一种监控显示方法及装置与流程

本发明涉及监控显示技术领域，尤其涉及一种监控显示方法及装置。

背景技术：

目前，监控显示装置在教育教学、考试监督和交通管理等各个领域得到广泛的应用。但是，对于现有的监控显示装置，在需要对某个监控图像进行细节缩放显示时，只能通过手动调整摄像机的位置和焦距来实现图像的细节缩放。显然，通过上述方式实现图像细节监控的实时性差，操作也不方便。

因此，如何实现监控图像的自动缩放显示，是目前亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种监控显示方法及装置，用以解决现有技术中存在的如何实现监控图像的自动缩放显示的问题。

本发明实施例提供的一种监控显示方法，包括：

根据所需显示的监控图像的分辨率，调整对监控区域进行拍摄的摄像机的数量，以及各所述摄像机与所述监控区域中对应的监控范围的拍摄角度和拍摄距离；

将各所述摄像机拍摄到的对应的监控范围的局部监控图像合成所述监控区域对应的监控图像，并进行显示。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述监控显示方法中，所述根据所需显示的监控图像的分辨率，调整对监控区域进行拍摄的摄像机的数量，以及各所述摄像机与所述监控区域中对应的监控范围的拍摄角度和拍摄距离，具体包括：

在确定所需显示的监控图像的分辨率与当前显示的所述监控图像的分辨率不同时，根据所述当前显示的所述监控图像的分辨率与所述所需显示的监控图像的分辨率之间的缩放比例，调整对所述监控区域进行拍摄的摄像机的数量；

调整各所述摄像机与对应的监控范围的拍摄角度和拍摄距离，使在各所述摄像机的拍摄广角一致的情况下，各所述摄像机与对应的监控范围之间构成的三角形与使用单台摄像机拍摄所述监控区域时构成的三角形相似。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述监控显示方法中，在确定所需显示的监控图像的分辨率与当前显示的所述监控图像的分辨率不同之前，还包括：

接收对所述当前显示的所述监控图像的缩放信息；

根据所述当前显示的所述监控图像的分辨率，以及所述当前显示的所述监控图像的缩放信息，确定所述所需显示的监控图像的分辨率。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述监控显示方法中，所述接收对所述当前显示的所述监控图像的缩放信息，具体包括：

接收触控单元发送的所述当前显示的所述监控图像的缩放信息。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述监控显示方法中，所述将各所述摄像机拍摄到的对应的监控范围的局部监控图像合成所述监控区域对应的监控图像，具体包括：

根据相邻的两台所述摄像机拍摄的对应的监控范围的所述局部监控图像，确定相邻的两台所述摄像机生成的所述局部监控图像之间的边缘图像数据；

对确定出的所述边缘图像数据进行插值或均化处理后，与所述局部监控图像进行合成所述监控区域对应的监控图像。

本发明实施例还提供了一种监控显示装置，包括：

调整单元，用于根据所需显示的监控图像的分辨率，调整对监控区域进行拍摄的摄像机的数量，以及各所述摄像机与所述监控区域中对应的监控范围的拍摄角度和拍摄距离；

处理单元，用于将各所述摄像机拍摄到的对应的监控范围的局部监控图像合成所述监控区域对应的监控图像，并进行显示。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述监控显示装置中，所述调整单元，包括：控制元件，驱动元件，以及与各所述摄像机一一对应连接的位移电机和角度移动电机；

所述控制元件，用于在确定所需显示的监控图像的分辨率与当前显示的所述监控图像的分辨率不同时，根据所述当前显示的所述监控图像的分辨率与所述所需显示的监控图像的分辨率之间的缩放比例，调整对所述监控区域进行拍摄的摄像机的数量；

所述驱动元件，驱动各所述位移电机调整对应的各所述摄像机与对应的监控范围的拍摄角度，驱动各所述角度移动电机调整对应的各所述摄像机与对应的监控范围的拍摄距离，使在各所述摄像机的拍摄广角一致的情况下，各所述摄像机与对应的监控范围之间构成的三角形与使用单台摄像机拍摄所述监控区域时构成的三角形相似。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述监控显示装置中，还包括：

接收单元，用于接收对所述当前显示的所述监控图像的缩放信息；

确定单元，用于根据所述当前显示的所述监控图像的分辨率，以及所述当前显示的所述监控图像的缩放信息，确定所述所需显示的监控图像的分辨率。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述监控显示装置中，所述接收单元，具体用于接收触控单元发送的所述当前显示的所述监控图像的分辨率的缩放信息。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述监控显示装置中，所述处理单元，具体用于根据相邻的两台所述摄像机拍摄的对应的监控范围的所述局部监控图像，确定相邻的两台所述摄像机生成的所述局部监控图像之间的边缘图像数据；对确定出的所述边缘图像数据进行插值或均化处理后，与所述局部监控图像进行合成所述监控区域对应的监控图像。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供的一种监控显示方法及装置，包括：根据所需显示的监控图像的分辨率，调整对监控区域进行拍摄的摄像机的数量，以及各摄像机与监控区域中对应的监控范围的拍摄角度和拍摄距离；将各摄像机拍摄到的对应的监控范围的局部监控图像合成监控区域对应的监控图像，并进行显示。由于通过根据监控图像的分辨率，自动调整拍摄该监控区域的摄像机的数量、拍摄角度和拍摄距离，可以使各摄像机采集到清晰的缩放后的局部监控图像；再通过将各局部监控图像进行合成，即可得到缩放后的监控图像，进而可以显示出缩放后的监控图像。因此，实现了监控图像的自动缩放显示。

附图说明

图1为本发明实施例提供的监控显示方法的流程图；

图2a为本发明实施例提供的通过采用单台摄像机对监控区域进行拍摄的示意图；

图2b为本发明实施例提供的通过采用多台摄像机对监控区域进行拍摄的示意图；

图3为本发明实施例提供的调整各摄像机的拍摄角度和拍摄距离的示意图；

图4为本发明实施例提供的两个摄像机对应获取的局部监控图像的叠加图示意图；

图5为本发明实施例提供的摄像机进行内部聚焦的示意图；

图6为本发明实施例提供的一帧获取的两个RGB像素点阵示意图；

图7为本发明实施例提供的获取边缘图像数据的列范围的流程图；

图8为本发明实施例提供的一帧合成后的RGB像素点阵示意图；

图9为本发明实施例提供的合成监控图像的流程图；

图10为本发明实施例提供的对合成的监控图像进行同步显示的流程图；

图11为本发明实施例提供的监控显示装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明实施例提供的监控显示方法及装置的具体实施方式进行详细地说明。

本发明实施例提供的一种监控显示方法，如图1所示，具体可以包括以下步骤：

S101、根据所需显示的监控图像的分辨率，调整对监控区域进行拍摄的摄像机的数量，以及各摄像机与监控区域中对应的监控范围的拍摄角度和拍摄距离；

S102、将各摄像机拍摄到的对应的监控范围的局部监控图像合成监控区域对应的监控图像，并进行显示。

具体地，在本发明实施例提供的上述监控显示方法中，由于通过根据监控图像的分辨率，自动调整拍摄该监控区域的摄像机的数量、拍摄角度和拍摄距离，可以使各摄像机采集到清晰的缩放后的局部监控图像；再通过将各局部监控图像进行合成，即可得到缩放后的监控图像，进而可以显示出缩放后的监控图像。因此，实现了监控图像的自动缩放显示。

一般地，要达到显示监控图像细节的效果，需要在物理上能够采集足够多的数据。于是，在本发明实施例提供的监控显示方法中提出了在感光区域分辨率不变的条件下，通过增加摄像机的数量来达到提高监控图像的分辨率的效果。例如，如图2a所示，假设互补金属氧化物半导体Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)的感光区域的分辨率为960*540，对应拍摄的监控图像的显示分辨率即为960*540。现在要将监控图像的显示分辨率达到1920*1080，如图2b所示，则需要选择四个相同的摄像机，并将监控图像分割为四个区域，每个区域单独由一个摄像机负责拍摄。然后将四个摄像机对应采集的局部监控图像进行合成，从而得到分辨率为1920*1080的监控图像。当然，在实际应用时，可基于同样的原理，针对监控图像所需的不同显示分辨率采用不同数量的摄像机。

于是，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述监控显示方法的步骤S101根据所需显示的监控图像的分辨率，调整对监控区域进行拍摄的摄像机的数量，以及各摄像机与监控区域中对应的监控范围的拍摄角度和拍摄距离，具体可以通过以下方式实现：

在确定所需显示的监控图像的分辨率与当前显示的监控图像的分辨率不同时，根据当前显示的监控图像的分辨率与所需显示的监控图像的分辨率之间的缩放比例，调整对监控区域进行拍摄的摄像机的数量；

调整各摄像机与对应的监控范围的拍摄角度和拍摄距离，使在各摄像机的拍摄广角一致的情况下，各摄像机与对应的监控范围之间构成的三角形与使用单台摄像机拍摄监控区域时构成的三角形相似。

例如如图3所示，以两个摄像机拍摄监控区域为例进行说明。为简便起见，在图3中将摄像头点化处理，并将监控区域线化处理。在双点的拍摄广角一致的情况下，调整双点与对应的监控范围的拍摄角度和拍摄距离，以使双点与对应的监控范围之间构成的三角形A和B，与使用单点拍摄监控区域时构成的三角形C相似。

具体地，为了确定所需显示的监控图像的分辨率，在本发明实施例提供的上述监控显示方法中，步骤S101的具体实施方式中在确定所需显示的监控图像的分辨率与当前显示的监控图像的分辨率不同之前，还可以包括以下步骤：

接收对当前显示的监控图像的缩放信息；

根据当前显示的监控图像的分辨率，以及当前显示的监控图像的缩放信息，确定所需显示的监控图像的分辨率。

进一步地，为了实现人机交互，在本发明实施例提供的上述监控显示方法中，步骤接收对当前显示的监控图像的缩放信息，具体可以通过以下方式实现：

接收触控单元发送的当前显示的监控图像的缩放信息，即用户可以通过触控单元发送关于当前显示的监控图像的缩放信息。此外，用户还可以通过鼠标选择性地进行监控图像的缩放，在此不做限定。

具体地，由于在各摄像机分别采集对应的监控范围的局部监控图像后，不可避免会存在边缘图像数据的问题，因此，在本发明实施例提供的上述监控显示方法中，步骤S102中将各摄像机拍摄到的对应的监控范围的局部监控图像合成监控区域对应的监控图像，具体可以通过以下方式实现：

根据相邻的两台摄像机拍摄的对应的监控范围的局部监控图像，确定相邻的两台摄像机生成的局部监控图像之间的边缘图像数据；

对确定出的边缘图像数据进行插值或均化处理后，与局部监控图像进行合成监控区域对应的监控图像。

例如如图4所示，以两个摄像机拍摄监控区域为例进行说明。图4所示的分别为两个摄像机对应采集的局部监控图像的叠加图：其中，斜线部分为叠加的边缘图像。并且，如图5所示，摄像机可使用微控制系统合理进行内部聚焦，在景深可控范围内进行调试聚焦点的位置，从而得到清晰的局部监控图像。

假设两个摄像机在某一个采集时刻，对应采集的一帧局部监控图像的像素点阵以RGB方式存储，如图6所示。图6中左边所示，为其中一个摄像机采集的像素点阵数据Img1[m,n,3]，图6中右边所示，为另一个摄像机对应的像素点阵数据Img2[m,n,3]，其中，m表示行数据，n表示列数据，3表示RGB三维分量。为简单起见，以R矩阵为例进行边缘图像数据的识别和处理。即根据R1[m,n]和R2[m,n]对R分量数据进行比较，从而获取边缘图像数据的列范围。

具体地，可根据如图7所示的方法获得边缘图像数据的列范围，即根据处理函数F(x)依次判断R像素点阵数据R1[m,n]和R2[m,n]之间各行各列数据的空间距离是否在经验值区间(-δ，+δ)内，进而判断出边缘图像数据的列范围p。需要说明的是，图7所示的处理过程为最全的处理方式，在实际应用中，还可以根据监控图像的像素点阵数据的取值空间，按照最简化处理方式，例如仅仅选择任意一个颜色的像素点阵数据的取值空间的其中几行进行数据判断，从而快速获得p值。

进一步地，在获取边缘图像数据的列范围后，还需要对列范围内的边缘图像数据的合理性进行判断，并对不合理的边缘图像数据进行处理。例如，假设像素点阵数据为四位存储，在获取一帧数据时，一个摄像机拍摄的边缘图像数据为数组a＝{{0101，0000，0011，1100}，{0000，0011，0010，0000}，{1111，1010，1101，0010}}，另一个摄像机拍摄的边缘图像数据为数组b＝{{0001，0010，0010，1100}，{0000，0011，0010，0000}，{1001，1011，0011，0101}}，根据处理函数F(x)的一个具体表达式Δs＝Σ(a²-b²)，计算两组数据的空间距离中的最短空间距离是否在|δ|的范围内，从而判断出边缘图像数据的取值范围。若最短空间距离不在区间|δ|内，则确定该最短空间距离对应的边缘图像数据不合理。对于这些个别不合理的边缘图像数据，在此为了方便处理，可以根据该不合理的边缘图像数据与其前后两行、上下两列的边缘图像数据的相关性，进行平滑处理。例如，假设不合理的边缘图像数据发生在Img[a,b,3]处，则可以使用如下公式进行处理:

Img[a,b,3]＝(Img[a-1,b,3]+Img[a+1,b,3]+Img[a,b+1,3]+Img[a,b-1,3])/4，从而得到列范围对应的合理的边缘图像数据。

通过上述方法获取边缘图像数据的列范围后，并根据图像合成的相关算法进行均化处理，最终得到如图8所示的一帧完整的监控图像。此时合成的这帧图像的像素点阵数据为Img[m,2n-p,3]，其中，p为边缘图像数据的列范围，该边缘图像的像素点阵数据为m行p列，即：Brim[m,p,3]。

当然，在实际应用中，还可以通过插值等其他方法对边缘图像数据进行处理，在此不做限定。

如此，合成一帧完整的监控图像后，如图9所示，还可以重复上述合成一帧完整的监控图像的步骤，以对多帧监控图像进行合成，最终完成对各摄像机采集的不同时刻的局部监控图像的合成。

在得到合成的监控图像后，一般地，如图10所示，还需要对监控图像进行同步化处理。假设监控图像由n个摄像机拍摄的局部监控图像合成得到，第一个摄像机拍摄的局部监控图像数据的向量为f1(t)，第二个摄像机拍摄的局部监控图像数据的向量为f2(t)，依次类推，则可以得到合成的监控图像数据的向量f(t)＝f1(t)+f2(t))+…+fn(t)。f(t)包含了行列信息，从而可根据f(t)的大小按照25帧每秒进行计算出行频大小，选择合适同步时钟进行监控图像数据输出。当然，也可以根据不同显示器进行选择不同输出格式，在此不做限定。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种监控显示装置，由于本发明实施例提供的监控显示装置与上述监控显示方法解决问题的原理相似，因此，该监控显示装置的实施可以参见上述监控显示方法的实施，重复之处不再赘述。

本发明实施例提供的一种监控显示装置，如图11所示，包括：

调整单元111，用于根据所需显示的监控图像的分辨率，调整对监控区域进行拍摄的摄像机的数量，以及各摄像机与监控区域中对应的监控范围的拍摄角度和拍摄距离；

处理单元112，用于将各摄像机拍摄到的对应的监控范围的局部监控图像合成监控区域对应的监控图像，并进行显示。

具体地，在本发明实施例提供的上述监控显示装置中，如图11所示，调整单元111，包括：控制元件1111，驱动元件1112，以及与各摄像机一一对应连接的位移电机1113和角度移动电机1114；

控制元件1111，用于在确定所需显示的监控图像的分辨率与当前显示的监控图像的分辨率不同时，根据当前显示的监控图像的分辨率与所需显示的监控图像的分辨率之间的缩放比例，调整对监控区域进行拍摄的摄像机的数量；

驱动元件1112，驱动各位移电机1113调整对应的各摄像机与对应的监控范围的拍摄角度，驱动各角度移动电机1114调整对应的各摄像机与对应的监控范围的拍摄距离，使在各摄像机的拍摄广角一致的情况下，各摄像机与对应的监控范围之间构成的三角形与使用单台摄像机拍摄监控区域时构成的三角形相似。

具体地，在本发明实施例提供的上述监控显示装置中，如图11所示，还可以包括：

接收单元113，用于接收对当前显示的监控图像的缩放信息；

确定单元114，用于根据当前显示的监控图像的分辨率，以及当前显示的监控图像的缩放信息，确定所需显示的监控图像的分辨率。

具体地，在本发明实施例提供的上述监控显示装置中，如图11所示，接收单元113，具体用于接收触控单元115发送的当前显示的监控图像的分辨率的缩放信息。

具体地，在本发明实施例提供的上述监控显示装置中，处理单元112，具体用于根据相邻的两台摄像机拍摄的对应的监控范围的局部监控图像，确定相邻的两台摄像机生成的局部监控图像之间的边缘图像数据；对确定出的边缘图像数据进行插值或均化处理后，与局部监控图像进行合成监控区域对应的监控图像。

本发明实施例提供的上述监控显示方法及装置，包括：根据所需显示的监控图像的分辨率，调整对监控区域进行拍摄的摄像机的数量，以及各摄像机与监控区域中对应的监控范围的拍摄角度和拍摄距离；将各摄像机拍摄到的对应的监控范围的局部监控图像合成监控区域对应的监控图像，并进行显示。由于通过根据监控图像的分辨率，自动调整拍摄该监控区域的摄像机的数量、拍摄角度和拍摄距离，可以使各摄像机采集到清晰的缩放后的局部监控图像；再通过将各局部监控图像进行合成，即可得到缩放后的监控图像，进而可以显示出缩放后的监控图像。因此，实现了监控图像的自动缩放显示。

此外，由于用户可以通过触控单元向接收单元发送关于监控图像的缩放信息，因此，实现了人机交互的效果。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。