專利名稱：異常目標(biāo)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)及跟蹤攝像機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種異常目標(biāo)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)及跟蹤攝像機(jī)系統(tǒng)，是一種能夠自動(dòng)發(fā)現(xiàn)視野中的異常目標(biāo)、對(duì)其自動(dòng)跟蹤、攝像機(jī)鏡頭自動(dòng)改變放大倍數(shù)的保安監(jiān)控系統(tǒng)。
正常情況下，攝像機(jī)拍攝圖像的分辨率不高，細(xì)節(jié)不明顯。當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，為了取證的需要，需要能夠在發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后自動(dòng)調(diào)節(jié)攝像機(jī)鏡頭放大倍數(shù)，得到更加清晰、完整的目標(biāo)圖像，這種功能是目前監(jiān)控系統(tǒng)不具有的。
本發(fā)明的目的是通過將圖像采集單元、圖像處理單元和云臺(tái)控制單元設(shè)計(jì)成專用的硬件電路并嵌入到云臺(tái)中，使攝像機(jī)鏡頭、攝像機(jī)、圖像采集單元、圖像處理單元、云臺(tái)控制單元、云臺(tái)構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。攝像機(jī)輸出的標(biāo)準(zhǔn)電視信號(hào)分成兩路，一路直接輸出，另一路與圖像采集單元相連，采集到的數(shù)字圖像信號(hào)送圖像處理單元。云臺(tái)控制單元一端與圖像處理單元相連，另一端與云臺(tái)相連。云臺(tái)控制單元具有RS232通訊接口，系統(tǒng)可通過該接口向監(jiān)控中心發(fā)出報(bào)警或者監(jiān)控中心通過該接口手動(dòng)控制系統(tǒng)中的云臺(tái)及攝像機(jī)鏡頭。
從攝像機(jī)輸出的標(biāo)準(zhǔn)電視信號(hào)一路直接與監(jiān)控中心的監(jiān)視器相連或?qū)D像以TCP/IP等數(shù)字協(xié)議上傳。另一路經(jīng)過圖像采集單元變換為數(shù)字視頻信號(hào)。圖像處理單元對(duì)采集到的數(shù)字視頻信號(hào)進(jìn)行處理和分析，檢測(cè)圖像中是否有異常并輸出最大異常目標(biāo)的中心坐標(biāo)到云臺(tái)控制單元。云臺(tái)控制單元可通過RS232接口向監(jiān)控中心報(bào)警，同時(shí)控制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，使安裝在云臺(tái)上的攝像機(jī)的光軸指向檢測(cè)到的異常目標(biāo)。當(dāng)異常目標(biāo)圖像移動(dòng)到視野中心附近時(shí)，云臺(tái)控制單元自動(dòng)的調(diào)節(jié)攝像機(jī)鏡頭放大倍數(shù)從而使監(jiān)控中心得到異常目標(biāo)清晰、完整的視頻圖像。
本發(fā)明的圖像采集單元、圖像處理單元和云臺(tái)控制單元設(shè)計(jì)成專用的硬件電路嵌入到云臺(tái)中。圖像采集單元將PAL制式的標(biāo)準(zhǔn)電視信號(hào)變?yōu)?6位數(shù)字視頻信號(hào)輸出。圖像處理單元進(jìn)行圖像處理，完成異常目標(biāo)的檢測(cè)輸出最大異常目標(biāo)的中心位置，并根據(jù)目標(biāo)的大小和在視野中的位置輸出攝像機(jī)鏡頭變倍控制量。云臺(tái)控制單元根據(jù)圖像處理單元輸出的異常目標(biāo)中心位置控制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)角度，根據(jù)攝像機(jī)鏡頭變倍控制量完成鏡頭變倍。
本發(fā)明的圖像采集單元、圖像處理單元和云臺(tái)控制單元分別采用專用視頻解碼芯片(Video Decoder)、數(shù)字信號(hào)處理器件(DSP)以及單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明中異常檢測(cè)的方法是對(duì)采集到的數(shù)字圖像與時(shí)間相關(guān)的上一幀圖像的灰度特征進(jìn)行比較，將灰度突變的區(qū)域作為異常，形成二值化圖像。對(duì)形成的二值化圖像進(jìn)行圖像分割，將面積小的區(qū)域作為噪聲忽略，將面積大于某閾值的異常區(qū)域作為異常目標(biāo)區(qū)域。計(jì)算異常目標(biāo)區(qū)域的面積并返回面積最大的異常目標(biāo)區(qū)域的中心坐標(biāo)，通知云臺(tái)控制單元出現(xiàn)異常，完成異常檢測(cè)。
本發(fā)明中攝像機(jī)鏡頭自動(dòng)變倍的原理是根據(jù)異常目標(biāo)區(qū)域的中心距離視野中心的距離決定是否變倍，如果該距離小于某閾值就進(jìn)行變倍。將鏡頭放大倍數(shù)分為4級(jí)，根據(jù)異常目標(biāo)區(qū)域的圖像面積和中心位置決定變倍級(jí)別，面積越小變倍級(jí)別越大。
本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有交流供電的云臺(tái)進(jìn)行改進(jìn)，采用兩部步進(jìn)電機(jī)代替現(xiàn)有云臺(tái)所采用的交流電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件，分別完成水平轉(zhuǎn)動(dòng)和俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)方向的控制，提高了云臺(tái)控制的靈活性，提高了云臺(tái)位置控制的快速性和準(zhǔn)確性。
與以往使用交流供電云臺(tái)加遠(yuǎn)端計(jì)算機(jī)構(gòu)成的異常目標(biāo)跟蹤監(jiān)控系統(tǒng)相比，本發(fā)明因?yàn)槭褂脤ｉT的硬件實(shí)現(xiàn)視頻圖像的采集、處理、云臺(tái)控制，并將鏡頭、攝像機(jī)、圖像采集單元、圖像處理單元、云臺(tái)控制單元和云臺(tái)在機(jī)構(gòu)內(nèi)部構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，消除了圖像傳輸速度低和云臺(tái)控制延時(shí)大對(duì)控制的影響，實(shí)現(xiàn)了原來不能實(shí)現(xiàn)的對(duì)快速入侵目標(biāo)的檢測(cè)、跟蹤、自動(dòng)變倍功能。應(yīng)用本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行改造時(shí)，只要替換系統(tǒng)中的云臺(tái)部分，原來的監(jiān)控系統(tǒng)的其他部分不需改動(dòng)，因此本發(fā)明系統(tǒng)的應(yīng)用前景廣泛。
圖2為本發(fā)明系統(tǒng)控制電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為云臺(tái)控制單元主要電路。
圖4為控制字格式。
圖5為水平、俯仰控制量格式。
圖6為DSP軟件中斷處理程序流程圖。
圖7為實(shí)現(xiàn)后系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7(a)為系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)正視圖，圖7(b)為系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。圖7中，1為水平步進(jìn)電機(jī)，2為俯仰步進(jìn)電機(jī)，3為水平傳動(dòng)皮帶，4為俯仰傳動(dòng)皮帶，5為水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架，6為俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架，7為俯仰限位開關(guān)，8為水平限位開關(guān)，9為攝像機(jī)，10為攝像機(jī)鏡頭，11為控制電路部分，12為固定機(jī)架。
如

圖1所示，本發(fā)明的異常目標(biāo)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)及跟蹤攝像機(jī)系統(tǒng)是由鏡頭、攝像機(jī)、圖像采集單元、圖像處理單元、云臺(tái)控制單元構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。其中鏡頭采用電動(dòng)三可變鏡頭，鏡頭的焦距、放大倍數(shù)和光圈可通過鏡頭上的控制線控制。攝像機(jī)采用模擬攝像機(jī)，輸出PAL制式的標(biāo)準(zhǔn)電視信號(hào)。
攝像機(jī)的輸出連接監(jiān)控中心和圖像采集單元，圖像采集單元的輸出經(jīng)圖像處理單元連接云臺(tái)控制單元，云臺(tái)控制單元的輸出與云臺(tái)及攝像機(jī)鏡頭相連，云臺(tái)控制單元通過RS232通訊接口與監(jiān)控中心相連。
從攝像機(jī)輸出的標(biāo)準(zhǔn)電視信號(hào)一路直接與監(jiān)控中心的監(jiān)視器相連或?qū)D像以TCP/IP等數(shù)字協(xié)議上傳，另一路送到圖像采集單元，由圖像采集單元將PAL制式的標(biāo)準(zhǔn)電視信號(hào)變?yōu)?6位數(shù)字視頻信號(hào)輸出。圖像處理單元對(duì)采集到的數(shù)字視頻信號(hào)進(jìn)行處理和分析，檢測(cè)圖像中是否有異常并輸出最大異常目標(biāo)的中心坐標(biāo)到云臺(tái)控制單元。云臺(tái)控制單元可通過RS232接口向監(jiān)控中心報(bào)警，同時(shí)控制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，使安裝在云臺(tái)上的攝像機(jī)的光軸指向檢測(cè)到的異常目標(biāo)。當(dāng)異常目標(biāo)圖像移動(dòng)到視野中心附近時(shí)，云臺(tái)控制單元自動(dòng)的調(diào)節(jié)攝像機(jī)鏡頭放大倍數(shù)從而使監(jiān)控中心得到異常目標(biāo)清晰、完整的視頻圖像。
圖2說明了系統(tǒng)控制電路整體實(shí)現(xiàn)方法。圖中的DSP開發(fā)板C6711DSK實(shí)現(xiàn)圖像處理單元，擴(kuò)展子板實(shí)現(xiàn)圖像采集單元和云臺(tái)控制單元。DSP開發(fā)板C6711DSK上的核心器件為TMS320C6711DSP芯片。DSP開發(fā)板與擴(kuò)展子板之間通過DSP開發(fā)板上的擴(kuò)展接口相連接。圖2中步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器采用了迅捷公司的XJ-2HB02M，它的最大驅(qū)動(dòng)電流為1安培。鏡頭控制信號(hào)由地線和聚焦、變倍、光圈控制信號(hào)組成。
擴(kuò)展子板上圖像采集單元采用專用視頻解碼芯片，型號(hào)為SAA7111實(shí)現(xiàn)。SAA7111的I2C總線通過將DSP開發(fā)板的DB_CLKX1，DB_DX1設(shè)置成通用I/O方式模擬實(shí)現(xiàn)。圖像采集單元采用了基于先進(jìn)先出存儲(chǔ)器的圖像幀緩沖結(jié)構(gòu)，先進(jìn)先出存儲(chǔ)器采用專用的視頻幀存儲(chǔ)器，型號(hào)為AL422。先進(jìn)先出存儲(chǔ)器與專用視頻解碼芯片和DSP開發(fā)板間的接口邏輯使用一片ALTERA公司的EPM7032SLC-15實(shí)現(xiàn)。接口邏輯設(shè)計(jì)要保證在每幀圖像完全寫入先進(jìn)先出存儲(chǔ)器后觸發(fā)TMS320C6711DSP的外部中斷。圖像采集單元將標(biāo)準(zhǔn)電視信號(hào)變?yōu)閅UV16格式的數(shù)字視頻信號(hào)存儲(chǔ)在先進(jìn)先出存儲(chǔ)器中，TMS320C6711DSP芯片通過外部數(shù)據(jù)總線以QDMA方式將圖像數(shù)據(jù)讀入DSP開發(fā)板上的SDRAM中。
圖3說明了云臺(tái)控制單元主要電路實(shí)現(xiàn)方法，其中單片機(jī)采用了三片89C52單片機(jī)，單片機(jī)1實(shí)現(xiàn)水平轉(zhuǎn)動(dòng)控制，單片機(jī)2實(shí)現(xiàn)俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)控制，單片機(jī)3實(shí)現(xiàn)鏡頭控制和RS232通訊。DSP開發(fā)板的DB_D[7..0]經(jīng)鎖存與單片機(jī)1的P1口相連；DB_D[15..8]經(jīng)鎖存與單片機(jī)2的P1口相連；DB_D[31]鎖存后與單片機(jī)1，單片機(jī)2，單片機(jī)3的INT0相連；DB_D[26..24]鎖存后與單片機(jī)3的P1.2～P1.0相連；鎖存器的輸出控制信號(hào)OEN與單片機(jī)3的P1.7相連；鎖存信號(hào)CLK邏輯為CLK＜＝(NOT DB_AWEN)AND(NOT DB_CE3N)該邏輯使得TMS320C6711向其CE3存儲(chǔ)空間寫入的32位數(shù)據(jù)能夠被鎖存。將TMS320C6711向其CE3空間寫入的32位數(shù)據(jù)稱為控制字。單片機(jī)3的P1端口的其他位用于設(shè)置硬件地址和鏡頭控制?？刂谱指袷饺鐖D4。圖中各位的含義是當(dāng)更新標(biāo)志從1變?yōu)?時(shí)，表明輸出了新的數(shù)據(jù)；異常標(biāo)志置1時(shí)表示有異常，0為無異常；變倍控制量表示攝像機(jī)變倍級(jí)別。水平和俯仰控制量格式如圖5。圖中定位標(biāo)志為1，表示將云臺(tái)當(dāng)前位置設(shè)置為初始位置。復(fù)位標(biāo)志為1表示進(jìn)行復(fù)位操作，云臺(tái)從當(dāng)前位置返回初始位置。轉(zhuǎn)角控制量代表轉(zhuǎn)動(dòng)的角度增量和旋轉(zhuǎn)的方向。
當(dāng)DSP開發(fā)板寫入的控制字更新標(biāo)志從1變?yōu)?時(shí)，觸發(fā)單片機(jī)1、單片機(jī)2、單片機(jī)3的外部中斷0。在單片機(jī)1、單片機(jī)2、單片機(jī)3外部中斷0處理程序中讀取DSP數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)，確定水平轉(zhuǎn)動(dòng)量、俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)量、鏡頭變被量。鎖存器的輸出控制信號(hào)OEN由單片機(jī)3的P1.7控制，當(dāng)監(jiān)控中心通過串口通知單片機(jī)3轉(zhuǎn)為手動(dòng)控制時(shí)，單片機(jī)3的P1.7輸出高電平使單片機(jī)1、單片機(jī)2完全接受單片機(jī)3的控制。
DSP開發(fā)板軟件執(zhí)行的過程是TMS320C6711DSP啟動(dòng)后在主函數(shù)中完成初始化，包括對(duì)SAA7111的I2C初始化、對(duì)程序中用到的變量初始化、設(shè)置QDMA寄存器、清除QDAM結(jié)束中斷和外部中斷的中斷標(biāo)志、啟動(dòng)外部中斷。
在TMS320C6711DSP的外部中斷的處理函數(shù)中將先進(jìn)先出存儲(chǔ)器的讀指針復(fù)位，然后啟動(dòng)QDMA傳輸將采集到的一幀數(shù)字圖像從先進(jìn)先出存儲(chǔ)器讀入DSP開發(fā)板的SDRAM中。QDMA傳輸結(jié)束后觸發(fā)QDMA結(jié)束中斷，在該中斷處理程序中將SDRAM中的圖像讀出并觸發(fā)軟件中斷。在軟件中斷處理函數(shù)中對(duì)圖像進(jìn)行處理。
TMS320C6711DSP軟件中斷處理程序如圖6所示，首先將控制字中的更新標(biāo)志置1并將該控制字寫到TMS320C6711DSP的CE3存儲(chǔ)空間的任意地址。如果當(dāng)前幀出現(xiàn)異?；蛘咴?jīng)出現(xiàn)異常則異常檢測(cè)認(rèn)為有異常，否則為無異常。如果異常檢測(cè)的結(jié)果為有異常，首先判斷監(jiān)視時(shí)間是否已經(jīng)超過時(shí)間常數(shù)Ta或者入侵目標(biāo)已經(jīng)移出監(jiān)控區(qū)域。如果判斷結(jié)果為是則復(fù)位，否則進(jìn)行異常處理。
異常檢測(cè)的方法是將當(dāng)前場(chǎng)圖像與時(shí)間相關(guān)的上一場(chǎng)圖像各象素點(diǎn)灰度值比較，如果誤差大于灰度閾值T，將該點(diǎn)標(biāo)記1否則標(biāo)記0，完成圖像的二值化?；叶乳撝礣的大小決定了檢測(cè)的靈敏度，T大則靈敏度小，反知?jiǎng)t靈敏度大。因?yàn)閳D像發(fā)生變化是成片出現(xiàn)的，因此某個(gè)離散的象素發(fā)生變化應(yīng)屬于誤報(bào)。使用一般的數(shù)字低通濾波器對(duì)得到的二值化圖像濾波，消除誤報(bào)點(diǎn)。對(duì)濾波后的二值化圖像進(jìn)行分割，將面積大于常數(shù)S的區(qū)域作為異常目標(biāo)區(qū)域，得到異常目標(biāo)區(qū)域的數(shù)目、圖像面積和在圖像中心在視野中的位置。如果異常區(qū)域的數(shù)目大于零，表明當(dāng)前視野中出現(xiàn)了異常。
判斷監(jiān)視時(shí)間是否超時(shí)的方法是判斷圖像采集的幀數(shù)是否大于監(jiān)視常數(shù)。監(jiān)視常數(shù)大則對(duì)異常監(jiān)視時(shí)間長，反之則短。
異常處理的過程是如果異常目標(biāo)區(qū)域的中心處在視野的中心附近，根據(jù)異常目標(biāo)在圖像中的大小計(jì)算變倍控制量，否則保持當(dāng)前變倍控制量。變倍控制量為0，1，2和3四級(jí)，每一級(jí)較上一級(jí)攝像機(jī)鏡頭倍數(shù)更高，異常目標(biāo)的圖像大小與變倍控制量近似成反比。計(jì)算結(jié)束后，將更新標(biāo)志置0，異常標(biāo)志置1并將異常目標(biāo)的位置，變倍控制量按照控制字的格式組成控制字，然后將該控制字寫到TMS320C6711DSP的CE3空間的任意地址。
復(fù)位操作是將變倍控制量置0，更新標(biāo)志置0，將水平和俯仰控制量中的復(fù)位標(biāo)志置1，并將該控制字寫到DSP開發(fā)板的CE3存儲(chǔ)空間的任意地址。
單片機(jī)1、單片機(jī)2軟件實(shí)現(xiàn)的方法是上電后首先對(duì)程序中用到的變量和控制寄存器進(jìn)行初始化，打開外部中斷0，然后判斷標(biāo)記是否為1，如果為1，通過P1口讀入的水平(俯仰)控制量并將標(biāo)記置0，繼續(xù)判斷標(biāo)記。在單片機(jī)1、單片機(jī)2的外部中斷0的處理程序中將標(biāo)記置1。讀入控制量后，首先判斷復(fù)位標(biāo)志是否為1，如果是則控制該方向上的電機(jī)返回初始位置。然后判斷定位標(biāo)志為1，如果是則將當(dāng)前位置作為初始位置。如果復(fù)位標(biāo)志和定位標(biāo)志均為0，則根據(jù)轉(zhuǎn)角控制量，控制該方向上的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的角度。
單片機(jī)3軟件的實(shí)現(xiàn)方法是主程序中首先初始化程序中用到的變量和串口寄存器，打開外部中斷0。在外部中斷0的處理程序中判斷控制字的異常標(biāo)志位是否為1，如果為1則通過串口向主機(jī)報(bào)警，否則不報(bào)警。然后根據(jù)鏡頭變倍控制量控制鏡頭完成變倍。主程序中始終讀串口，如果讀到的數(shù)據(jù)是起始標(biāo)志且隨后讀入的字節(jié)與系統(tǒng)的硬件地址一致，則將隨后讀入的三個(gè)字節(jié)分別作為水平轉(zhuǎn)動(dòng)、俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)和鏡頭變倍控制量，然后在單片機(jī)3的P0輸出水平控制量，P2輸出俯仰控制量，P1.7輸出高電平，INT0產(chǎn)生下降沿，根據(jù)鏡頭變倍控制量完成鏡頭變倍。
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后的整體結(jié)構(gòu)如圖7所示，其中水平步進(jìn)電機(jī)1和俯仰步進(jìn)電機(jī)2均為兩相步進(jìn)電機(jī)。水平步進(jìn)電機(jī)1通過水平傳動(dòng)皮帶3帶動(dòng)水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架5、俯仰步進(jìn)電機(jī)2、傳動(dòng)皮帶4、俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架6、攝像機(jī)9作水平方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)。俯仰步進(jìn)電機(jī)2通過俯仰傳動(dòng)皮帶4帶動(dòng)俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架6、攝像機(jī)9作俯仰運(yùn)動(dòng)。攝像機(jī)9固定在俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架6上，能夠隨其一起運(yùn)動(dòng)。水平限位開關(guān)8固定在固定機(jī)架12上。俯仰限位開關(guān)7固定在水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架5上。水平限位開關(guān)8和俯仰限位開關(guān)7的輸出分別與云臺(tái)控制單元電路中對(duì)應(yīng)引線相連。圖中11為系統(tǒng)的控制電路部分，嵌入到固定機(jī)架12中，有標(biāo)準(zhǔn)電視信號(hào)作為輸入接口，標(biāo)準(zhǔn)電視信號(hào)輸出接口和RS232串口。
權(quán)利要求
1.一種異常目標(biāo)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)及跟蹤攝像機(jī)系統(tǒng)，其特征在于由攝像機(jī)鏡頭、攝像機(jī)、圖像采集單元、圖像處理單元、云臺(tái)控制單元、云臺(tái)構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，攝像機(jī)的輸出連接監(jiān)控中心和圖像采集單元，圖像采集單元的輸出經(jīng)圖像處理單元連接云臺(tái)控制單元，云臺(tái)控制單元的輸出與云臺(tái)及攝像機(jī)鏡頭相連，同時(shí)通過RS232通訊接口與監(jiān)控中心相連，圖像采集單元將標(biāo)準(zhǔn)電視信號(hào)變?yōu)?6位數(shù)字視頻信號(hào)輸出，圖像處理單元完成異常目標(biāo)的檢測(cè)輸出最大異常目標(biāo)的中心位置，并根據(jù)目標(biāo)的大小和在視野中的位置輸出攝像機(jī)鏡頭變倍控制量，云臺(tái)控制單元根據(jù)圖像處理單元輸出的異常目標(biāo)中心位置控制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)角度，根據(jù)攝像機(jī)鏡頭變倍控制量完成鏡頭變倍。
2.如權(quán)利要求1所說的異常目標(biāo)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)及跟蹤攝像機(jī)系統(tǒng)，其特征在于圖像采集單元、圖像處理單元和云臺(tái)控制單元分別采用專用視頻解碼芯片、數(shù)字信號(hào)處理器件DSP以及單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，并設(shè)計(jì)成獨(dú)立的硬件電路嵌入到云臺(tái)中。
3.如權(quán)利要求1所說的異常目標(biāo)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)及跟蹤攝像機(jī)系統(tǒng)，其特征在于圖像處理單元對(duì)采集到的數(shù)字圖像與時(shí)間相關(guān)的上一幀圖像的灰度特征進(jìn)行比較，將灰度突變的區(qū)域作為異常，形成二值化圖像，對(duì)形成的二值化圖像進(jìn)行圖像分割，將面積小的區(qū)域作為噪聲忽略，將面積大于某閾值的異常區(qū)域作為異常目標(biāo)區(qū)域，計(jì)算異常目標(biāo)區(qū)域的面積并返回面積最大的異常目標(biāo)區(qū)域的中心坐標(biāo)，通知云臺(tái)控制單元出現(xiàn)異常，完成異常檢測(cè)。
4.如權(quán)利要求1所說的異常目標(biāo)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)及跟蹤攝像機(jī)系統(tǒng)，其特征在于攝像機(jī)鏡頭采用電動(dòng)三可變鏡頭，鏡頭的焦距、放大倍數(shù)和光圈通過鏡頭上的控制線控制，云臺(tái)控制單元將鏡頭放大倍數(shù)分為4級(jí)，根據(jù)異常目標(biāo)區(qū)域的圖像面積和中心位置決定變倍級(jí)別。
5.如權(quán)利要求1或2所說的異常目標(biāo)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)及跟蹤攝像機(jī)系統(tǒng)，其特征在于云臺(tái)采用兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件，分別完成水平轉(zhuǎn)動(dòng)和俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)方向的控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種異常目標(biāo)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)及跟蹤攝像機(jī)系統(tǒng)，由攝像機(jī)鏡頭、攝像機(jī)、圖像采集單元、圖像處理單元、云臺(tái)控制單元、云臺(tái)構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，圖像采集單元將攝像機(jī)輸出的標(biāo)準(zhǔn)電視信號(hào)變?yōu)?6位數(shù)字視頻信號(hào)，圖像處理單元完成異常目標(biāo)的檢測(cè)輸出最大異常目標(biāo)的中心位置，并根據(jù)目標(biāo)的大小和在視野中的位置輸出攝像機(jī)鏡頭變倍控制量，云臺(tái)控制單元在向監(jiān)控中心報(bào)警的同時(shí)控制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，使安裝在云臺(tái)上的攝像機(jī)的光軸指向檢測(cè)到的異常目標(biāo)，并自動(dòng)調(diào)節(jié)攝像機(jī)鏡頭放大倍數(shù)使監(jiān)控中心得到異常目標(biāo)清晰、完整的視頻圖像，實(shí)現(xiàn)了對(duì)入侵目標(biāo)的快速檢測(cè)與跟蹤。
文檔編號(hào)G03B17/00GK1449186SQ0311615
公開日2003年10月15日 申請(qǐng)日期2003年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月3日
發(fā)明者劉成剛, 蘇劍波, 馬紅雨 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)