一种接力跟踪方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于计算机技术领域，尤其涉及一种接力跟踪方法及系统。
【背景技术】
[0002]在精品课堂的录制、同步课堂的实际应用中，需要实现摄像机对老师和学生的实时跟踪。目前的解决方案有两种:一种是手动跟踪，由操作员手动控制摄像机对老师/学生进行跟踪；另外一种是通过系统实现自动跟踪。为了实现跟踪，一般情况下是安装一台或多台摄像机，对目标进行连续跟踪或接力跟踪，一般都是要求老师或学生一直在画面中间位置。在监控领域，为了在一个比较广阔的范围内对目标进行追踪，需要用多台摄像机进行接龙式的跟踪。
[0003]当手动跟踪时，如果是一台摄像机，操作人员控制摄像机的转动，在转动过程中会导致画面看不清楚，出现垃圾镜头；如果是两台摄像机，操作人员会根据目标的运动区域，实时的选择不同的摄像机进行拍摄，此时摄像机可能并不转动，虽然没有垃圾镜头，但是两个摄像机交替拍摄时衔接的并不好，目标似乎是从一个镜头进入另一个镜头，与目标保持在画面中间不相符。当用一台摄像机自动跟踪时，同样会出现镜头转动导致垃圾画面，因为即使是系统自动驱动摄像机的跟踪电机，但由于跟踪电机的最小转动角度也是有精度限制的，所以跟踪画面也不可能做到非常平稳。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种接力跟踪方法及系统，以解决上述问题。
[0005]本发明提供一种接力跟踪方法。上述方法包括以下步骤:通过第一摄像机跟踪运动目标；
[0006]监测所述运动目标的运动状态数据；根据所述运动状态数据判断所述运动目标是否进入所述第一摄像机和第二摄像机的跟踪重叠区域；在确定所述运动目标进入所述跟踪重叠区域时，启用所述第二摄像机跟踪所述运动目标。
[0007]本发明还提供了一种接力跟踪方法，包括以下步骤:
[0008]通过多个摄像机中的一个摄像机跟踪运动目标；
[0009]监测所述运动目标的运动矢量数据；
[0010]在确定所述运动目标进入所述多个摄像机的跟踪重叠区域时，根据所述运动矢量数据判断所述运动目标的运动趋势；
[0011 ] 基于所述运动趋势确定接力的摄像机，启用所述接力的摄像机。
[0012]本发明还提供了一种接力跟踪系统，包括:第一摄像机和第二摄像机，均连接至控制器，分别用于跟踪运动目标；
[0013]所述控制器，接收来自所述第一摄像机跟踪采集的视频图像，根据所述视频图像监测所述运动目标的运动状态数据，以及根据所述运动状态数据判断所述运动目标是否进入所述第一摄像机和第二摄像机的跟踪重叠区域，并在确定所述运动目标进入所述跟踪重叠区域时，通知所述第二摄像机跟踪所述运动目标。
[0014]本发明还提供了一种接力跟踪系统，包括:
[0015]多个摄像机，均连接至控制器，分别用于跟踪运动目标；
[0016]所述控制器，接收来自所述多个摄像机中的一个摄像机跟踪采集的视频图像，根据所述视频图像监测所述运动目标的运动矢量数据，以及在确定所述运动目标进入所述多个摄像机的跟踪重叠区域时，根据所述运动矢量数据判断所述运动目标的运动趋势，并基于所述运动趋势确定接力的摄像机，启用所述接力的摄像机。
[0017]相较于先前技术，根据本发明提供的接力跟踪方法及系统，采用多个摄像机对运动目标进行锁定跟踪，根据运动目标的运动情况自动切换跟踪摄像机，无需手动控制或切换摄像机，并且也避免了单台摄像机自动跟踪所引起的画面不平稳的问题，因此采用本发明的技术方案所获取的视频数据画面平稳且无垃圾画面，能够保证运动目标在画面中间。
【附图说明】
[0018]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:
[0019]图1所示为根据本发明的一较佳实施例提供的接力跟踪方法的流程图；
[0020]图2所示为根据本发明的一较佳实施例提供的接力跟踪场景示意图；
[0021]图3所示为根据本发明的另一较佳实施例提供的接力跟踪场景示意图；
[0022]图4所示为根据本发明的又一较佳实施例提供的接力跟踪场景示意图；
[0023]图5所示为根据本发明的一较佳实施例提供的接力跟踪系统的框图。
【具体实施方式】
[0024]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。
[0025]图1所示为根据本发明的较佳实施例提供的接力跟踪方法的流程图。如图1所示，本发明的较佳实施例提供的接力跟踪方法包括步骤102?106。
[0026]步骤102，通过第一摄像机跟踪运动目标，监测运动目标的运动状态数据；
[0027]步骤104，根据运动状态数据判断运动目标是否进入第一摄像机和第二摄像机的跟踪重叠区域；
[0028]步骤106，在确定运动目标进入所述跟踪重叠区域时，启用第二摄像机跟踪所述运动目标。
[0029]在一个监控区域中安装多台摄像机，每台摄像机对应有一个拍摄范围，在此我们定义每台摄像机有相应的跟踪区域，该多台摄像机的跟踪会有重叠，重叠的区域我们在此定义为跟踪重叠区域。当运动目标进入该监控区域例如教室时，由第一时间可拍摄到该运动目标的第一摄像机进行跟踪，运动目标继续运动，有可能离开第一摄像机的跟踪区域，在本实施例中，判断运动目标是否进入跟踪重叠区域，如果进入跟踪重叠区域，则可能需要切换跟踪摄像机，第一摄像机停止跟踪，第二摄像机开始跟踪，以保证能拍摄到运动目标，并使运动目标在画面中间。
[0030]运动状态数据的监测可采用图像处理手段来获取运动目标的运动矢量数据，根据该运动矢量数据可得到运动目标的运动速度、运动轨迹、位置数据等信息。
[0031]请参考图2，为了更精确地进行摄像机接力跟踪，在另一实施例中，将所述跟踪重叠区域划分为第一子区域20和第二子区域22 ;根据所述位置数据判断所述运动目标是否跨过第一子区域20和第二子区域22的划分线；在确定所述运动目标跨过所述划分线进入所述第二子区域22时，启用所述第二摄像机跟踪所述运动目标。通过划分区域的方法，能够快速判断运动目标是否正向第二摄像机的跟踪区域移动。
[0032]在有些场景下，本发明还提供了另一种实施方式:
[0033]在运动目标进入第一子区域时，判断运动目标的当前运动速度是否大于第一速度阈值；
[0034]在判定运动目标的当前运动速度大于所述第一速度阈值时，启用第二摄像机跟踪所述运动目标。当运动目标的运动速度较大时，运动目标有可能快速跨越跟踪重叠区域，因此需要提前判断是否需要切换跟踪摄像机，使得运动目标在进入第二摄像机的跟踪区域之后能立刻被第二摄像机跟踪，保持画面平稳连续，运动目标始终在画面中间。
[0035]在确定所述运动目标进入所述跟踪重叠区域时，还根据所述运动目标的运动矢量数据判断所述运动目标是否停止于所述跟踪重叠区域；在确定所述运动目标停止于所述跟踪重叠区域时，仍采用所述第一摄像机跟踪所述运动目标。在有些场景下，运动目标虽然进入跟踪重叠区域，但有可能停止于该跟踪重叠区域不继续向第二摄像机的跟踪区域移动，因此仍需要采用第一摄像机进行跟踪。
[0036]本发明的实施例利用两台跟踪摄像机，前一台摄像机在拍摄目标时，如果目标在运动，另外一台摄像机根据目标的运动及时自动调整跟踪参数，当目标快偏离前一台摄像机的画面中间位置时，系统会立即切换为另一台摄像机进行跟踪，而此时目标依然在画面的中间位置，即实现了目标在画面中间的跟踪需求，又可以实现画面平稳无垃圾镜头(因为正在跟踪的摄像机并不转动)。
[0037]在上文所描述的实施例中，第一摄像机与第二摄像机是没有带云台的摄像机，假设摄像机均带有云台，则还可以根据运动目标的运动情况调整拍摄参数(例如焦距、角度等)O
[0038]根据摄像机在监控区域中的安装位置以及它们的拍摄范围，可将整个监控区域划分为多个区域，每个区域对应哪个摄像机并且该摄像机所需要的拍摄参数均可预置在控制系统中，即预设对应关系。在确定所述运动目标进入所述跟踪重叠区域时，根据所述运动状态数据分析所述运动目标的相对位置；根据预设的对应关系确定与相对位置对应的摄像机拍摄参数。即当确定运动目标的位置之后，就可以知道需要哪个摄像机进行拍摄，如果摄像机当前的拍摄角度不合适，则需要找出对应的拍摄参数，并使该摄像机调整拍摄参数，以拍摄到该运动目标。例如，一个学生进入到第一摄像机和第二摄像机的跟踪重叠区域，此时，第二摄像机的拍摄角度可能是朝向跟踪区域边缘区A，如图2所示，则第一摄像机将该学生的位置数据通知给控制器，控制器根据预置的对应关系获取相应的拍摄参数，将该拍摄参数通知给第二摄像机，第二摄像机根据该拍摄参数调整拍摄角度、焦距等，于是从边缘区A转向跟踪重叠区域来跟踪该学生。
[0039]继续参考图3，详细说明根据本发明的又一实施例。
[0040](I)在教室安装两台跟踪摄像机A和B，紧靠在一起，确保可以拍摄到跟踪目标的全部运动范围。比如:摄像机A和B并排安装，都可以拍摄到老师在讲台上的运动区域。开始跟踪时，跟踪摄像机A对着老师拍摄，老师在画面中间位置。
[0041](2)老师运动时，跟踪摄像机A跟踪老师，对老师的运动方向和速度进行分析，预