專利名稱：發(fā)言影像聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種模式跟蹤識別系統(tǒng)，尤其是發(fā)言影像聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在通常的電視、教學(xué)、演講或監(jiān)視的攝像過程中，攝像機(jī)用于拍攝一個(gè)目標(biāo)并將拍 攝的視頻信號發(fā)送或存儲在單獨(dú)的記錄介質(zhì)中。在拍攝過程中，攝像機(jī)始終以一個(gè)目標(biāo) (人或物)為主體，當(dāng)目標(biāo)移動(dòng)時(shí)，使用者就要手動(dòng)調(diào)節(jié)攝像機(jī)，追隨目標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，以便使攝像 機(jī)正對該目標(biāo)。因此，在通常的電視、教學(xué)、演講、監(jiān)視的攝像過程中，就需要有人實(shí)時(shí)關(guān)注 目標(biāo)的移動(dòng)情況，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)攝像機(jī)的攝像方向，這樣會造成耗費(fèi)人力，且會影響攝像機(jī)的擺 放位置，影響攝像質(zhì)量。因此，需要提供一種無需后臺人員服務(wù)與控制的目標(biāo)自動(dòng)跟蹤攝像系統(tǒng)，能夠自 動(dòng)識別圖像信息，跟蹤目標(biāo)，控制攝像機(jī)移動(dòng)跟隨拍攝目標(biāo)。整個(gè)系統(tǒng)無需后臺人員服務(wù)與 控制，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)鎖定跟蹤目標(biāo)，以適應(yīng)教學(xué)錄播、視頻會議以及現(xiàn)場采訪等場合使用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的問題是提供一種無需后臺人員服務(wù)與控制的目標(biāo)跟蹤攝像 系統(tǒng)，能夠自動(dòng)識別圖像信息，快速跟蹤目標(biāo)，控制攝像機(jī)移動(dòng)跟隨拍攝目標(biāo)。為解決上述問題，本實(shí)用新型提供包括圖像采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、圖像處理模 塊和運(yùn)動(dòng)控制模塊，其特征在于，所述圖像采集模塊采集圖像信息，并完成圖像信號的A/D 轉(zhuǎn)換，輸出圖像數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)存儲模塊連接所述圖像采集模塊，接收并存儲轉(zhuǎn)換后的所述 圖像數(shù)據(jù)；所述圖像處理模塊連接所述數(shù)據(jù)存儲模塊，從數(shù)據(jù)存儲模塊中讀取所述圖像數(shù) 據(jù)，應(yīng)用圖像處理算法對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、計(jì)算，輸出控制數(shù)據(jù)；所述運(yùn)動(dòng)控制模塊 連接所述圖像處理處理模塊，接收所述控制數(shù)據(jù)，分析所述控制數(shù)據(jù)，控制所述攝像機(jī)跟隨 目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。進(jìn)一步的，所述圖像采集模塊包括攝像機(jī)和增強(qiáng)型視頻輸入處理芯片，所述攝像 機(jī)采集圖像信號，所述增強(qiáng)型視頻輸入處理芯片接收所述圖像信號，完成視頻信號的A/D 轉(zhuǎn)換。優(yōu)選的，所述攝像機(jī)為SONY公司的攝像機(jī)，所述增強(qiáng)型視頻輸入處理芯片的型號 為 PHILIPS 公司的 SAA7111A。進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)存儲模塊包括復(fù)雜可編程邏輯器件和幀存儲器，所述復(fù)雜可 編程邏輯器件控制所述圖像數(shù)據(jù)寫入所述幀存儲器，完成所述圖像數(shù)據(jù)的存儲。進(jìn)一步的，所述圖像處理模塊包括數(shù)字信號處理器、FLASH存儲器，所述數(shù)字信號 處理器從所述數(shù)據(jù)存儲模塊中讀取所述圖像數(shù)據(jù)，應(yīng)用圖像處理算法對整幅圖像進(jìn)行處 理、計(jì)算，輸出控制數(shù)據(jù)；所述FLASH存儲器存儲數(shù)字信號處理程序，所述數(shù)字信號處理程 序包括所述數(shù)字信號處理器的初始化、啟動(dòng)圖像采集、JEPG處理、串行數(shù)據(jù)輸入和并行數(shù)據(jù) 輸入。[0010]優(yōu)選的，所述數(shù)字信號處理器型號為TI公司的TMS320VC5416。進(jìn)一步的，所述運(yùn)動(dòng)控制模塊包括單片機(jī)和攝像機(jī)控制云臺，用于接收所述控制 數(shù)據(jù)，分析所述控制數(shù)據(jù)，得到所述攝像機(jī)控制云臺需要移動(dòng)的方向和量，控制所述攝像機(jī) 控制云臺運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。優(yōu)選的，所述單片機(jī)型號為CYPRESS公司的CY8C29466?？蛇x的，所述運(yùn)動(dòng)控制模塊還包括人工控制裝置，當(dāng)外界環(huán)境強(qiáng)烈干擾圖像采集 時(shí)，利用所述人工控制裝置協(xié)助引導(dǎo)所述攝像機(jī)控制云臺運(yùn)動(dòng)，保證發(fā)言影像聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的 正常運(yùn)行。通過實(shí)時(shí)傳輸采集到的圖像信號，轉(zhuǎn)換成圖像數(shù)據(jù)，通過各模塊數(shù)據(jù)存儲、處理、 傳輸，最終控制所述攝像機(jī)云臺運(yùn)動(dòng)，使攝像機(jī)達(dá)到正對目標(biāo)拍攝，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo) 拍攝的目的。

圖1本實(shí)用新型中發(fā)言影像聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本實(shí)用新型的內(nèi) 容作進(jìn)一步說明。當(dāng)然本實(shí)用新型并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的普通及相關(guān)人員 所熟知的一般替換也涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。本實(shí)用新型的核心思想是，通過實(shí)時(shí)傳輸采集到的圖像信號，轉(zhuǎn)換成圖像數(shù)據(jù)，通 過各模塊數(shù)據(jù)存儲、處理、傳輸，最終控制所述攝像機(jī)云臺運(yùn)動(dòng)，使攝像機(jī)達(dá)到正對目標(biāo)拍 攝，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)拍攝的目的。為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種發(fā)言影像聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，圖1為本實(shí)用新型中 發(fā)言影像聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。請參考圖1，包括圖像采集模塊100、數(shù)據(jù)存儲模塊200、圖 像處理模塊300和運(yùn)動(dòng)控制模塊400，所述圖像采集模塊100采集圖像信號，并完成圖像信 號的A/D轉(zhuǎn)換，輸出圖像數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)存儲模塊200連接所述圖像采集模塊100，接收并 存儲轉(zhuǎn)換后的所述圖像數(shù)據(jù)；所述圖像處理模塊300連接所述數(shù)據(jù)存儲模塊200，從數(shù)據(jù)存 儲模塊200中讀取所述圖像數(shù)據(jù)，應(yīng)用圖像處理算法對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、計(jì)算，得到 并輸出控制數(shù)據(jù)；所述運(yùn)動(dòng)控制模塊400連接所述圖像處理模塊300，接收所述圖像處理模 塊300的控制數(shù)據(jù)，根據(jù)控制數(shù)據(jù)控制所述攝像機(jī)的云臺運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤運(yùn)動(dòng)目 標(biāo)。進(jìn)一步的，所述圖像采集模塊100包括攝像機(jī)和增強(qiáng)型視頻輸入處理芯片，所述 攝像機(jī)為SONY攝像機(jī)，在本實(shí)施例中，系統(tǒng)支持SONY的全面機(jī)型，包括D70、BRC-300、H700、 Z700、Z330等。所述增強(qiáng)型視頻輸入處理芯片型號為PHILIPS公司的SAA7111A，SAA7111A 是一種高性能的視頻輸入處理芯片，能夠很好的完成視頻信號的A/D轉(zhuǎn)換。經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換 后，對應(yīng)圖像的每個(gè)像素點(diǎn)得到一串字符表示其圖像信息。進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)存儲模塊200包括復(fù)雜可編程邏輯器件和幀存儲器，所述復(fù) 雜可編程邏輯器件控制所述圖像數(shù)據(jù)寫入所述幀存儲器，在本實(shí)施例中，所述復(fù)雜可編程 邏輯器件接收所述增強(qiáng)型視頻輸入處理芯片傳輸過來的所述圖像數(shù)據(jù)后，將所述圖像數(shù)據(jù)寫入所述幀存儲器中，直到一幀圖像存儲完畢，結(jié)束后，再重新調(diào)用存儲下一幀的圖像數(shù) 據(jù)，如此循環(huán)。在本實(shí)施例中，一幀的圖像按照VGA的標(biāo)準(zhǔn)像素為640*480，將其平均分為40*40 個(gè)小方塊，那么每個(gè)小方塊就包含16*12個(gè)像素點(diǎn)。因?yàn)樵谂臄z過程中，每一幀(1/24秒或 1/25秒)的圖像存儲后隨即進(jìn)行計(jì)算、處理，所以隨著目標(biāo)調(diào)整運(yùn)動(dòng)的速度很快，能夠保持 目標(biāo)在圖像中央，故為了減少運(yùn)算工作量，提高運(yùn)算速度，僅選取中間連續(xù)的20*20個(gè)小方 塊計(jì)算。進(jìn)一步的，所述圖像處理模塊300包括數(shù)字信號處理器和FLASH存儲器，所述數(shù)字 信號處理器型號為TI公司的TMS320VC5416，所述數(shù)字信號處理器從所述幀存儲器中讀取 所述圖像數(shù)據(jù)，應(yīng)用圖像處理算法對整幅圖像進(jìn)行處理、計(jì)算，得到控制數(shù)據(jù)；所述FLASH 存儲器存儲DSP程序，所述DSP程序包括DSP初始化、啟動(dòng)圖像采集、JEPG處理、串行數(shù)據(jù) 輸入和并行數(shù)據(jù)輸入。在本實(shí)施例中，所述數(shù)字信號處理器接收幀存儲器中的圖像數(shù)據(jù)，截 取每一像素點(diǎn)中表示亮度的1字節(jié)數(shù)據(jù)，對每一小格的16*12個(gè)像素點(diǎn)的數(shù)據(jù)值加和、求平 均值，標(biāo)記為這一小格的特征值。當(dāng)下一幀圖像數(shù)據(jù)傳遞到數(shù)字信號處理器時(shí)，將下一幀圖 像數(shù)據(jù)做同樣的處理，得到下一幀每一小格的特征值，將前一幀的特征值與后一幀的特征 值進(jìn)行比較，得出每一小格的差值，將差值按序存儲為數(shù)據(jù)串，作為控制信號傳遞給所述運(yùn) 動(dòng)控制模塊。進(jìn)一步的，所述運(yùn)動(dòng)控制模塊400包括單片機(jī)和攝像機(jī)控制云臺，所述單片機(jī)型 號為CYPRESS公司的CY8C29466，用于接收所述數(shù)字信號處理器的控制數(shù)據(jù)，得到所述攝像 機(jī)需要移動(dòng)的方向和量，控制所述攝像機(jī)控制云臺運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。單片 機(jī)接收所述數(shù)字信號處理器傳來的控制信號，通過對連續(xù)控制信號的對比、分析，得到攝像 機(jī)需要移動(dòng)的方向和量，把信號傳遞給攝像機(jī)控制云臺，控制攝像機(jī)控制云臺運(yùn)動(dòng)，是目標(biāo) 重新進(jìn)入所述攝像機(jī)的中央。采用本實(shí)用新型中發(fā)言影像聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的好處在于，算法簡單易實(shí)施，計(jì)算速度快， 系統(tǒng)通過快速分析、比對完成快速自動(dòng)實(shí)時(shí)跟蹤目標(biāo)。可選的，所述運(yùn)動(dòng)控制模塊還包括人工控制裝置，在實(shí)際情況中，本系統(tǒng)可追隨速 度小于等于2米/秒的目標(biāo)拍攝，但如果拍攝過程中出現(xiàn)目標(biāo)以較高速度突然轉(zhuǎn)移，或出現(xiàn) 多個(gè)干擾目標(biāo)時(shí)，自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)會受到干擾，此時(shí)采用所述人工控制裝置協(xié)助引導(dǎo)所述攝 像機(jī)控制云臺運(yùn)動(dòng)，保證發(fā)言影像聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行?？蛇x的，所述運(yùn)動(dòng)控制模塊還包括人工控制裝置，在實(shí)際情況中，本系統(tǒng)可追隨速 度小于等于2米/秒的目標(biāo)拍攝，但如果拍攝過程中出現(xiàn)目標(biāo)以較高速度突然轉(zhuǎn)移，或出現(xiàn) 多個(gè)干擾目標(biāo)時(shí)，自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)會受到干擾，此時(shí)采用所述人工控制裝置協(xié)助引導(dǎo)所述攝 像機(jī)控制云臺運(yùn)動(dòng)，保證發(fā)言影像聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
權(quán)利要求一種發(fā)言影像聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，包括圖像采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、圖像處理模塊和運(yùn)動(dòng)控制模塊，其特征在于，所述圖像采集模塊采集圖像信息，并完成圖像信號的A/D轉(zhuǎn)換，輸出圖像數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)存儲模塊連接所述圖像采集模塊，接收并存儲轉(zhuǎn)換后的所述圖像數(shù)據(jù)；所述圖像處理模塊連接所述數(shù)據(jù)存儲模塊，從數(shù)據(jù)存儲模塊中讀取所述圖像數(shù)據(jù)，應(yīng)用圖像處理算法對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、計(jì)算，輸出控制數(shù)據(jù)；所述運(yùn)動(dòng)控制模塊連接所述圖像處理模塊，接收所述控制數(shù)據(jù)，分析所述控制數(shù)據(jù)，控制所述攝像機(jī)跟隨目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)言影像聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集模塊包括攝像 機(jī)和增強(qiáng)型視頻輸入處理芯片，所述攝像機(jī)采集圖像信號，所述增強(qiáng)型視頻輸入處理芯片 接收所述圖像信號，完成視頻信號的A/D轉(zhuǎn)換。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)言影像聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述增強(qiáng)型視頻輸入處理芯 片的型號為PHILIPS公司的SAA7111A。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)言影像聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲模塊包括復(fù)雜 可編程邏輯器件和幀存儲器，所述復(fù)雜可編程邏輯器件控制所述圖像數(shù)據(jù)寫入所述幀存儲 器，完成所述圖像數(shù)據(jù)的存儲。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)言影像聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理模塊包括數(shù)字 信號處理器、FLASH存儲器，所述數(shù)字信號處理器從所述數(shù)據(jù)存儲模塊中讀取所述圖像數(shù) 據(jù)，應(yīng)用圖像處理算法對整幅圖像進(jìn)行處理、計(jì)算，輸出控制數(shù)據(jù)；所述FLASH存儲器存儲 數(shù)字信號處理程序，所述數(shù)字信號處理程序包括所述數(shù)字信號處理器的初始化、啟動(dòng)圖像 采集、JEPG處理、串行數(shù)據(jù)輸入和并行數(shù)據(jù)輸入。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)言影像聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器型號為 TI 公司的 TMS320VC5416。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)言影像聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)控制模塊包括單片 機(jī)和攝像機(jī)控制云臺，用于接收所述控制數(shù)據(jù)，分析所述控制數(shù)據(jù)，得到所 述攝像機(jī)控制云 臺需要移動(dòng)的方向和量，控制所述攝像機(jī)控制云臺運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)言影像聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機(jī)型號為CYPRESS公 司的 CY8C29466。
9.如權(quán)利要求7所述的發(fā)言影像聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)控制模塊還包括人 工控制裝置，當(dāng)外界環(huán)境強(qiáng)烈干擾圖像采集時(shí)，利用所述人工控制裝置協(xié)助引導(dǎo)所述攝像 機(jī)控制云臺運(yùn)動(dòng)，保證發(fā)言影像聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種發(fā)言影像聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，包括圖像采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、圖像處理模塊和運(yùn)動(dòng)控制模塊，所述圖像采集模塊采集圖像信息，完成圖像信號A/D轉(zhuǎn)換，所述數(shù)據(jù)存儲模塊連接所述圖像采集模塊，接收、存儲轉(zhuǎn)換的圖像數(shù)據(jù)；所述圖像處理模塊連接所述數(shù)據(jù)存儲模塊，從所述數(shù)據(jù)存儲模塊讀取圖像數(shù)據(jù)，對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、計(jì)算，得到控制數(shù)據(jù)；所述運(yùn)動(dòng)控制模塊連接所述數(shù)據(jù)處理，接收所述數(shù)據(jù)處理模塊的控制數(shù)據(jù)，根據(jù)控制數(shù)據(jù)控制攝像機(jī)云臺運(yùn)動(dòng)。通過實(shí)時(shí)傳輸采集的圖像信號，通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、存儲、處理、傳輸，控制所述攝像機(jī)云臺運(yùn)動(dòng)，使攝像機(jī)達(dá)到正對目標(biāo)拍攝，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤目標(biāo)拍攝目的。
文檔編號H04N5/232GK201657131SQ20102003295
公開日2010年11月24日 申請日期2010年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月12日
發(fā)明者狄金山, 陳立新 申請人:上海天道啟科電子有限公司