[发明专利]PTZ摄像机获取感兴趣区域高分辨率图像的方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种视频监控技术领域的方法，具体是一种PTZ(Pan-Tilt-Zoom，旋转俯仰缩放)摄像机获取感兴趣区域高分辨率图像的方法。

背景技术

视频监控的基本形式是利用安装在重要场所的摄像机，远程监控场景中的物体，行人和事件。相关的智能化应用包括利用计算机视觉和图像处理的方法对视频进行目标检测、目标识别、目标跟踪以及对目标行为进行描述和理解。目前，视频监控的主要方式还是安排专门人员观察采集到的视频，而一些智能化的功能例如基于人脸或者步态的身份识别等，已经发挥了一定的作用，但还不能取代观察员。如何从监控摄像机采集的视频中提供更加有效和关键的信息给观察员和图像处理模块是现在研究的热点。一方面，监控系统需要掌握场景中的景物是否变化，是否有人经过；另一方面，一些局部特征，如行人的脸部特征、携带物体的外观，更是影响到安全情况的重要信息。目前监控应用中流行的云台摄像机大多具有全方位视角变化和较大范围光学变焦的能力，并可以通过网络远程控制摄像头运动。

经对现有技术文献的检索发现，Ajmal Mian在2008国际会议论文上发表了题为“Realtime Face Detection and Tracking Using a Single Pan，Tilt，Zoom Camera(单一PTZ摄像机的实时人脸检测和跟踪方法)”的文章，该文依靠图像处理和分析，直接在图像中进行人脸检测和跟踪(人脸是一种常见的感兴趣区域)，随后依据人脸的位置和大小，调节PTZ摄像机进行视野的调整，以获得更清晰的人脸图像，但是该技术在实际应用中，当目标较小时，很难通过人脸检测得到感兴趣区域，跟踪也就无从开始；虽然考虑了延迟环节，要求指令发送要有间隔，但是没有做出运动预测；在人脸占据较大比例之后，按照正常人的运动速度和其中的延迟，要将人脸稳定在视野内将难以实现。

又经检索发现，中国专利申请号为200610152659.4，专利名称为：空间移动物体锁定寻标装置及其方法，该申请案首先比较前后帧的影响差别，利用差分信息界定出移动物体，然后跟据移动物体在画面中的位置和大小，调整PTZ摄像机的朝向和焦距，使移动物体在影像中所占比例适当，以提供清晰且分辨率高的影像。但是该技术用PTZ摄像机完全去跟踪目标，则对原来的大场景失去监控；对系统硬件性能有较高要求，同时也很难以软件模块的形式应用到已经搭建好的监控系统中。

又经检索发现，美国专利号为7542588，专利名称为：System and method forassuring high resolution imaging of distinctive characteristics of a movingobject(运动物体显著特征高分辨率成像的系统和方法)，该专利采用(至少)一个静止摄像机和(至少)一个运动摄像机对场景进行监控，当有目标经过时，静止摄像机会检测到目标，并对目标进行运动预测，此时控制另一个PTZ摄像机指向预测位置，并依据目标大小调节焦距，对目标进行高分辨率拍摄。但是该技术需要利用至少两个摄像机来完成高分辨率图像的捕获任务；并没有考虑直接针对特征进行抓拍，而以人的位置作为运动摄像机的聚焦目标。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种PTZ摄像机获取感兴趣区域高分辨率图像的方法。本发明通过对PTZ摄像机设置捕捉视野，结合对感兴趣区域的路径预测，利用一台PTZ摄像机对感兴趣区域直接定位，实现了PTZ摄像机获取感兴趣区域图像的目的。

本发明是通过以下技术方案实现的，包括如下步骤：

第一步，根据默认摄像场景，对PTZ摄像机设置若干个捕捉视野，并记录每个捕捉视野与默认摄像场景的切换途径。

所述的记录每个捕捉视野与默认摄像场景的切换途径，是标定预置点或者是设置PTZ指令，其中：标定预置点是对于有预置点功能的PTZ摄像机，直接将设置的捕捉视野标定为预置点，并记录捕捉视野与默认拍摄场景的对应关系和切换所需的时间；设置PTZ指令是对于没有预置点功能的PTZ摄像机，人为获取并记录实现捕捉视野与默认拍摄场景切换的控制指令，并记录捕捉视野与默认拍摄场景的对应关系和切换所需的时间。

所述的捕捉视野，其区域在同一焦距下，大于感兴趣区域。

第二步，将PTZ摄像机调节到默认摄像场景，进行背景建模，在模型稳定之后，开始进行运动目标检测。

所述的模型是混合高斯模型。