一种识别目标区域的方法、监控方法及监控系统与流程

1.本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种识别目标区域的方法、监控方法及监控系统。


背景技术：

2.近年来，数字化、网络化的视频监控系统对于传统的闭路电视监控系统(closed circuit television)的优势愈发明显，其高度的标准性、开放性、集成性和灵活性，为整个安防产业的发展提供了更加广阔的发展空间。其中，智能视频监控技术借助计算机强大的数据处理功能，对视频画面中的海量数据进行高速分析，过滤掉用户不关心的信息，仅仅为监控者提供有用的关键信息。
3.鉴于此，智能视频监控已经成为网络化视频监控领域前沿的应用发展方向之一。目前，智能视频监控系统的应用领域非常广泛，不仅用于金融、文博、军事、商场、学校等行业的安全保卫，也用于公安、交通、医疗、机场车站港口、工厂、变电站等行业的安全生产及现场管理。
4.在现有的视频监控方案中，视频分析模块可以对摄像头所拍摄的连续视频画面内容进行实时分析，确定出画面中的目标区域(目标区域例如可以是重点监控区域)，一旦目标区域内发生异常，则确定发生异常情况，并通过网络方式向系统发出报警信息。然而，在现有的视频监控方案中，摄像头只能在固定状态下正确识别出目标区域，一旦摄像头开始旋转，之前标记的目标区域并不能动态地跟随来调整得到正确位置，导致视频分析模块无法及时准确地识别目标区域、并进行异常判断。
5.鉴于此，需要一种能够连续识别监控区域中目标区域的方案。


技术实现要素：

6.为此，本发明提供了一种识别目标区域的方法、监控方法及监控系统，以力图解决或至少缓解上面存在的至少一个问题。
7.根据本发明的一个方面，提供了一种识别目标区域的方法，包括步骤：在当前拍摄角度下获取当前图像；通过对上一帧图像和所述当前图像进行特征匹配，来在当前图像中识别出目标区域，上一帧图像为在上一个拍摄角度下采集的图像，且上一帧图像中包含目标区域；重复获取当前图像的步骤和识别出目标区域的步骤，以识别出不同拍摄角度下图像的目标区域。
8.可选地，根据本发明的方法还包括步骤：将所识别出的目标区域显示在当前图像的对应位置。
9.可选地，根据本发明的方法还包括步骤：从当前图像中确定出与上一帧图像中的像素点相匹配的像素点，作为匹配点对；根据匹配点对，计算出上一帧图像和当前图像的单应矩阵；基于单应矩阵，确定出目标区域在当前图像中的位置。
10.可选地，根据本发明的方法还包括步骤，在在当前拍摄角度下获取当前图像的步
骤之前，在上一拍摄角度下获取上一帧图像，并从上一帧图像中获取表征目标区域的至少一个像素的坐标。
11.可选地，根据本发明的方法还包括步骤，基于单应矩阵，对上一帧图像中的目标区域的至少一个像素的坐标做变换，得到变换后的像素的坐标；根据变换后的像素的坐标，确定出目标区域在当前图像中的位置。
12.可选地，在根据本发明的方法中，至少一个像素处于对应目标区域的边缘，和/或，至少一个像素为处于对应目标区域的边缘上的顶点。
13.可选地，根据本发明的方法还包括步骤，预先设置多个不同的拍摄角度。
14.可选地，在根据本发明的方法中，相邻两个拍摄角度对应的时间间隔是固定的，或者，相邻两个拍摄角度之差是固定的。
15.可选地，根据本发明的方法还包括步骤：对当前图像和上一帧图像进行特征匹配，以得到多个匹配点对。
16.根据本发明的再一个方面，提供了一种监控方法，包括步骤：在图像采集设备转动的过程中，采集图像；对所采集的每帧图像，通过执行如上所述的方法，来识别各图像的目标区域，目标区域指向监控区域；将所识别的目标区域显示在对应图像的对应位置。
17.可选地，在根据本发明的方法中，在图像采集设备转动的过程中，采集图像的步骤包括：每当图像采集设备转动到预定角度时，采集一帧图像，或者，在图像采集设备转动的过程中，每隔预定时间采集一帧图像。
18.可选地，根据本发明的方法还包括步骤：在所显示的目标区域上显示监控信息。
19.根据本发明的再一个方面，提供了一种监控方法，包括步骤：接收至少一个图像采集设备在转动过程中所采集的图像；针对各图像采集设备所采集的图像，通过执行如上所述的识别目标区域的方法，来识别各图像的目标区域；当所识别的图像采集设备的目标区域与该图像采集设备对应的监控区域不一致时，控制其它图像采集设备替代该图像采集设备进行图像采集。
20.根据本发明的再一个方面，还提供了一种监控系统，包括：图像采集设备，适于在不同的拍摄角度下采集不同图像；支撑设备，适于固定图像采集设备，并转动图像采集设备至不同的拍摄角度；目标区域识别设备，适于识别出各拍摄角度下图像中的目标区域；显示设备，适于显示所采集的图像，并将所识别的目标区域显示在对应图像的对应位置。
21.可选地，在根据本发明的监控系统中，目标区域识别设备包括：标注单元，适于在图像采集设备在初始拍摄角度下采集初始图像时，获取目标区域；特征匹配单元，适于通过对当前图像和上一帧图像进行特征匹配，来在当前图像中识别出目标区域。
22.可选地，在根据本发明的监控系统中，图像采集设备适于在转动到预定角度时，采集一帧图像；以及，图像采集设备还适于在转动的过程中，每隔预定时间采集一帧图像。
23.根据本发明的再一个方面，提供了一种监控系统，包括：至少一个图像采集设备，适于在不同的拍摄角度下采集不同图像；与至少一个图像采集设备相耦接的至少一个支撑设备，适于固定至少一个图像采集设备，并转动图像采集设备至不同的拍摄角度；目标区域识别设备，适于识别出各拍摄角度下图像中的目标区域；控制设备，适于关联各图像采集设备与其对应的监控区域；显示设备，适于显示所采集的图像，并将所识别的目标区域显示在对应图像的对应位置。
24.可选地，在根据本发明的监控系统中，控制设备还适于在所识别的图像采集设备的目标区域与该图像采集设备关联的监控区域不一致时，控制其它图像采集设备替代该图像采集设备进行图像采集。
25.根据本发明的再一个方面，提供了一种计算设备，包括：至少一个处理器；和存储有程序指令的存储器，其中，程序指令被配置为适于由至少一个处理器执行，程序指令包括用于执行如上所述任一方法的指令。
26.根据本发明的再一个方面，提供了一种存储有程序指令的可读存储介质，当程序指令被计算设备读取并执行时，使得计算设备执行如上所述的任一方法。
27.根据本发明的方案，实时获取当前拍摄角度下的当前图像，而后，基于与之相邻的上一帧图像中目标区域的位置，实时地识别出当前图像中的目标区域的位置。进一步地，本方案采用特征匹配的方式来确定出相邻两帧图像的单应矩阵，进而计算出下一帧图像中表征目标区域的像素的坐标位置，计算简单高效，便于实现实时地动态跟踪。
附图说明
28.为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。
29.图1示出了根据本发明一个实施例的监控系统100的示意图；
30.图2示出了根据本发明一个实施例的计算设备200的示意图；
31.图3示出了根据本发明一个实施例的识别目标区域的方法300的流程示意图；
32.图4示出了根据本发明一个实施例的目标区域的示意图；
33.图5示出了根据本发明另一个实施例的监控方法500的流程示意图；
34.图6示出了根据本发明再一个实施例的监控方法600的流程示意图。
具体实施方式
35.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
36.图1示出了根据本发明一个实施例的监控系统100的示意图。如图1所示，监控系统100中包括至少一个图像采集设备110、至少一个支撑设备120、目标区域识别设备130和显示设备140。应当指出，图1仅作为示意，本发明的实施例对系统100中所包含的各部分的数量并不做限制。
37.在根据本发明的实施场景中，图像采集设备110可以分布在各需要监控的区域，用来采集当前视角下对应的图像。支撑设备120用于固定图像采集设备110，并转动图像采集设备110至不同的拍摄角度，进行扫描监控。通常支撑设备120与图像采集设备110是成对出现的(如图1所示)。支撑设备120例如可以是云台，通过控制装置控制云台实现匀速或加速
旋转，以带动图像采集设备110旋转。这样，图像采集设备110就可以在转动到不同角度时，对应采集该拍摄角度下的图像。
38.在一种实施例中，预先设置多个不同的拍摄角度(例如，15度、25度等)，作为预定角度，图像采集设备110在转动到预定角度时，采集一帧图像。在另一种实施例中，图像采集设备110也可以在转动的过程中，每隔预定时间(如每隔5秒)采集一帧图像。或者，图像采集设备110可以在转动的过程中，连续采集图像，来得到一段连续的视频，将其看成是多个图像帧来进行处理。本发明的实施例对此均不作过多限制。
39.每当采集到一帧图像时，图像采集设备110就会将该图像发送给目标区域识别设备130，由目标区域识别设备130识别出各拍摄角度下图像中的目标区域。根据本发明的实施例，目标区域指向需重点监控的区域。例如，在城市道路监控系统中，目标区域可以是道路旁的违章停车区域；又如，在机房监控系统中，目标区域可以是各设备所在区域，等等。并且，目标区域的数目并不限于一个，可以根据监控需要设置多个目标区域。
40.目标区域识别设备130可以是计算设备，包括桌面计算机和笔记本计算机配置的个人计算机、或者是服务器等。根据本发明的实施例，目标区域识别设备130还包括标注单元132和特征匹配单元134。
41.其中，标注单元132在图像采集设备110在初始拍摄角度下采集初始图像时，获取目标区域。可选地，当图像采集设备110开始拍摄时，采集到第一帧图像，即初始图像，此时，标注单元132可以通过打标工具，在初始图像中标记出目标区域。在一种实施例中，用至少一个像素的坐标来标注该目标区域。这至少一个像素通常为处于目标区域边缘上的像素。特别地，为简化计算，当目标区域为规则的四边形时，这至少一个像素可以是目标区域边缘顶点。
42.特征匹配单元134通过对当前图像和上一帧图像进行特征匹配，来在当前图像中识别出目标区域。根据本发明的一种实施方式，特征匹配单元134可以采用诸如sift、surf、orb等特征匹配算法，来对相邻的两帧图像进行特征匹配，得到两帧图像中的一些匹配点对。应当指出，本发明的实施例对具体采用何种特征匹配算法并不做过多限制，任何已知或未来可知的特征匹配算法均可与本发明的实施例相结合，来实现本发明的监控方案，均在本发明的保护范围之内。之后，特征匹配单元134根据这些匹配点对，计算出上一帧图像和当前图像的单应矩阵，并基于单应矩阵，确定出目标区域在当前图像中的位置。具体地，特征匹配单元134基于该单应矩阵，对上一帧图像中，表征目标区域的至少一个像素的坐标做变换，所得到的变换后的像素的坐标，就表征了该目标区域在当前图像中的位置。
43.之后，目标区域识别设备130将图像及其中目标区域的位置信息发送给显示设备140。显示设备140显示所采集的图像，并将所识别的目标区域显示在对应图像的对应位置。
44.根据另一些实施方式，监控系统100除了上述至少一个图像采集设备110、至少一个支撑设备120、目标区域识别设备130和显示设备140外，还包括控制设备150(图1未示出)。控制设备150与至少一个图像采集设备110相耦接，以控制图像采集设备110进行图像采集；同时，控制设备150还与目标区域识别设备130相耦接，以获取所识别出的目标区域。
45.在一些实施场景中，需要布置多个图像采集设备110来监控场景中的多个区域。此时，可以为每个要监控的区域对应布置至少一个图像采集设备110。控制设备150可以关联各图像采集设备110与其对应的监控区域。例如，1号监控区域对应图像采集设备a1和图像
采集设备a2，不限于此。根据一种实施例，当监控区域对应不止一个图像采集设备110时，控制设备150还可以设置主图像采集设备和从图像采集设备。一般状态下，由主图像采集设备来采集图像，当主图像采集设备无法正常采集时，控制设备150调用从图像采集设备来采集图像。根据另一种实施例，假设系统100中共5个监控区域，可以设置5个图像采集设备110分别对应这5个监控区域，另外几个图像采集设备110留作备用。当这5个图像采集设备无法正常采集时，控制设备150再从另外几个图像采集设备110中调用图像采集设备110进行补位，执行图像采集操作。
46.根据本发明的实施方式，图像采集设备110无法正常采集的情形包括但不限于，图像采集设备110偏离监控区域、或者被调度到监控其他区域、或者断电。总之，控制设备150可以从目标区域识别设备130处获取所识别的各图像采集设备的目标区域，若所识别的图像采集设备的目标区域与该图像采集设备关联的监控区域不一致时，控制设备150就控制其它图像采集设备110来替代该图像采集设备110进行图像采集。
47.以下以监控系统100被应用在城市交通管理场景中为例，概括说明根据本发明的实施例的识别目标区域的方案。
48.在城市交通管理场景中，摄像头需要识别违章区域(即，目标区域)，违章区域例如是人行道。目标区域可以是圆形、也可以是多边形，可以由直线组成，也可以包含曲线，本发明的实施例对此不做限制。一旦监测到有车辆进入该目标区域时，就可以确定该车辆驶入违章区域，即可发送报警信息给控制中心，记录该车辆的信息。
49.根据本发明的实施例，开启图像采集设备110(如摄像头)及支撑设备120(如云台)，并在当前的拍摄角度下采集第一帧图像。同时，在第一帧图像中标注出目标区域的位置。在根据本发明的实施例中，可以通过打标工具标注出目标区域的位置，也可以通过图像处理算法来识别出目标区域的位置，本发明的实施例对此不做限制。
50.之后，图像采集设备110在旋转的过程中，会按照预定的规则采集相应拍摄角度下的一帧图像，并交由目标区域识别设备130。预定的规则例如是每隔几秒采集一帧图像，或者是每转动一定角度采集一帧图像，或者是转动到固定角度时，采集一帧图像，不限于此。
51.目标区域识别设备130通过对相邻两帧图像做特征匹配，计算出相邻两帧图像之间的单应矩阵，而后，根据该单应矩阵和前一帧图像中目标区域的位置，计算出后一帧图像中目标区域的位置。例如，在采集到第二帧图像时，计算第一帧图像和第二帧图像的单应矩阵，并利用该单应矩阵和第一帧图像中目标区域的位置，确定出第二帧图像中目标区域的位置；同理，在采集到第三帧图像时，计算第二帧图像和第三帧图像的单应矩阵，并利用该单应矩阵和第二帧图像中目标区域的位置，确定出第三帧图像中目标区域的位置；以此类推，直到确定出各拍摄角度下采集的图像中的目标区域。
52.同时，目标区域识别设备130还可以与后台的显示设备140相耦接，在每确定出一帧图像的目标区域时，目标区域识别设备130将该图像和该图像中的目标区域的位置信息，一并发送给显示设备140，由其显示该帧图像，并将所识别的目标区域显示在该帧图像的对应位置，以供后台监控人员实时查看。
53.此外，目标区域识别设备130还可以与后端处理设备相耦接，在每确定出一帧图像的目标区域时，将该图像和该图像中的目标区域的位置信息，发送给后端的处理设备，以便后端的处理设备实时检测，是否有车辆进入目标区域。
54.根据本发明的监控系统100，在图像采集设备110旋转的过程中，通过特征匹配，能够准确地确定出所采集图像中的目标区域，实现了对目标区域的动态跟随。
55.应当指出，在根据本发明的另一些实施方式中，当图像采集设备110(如，摄像头)具有足够的存储空间和算力的条件下，目标区域识别设备130也可以实现为图像采集设备110本身。
56.根据本发明的实施方式，监控系统100及其中的各组成部分，均可以通过如下所述的计算设备200来实现。图2示出了根据本发明一个实施例的计算设备200的示意图。
57.如图2所示，在基本的配置202中，计算设备200典型地包括系统存储器206和一个或者多个处理器204。存储器总线208可以用于在处理器204和系统存储器206之间的通信。
58.取决于期望的配置，处理器204可以是任何类型的处理，包括但不限于：微处理器(μp)、微控制器(μc)、数字信息处理器(dsp)或者它们的任何组合。处理器204可以包括诸如一级高速缓存210和二级高速缓存212之类的一个或者多个级别的高速缓存、处理器核心214和寄存器216。示例的处理器核心214可以包括运算逻辑单元(alu)、浮点数单元(fpu)、数字信号处理核心(dsp核心)或者它们的任何组合。示例的存储器控制器218可以与处理器204一起使用，或者在一些实现中，存储器控制器218可以是处理器204的一个内部部分。
59.取决于期望的配置，系统存储器206可以是任意类型的存储器，包括但不限于：易失性存储器(诸如ram)、非易失性存储器(诸如rom、闪存等)或者它们的任何组合。系统存储器206可以包括操作系统220、一个或者多个应用222以及程序数据224。在一些实施方式中，应用222可以布置为在操作系统上由一个或多个处理器204利用程序数据224执行指令。
60.计算设备200还可以包括有助于从各种接口设备(例如，输出设备242、外设接口244和通信设备246)到基本配置202经由总线/接口控制器230的通信的接口总线240。示例的输出设备242包括图形处理单元248和音频处理单元250。它们可以被配置为有助于经由一个或者多个a/v端口252与诸如显示器或者扬声器之类的各种外部设备进行通信。示例外设接口244可以包括串行接口控制器254和并行接口控制器256，它们可以被配置为有助于经由一个或者多个i/o端口258和诸如输入设备(例如，键盘、鼠标、笔、语音输入设备、触摸输入设备)或者其他外设(例如打印机、扫描仪等)之类的外部设备进行通信。示例的通信设备246可以包括网络控制器260，其可以被布置为便于经由一个或者多个通信端口264与一个或者多个其他计算设备262通过网络通信链路的通信。
61.网络通信链路可以是通信介质的一个示例。通信介质通常可以体现为在诸如载波或者其他传输机制之类的调制数据信号中的计算机可读指令、数据结构、程序模块，并且可以包括任何信息递送介质。“调制数据信号”可以是这样的信号，它的数据集中的一个或者多个或者它的改变可以在信号中编码信息的方式进行。作为非限制性的示例，通信介质可以包括诸如有线网络或者专线网络之类的有线介质，以及诸如声音、射频(rf)、微波、红外(ir)或者其它无线介质在内的各种无线介质。这里使用的术语计算机可读介质可以包括存储介质和通信介质二者。
62.计算设备200可以实现为服务器，例如文件服务器、数据库服务器、应用程序服务器和web服务器等，也可以实现为包括桌面计算机和笔记本计算机配置的个人计算机。当然，计算设备200也可以实现为小尺寸便携(或者移动)电子设备的一部分。在根据本发明的实施例中，计算设备200被配置为执行根据本发明的识别目标区域的方法和/或监控方法。
计算设备200的应用222中包含执行这些方法的多条程序指令。
63.图3示出了根据本发明一个实施例的识别目标区域的方法300的流程示意图。方法300在上述系统100、尤其是目标区域识别设备130中执行，如图3所述，方法300始于步骤s310。
64.在步骤s310中，在当前拍摄角度下获取当前图像。
65.根据本发明的实施例，在图像采集设备110转动的过程中，每到一个拍摄角度时，就将当前拍摄角度下采集的图像发送至目标区域识别设备130。由目标区域识别设备130来识别出图像中的目标区域。
66.另外，根据本发明的实施方式，在步骤s310之前，方法300还包括步骤：在上一拍摄角度下获取上一帧图像，并从上一帧图像中获取用于表征该目标区域的至少一个像素的坐标。
67.如系统100中所述，在开始图像采集时，图像采集设备110先采集初始拍摄角度下的图像，作为第一帧图像，并标记出该图像中的目标区域。后续图像采集过程中所采集的图像，均基于上一帧图像中的目标区域的位置，来确定出当前图像中的目标区域位置。
68.在根据本发明的实施例中，目标区域指向监控的重点区域，例如商场中的珠宝专柜、城市道路中的违停区域、变电站中放置设备的区域、车站港口的进出口区域等，不限于此。可根据实际应用场景，在第一帧图像中标记目标区域。
69.此外，关于拍摄角度，在根据本发明的实施例中，可以有多种设置方式。
70.在一种实施例中，方法300还包括步骤：预先设置多个不同的拍摄角度。例如设置5度、10度、15度等作为预定角度，图像采集设备110刚开始旋转时对应的拍摄角度为0度，那么，每当图像采集设备110转动到预定角度时，就采集一帧图像。
71.在另一种实施例中，相邻两个拍摄角度对应的时间间隔是固定的。例如，图像采集设备110在转动过程中，每隔一定时间采集一帧图像。该时间间隔可根据图像采集需求和云台的转动角度来设置，若需要采集大量图像，则缩小时间间隔，不限于此。
72.在又一种实施例中，相邻两个拍摄角度之差是固定的。例如，图像采集设备110在转动过程中，每转动10度采集一帧图像，及，相邻两个拍摄角度之差是10度。同样地，可根据图像采集需求和云台的转动角度来设置相邻两个拍摄角度之差，假设云台的转动角度是0度到300度，在一次转动采集过程中，需要20帧图像，那么，可以设置每转动15度采集一帧图像。
73.在再一些实施例中，还可以设置成，图像采集设备110在转动的过程中，连续采集图像，来得到一段视频，该视频中包含多帧图像，对这些图像进行处理即可。
74.随后在步骤s320中，通过对上一帧图像和当前图像进行特征匹配，来在当前图像中识别出目标区域。如前文所述，上一帧图像为在上一个拍摄角度下采集的图像，且上一帧图像中包含目标区域。
75.根据本发明的实施方式，步骤s320可以按照如下三步来执行。
76.第一步，从当前图像中确定出与上一帧图像中的像素点相匹配的像素点，作为匹配点对。具体地，对当前图像和上一帧图像进行特征匹配，以得到多个匹配点对。在根据本发明的实施例中，可以采用诸如sift、surf、orb等特征匹配算法，来对当前图像和上一帧图像进行特征匹配，从而确定出当前图像和上一帧图像中的一些相匹配的像素点，组成匹配
点对。通常从图像中提取出的匹配点是图像灰度值发生剧烈变化的像素点、或者是在图像边缘上曲率较大的点(即两个边缘的交点)。
77.第二步，根据匹配点对，计算出上一帧图像和当前图像的单应矩阵。
78.简单来说，在计算机视觉中，平面的单应性被定义为一个平面到另外一个平面的投影映射。因此一个二维平面上的点映射到摄像机成像仪上的映射就是平面单应性的例子。如果使用齐次坐标将标定板上一点p映射到成像仪上的点m的，这种映射就可以用单应矩阵来表示。一般地，当两帧图像有4对匹配点对时，就可以计算出两帧图像之间的单应矩阵。关于单应矩阵的计算属于本领域已知内容，故此处不再赘述。
79.第三步，基于单应矩阵，确定出目标区域在当前图像中的位置。
80.在一种实施例中，基于单应矩阵，对上一帧图像中的目标区域的至少一个像素的坐标做变换，得到变换后的像素的坐标；之后，根据变换后的像素的坐标，确定出该目标区域在当前图像中的位置。
81.简言之，假设在上一帧图像中，目标区域中第i个像素点的坐标为xi，单应矩阵表示为h，则该第i个像素点对应在当前图像中的像素的坐标yi可以表示为：
82.yi＝hxi。
83.在对上一帧图像中的表征目标区域的所有像素进行上述变换后，就得到了当前图像中表征目标区域的所有像素点的坐标。根据这些像素点的坐标，即可确定出目标区域的位置。
84.一般地，表征目标区域的至少一个像素处于对应目标区域的边缘。图4示出了根据本发明一个实施例的目标区域的示意图。如图4所示，在城市道路中，主道路410的两旁设有路边停车位，供车辆停放。再两侧栽植有树木，其中，后侧栽植树木的道路(即人行道)为目标区域420，禁止停车。用处于目标区域420的边缘ab、bd、dc和ca上的像素点来表征目标区域420。
85.在又一些实施例中，为简化计算，取处于对应目标区域的边缘上的顶点，作为表征目标区域的像素点，以降低计算量。继续如图4，也可以取像素点a、b、c和d，来表征目标区域420。
86.随后在步骤s330中，重复获取当前图像的步骤(即步骤s310)和识别出目标区域(即步骤s320)的步骤，以识别出不同拍摄角度下图像的目标区域。
87.根据一种实施方式，在执行步骤s330的过程中，每识别出一帧图像的目标区域时，还可以将所识别出的目标区域显示在当前图像的对应位置，以供后台监控人员实时查看。
88.根据本发明的方法300，实时获取当前拍摄角度下的当前图像，而后，基于与之相邻的上一帧图像中目标区域的位置，实时地识别出当前图像中的目标区域的位置。此外，本方案采用特征匹配的方式来确定出相邻两帧图像的单应矩阵，进而计算出下一帧图像中表征目标区域的像素的坐标位置，计算简单高效，便于实现实时地动态跟踪。
89.图5示出了根据本发明再一个实施例的监控方法500的流程示意图。图5所示的方法500适于在监控系统100中执行，是对图3所示的方法300的进一步说明。
90.方法500始于步骤s510，在图像采集设备110转动的过程中，采集图像。
91.例如，每当图像采集设备110转动到预定角度时，采集一帧图像。又如，在图像采集设备110转动的过程中，每隔预定时间采集一帧图像。不限于此。
92.随后在步骤s520中，对所采集的每帧图像，通过执行如上所述的方法300，来识别各图像的目标区域。如上文所述，目标区域指向监控区域。本发明实施例对目标区域的形状、数量等均不做限制。
93.随后在步骤s530中，将所识别的目标区域显示在对应图像的对应位置。
94.此外，还可以在所显示的目标区域上显示相应的监控信息。监控信息可以是，目标区域中是否出现异常、目标区域中的环境信息等。例如，在城市交通管理场景中，显示的监控信息为本区域内是否有车辆驶入。又如，在学校食堂管理场景中，显示的监控信息为本区域内温度、湿度、卫生等级等信息。在目标区域上实时地反馈这些监控信息，便于后台监控人员快速掌握监控区域内的情况。
95.应当理解，关于方法500的具体描述可参考前文关于系统100和方法300的相关描述，篇幅所限，此处不再进行赘述。
96.在方法500的基础上，根据本发明的另一些实施方式，还提供了另一种监控方法600。图6示出了根据本发明再一个实施例的监控方法600的流程示意图。图6所示的方法600适于在监控系统100中执行。
97.方法600始于步骤s610，接收至少一个图像采集设备110在转动过程中所采集的图像。
98.随后在步骤s620中，针对各图像采集设备所采集的图像，通过执行如上所述的方法300，来识别各图像的目标区域。
99.随后在步骤s630中，当所识别的图像采集设备110的目标区域与该图像采集设备对应的监控区域不一致时，控制其它图像采集设备110替代该图像采集设备进行图像采集。
100.应当理解，方法600与方法500互为补充，关于方法600的具体描述可参考前文关于系统100、方法300和方法500的相关描述，篇幅所限，此处不再进行赘述。
101.根据本发明的监控方案，在图像采集设备旋转的过程中，通过特征匹配，能够准确地确定出所采集图像中的目标区域，从而实现对目标区域的动态跟随。此外，场景中的多个图像采集设备可以联动工作，当一个图像采集设备无法正常采集时，可以控制其它图像采集设备进行实时补位，以保障监控的准确性。
102.以下以电力站的设备监控场景为例，说明根据本发明的实施例的识别目标区域的方案。
103.在布置有多种设备的机房中，监控摄像头需要识别各设备(即，目标区域)。此时，目标区域的形状可以与设备的外形保持一致，例如方形、圆形等，本发明的实施例对此不做限制。基于本方案，在摄像头扫描采集图像的过程中，能够实时识别出所采集的图像中各设备，并将各设备所在区域显示给后台的控制中心，以供工作人员实时查看。
104.根据本发明的实施例，开启图像采集设备110(如摄像头)及支撑设备120(如云台)，并在当前的拍摄角度下采集第一帧图像。同时，在第一帧图像中标注出目标区域的位置(可选地，假设要监控的设备共有5台，则标注出5个目标区域)。在根据本发明的实施例中，可以通过打标工具标注出目标区域的位置，也可以通过图像处理算法来识别出目标区域的位置，本发明的实施例对此不做限制。
105.之后，图像采集设备110在旋转的过程中，会按照预定的规则采集相应拍摄角度下的一帧图像，并交由目标区域识别设备130。预定的规则例如是每隔几秒采集一帧图像，或
者是每转动一定角度采集一帧图像，或者是转动到固定角度时，采集一帧图像，不限于此。
106.目标区域识别设备130通过对相邻两帧图像做特征匹配，计算出相邻两帧图像之间的单应矩阵，而后，根据该单应矩阵和前一帧图像中各目标区域的位置，分别计算出后一帧图像中各目标区域的位置。例如，在采集到第二帧图像时，计算第一帧图像和第二帧图像的单应矩阵，并利用该单应矩阵和第一帧图像中各目标区域的位置，分别确定出第二帧图像中各目标区域的位置；同理，在采集到第三帧图像时，计算第二帧图像和第三帧图像的单应矩阵，并利用该单应矩阵和第二帧图像中各目标区域的位置，分别确定出第三帧图像中各目标区域的位置；以此类推，直到确定出各拍摄角度下采集的图像中的目标区域。
107.如前文所述，目标区域识别设备130还可以与后台的显示设备140相耦接，在每确定出一帧图像的目标区域时，目标区域识别设备130将该图像和该图像中的目标区域的位置信息，一并发送给显示设备140，由其显示该帧图像，并将所识别的目标区域显示在该帧图像的对应位置，以供后台监控人员实时查看。
108.此外，目标区域识别设备130还可以与后端处理系统相耦接，后端处理系统对应获取各拍摄角度下，各设备的状态信息、传感器信息等监控数据，并在每确定出一帧图像的目标区域时，在该设备对应的目标区域的位置，同步显示该设备的监控数据。
109.这里描述的各种技术可结合硬件或软件，或者它们的组合一起实现。从而，本发明的方法和设备，或者本发明的方法和设备的某些方面或部分可采取嵌入有形媒介，例如可移动硬盘、u盘、软盘、cd-rom或者其它任意机器可读的存储介质中的程序代码(即指令)的形式，其中当程序被载入诸如计算机之类的机器，并被所述机器执行时，所述机器变成实践本发明的设备。
110.在程序代码在可编程计算机上执行的情况下，计算设备一般包括处理器、处理器可读的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)，至少一个输入装置，和至少一个输出装置。其中，存储器被配置用于存储程序代码；处理器被配置用于根据该存储器中存储的所述程序代码中的指令，执行本发明的方法。
111.以示例而非限制的方式，可读介质包括可读存储介质和通信介质。可读存储介质存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息。通信介质一般以诸如载波或其它传输机制等已调制数据信号来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据，并且包括任何信息传递介质。以上的任一种的组合也包括在可读介质的范围之内。
112.在此处所提供的说明书中，算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与本发明的示例一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
113.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
114.类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保
护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
115.本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。
116.本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
117.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
118.此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。
119.如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。
120.尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。