通信接口712可包括用于将计算系统700连接至网络(未示出)(例如，局域网(LAN)、比如因特网的万维网(WAN)、移动网络或任意其它类型的网络)和/或其它装置(比如其它计算装置)的集成电路。
而且，计算系统700可包括一个或多个输出装置708，比如屏幕(例如，液晶显示器(LCD)、等离子显示器、触屏、阴极射线管(CRT)监视器、投影仪或其他显示装置)、打印机、外部存储或任意其他输出装置。一个或多个该输出装置可与该输入装置相同或不同。该输入及输出装置可以以本地或远程方式连接至计算机处理器702、非永久存储器704和永久存储器706。存在许多不同类型的计算系统，并且前述输入和输出装置可采取其它形式。
以用于执行本发明实施例的计算机可读程序代码的形式存在的软件指令可整体或部分地、暂时或永久地存储在非暂态计算机可读介质中，比如CD、DVD、存储装置、软盘、磁带、闪存、物理存储器或任意其它计算机可读存储介质。具体地，软件指令可对应于计算机可读程序代码，当由处理器运行时，其被配置为执行本发明的一个或多个实施例。
图7A中的计算系统700可连接至网络或为网络的一部分。例如，如图7B所示，网络720可包括多个节点(例如，节点X722、节点Y724)。每个节点可对应于计算系统，比如如图7A所示的计算系统，或节点的组合可对应于图7A所示的计算系统。示意性地，本发明的实施例可在分布式系统中的节点上实施，该节点连接至其它节点。示意性地，本发明的实施例可在具有多个节点的分布式计算系统上实施，其中本发明的每个部分可位于该分布式计算系统内的不同节点上。而且，前述计算系统700的一个或多个元件可位于远程位置并且通过网络连接至其它元件。
尽管图7B中未示出，但该节点可对应于服务器机箱中的叶片(blade)，其经由背板连接至其它节点。示意性地，该节点可对应于数据中心的服务器。示意性地，该节点可对应于计算机处理器或者具有共享存储器和/或资源的计算机处理器的微内核。
网络720中的节点(例如，节点X722、节点Y724)可被配置为向客户端装置726提供服务。例如，该节点可为云计算系统的一部分。该节点可包括从客户端装置726接收请求并且向客户端装置726发送应答的功能。客户端装置726可为计算系统，比如图7A所示的计算系统。而且，客户端装置726可包括和/或执行本发明的一个或多个实施例的全部或一部分。
图7A和图7B中描绘的计算系统或计算系统的组可包括执行在此公开的各种操作的功能。例如，该计算系统可执行相同或不同系统上进程之间的通信。采用相同形式的被动或主动通信的各种各样的机构可利于相同装置上进程之间的数据交换。这些进程间通信的代表性示例包括但不限于：文件、信号、插口、消息队列、传输线路、旗语、共享存储器、消息传递以及存储器映射文件的实施方式。
图7A中的计算系统可实施和/或可被连接至数据储存库。例如，数据储存库的一个示例为数据库。数据库是被配置为易于数据检索、修改、重新组织和/或删除的信息的集合。数据库管理系统(DBMS)是一种向用户提供定义、创建、查询、更新或管理数据库的接口的软件应用。
用户或软件应用可向DBMS提交声明或查询。然后，DBMS解读该声明。该声明可为用于请求信息的选择声明、更新声明、创建声明、删除声明等等。此外，该声明可包括指定数据或数据容器(数据库、表格、记录、栏、视图等等)、标识符、状态(比较运算符)、函数(例如，并集、全并集、计数、取平均等等)、排序(例如，升序、降序)等等的参数。DBMS可运行该声明。例如，DBMS可访问存储器缓存、参照或索引文件以进行读取、写入、删除或其组合，以用于应答该声明。DBMS可从永久或非永久存储器加载数据，并且执行运算以应答该查询。DBMS可将结果返回给用户或软件应用。
上述功能描述仅为图7A中计算系统和图7B中节点和/或客户端装置执行的功能的少数示例。使用本发明的一个或多个实施例，还可执行其它功能。
虽然已参照有限的实施例描述了本发明，但受益于本公开的本领域技术人员在不脱离在此公开的本发明的范围的前提下还可构想出其它实施例。因此，本发明的范围应仅由随附权利要求书限定。

Claims (20)

1.一种用于目标追踪的方法，包括：
使用相机装置周期性地抓取场景的图像序列，所述图像序列的帧率与光源的占空比和/或重复率相配合，所述图像序列包含连贯的图像或具有固定间隔的一对图像，且图像序列中包含设定的特定局部光变化，以使得连贯的图像或者具有固定间隔的一对图像包括交替的亮级和暗级，和/或与光源交替的颜色；
基于沿所述图像序列的设定的特定局部光变化的模式、检测所述场景中的光源，所述光源的检测方式为对图像序列中包含的连贯图像或具有固定间隔的一对图像进行比较，将存在交替的亮级和暗级差异和/或存在交替的颜色差异的像素选定为该图像中光源位置的一部分；
回应于检测到所述光源、将所述图像序列中至少一个图像中光源的位置与所述至少一个图像内的目标位置进行比较以生成结果；以及
基于所述结果生成控制信号以改变所述相机装置的视场，从而使得所述光源与所述目标位置在所述视场内实质地对准。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
将所述控制信号发送给安装有所述相机装置的倾斜及旋转装置；
回应于发送所述控制信号、检测所述目标位置与所述光源在所述视场内的实质对准；以及
使用所述相机装置并且回应于检测到所述实质对准、进一步抓取所述场景的额外图像，
其中，所述光源附接在所述场景中的物体上，以使得所述物体在所述额外图像中显现于所述目标位置。
3.如权利要求1所述的方法，其中，沿所述图像序列的所述局部光变化的模式是通过所述光源发射的频闪光产生的。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述局部光变化的模式包括选自由以下群组中的至少一个：光强变化、光色变化以及光强变化与光色变化的结合。
5.如权利要求1所述的方法，还包括：
分析所述图像序列以确定所述至少一个图像中所述光源的位置以及所述光源沿所述图像序列的运动，
其中，还基于所述运动生成所述控制信号。
6.如权利要求2所述的方法，其中，所述图像序列和所述额外图像是录像中视频帧序列的一部分。
7.如权利要求2所述的方法，还包括：
指定所述图像序列为与所述额外图像分离的控制信息。
8.一种用于相机装置的追踪控制器，包括：
计算机处理器；以及
存储器，所述存储器存储指令，当执行所述指令时、引起所述计算机处理器：
获取场景的图像序列，其中所述图像序列是由所述相机装置周期性地抓取的，所述图像序列的帧率与光源的占空比和/或重复率相配合，所述图像序列包含连贯的图像或具有固定间隔的一对图像，且图像序列中包含设定的特定局部光变化，以使得连贯的图像或者具有固定间隔的一对图像包括交替的亮级和暗级，和/或与光源交替的颜色；
基于沿所述图像序列的设定的特定局部光变化的模式、检测所述场景中的光源，所述光源的检测方式为对图像序列中包含的连贯图像或具有固定间隔的一对图像进行比较，将存在交替的亮级和暗级差异和/或存在交替的颜色差异的像素选定为该图像中光源位置的一部分；
回应于检测到所述光源、将所述图像序列中至少一个图像中光源的位置与所述至少一个图像内的目标位置进行比较以生成结果；以及
基于所述结果生成控制信号以改变所述相机装置的视场，从而使得所述光源与所述目标位置在所述视场内实质地对准。
9.如权利要求8所述的追踪控制器，其中，当执行所述指令时、还使所述计算机处理器：
将所述控制信号发送给安装有所述相机装置的倾斜及旋转装置；
回应于发送所述控制信号、检测所述目标位置与所述光源在所述视场内的实质对准；以及
回应于检测到所述实质对准、使所述相机装置进一步抓取所述场景的额外图像，
其中，所述光源附接在所述场景中的物体上，以使得所述物体在所述额外图像中显现于所述目标位置。
10.如权利要求8所述的追踪控制器，其中，沿所述图像序列的所述局部光变化的模式是通过所述光源发射的频闪光产生的。
11.如权利要求8所述的追踪控制器，其中，所述局部光变化的模式包括选自由以下群组中的至少一个：光强变化、光色变化以及光强变化与光色变化的结合。
12.如权利要求8所述的追踪控制器，其中，当执行所述指令时、还使所述计算机处理器：
分析所述图像序列以确定所述至少一个图像中所述光源的位置以及所述光源沿所述图像序列的运动，
其中，还基于所述运动生成所述控制信号。
13.如权利要求9所述的追踪控制器，其中，所述图像序列和所述额外图像是录像中视频帧序列的一部分。
14.如权利要求9所述的追踪控制器，其中，当执行所述指令时、还使所述计算机处理器：
指定所述图像序列为与所述额外图像分离的控制信息。
15.一种非暂态计算机可读介质，存储用于目标追踪的指令，当由计算机处理器运行时、所述指令包括以下功能：
获取场景的图像序列，其中所述图像序列是由所述相机装置周期性地抓取的，所述图像序列的帧率与光源的占空比和/或重复率相配合，所述图像序列包含连贯的图像或具有固定间隔的一对图像，且图像序列中包含设定的特定局部光变化，以使得连贯的图像或者具有固定间隔的一对图像包括交替的亮级和暗级，和/或与光源交替的颜色；
基于沿所述图像序列的设定的特定局部光变化的模式、检测所述场景中的光源，所述光源的检测方式为对图像序列中包含的连贯图像或具有固定间隔的一对图像进行比较，将存在交替的亮级和暗级差异和/或存在交替的颜色差异的像素选定为该图像中光源位置的一部分；
回应于检测到所述光源、将所述图像序列中至少一个图像中光源的位置与所述至少一个图像内的目标位置进行比较以生成结果；以及
基于所述结果生成控制信号以改变所述相机装置的视场，从而使得所述光源与所述目标位置在所述视场内实质地对准。
16.如权利要求15所述的非暂态计算机可读介质，其中，当由计算机处理器运行时、所述指令还包括以下功能：
将所述控制信号发送给安装有所述相机装置的倾斜及旋转装置；
回应于发送所述控制信号、检测所述目标位置与所述光源在所述视场内的实质对准；以及
使用所述相机装置并且回应于检测到所述实质对准、进一步抓取所述场景的额外图像，
其中，所述光源附接在所述场景中的物体上，以使得所述物体在所述额外图像中显现于所述目标位置。
17.如权利要求15所述的非暂态计算机可读介质，其中，沿所述图像序列的所述局部光变化的模式是通过所述光源发射的频闪光产生的。
18.如权利要求17所述的非暂态计算机可读介质，其中，所述局部光变化的模式包括选自由以下群组中的至少一个：光强变化、光色变化以及光强变化与光色变化的结合。
19.如权利要求15所述的非暂态计算机可读介质，其中，当由计算机处理器运行时、所述指令还包括以下功能：
分析所述图像序列以确定所述至少一个图像中所述光源的位置以及所述光源沿所述图像序列的运动，
其中，还基于所述运动生成所述控制信号。
20.如权利要求16所述的非暂态计算机可读介质，其中，当由计算机处理器运行时、所述指令还包括以下功能：
指定所述图像序列为与所述额外图像分离的控制信息。
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