一种多运动对象画面切换控制方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种多运动对象画面切换控制方法及系统。包括以下步骤：预先将教室划分为N个区域，其中，N≥2且N为正整数；多个运动对象在划分的区域内进行移动时，若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，则按照预设策略触发跟踪控制设备对运动对象进行跟踪控制。根据多运动对象画面切换控制方法及系统，一方面实现解决了多个运动对象来回抢镜的问题并实现了画面的全覆盖；另一方面，运动对象的每个动作清晰展现，提高了上课的质量和感受，也提高了跟踪效率，不会因为运动对象的小幅运动而随意跟踪，最大程度上保护了学生的视力，实现了跟踪效果的平滑与流畅。
【专利说明】一种多运动对象画面切换控制方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明属于跟踪控制领域，尤其涉及一种多运动对象画面切换控制方法及系统。
【背景技术】
[0002]经过检索可知， 申请人:天津师范大学于2010年04月13日申请了一篇:申请号码201010144826.7，专利名称为教师讲课的运动目标实时跟踪录课装置的专利，采用数字信号处理器对目标检测跟踪算法进行处理，可以应用于教师教学过程中，实时跟踪其讲课，而且能够外接视频服务器对教师的教学过程进行现场录制的教师讲课的运动目标实时跟踪录课装置，装置在硬件结构上，从功能的角度可划分为以下几个部分:图像数据采集模块、DSP数据处理与存储模块、地址锁存译码模块、云台控制模块以及图像数据输出模块。
[0003]上述方案解决了单个运动对象实时跟踪的问题，但是当老师请学生上黑板做题，或者出现二位或以上的老师时，跟踪会出现画面覆盖不全，二人来回抢镜的问题；另外，摄像头随着运动对象的频繁运动而运动，将会导致画面移动太过频繁而产生抖动，严重影响学生的视力及教学质量。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种多运动对象画面切换控制方法及系统，以解决上述问题。
[0005]本发明提供一种多运动对象画面切换控制方法。上述方法包括以下步骤:
[0006]预先将教室划分为N个区域，其中，N彡2且N为正整数；
[0007]多个运动对象在划分的区域内进行移动时，若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，则按照预设策略触发跟踪控制设备对运动对象进行跟踪控制。
[0008]本发明还提供一种多运动对象画面切换控制系统，包括:配置模块、策略控制模块、跟踪控制模块；配置模块通过策略控制模块与跟踪控制模块相连；
[0009]其中，所述配置模块，用于预先将教室划分为N个区域并将区域划分结果通知所述策略控制模块；
[0010]所述策略控制模块，用于接收所述配置模块发送的区域划分结果；还用于在多个运动对象在划分的区域内进行移动时，若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，则按照预设策略触发跟踪控制模块对运动对象进行跟踪控制；
[0011]所述跟踪控制模块，用于执行所述策略控制模块下发的跟踪控制指令，对运动对象进行跟踪控制。
[0012]相较于先前技术，根据多运动对象画面切换控制方法及系统，一方面实现解决了多个运动对象来回抢镜的问题并实现了画面的全覆盖；另一方面，运动对象的每个动作清晰展现，提高了上课的质量和感受，也提高了跟踪效率，不会因为运动对象的小幅运动而随意跟踪，最大程度上保护了学生的视力，实现了跟踪效果的平滑与流畅。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0014]图1所示为本发明实施例1的多运动对象画面切换控制方法流程图；
[0015]图2所示为本发明实施例2的教室区域分割示意图；
[0016]图3所示为本发明实施例3的多运动对象在区域之间移动时的示意图；
[0017]图4所示为本发明实施例4的覆盖多运动对象的矩形构成示意图；
[0018]图5所示为本发明实施例5的多运动对象画面切换控制系统图。
【具体实施方式】
[0019]下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0020]本发明提供了一种多运动对象画面切换控制方法，包括以下步骤:
[0021]预先将教室划分为N个区域，其中，N彡2且N为正整数；
[0022]多个运动对象在划分的区域内进行移动时，若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，则按照预设策略触发跟踪控制设备对运动对象进行跟踪控制。
[0023]其中，若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，则按照预设策略对运动对象进行跟踪控制的过程为:
[0024]若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，通过所述多个运动对象顶部的最高点和最低点分别画水平切线，通过所述多个运动对象外侧面最外点分别画垂直切线，从所述水平切线与所述垂直切线相交点构成的矩形中，获得覆盖所述多个运动对象的目标矩形；
[0025]判断所述目标矩形的面积与所述目标矩形中心点所在的相邻区域的面积的比值，若大于或等于第一预设值，则触发跟踪控制设备对所述多个运动对象进行跟踪控制。
[0026]其中，若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，则按照预设策略对运动对象进行跟踪控制的过程为:
[0027]若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，通过所述多个运动对象顶部的最高点和最低点分别画水平切线，通过所述多个运动对象外侧面最外点分别画垂直切线，从所述水平切线与所述垂直切线相交点构成的矩形中，获得覆盖所述多个运动对象的目标矩形；
[0028]判断所述目标矩形中心点在所在的相邻区域停留的时间大于或等于第二预设值，则触发跟踪控制设备对所述多个运动对象进行跟踪控制。
[0029]其中，若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，则按照预设策略对运动对象进行跟踪控制的过程为:
[0030]若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，通过所述多个运动对象顶部的最高点和最低点分别画水平切线，通过所述多个运动对象外侧面最外点分别画垂直切线，从所述水平切线与所述垂直切线相交点构成的矩形中，获得覆盖所述多个运动对象的目标矩形；
[0031]判断所述目标矩形的面积与所述目标矩形中心点所在的相邻区域的面积的比值，若大于或等于第一预设值，且所述目标矩形中心点在所在的相邻区域停留的时间大于或等于第二预设值，则触发跟踪控制设备对所述多个运动对象进行跟踪控制。
[0032]图1所示为本发明实施例1的多运动对象画面切换控制方法流程图，包括以下步骤:
[0033]步骤101:预先将教室划分为N个区域，其中，N彡2且N为正整数；如图2所示，预先将整个教室划分为3个区域，A区域、B区域、C区域。
[0034]步骤102:多个运动对象在划分的区域内进行移动时，若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，则按照预设策略对运动对象进行跟踪控制。
[0035]如图3所示，教师E在上课时，要求学生D上讲台给其它学生进行演示，此时，学生D位于B区域、教师E位于A区域；其中，A区域、B区域为相邻区域。
[0036]其中，若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，则按照预设策略对运动对象进行跟踪控制的过程为:
[0037]若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，通过所述多个运动对象顶部的最高点和最低点分别画水平切线，通过所述多个运动对象外侧面最外点分别画垂直切线，从所述水平切线与所述垂直切线相交点构成的矩形中，获得覆盖所述多个运动对象的目标矩形；
[0038]判断所述目标矩形的面积与所述目标矩形中心点所在的相邻区域的面积的比值，若大于或等于第一预设值，则触发跟踪控制设备对所述多个运动对象进行跟踪控制。
[0039]如图3所示，运动对象为教师E、学生D，教师E位于A区域，学生D位于B区域；其中，A区域、B区域为相邻区域。
[0040]如图4所示，
[0041 ] 此时，分别通过学生的最高点Ml画水平切线L2，通过学生的最低点M2画水平切换L3，通过学生外侧面最外点M3画垂直切线L5 ；
[0042]分别通过教师的最高点Pl画水平切线LI，通过教师的最低点P2画水平切线L4，通过教师外侧面最外点P3画垂直切线L6。
[0043]由此可知，从水平切线与所述垂直切线相交点构成的矩形中，获得覆盖所述多个运动对象的目标矩形为矩形Q1Q2Q3Q4。
[0044]判断矩形Q1Q2Q3Q4的面积与矩形Q1Q2Q3Q4中心点所在的相邻区域即B区域(结合图3所示)的面积的比值，若大于或等于第一预设值(例如:60% )，则触发跟踪控制摄像机对学生D、教师E进行全景拍摄。
[0045]其中，若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，则按照预设策略对运动对象进行跟踪控制的过程为:
[0046]若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，通过所述多个运动对象顶部的最高点和最低点分别画水平切线，通过所述多个运动对象外侧面最外点分别画垂直切线，从所述水平切线与所述垂直切线相交点构成的矩形中，获得覆盖所述多个运动对象的目标矩形；
[0047]判断所述目标矩形中心点在所在的相邻区域停留的时间大于或等于第二预设值，则触发跟踪控制设备对所述多个运动对象进行跟踪控制。
[0048]如图4所示，
[0049]此时，分别通过学生的最高点Ml画水平切线L2，通过学生的最低点M2画水平切换L3，通过学生外侧面最外点M3画垂直切线L5 ；
[0050]分别通过教师的最高点Pl画水平切线LI，通过教师的最低点P2画水平切线L4，通过教师外侧面最外点P3画垂直切线L6。
[0051]由此可知，从水平切线与所述垂直切线相交点构成的矩形中，获得覆盖所述多个运动对象的目标矩形为矩形Q1Q2Q3Q4。
[0052]判断矩形Q1Q2Q3Q4中心点在所在的相邻区域即B区域(结合图3所示)停留的时间大于或等于第二预设值(例如:3秒)，则触发跟踪控制摄像机对学生D、教师E进行全景拍摄。
[0053]其中，若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，则按照预设策略对运动对象进行跟踪控制的过程为:
[0054]若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，通过所述多个运动对象顶部的最高点和最低点分别画水平切线，通过所述多个运动对象外侧面最外点分别画垂直切线，从所述水平切线与所述垂直切线相交点构成的矩形中，获得覆盖所述多个运动对象的目标矩形；
[0055]判断所述目标矩形的面积与所述目标矩形中心点所在的相邻区域的面积的比值，若大于或等于第一预设值，且所述目标矩形中心点在所在的相邻区域停留的时间大于或等于第二预设值，则触发跟踪控制设备对所述多个运动对象进行跟踪控制。
[0056]如图4所示，分别通过学生的最高点Ml画水平切线L2，通过学生的最低点M2画水平切换L3，通过学生外侧面最外点M3画垂直切线L5 ；
[0057]分别通过教师的最高点Pl画水平切线LI，通过教师的最低点P2画水平切线L4，通过教师外侧面最外点P3画垂直切线L6。
[0058]由此可知，从水平切线与所述垂直切线相交点构成的矩形中，获得覆盖所述多个运动对象的目标矩形为矩形Q1Q2Q3Q4。
[0059]判断矩形Q1Q2Q3Q4的面积与矩形Q1Q2Q3Q4中心点所在的相邻区域即B区域(结合图3所示)的面积的比值，若大于或等于第一预设值(例如:60%)，且矩形Q1Q2Q3Q4中心点在所在的相邻区域即B区域(结合图3所示)停留的时间大于或等于第二预设值(例如:3秒)，则触发跟踪控制摄像机对学生D、教师E进行全景拍摄。
[0060]图5所示为本发明实施例5的多运动对象画面切换控制系统图，包括:配置模块、策略控制模块、跟踪控制模块；配置模块通过策略控制模块与跟踪控制模块相连；
[0061]其中，所述配置模块，用于预先将教室划分为N个区域并将区域划分结果通知所述策略控制模块；
[0062]所述策略控制模块，用于接收所述配置模块发送的区域划分结果；还用于在多个运动对象在划分的区域内进行移动时，若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，则按照预设策略触发跟踪控制模块对运动对象进行跟踪控制；
[0063]所述跟踪控制模块，用于执行所述策略控制模块下发的跟踪控制指令，对运动对象进行跟踪控制。
[0064]其中，所述策略控制模块，还用于若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，通过所述多个运动对象顶部的最高点和最低点分别画水平切线，通过所述多个运动对象外侧面最外点分别画垂直切线，从所述水平切线与所述垂直切线相交点构成的矩形中，获得覆盖所述多个运动对象的目标矩形；
[0065]判断所述目标矩形的面积与所述目标矩形中心点所在的相邻区域的面积的比值，若大于或等于第一预设值，则触发跟踪控制模块对所述多个运动对象进行跟踪控制。
[0066]其中，所述策略控制模块，还用于若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，通过所述多个运动对象顶部的最高点和最低点分别画水平切线，通过所述多个运动对象外侧面最外点分别画垂直切线，从所述水平切线与所述垂直切线相交点构成的矩形中，获得覆盖所述多个运动对象的目标矩形；
[0067]判断所述目标矩形中心点在所在的相邻区域停留的时间大于或等于第二预设值，则触发跟踪控制模块对所述多个运动对象进行跟踪控制。
[0068]其中，所述策略控制模块，还用于若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，通过所述多个运动对象顶部的最高点和最低点分别画水平切线，通过所述多个运动对象外侧面最外点分别画垂直切线，从所述水平切线与所述垂直切线相交点构成的矩形中，获得覆盖所述多个运动对象的目标矩形；
[0069]判断所述目标矩形的面积与所述目标矩形中心点所在的相邻区域的面积的比值，若大于或等于第一预设值，且所述目标矩形中心点在所在的相邻区域停留的时间大于或等于第二预设值，则触发跟踪控制模块对所述多个运动对象进行跟踪控制。
[0070]另外，在本实施例具体实现的方案中，配置模块、策略控制模块、跟踪控制模块中的任意两种模块或者三种模块可以全部集成到一个硬件设备中。
[0071]相较于先前技术，根据多运动对象画面切换控制方法及系统，一方面实现解决了多个运动对象来回抢镜的问题并实现了画面的全覆盖；另一方面，运动对象的每个动作清晰展现，提高了上课的质量和感受，也提高了跟踪效率，不会因为运动对象的小幅运动而随意跟踪，最大程度上保护了学生的视力，实现了跟踪效果的平滑与流畅。
[0072]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种多运动对象画面切换控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 预先将教室划分为N个区域，其中，NS 2且N为正整数； 多个运动对象在划分的区域内进行移动时，若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，则按照预设策略触发跟踪控制设备对运动对象进行跟踪控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，则按照预设策略对运动对象进行跟踪控制的过程为: 若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，通过所述多个运动对象顶部的最高点和最低点分别画水平切线，通过所述多个运动对象外侧面最外点分别画垂直切线，从所述水平切线与所述垂直切线相交点构成的矩形中，获得覆盖所述多个运动对象的目标矩形； 判断所述目标矩形的面积与所述目标矩形中心点所在的相邻区域的面积的比值，若大于或等于第一预设值，则触发跟踪控制设备对所述多个运动对象进行跟踪控制。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，则按照预设策略对运动对象进行跟踪控制的过程为: 若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，通过所述多个运动对象顶部的最高点和最低点分别画水平切线，通过所述多个运动对象外侧面最外点分别画垂直切线，从所述水平切线与所述垂直切线相交点构成的矩形中，获得覆盖所述多个运动对象的目标矩形； 判断所述目标矩形中心点在所在的相邻区域停留的时间大于或等于第二预设值，则触发跟踪控制设备对所述多个运动对象进行跟踪控制。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，则按照预设策略对运动对象进行跟踪控制的过程为: 若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，通过所述多个运动对象顶部的最高点和最低点分别画水平切线，通过所述多个运动对象外侧面最外点分别画垂直切线，从所述水平切线与所述垂直切线相交点构成的矩形中，获得覆盖所述多个运动对象的目标矩形； 判断所述目标矩形的面积与所述目标矩形中心点所在的相邻区域的面积的比值，若大于或等于第一预设值，且所述目标矩形中心点在所在的相邻区域停留的时间大于或等于第二预设值，则触发跟踪控制设备对所述多个运动对象进行跟踪控制。
5.一种多运动对象画面切换控制系统，其特征在于，包括:配置模块、策略控制模块、跟踪控制模块；配置模块通过策略控制模块与跟踪控制模块相连； 其中，所述配置模块，用于预先将教室划分为N个区域并将区域划分结果通知所述策略控制模块； 所述策略控制模块，用于接收所述配置模块发送的区域划分结果；还用于在多个运动对象在划分的区域内进行移动时，若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，则按照预设策略触发跟踪控制模块对运动对象进行跟踪控制； 所述跟踪控制模块，用于执行所述策略控制模块下发的跟踪控制指令，对运动对象进行跟踪控制。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于， 所述策略控制模块，还用于若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，通过所述多个运动对象顶部的最高点和最低点分别画水平切线，通过所述多个运动对象外侧面最外点分别画垂直切线，从所述水平切线与所述垂直切线相交点构成的矩形中，获得覆盖所述多个运动对象的目标矩形； 判断所述目标矩形的面积与所述目标矩形中心点所在的相邻区域的面积的比值，若大于或等于第一预设值，则触发跟踪控制模块对所述多个运动对象进行跟踪控制。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在， 所述策略控制模块，还用于若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，通过所述多个运动对象顶部的最高点和最低点分别画水平切线，通过所述多个运动对象外侧面最外点分别画垂直切线，从所述水平切线与所述垂直切线相交点构成的矩形中，获得覆盖所述多个运动对象的目标矩形； 判断所述目标矩形中心点在所在的相邻区域停留的时间大于或等于第二预设值，则触发跟踪控制模块对所述多个运动对象进行跟踪控制。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在， 所述策略控制模块，还用于若多个运动对象分别位于多个相邻区域时，通过所述多个运动对象顶部的最高点和最低点分别画水平切线，通过所述多个运动对象外侧面最外点分别画垂直切线，从所述水平切线与所述垂直切线相交点构成的矩形中，获得覆盖所述多个运动对象的目标矩形； 判断所述目标矩形的面积与所述目标矩形中心点所在的相邻区域的面积的比值，若大于或等于第一预设值，且所述目标矩形中心点在所在的相邻区域停留的时间大于或等于第二预设值，则触发跟踪控制模块对所述多个运动对象进行跟踪控制。
【文档编号】H04N7/18GK104167116SQ201410334931
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】沈玉将, 董晓宏, 孙雷, 张 雄 申请人:苏州阔地网络科技有限公司