運(yùn)動目標(biāo)捕捉與跟蹤設(shè)備及運(yùn)動目標(biāo)捕捉與跟蹤方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及光學(xué)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種運(yùn)動目標(biāo)捕捉與跟蹤設(shè)備及運(yùn)動目標(biāo)捕捉與跟蹤方法。
【背景技術(shù)】
[0002]運(yùn)動目標(biāo)捕捉與跟蹤是當(dāng)前計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，運(yùn)動目標(biāo)捕捉與跟蹤是指利用計(jì)算機(jī)在視頻序列中確定感興趣的、具有某種顯著特征的運(yùn)動目標(biāo)的位置、大小、以及運(yùn)動目標(biāo)完整的運(yùn)動軌跡。近年來，隨著計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力的飛速增長、以及圖像分析技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)動目標(biāo)的實(shí)時(shí)捕捉與跟蹤技術(shù)脫穎而出。對運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)捕捉與跟蹤，在視頻監(jiān)控、視頻壓縮編碼、機(jī)器人導(dǎo)航與定位、智能人機(jī)交互以及虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域有著重要的實(shí)用價(jià)值。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)提供了運(yùn)動目標(biāo)的捕捉與跟蹤設(shè)備，該設(shè)備包括控制器，與控制器電連接的云臺攝像機(jī)。該設(shè)備的工作原理是:通過云臺攝像機(jī)獲取多個(gè)運(yùn)動目標(biāo)的圖像并傳輸至控制器，控制器對接收到的圖像進(jìn)行運(yùn)動目標(biāo)檢測與跟蹤，確定需要跟蹤的運(yùn)動目標(biāo)，向云臺攝像機(jī)發(fā)送控制指令，云臺攝像機(jī)接收控制指令后，在控制指令的控制下調(diào)節(jié)鏡頭的拍攝方向，對需要跟蹤的運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行跟蹤拍攝。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，利用云臺攝像機(jī)對運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行跟蹤拍攝，由于運(yùn)動目標(biāo)的位置動態(tài)變化，因此云臺攝像機(jī)需要及時(shí)調(diào)節(jié)鏡頭方向。然而，云臺攝像機(jī)采用機(jī)械轉(zhuǎn)動的方式調(diào)節(jié)鏡頭方向，具有調(diào)節(jié)速度慢的缺陷，導(dǎo)致對運(yùn)動目標(biāo)的捕捉跟蹤速度降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了運(yùn)動目標(biāo)捕捉與跟蹤設(shè)備及運(yùn)動目標(biāo)捕捉與跟蹤方法，能夠在保持拍攝鏡頭指向不變的情況下通過光線反射原理進(jìn)行運(yùn)動目標(biāo)的捕捉與跟蹤，避免機(jī)械調(diào)節(jié)鏡頭方向調(diào)節(jié)速度慢的問題，提高運(yùn)動目標(biāo)的捕捉跟蹤速度。
[0006]第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種運(yùn)動目標(biāo)捕捉與跟蹤設(shè)備，包括:全景圖像采集器，與所述全景圖像采集器電連接的控制器，與所述控制器分別電連接的多個(gè)分鏡攝像系統(tǒng)；多個(gè)所述分鏡攝像系統(tǒng)分別設(shè)置于所述全景圖像采集器的采集區(qū)域內(nèi)的指定位置；所述全景圖像采集器用于采集全景環(huán)境圖像，將所述全景環(huán)境圖像傳輸至所述控制器;所述控制器用于接收所述全景環(huán)境圖像，根據(jù)所述全景環(huán)境圖像確定待跟蹤運(yùn)動目標(biāo)，生成所述待跟蹤運(yùn)動目標(biāo)對應(yīng)的運(yùn)動目標(biāo)跟蹤指令;將生成的所述運(yùn)動目標(biāo)跟蹤指令傳輸至對應(yīng)的所述分鏡攝像系統(tǒng);所述分鏡攝像系統(tǒng)用于接收所述運(yùn)動目標(biāo)跟蹤指令，根據(jù)所述運(yùn)動目標(biāo)跟蹤指令對來自所述待跟蹤運(yùn)動目標(biāo)的光線進(jìn)行反射，利用光線反射原理在鏡頭指向不變時(shí)捕捉并跟蹤所述待跟蹤運(yùn)動目標(biāo)。
[0007]結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面第一種可能的實(shí)施方式，其中，所述控制器包括相互電連接的GPU(Graphic Processing Unit，圖形處理器)和CPU(CentralProcessing Unit，中央處理器)；所述CPU與所述全景圖像采集器電連接，用于接收所述全景環(huán)境圖像的當(dāng)前幀圖像，將所述當(dāng)前幀圖像傳輸給所述GPU;所述GPU用于對所述當(dāng)前幀圖像進(jìn)行運(yùn)動目標(biāo)檢測，得到所述當(dāng)前幀圖像中各個(gè)運(yùn)動目標(biāo)的圖像特征并發(fā)送至所述CPU;其中，所述運(yùn)動目標(biāo)的圖像特征包括所述運(yùn)動目標(biāo)的圖像坐標(biāo)、顏色特征和紋理特征；所述CHJ分別與多個(gè)所述分鏡攝像系統(tǒng)電連接，用于接收所述各個(gè)運(yùn)動目標(biāo)的圖像特征，將所述各個(gè)運(yùn)動目標(biāo)的圖像特征分別融合，并與預(yù)先存儲的圖像特征進(jìn)行匹配，根據(jù)所述特征匹配結(jié)果確定待跟蹤運(yùn)動目標(biāo)和所述待跟蹤運(yùn)動目標(biāo)的位置;根據(jù)所述待跟蹤運(yùn)動目標(biāo)的位置生成運(yùn)動目標(biāo)跟蹤指令;確定與所述待跟蹤運(yùn)動目標(biāo)的位置對應(yīng)的分鏡攝像系統(tǒng)；將生成的所述運(yùn)動目標(biāo)跟蹤指令傳輸至確定的所述分鏡攝像系統(tǒng)。
[0008]結(jié)合第一方面第一種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面第二種可能的實(shí)施方式，其中，所述GHJ用于對所述當(dāng)前幀圖像進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括解碼和/或去噪;采用混合高斯進(jìn)行背景建模，生成預(yù)設(shè)數(shù)量的背景模型;根據(jù)所述預(yù)設(shè)數(shù)量的背景模型對所述預(yù)處理后的當(dāng)前幀圖像進(jìn)行運(yùn)動目標(biāo)檢測，得到所述當(dāng)前幀圖像中各個(gè)運(yùn)動目標(biāo)的圖像特征并發(fā)送至所述CPU。
[0009]結(jié)合第一方面第一種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面第三種可能的實(shí)施方式，其中，所述CPU用于根據(jù)所述待跟蹤運(yùn)動目標(biāo)的位置進(jìn)行分析，生成所述待跟蹤運(yùn)動目標(biāo)對應(yīng)的光線偏轉(zhuǎn)參數(shù)、焦距調(diào)節(jié)參數(shù)以及拍攝參數(shù)，根據(jù)所述光線偏轉(zhuǎn)參數(shù)、焦距調(diào)節(jié)參數(shù)以及拍攝參數(shù)生成運(yùn)動目標(biāo)跟蹤指令;根據(jù)預(yù)先設(shè)定的位置對應(yīng)關(guān)系確定與所述待跟蹤運(yùn)動目標(biāo)對應(yīng)的分鏡攝像系統(tǒng);將生成的所述運(yùn)動目標(biāo)跟蹤指令傳輸至確定的所述分鏡攝像系統(tǒng)。
[0010]結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面第四種可能的實(shí)施方式，其中，所述運(yùn)動目標(biāo)跟蹤指令攜帶有光線偏轉(zhuǎn)參數(shù)和拍攝參數(shù);所述分鏡攝像系統(tǒng)包括聲光調(diào)制器和高清攝像頭;所述聲光調(diào)制器與所述控制器電連接，接收所述運(yùn)動目標(biāo)跟蹤指令，根據(jù)所述運(yùn)動目標(biāo)跟蹤指令攜帶的光線偏轉(zhuǎn)參數(shù)對來自所述待跟蹤運(yùn)動目標(biāo)的光線進(jìn)行反射，將所述光線反射至所述高清攝像頭內(nèi)；所述高清攝像頭與所述控制器電連接，接收所述運(yùn)動目標(biāo)跟蹤指令，根據(jù)所述運(yùn)動目標(biāo)跟蹤指令攜帶的拍攝參數(shù)在鏡頭指向不變時(shí)對所述待跟蹤運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行拍攝。
[0011]結(jié)合第一方面第四種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面第五種可能的實(shí)施方式，其中，所述聲光調(diào)制器包括縱向聲光調(diào)制器和橫向聲光調(diào)制器，所述縱向聲光調(diào)制器、所述橫向聲光調(diào)制器和所述高清攝像頭依次排列，所述縱向聲光調(diào)制器和所述橫向聲光調(diào)制器分別與所述控制器電連接;所述縱向聲光調(diào)制器接收所述運(yùn)動目標(biāo)跟蹤指令，根據(jù)所述運(yùn)動目標(biāo)跟蹤指令攜帶的光線偏轉(zhuǎn)參數(shù)將來自所述待跟蹤運(yùn)動目標(biāo)的光線縱向反射至所述橫向聲光調(diào)制器;所述橫向聲光調(diào)制器接收所述運(yùn)動目標(biāo)跟蹤指令，根據(jù)所述運(yùn)動目標(biāo)跟蹤指令攜帶的光線偏轉(zhuǎn)參數(shù)將所述縱向反射后的光線橫向反射至所述高清攝像頭內(nèi)。
[0012]結(jié)合第一方面第五種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面第六種可能的實(shí)施方式，其中，所述分鏡攝像系統(tǒng)還包括液晶透鏡，所述縱向聲光調(diào)制器、所述橫向聲光調(diào)制器、所述液晶透鏡和所述高清攝像頭依次排列;所述液晶透鏡與所述控制器電連接；所述運(yùn)動目標(biāo)跟蹤指令攜帶有焦距調(diào)節(jié)參數(shù);所述液晶透鏡接收所述運(yùn)動目標(biāo)跟蹤指令，根據(jù)所述運(yùn)動目標(biāo)跟蹤指令攜帶的焦距調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行焦距調(diào)節(jié);所述橫向反射后的光線穿過所述液晶透鏡進(jìn)入所述高清攝像頭。
[0013]結(jié)合第一方面第四種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面第七種可能的實(shí)施方式，其中，所述聲光調(diào)制器包括橫向聲光調(diào)制器和縱向聲光調(diào)制器，所述分鏡攝像系統(tǒng)還包括液晶透鏡，所述橫向聲光調(diào)制器、所述縱向聲光調(diào)制器、所述液晶透鏡和所述高清攝像頭依次排列;所述橫向聲光調(diào)制器、所述縱向聲光調(diào)制器和所述液晶透鏡分別與所述控制器電連接。
[0014]結(jié)合第一方面第六種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面第八種可能的實(shí)施方式，其中，所述分鏡攝像系統(tǒng)還包括液晶透鏡安裝架、高清攝像頭安裝架、橫向聲光調(diào)制器安裝架和縱向聲光調(diào)制器安裝架;所述液晶透鏡安裝架、所述高清攝像頭安裝架、所述橫向聲光調(diào)制器安裝架和所述縱向聲光調(diào)制器安裝架上分別設(shè)置有調(diào)節(jié)元件;通過所述調(diào)節(jié)元件分別調(diào)節(jié)所述液晶透鏡、所述高清攝像頭、所述橫向聲光調(diào)制器和所述縱向聲光調(diào)制器的安裝位置。
[0015]第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種運(yùn)動目標(biāo)捕捉與跟蹤方法，所述方法包括:采集全景環(huán)境圖像，根據(jù)所述全景環(huán)境圖像確定待跟蹤運(yùn)動目標(biāo);生成所述待跟蹤運(yùn)動目標(biāo)對應(yīng)的運(yùn)動目標(biāo)跟蹤指令;將生成的所述運(yùn)動目標(biāo)跟蹤指令傳輸至對應(yīng)的分鏡攝像系統(tǒng)；其中，圖像采集區(qū)域內(nèi)的指定位置分別設(shè)置有多個(gè)所述分鏡攝像系統(tǒng);所述分鏡攝像系統(tǒng)根據(jù)所述運(yùn)動目標(biāo)跟蹤指令對來自所述待跟蹤運(yùn)動目標(biāo)的光線進(jìn)行反射，利用光線反射原理在鏡頭指向不變時(shí)捕捉并跟蹤所述待跟蹤運(yùn)動目標(biāo)。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例中，分鏡攝像系統(tǒng)對來自待跟蹤運(yùn)動目標(biāo)的光線進(jìn)行反射，利用光線反射原理在鏡頭指向不變時(shí)捕捉并跟蹤待跟蹤運(yùn)動目標(biāo)。由于捕捉及跟蹤待跟蹤運(yùn)動目標(biāo)時(shí)鏡頭指向不需要改變，因此本實(shí)施例中的設(shè)備及方法能夠提高運(yùn)動目標(biāo)的捕捉跟蹤速度，避免現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)械調(diào)節(jié)鏡頭方向調(diào)節(jié)速度慢的問題。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
[0018]圖1示出本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的運(yùn)動目標(biāo)捕捉與跟蹤設(shè)備的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2示出本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的運(yùn)動目標(biāo)捕捉與跟蹤設(shè)備的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3示出本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的分鏡攝像系統(tǒng)的一種