[发明专利]自动跟踪运动目标的方法和装置

说明书

本发明涉及一种自动跟踪运动目标的方法，以便通过对于摄象机的控制使得目标总是定位在摄象机镜头中心的前方，还涉及本方法相应的装置。

在通常的电视会议系统、可视电话和监视系统中，摄象机用于拍摄一个目标并将拍摄的视频信号发送或存储在单独的记录介质中。在显示上述的系统开始时，摄象机就已被固定到每一个系统的主体。所以，在由于目标移动而不是处在摄象机的前面的情况下，使用者就要手动地调节系统本身或摄象机本身的位置，为的是使摄象机正对该目标，以便使得目标定位在摄象机镜头的前面。

但是，当在电视会议系统或可视电话系统中若使用者在谈话期间移动时，上述的方法使得使用者要顾及该摄象机，并不得不在观察监视器的同时直接地调节摄象机，这种系统的使用是不方便的。

为了解决上述的问题，传统的装置包括了用于在水平和垂直方向上旋动摄象机的一个摄象机驱动装置和一个用于检测目标移动的运动检测器，其中的摄象机自动地在一个方向上旋动到对应于被测的移动量。该摄象机驱动装置包括用于在水平和垂直方向上旋动该摄象机的两个马达。该运动检测器采用公知的数据块匹配算法(BMA)从显象管获得的顺序单元图形中检测目标的运动矢量。该装置产生对应于被测的目标运动矢量的大小和方向的马达驱动信号，并控制该摄象机，以便使得该目标定位在摄象机镜头的前方。所以，根据目标的移动来自动地调节摄象机的方法解决了使用上的不方便。

但是，在上述的自动方法中，当着目标是在摄象机能够旋动的水平和垂直方向之外时，摄象机不能够跟踪该目标。

为了解决上述的问题，本发明的一个目的是提供一种把一个摄象机的目标搜寻范围扩展到一个变焦极限的方法当摄象机是在一摄象机的旋动范围内时执行传统的自动摄象机控制方法，而当摄象机是在摄象机旋动范围之外时执行一个变焦操作。

本发明的另一个目的是提供采用上述的方法的一个装置。

为了实现本发明的上述的目的，提供了一种借助控制摄象机的移动目标的自动跟踪方法，该自动目标跟踪方法包括下列的步骤：(a)把顺序单元图像相互比较，检测一个目标的运动矢量，产生对应于该被测运动矢量的摄象机控制信号并控制该摄象机跟踪该运动目标；和(b)在当核查到该摄象机到达该摄象机的旋动范围的极限时，在扩展摄象机的一个目标搜寻区域的方向上执行一个变焦操作，直到该目标被定位在一个预定的有效范围内为止。

为了实现本发明的另一个目的，还提供一种用于自动地跟踪运动目标的装置，该自动跟踪装置包括：

一个摄象机，包括一个变焦距镜头和一个自动聚焦镜头，用于把经过这些镜头输入的目标图像转换成电信号；其上安装有摄象机的包括一个摄象机驱动器的摄象机支撑单元，用于绕一个轴和垂直于这一个轴的轴旋动该摄象机，以及一个旋动极限检测器，用于检测该摄象机是否到达每一个方向的旋转范围的极限，并输出旋转范围的每一个极限的检测信号；一个第一控制器，用于把从摄象机输出的当前单元图像与前一个单元图像相比较，检测目标的运动矢量，并控制该摄象机驱动装置，以便使得该摄象机移动到对应于检测信号的方向和大小；和一个第二控制器，无论何时有通知该摄象机到达其旋动范围的极限的检测信号被加入，该第二控制器用于在扩展摄象机目标搜寻范围的方向上调节变焦距镜头，从而使得摄象机跟踪该运动目标，并使用在摄象机中接收的图像的亮度成分调节一个自动聚焦镜头。

将参照下列的附图描述最佳实施例：

图1是根据本发明最佳实施例的用于自动跟踪运动目标的一个自动跟踪摄象机装置框图；

图2A是图1的自动跟踪摄象机装置的侧视图；

图2B是在图2A中沿着直线2B-2B得到的该自动跟踪摄象机装置的截面图；

图3A,3B和3C是说明图1示出的装置的操作流程图；

图4是说明一个过程的概念图，说明用于在图像平面π上从运动目标的位置成分获得摄象机的位移的过程；

图5示出在屏幕上搜寻到的目标的一个位置，此时摄象机逐步地在扩展摄象机搜寻范围的方向上执行一个变焦距操作；

图6示出在本发明的最佳实施例中的一个有效范围的设置。

参考图1-6详细描述本发明的最佳实施例。