专利名称：可自动跟踪目标的视频监控系统及其自动跟踪处理方法
技术领域：
本发明涉及视频监控领域，尤指一种可以对所采 集图像进行处理并自动识别移动目标，自动跟随移动目标的的视频监
控装置。
二背景技术：
目前，视频监控设备大量用于社会各个角落，给 社会治安带来飞跃发展，它充当着监控人员的"眼睛"，有了监控系 统，我们才能看到现场传送过来的图像，为事后凋査起到关键性作用， 使案件破获提供了科学可靠的证据。但在目前的监控系统中，摄像头 基本为固定形式，需要人工目视观察、跟踪，^旦监控人员出现疏忽， 就会出现监控的漏洞，这样不仅造成监控人员劳动强度大而且监控的 效率很低，无效监控太多。
三
发明内容
1、 发明目的本发明提供一种可自动跟踪目标的视频监控系统， 其目的在于减少值班人员的劳动强度，提高监控质量和效率。
2、 技术方案本发明是通过以下技术方案实现的
一种可自动跟踪目标的视频监控系统，包括摄像头和与其相连的 视频监视器，其特征在于摄像头为数字式图像摄像头；该系统包括 数字式图像摄像头、旋转平台、视频监视器，其中数字式图像摄像头 安装于旋转平台的平面上并可自由转动；数字式图像摄像头与旋转平 台之间安装垂直驱动电机；旋转平台上另安装有水平驱动电机；在数 字式摄像头内部设有单片机、数字输出图像芯片；数字输出图像芯片具有两路信号输出， 一路是模拟信号输出，与视频监视器的信号源连 接，另一路是数字信号输出，与单片机的数据线连接。
单片机共有8组IO接口 ，其中第一组IO接口与数字输出图像芯 片的数据总线连接；第二组IO接口中的6位IO线与数字输出图像芯 片的控制总线连接；第三组IO接口启用串口控件，与串行总线芯片 MAX485连接；第四组、第五组IO接口分别连接两个步进电机驱动芯 片；第六组IO接口中的6位IO线与按键输入信号接口连接。
单片机的串行总线芯片MAX485连接有报警系统，报警系统可以 是警示灯、蜂鸣器或者其他具有报警提示作用的装置。
一种如上所述可自动跟踪目标的视频监控系统的处理方法，其特 征在于由系统进行分时图像数据采集，并对两幅图像按对应坐标位 进行处理，具体方法为由单片机进行视频采样，对两段时间间隔内的 画面进行数字减影，如果没有移动物体进入画面，则减影的画面为零， 旋转平台不动；当有移动物体进入画面后，减影画面为两画面差异部 分，单片机计算出差异画面的几何中心与现在画面几何中心的差值， 并控制旋转平台的水平驱动电机和垂直驱动电机进行旋转，使旋转平 台运行到差异画面的几何中心，此时在视频监视器看到的画面就是由 原画面移动到差异画面的差异中心；对差异图像处理时，若产生规定 大小的几何图形则通过串行总线或无线方式发出警报，通知值班人 员，此时值班人员看到的则是某一台监视器发来的报警提示和始终对 准移动目标的监视画面。
差异画面几何中心的确定方法为单片机(7)计算出差异画面所有点的X、 Y轴坐标，并分别取平均值，得到差异画面在X坐标 平均值、Y坐标平均值，其交点即为差异画面的几何中心。
3、优点及效果通过本发明技术方案的实施，可以使监控系统 对所采集图像进行分析，自动识别移动目标，自动跟随移动目标，根 据分析结果进行自动报警、从而提高监控质量和效率。
四
图1为监控系统的主视图和右视图。
图2为监控系统电路板示意图。 图3为监控系统电路原理示意图。 图4为监控系统整体工作示意图。
五具体实施例方式
下面结合附图对本发明进行具体说明。
图1为监控系统的主视图和右视图，如图所示，l为数字式图像
摄像头，2为水平驱动电机，3为垂直驱动电机，4为旋转平台；其 中数字式图像摄像头1安装于旋转平台4的平面上并可自由转动；数 字式图像摄像头1与旋转平台4之间安装垂直驱动电机3;旋转平台
上另安装有水平驱动电机2。
图2为监控系统电路板示意图，如图所示，5为水平驱动电机输 出接口， 6为固定孔位，7为单片机，8为处理电路板，9为数字输出 图像芯片，10为按键及视频信号输出接口， ll为垂直驱动电机输出 接口；其中数字输出图像芯片9安装在数字式摄像头1内部，数字输 出图像芯片9具有两路信号输出， 一路是模拟信号输出，与现有摄像头的视频输出信号一样，与视频监视器14的信号源连接，得到监视 的画面；另一路是数字信号输出，与单片机7的一组数据线连接，送 入单片机7进行图像数字处理。该图像数字处理的特征是采用分时图 像数据采集，并对两幅图像按对应坐标位进行处理的方式，即由单片 机7进行视频采样，对两时间间隔画面进行数字减影；如果没有移动 物体进入画面，则减影的画面为零，旋转平台4不动。当移动物体进 入画面后，减影画面为两画面差异部分，单片机7计算出差异画面的 几何中心与现在画面几何中心的差值，并控制旋转平台4的水平驱动 电机2和垂直驱动电机3进行旋转，使旋转平台4运行到差异画面的 几何中心，此时在视频监视器看到的画面就是由原画面移动到差异画 面的差异中心。对差异图像处理时，若产生规定大小的几何图形则通 过串行总线或无线方式发出警报，通知值班人员。值班人员看到的则 是某一台监视器发来的报警提示和始终对准移动目标的监视画面。
差异画面几何中心的确定方法为单片机7计算出差异画面所有 点的X、 Y轴坐标，并分别取平均值，得到差异画面在X坐标平均 值、Y坐标平均值，其交点即为差异画面的几何中心。
单片机工作原理如图3所示，其中12为数据总线，13为控制总 线，14为监视器，15为串行总线芯片MAX485， 16为串行信号输出端， 17为步进电机驱动芯片。如图所示，单片机共有8组IO接口，第一 组用8位IO接口与数字输出图像芯片9的数据总线相连，用于采集 视频图像数据；第二组中的6位10线与数字输出图像芯片9的控制 总线相连，用于设置数字输出图像芯片9的工作参数和采集数据的同步信号；第三组启用串口控件，连接串行总线芯片15，完成系统间串 行数据传送。接受命令，发送报警信息等；第四组、第五组分别连接 两个步进电机驱动芯片17，用软件控制步进脉冲产生，使水平步进 电机2和垂直步进电机3分别按要求角度旋转，驱动旋转平台4的运 动；第六组用6位IO接口与按键输入接口 IO连接，做为手动调整监 控镜头位置、角度使用。
权利要求
1、一种可自动跟踪目标的视频监控系统，包括摄像头和与其相连的视频监视器(14)，其特征在于摄像头为数字式图像摄像头(1)；该系统包括数字式图像摄像头(1)、旋转平台(4)、视频监视器(14)，其中数字式图像摄像头(1)安装于旋转平台(4)的平面上并可自由转动；数字式图像摄像头(1)与旋转平台(4)之间安装垂直驱动电机(3)；旋转平台上另安装有水平驱动电机(2)；在数字式摄像头(1)内部设有单片机(7)、数字输出图像芯片(9)；数字输出图像芯片(9)具有两路信号输出，一路是模拟信号输出，与视频监视器(14)的信号源连接，另一路是数字信号输出，与单片机(7)的数据线连接。
2、 根据权利要求1所述的一种可自动跟踪目标的视频监控系统， 其特征在于单片机(7)共有8组IO接口，其中第一组IO接口与 数字输出图像芯片(9)的数据总线(12)连接；第二组IO接口中的 6位IO线与数字输出图像芯片(9)的控制总线(13)连接；第三组 IO接口启用串口控件，与串行总线芯片MAX485 (15)连接；第四组、第五组IO接口分别连接两个步进电机驱动芯片(17);第六组IO接口中的6位IO线与按键输入信号接口 (10)连接。
3、 根据权利要求1所述的一种可自动跟踪目标的视频监控系统， 其特征在于单片机(7)的串行总线芯片MAX485 (15)连接有报警 系统(17)，报警系统可以是警示灯、蜂鸣器或者其他具有报警提示 作用的装置。
4、 一种如权利要求1所述可自动跟踪目标的视频监控系统的处理方法，其特征在于由系统进行分时图像数据采集，并对两幅图像 按对应坐标位进行处理，具体方法为由单片机(7)进行视频采样， 对两段时间间隔内的画面进行数字减影，如果没有移动物体进入画 面，则减影的画面为零，旋转平台(4)不动；当有移动物体进入画 面后，减影画面为两画面差异部分，单片机(7)计算出差异画面的 几何中心与现在画面几何中心的差值，并控制旋转平台(4)的水平驱动电机(2)和垂直驱动电机(3)进行旋转，使旋转平台(4)运 行到差异画面的几何中心，此时在视频监视器看到的画面就是由原画 面移动到差异画面的差异中心；对差异图像处理时，若产生规定大小 的几何图形则通过串行总线或无线方式发出警报，通知值班人员，此 时值班人员看到的则是某一台监视器发来的报警提示和始终对准移 动目标的监视画面。
5、根据权利要求4所述可自动跟踪目标的视频监控系统的处理 方法，其特征在于差异画面几何中心的确定方法为单片机(7) 计算出差异画面所有点的X、 Y轴坐标，并分别取平均值，得到差异 画面在X坐标平均值、Y坐标平均值，其交点即为差异画面的几何 中心。
全文摘要
本发明提供一种能够实现自动报警自动跟踪移动目标的视频监控系统。它采用数控移动平台、数字输出摄像芯片，其中数字输出摄像芯片具有两路信号输出，一路为模拟信号，与监视器连接，产生监控图像记录；另一路为数字信号输出，与单片机连接，用于数字图像处理，对分时采集的数字图像进行减影处理，并根据减影图像中差异图像的大小及差异图像的几何中心，控制移动平台使画面移至该中心，并通过串行总线向值班人员发出报警提示。
文档编号G06T7/20GK101674462SQ20091018782
公开日2010年3月17日 申请日期2009年10月12日 优先权日2009年10月12日
发明者曾培龙 申请人:曾培龙