点的图像坐标； 当监控人员的头部移动到屏幕的最右上方的位置后，在摄像头拍摄的图像中，通过人 脸检测与跟踪算法定位出人脸区域的中心点，记录该中心点的图像坐标； 当监控人员的头部移动到屏幕的最右下方的位置后，在摄像头拍摄的图像中，通过人 脸检测与跟踪算法定位出人脸区域的中心点，记录该中心点的图像坐标； 将所述记录的4个中心点的图像坐标围成一个四边形，通过单应矩阵将所述四边形映 射成一个正方形，将该正方形称为坐标模型。3. 根据权利要求2所述的基于人脸检测的摄像机云台全方位交互方法，其特征在于， 所述的根据所述人脸区域的中心点的图像坐标，基于预先设定的坐标模型通过插值映射算 法计算出当前的校正平面坐标，包括： 新设一个校正平面坐标系，在该校正平面坐标系中，以所述正方形的正中心为坐标原 点，所述正方形的左上、左下、右上、右下角坐标分别为（_1，1)，（-1，-1)，（1，1)，（1，-1); 设所述当前图像中的人脸区域的中心点在所述四边形内的图像坐标为（Xa，ya)，所述当 前图像中的人脸区域的中心点在校正平面坐标系中的对应坐标为（xb，yb)，（xb，y b)的计算 公式如下：其中Η为设定的单应矩阵，w是设定的比例系数，将所述（xb，yb)作为当前的校正平面 坐标。4. 根据权利要求1所述的基于人脸检测的摄像机云台全方位交互方法，其特征在于， 所述的根据所述人脸区域的面积计算出当前的校正距离坐标，包括： 当监控人员的头部移动到离屏幕最远的位置后，在摄像头拍摄的图像中，通过人脸检 测与跟踪算法定位出人脸区域，记录该人脸区域的面积a;当监控人员的头部移动到离屏 幕最近的位置后，在摄像头拍摄的图像中，通过人脸检测与跟踪算法定位出人脸区域，记录 该人脸区域的面积b ; 记录所述摄像头采集到的当前图像中的人脸区域的面积X，则当前的校正距离坐标为： x - a \h-a5. 根据权利要求1或2或3或4所述的基于人脸检测的摄像机云台全方位交互方法， 其特征在于，所述的根据所述当前的校正平面坐标、校正距离坐标计算出摄像机的云台的 当前的水平、坚直目标转动角度，包括： 设所述校正平面坐标为（u，v)，所述摄像机的云台为全方位可转动，若u为正，则所述 180 云台的当前的水平目标转动角度为左--度，若U为负，所述云台的当前的水平目标转动角 u 度为右^度；若V为正，则所述云台的当前的坚直目标转动角度为下度，若V为负，则 -II V 所述云台的当前的坚直目标转动角度为上?度。 -护6. 根据权利要求1或2或3或4所述的基于人脸检测的摄像机云台全方位交互方法， 其特征在于，所述的计算出摄像机的镜头的当前的变倍倍数，包括： 设校正距离坐标为X，并且摄像机的镜头的最大变倍倍数为Ν，则所述摄像机的镜头的 当前的变倍倍数为I。 X7. -种基于人脸检测的摄像机云台全方位交互装置，其特征在于，包括： 人脸区域定位模块，用于通过人脸检测与跟踪算法定位摄像头采集到的当前图像中的 人脸区域； 校正平面坐标计算模块，用于根据所述人脸区域的中心点的图像坐标，基于预先设定 的坐标模型通过插值映射算法计算出当前的校正平面坐标； 校正距离坐标计算模块，用于根据所述人脸区域的面积计算出当前的校正距离坐标； 云台转动角度计算模块，用于根据所述当前的校正平面坐标、校正距离坐标计算出摄 像机的云台的当前的水平、坚直目标转动角度； 镜头变倍倍数计算模块，用于计算出摄像机的镜头的当前的变倍倍数。8. 根据权利要求7所述的基于人脸检测的摄像机云台全方位交互装置，其特征在于， 所述的装置还包括： 坐标模型建立模块，用于当监控人员的头部移动到屏幕的最左上方的位置后，在摄像 头拍摄的图像中，通过人脸检测与跟踪算法定位出人脸区域的中心点，记录该中心点的图 像坐标； 当监控人员的头部移动到屏幕的最左下方的位置后，在摄像头拍摄的图像中，通过人 脸检测与跟踪算法定位出人脸区域的中心点，记录该中心点的图像坐标； 当监控人员的头部移动到屏幕的最右上方的位置后，在摄像头拍摄的图像中，通过人 脸检测与跟踪算法定位出人脸区域的中心点，记录该中心点的图像坐标； 当监控人员的头部移动到屏幕的最右下方的位置后，在摄像头拍摄的图像中，通过人 脸检测与跟踪算法定位出人脸区域的中心点，记录该中心点的图像坐标； 将所述记录的4个中心点的图像坐标围成一个四边形，通过单应矩阵将所述四边形映 射成一个正方形，将该正方形称为坐标模型。9. 根据权利要求6所述的基于人脸检测的摄像机云台全方位交互装置，其特征在于： 所述的校正平面坐标计算模块，用于新设一个校正平面坐标系，在该校正平面坐标系 中，以所述正方形的正中心为坐标原点，所述正方形的左上、左下、右上、右下角坐标分别为 (-1，1)，（-1，-1)，（1，1)，（1，-1); 设所述当前图像中的人脸区域的中心点在所述四边形内的图像坐标为（Xa，ya)，所述当 前图像中的人脸区域的中心点在校正平面坐标系中的对应坐标为（xb，yb)，（xb，y b)的计算 公式如下：其中Η为设定的单应矩阵，w是设定的比例系数，将所述（xb，yb)作为当前的校正平面 坐标。10. 根据权利要求6所述的基于人脸检测的摄像机云台全方位交互装置，其特征在于： 所述的校正距离坐标计算模块，用于当监控人员的头部移动到离屏幕最远的位置后， 在摄像头拍摄的图像中，通过人脸检测与跟踪算法定位出人脸区域，记录该人脸区域的面 积a ;当监控人员的头部移动到离屏幕最近的位置后，在摄像头拍摄的图像中，通过人脸检 测与跟踪算法定位出人脸区域，记录该人脸区域的面积b ; 记录所述摄像头采集到的当前图像中的人脸区域的面积X，则当前的校正距离坐标为：11. 根据权利要求6或7或8或9或10所述的基于人脸检测的摄像机云台全方位交互 装置，其特征在于： 所述的云台转动角度计算模块，用于设所述校正平面坐标为（u，v)，所述摄像机的云台 18〇 为全方位可转动，若U为正，则所述云台的当前的水平目标转动角度为左--度，若U为负， U 1 Οβ 所述云台的当前的水平目标转动角度为右--度；若V为正，则所述云台的当前的竖直目标 -U. 1X0 1祖 转动角度为下--度，若V为负，则所述云台的当前的坚直目标转动角度为上--度。 ν ~ V12. 根据权利要求6或7或8或9或10所述的基于人脸检测的摄像机云台全方位交互 装置，其特征在于： 所述的镜头变倍倍数计算模块，用于设校正距离坐标为X，并且摄像机的镜头的最大变 倍倍数为Ν，则所述摄像机的镜头的当前的变倍倍数为f。 '.X
【专利摘要】本发明实施例提供了一种基于人脸检测的摄像机PTZ交互方法和装置。该方法主要包括：通过人脸检测与跟踪算法定位摄像头采集到的当前图像中的人脸区域；根据所述人脸区域的中心点的图像坐标，基于预先设定的坐标模型通过插值映射算法计算出当前的校正平面坐标；根据所述人脸区域的面积计算出当前的校正距离坐标；根据所述当前的校正平面坐标、校正距离坐标计算出摄像机的云台的当前的水平、竖直目标转动角度，计算出摄像机的镜头的当前的变倍倍数。在本发明实施例中，视频监控工作人员可以通过上、下、左、右、前、后移动自己的头部，控制云台转动的目标方向角度和镜头的变倍，从而改变当前摄像头的视场区域，实现模拟第一视角实地监控的效果。
【IPC分类】H04N7/18, G05D3/12, G06F3/01
【公开号】CN105635657
【申请号】CN201410608706
【发明人】胡懋地, 范宜强, 李其均
【申请人】航天信息股份有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年11月3日