专利名称：监控系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种监控系统及方法。
背景技术：
教室、会场、演讲厅、大礼堂等室内空间是人们进行集体活动的重要场所，活动的过程中，往往需要对特定的目标物体进行投影以弥补空间过大带来的缺陷，然而，传统的监控系统无法对动态的目标物体进行追踪投影，而且当特定的目标物体消失时，不能转而对其他目标物体进行投影，因此，传统的监控系统的监控效果不够，上述各场所如果没有更有效的监控系统，会造成课堂效率低、会场秩序混乱等现象
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种有效的监控系统及方法。一种监控系统，包括一顺序存储单元，用于存储一监控场景中的若干目标物体的优先权顺序；一影像特征存储单元，用于对应存储所述若干目标物体的影像特征；—影像分析单元，用于对一第一摄影机拍摄的一目标物体的影像进行特征分析以获取所接收影像的影像特征；一比较单元，用于按照所述若干目标物体的优先权顺序，对所述影像分析单元所获取的影像特征以及所述影像特征存储单元中存储的影像特征进行比较，以确定一与接收的影像特征相匹配的目标物体；一追踪单元，用于根据所述第一摄影机所拍摄的影像获取该匹配的目标物体在该影像中的位置，以获取所述匹配的目标物体在监控场景中的位置信息；一调整单元，用于根据所述位置信息控制所述第一摄影机的转向，使所述第一摄影机追踪拍摄所述匹配的目标物体；以及一通信单元，用于将所述第一摄影机拍摄的影像传送给一投影机进行投影。一种监控方法，包括以下步骤影像分析步骤对一第一摄影机在一监控场景中拍摄的影像进行特征分析以获取所该影像的影像特征；匹配步骤按照预存的所述若干目标物体的优先权顺序，将获取的影像特征与所述预存的各目标物体的影像特征相比较，以确定一与接收的影像特征相匹配的目标物体；追踪步骤根据所述匹配的目标物体在所述第一摄影机所拍摄的影像中的位置获取该匹配的目标物体在监控场景中的位置信息；调整步骤根据所述位置信息控制所述第一摄影机的转向，使所述第一摄影机追踪拍摄所述匹配的目标物体；以及第一投影步骤将所述第一摄影机追踪拍摄的影像传送给一投影机进行投影。一种监控系统，包括
一第一摄影机，用于拍摄一监控场景中的若干目标物体；一投影机，用于对所述第一摄影机拍摄的影像进行投影；以及一控制系统，用于对所述第一摄影机拍摄的目标物体的影像进行特征分析以获取该影像的影像特征，并按照预存的所述若干目标物体的优先权顺序，将获取的影像特征与所述预存的各目标物体的影像特征相比较，以确定一与获取的影像特征相匹配的目标物体；根据所述匹配的目标物体在所述第一摄影机所拍摄的影像中的位置获取该匹配的目标物体在监控场景中的位置信息，并根据所述位置信息控制所述第一摄影机的转向，使所述第一摄影机追踪拍摄所述匹配的目标物体；以及将所述第一摄影机追踪拍摄的影像传送给所述投影机进行投影。所述监控系统及方法可根据目标物体的位置及时调整摄影机的转向，使之实时追踪拍摄该目标物体，因而，所述监控系统及方法也能够对动态的目标物体进行监控。
图1是本发明监控系统应用于一教室的示意图。 图2是本发明监控系统较佳实施方式的模块图。图3是本发明监控方法较佳实施方式的流程图。主要元件符号说明监控系统1PTZ 摄影机10投影机20场景摄影机60控制系统30定义单元320顺序存储单元330影像特征存储单元340影像分析单元350比较单元360追踪单元370调整单元380通信单元390侦测单元400切换单元410记录单元似0写字板51老师52讲桌53学生54课桌57墙壁55
投影区域56
具体实施例方式下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述请参照图1，本发明监控系统的较佳实施方式包括一 PTZ(Pan/tilt/zoom)摄影机 10、一投影机20及一控制系统30。所述控制系统30用于控制所述PTZ摄影机10按照预设的优先顺序对一监控场景内的目标物体进行拍摄。所述投影机20通过所述控制系统30接收来自所述PTZ摄影机10拍摄所述目标物体所得到的影像并将接收的影像投射在一投影区域。所述监控系统进一步包括一场景摄影机60，所述场景摄影机60用于从多个角度拍摄所述监控场景，所述控制系统30还可根据所述场景摄影机60拍摄的影像侦测该监控场景内的突发事件，当侦测到突发事件时，即强行将该PTZ摄影机10切换至该事件发生的位置进行拍摄。同时，该控制系统30还可对所述PTZ摄影机10拍摄的突发事件的影像进行存储记录。本实施方式中，以上述监控系统应用于一教室中进行举例说明，所述教室内具有若干目标物体，如写字板51、老师52、讲桌53等。所述PTZ摄影机10及所述投影机20位于教室后方，所述控制系统30控制所述PTZ摄影机10按照预设的优先权获取其中一目标物体的影像，所述投影机20接收所述PTZ摄影机10拍摄得到的影像，并将该影像投影在所述教室的一平面，如写字板51所在的墙壁55上，以形成一投影区域56。所述场景摄影机 60位于教室上方，用于从多角度拍摄所述教室的内空间，当教室内发生突发事件，如学生 54举手、课桌57损坏等时，所述控制系统30切换所述PTZ摄影机10，使所述PTZ摄影机10 聚焦在事件发生的位置进行拍摄，以便于及时监控教室内发生的事件。请参照图2，所述控制系统30包括一定义单元320、一顺序存储单元330、一影像特征存储单元340、一影像分析单元350、一比较单元360、一追踪单元370、一调整单元380、一通信单元390、一侦测单元400、一切换单元410及一记录单元420。所述通信单元390用于接收所述PTZ摄影机10所拍摄的一目标物体的影像，并将其传送给所述投影机20进行投影，所述通信单元390还用于将所述PTZ摄影机10拍摄的目标物体的影像传送给所述影像分析单元350，以及将所述场景摄影机60所拍摄监控场景的影像传送给所述侦测单元400及所述记录单元420。所述定义单元320用于定义上述各目标物体的优先权顺序，如，定义所述教室5内的目标物体的优先权顺序为老师52、写字板51以及讲桌53。所述顺序存储单元330用于实时地存储所述定义单元320所定义的优先权顺序， 用户可通过所述定义单元320更改顺序存储单元330中的优先权顺序。所述影像特征存储单元340中对应所述顺序存储单元330中的优 先权顺序预存有所述老师52、写字板51以及讲桌53的影像特征，所述影像特征可为对应的目标物体影像的
像素值。本实施方式中，所述PTZ摄影机10用于拍摄其中一目标物体的影像，所述影像分析单元350对所述PTZ摄影机10拍摄的目标物体的影像进行特征分析以获取所接收影像的影像特征，即该影像的像素值。
所述比较单元360用于接收所述影像分析单元350所获取的影像特征，并按照所述顺序存储单元330中所存储的优先权顺序，将获取的影像特征与所述影像特征存储单元 340中的目标物体的影像特征进行比较，以找到与接收的影像特征相匹配的目标物体。本实施方式中，所述比较单元360先将所接收的目标物体的影像特征与所述影像特征存储单元 340中优先权最高的目标物体，如老师52的影像特征进行比较，以判断所述PTZ摄影机10 所拍摄的影像是否为该最高优先权的目标物体的影像。当所述影像分析单元350所获取的影像特征与该老师52不匹配时，所述比较单元360按照优先权顺序判断PTZ摄影机10所拍摄的影像是否为次高优先权的目标物体，即写字板51的影像。如果当前接收的影像为该老师52的影像时，所述比较单元360将当前接收的影像的影像特征实时地存储在所述影像特征存储单元340中并取代已存储的老师52的影像特征，同时，所述追踪单元370根据所述PTZ摄影机10所拍摄的当前影像获得所述老师52在影像中的位置，以即时获取所述老师52的位置信息，所述位置信息可为所述老师52在教室内的坐标。所述调整单元380用于接收所述追踪单元370所获取的位置信息，并根据所述位置信息控制所述PTZ摄影机10的转向，使所述PTZ摄影机10追踪拍摄所述老师52。本实施方式中，所述比较单元360中具有一计时单元，用于对所述比较单元360所接收的影像特征与各目标物体不匹配的持续时间进行计时，当其接收的影像特征与已匹配的目标物体不匹配的时间达到一预设时间后，所述比较单元360才将所述PTZ摄影机10所拍摄的影像的影像特征与其他目标物体的影像特征进行比较，以避免频繁切换投影的目标物体，例如，当老师52走出监控场景随即又返回时，所述比较单元360在老师52走出时所接收的影像特征与影像 特征存储单元340中存储的老师52的影像特征不匹配，如果老师52 消失在监控场景中的时间未达到预设时间，所述比较单元360不将老师52走出时所接收的影像特征与其他目标物体的影像特征进行比较，此时，所述PTZ摄影机10继续拍摄老师52 原先所在的位置。当老师52消失在监控场景中的时间达到预设时间之后，所述比较单元 360则将所述PTZ摄影机10拍摄的老师52原先所在的位置的影像的影像特征与其他目标物体的影像特征进行比较，以确定一与当前的影像特征相匹配的目标物体，如讲桌53，并使所述PTZ摄影机10对讲桌53进行追踪，此时，所述投影区域56中呈现的便是讲桌53。所述侦测单元400用于对接收的所述场景摄影机60拍摄的影像进行侦测以判断教室内是否有突发事件。所述侦测单元400中预存有监控场景的影像，所述侦测单元400 通过侦测当前接收的影像相较该预存影像的影像特征是否发生较大变化来判断是否有突发事件，例如，当某位同学突然站起来时，该同学所在位置的影像特征就会发生较大变化， 所述侦测单元400即判断该位置处有突发事件，此时，所述侦测单元400根据该突发事件的位置发送一对应的侦测信号给该切换单元410，所述切换单元410即强行控制所述PTZ摄影机10停止拍摄目标物体，并使该PTZ摄影机10聚焦在所述突发事件的位置进行拍摄，所述PTZ摄影机10拍摄的突发事件位置处的影像便通过所述通信单元390传送至所述投影机20进行投影。所述侦测单元400侦测到所述突发事件时，还可将该侦测信号同时传送给所述记录单元420，所述记录单元420即开始通过所述通信单元390从所述PTZ摄影机10接收影像，因此，所述记录单元420便可存储与所述突发事件相关的影像，以供后续调阅。
请参考图3，本发明监控方法的较佳实施方式应用于所述监控系统，所述监控方法包括以下步骤步骤Sl 影像分析步骤所述影像分析单元350对所述PTZ摄影机10拍摄的一监控场景中的目标物体的影像进行特征分析以获取所接收影像的影像特征，所述影像特征可为该影像的像素值。步骤S2 匹配步骤所述比较单元360接收所述影像分析单元350所获取的影像特征，并按照所述顺序存储单元330中所存储的各目标物体的优先权顺序，找到与接收的影像特征相匹配的目标物体。此步骤中，所述比较单元360先将接收的影像特征与优先权最高的目标物体，如老师52的影像特征进行比较，以判断所述PTZ摄影机10所拍摄的影像是否为该最高优先权的目标物体的影像，当所述影像分析单元350所获取的影像特征与该老师52不匹配时，所述比较单元360按照优先权顺序判断接收的影像特征是否与次高优先权的目标物体，即写字板51相匹配，以此类推，直至确定一与接收的影像特征相匹配的目标物体。所述匹配步骤还可包括一计时步骤，所述计时步骤对获取的影像特征与所述若干目标物体不匹配的时间进行计时，当获取的影像特征与任一目标物体不匹配的时间达到一预设时间，则执步骤S3，否则，判断获取的影像特征是否与较低优先权的目标物体相匹配， 直至确定一与获取的影像特征相匹配的目标物体。步骤S3 影像特征存储步骤所述比较单元360将当前接收的目标物体的影像特征实时地存储在所述影像特征存储单元340中并取代与之相匹配的目标物体的影像特征， 例如，当接收的影像特征与老师52相匹配时，所述比较单元360便将接收的影像特征存储在所述影像特征存储单元34 0中，并取代所述影像特征存储单元340老师52的影像特征。步骤S4 追踪步骤所述追踪单元370根据所述PTZ摄影机10所拍摄的当前影像获得所述老师52在影像中的位置，以获取所述老师52的位置信息，所述位置信息可为所述老师52在所述教室5内的坐标。步骤S5 调整步骤所述调整单元380用于接收所述追踪单元370所获取的位置信息，并根据所述位置信息控制所述PTZ摄影机10的转向，使所述PTZ摄影机10追踪拍摄所述老师52。步骤S6 第一投影步骤所述通信单元390将所述PTZ摄影机10追踪拍摄的目标物体即老师52的影像传送给所述投影机20进行投影。步骤S7 判断步骤判断PTZ摄影机10是否需要变更所拍摄的目标物体。在此步骤中，判断PTZ摄影机10是否需要变更所拍摄的目标物体从以下两个方面进行判断所述侦测单元400通过判断所述场景摄影机60拍摄影像的影像特征是否发生较大变化来判断所述监控场景内是否有突发事件(下文及图中均记为Al)，当侦测到突发事件时，执行步骤 S8。所述判断步骤还判断所述PTZ摄影机10拍摄的影像的影像特征是否与步骤S2中所确定的目标物体的影像特征相匹配(下文及图中均记为A2)，若该确定的目标物体的影像特征在一预设的时间内持续不与所述PTZ摄影机10所拍摄的影像的影像特征相匹配，则执行步骤Si，其中，可通过所述比较单元360的计时单元对老师52的影像特征不与所述PTZ摄影机10所拍摄的影像的影像特征相匹配的持续时间进行计时。若Al及A2均未发生，则执行步骤S12。
步骤S8 侦测信号发送步骤所述侦测单元400对应突发事件的位置发送所述侦测信号给所述切换单元410以及记录单元420。步骤S9 切换步骤所述切换单元410控制所述PTZ摄影机10拍摄所述突发事件的位置，此时，所述PTZ摄影机10停止拍摄所述目标物体，如老师52、写字板51、讲桌53等， 并同时对发生突发事件的位置进行拍摄。步骤SlO 记录步骤所述记录单元420接收到所述侦测信号时，通过所述通信单元390接收并存储所述PTZ摄影机10拍摄的影像，以记录所述突发事件供后续调阅。
步骤Sll 第二投影步骤所述通信单元390将所述PTZ摄影机10拍摄的影像传送给所述投影机20，以对PTZ摄影机10拍摄的影像进行投影。其中，所述步骤SlO可省略， 即直接将PTZ摄影机10拍摄的突发事件的影像进行投影而无需存储。步骤S12:判断是否结束监控，若用户需要结束监控，则结束。若用户不需要结束监控，则返回至步骤S6。所述监控方法还可包括一定义步骤，即通过所述定义单元320重新定义所述顺序存储单元330中的优先权顺序，此时，当所述比较单元360接收到影像分析单元350获取的影像特征时，将按照新定义的优先权顺序将该影像特征与优先权最高的目标物的影像特征进行比较。所述步骤S3可省略，即所述比较单元360可不对所述影像特征存储单元340中的影像特征实时地进行更新，而只根据预存的目标物体的影像特征，确定与接收的影像特征相匹配的目标物。本发明监控系统及方法通过将所述PTZ摄影机10所拍摄的影像进行投影可实现对目标物体的实时观察，且可根据自定义的目标物体的优先权顺序来追踪监控目标物体， 具有较好的选择性和追踪性。通过所述场景摄影机60对监控场景进行多角度拍摄可侦测监控场景中的突发事件，当有突发事件时，所述控制系统30可及时控制所述PTZ摄影机10 聚焦在突发事件的位置处进行拍摄，进而实现对突发事件的监控。
权利要求
1.一种监控系统，包括一顺序存储单元，用于存储一监控场景中的若干目标物体的优先权顺序； 一影像特征存储单元，用于对应存储所述若干目标物体的影像特征； 一影像分析单元，用于对一第一摄影机拍摄的一目标物体的影像进行特征分析以获取所接收影像的影像特征；一比较单元，用于按照所述若干目标物体的优先权顺序，对所述影像分析单元所获取的影像特征以及所述影像特征存储单元中存储的影像特征进行比较，以确定一与接收的影像特征相匹配的目标物体；一追踪单元，用于根据所述第一摄影机所拍摄的影像获取该匹配的目标物体在该影像中的位置，以获取所述匹配的目标物体在监控场景中的位置信息；一调整单元，用于根据所述位置信息控制所述第一摄影机的转向，使所述第一摄影机追踪拍摄所述匹配的目标物体；以及一通信单元，用于将所述第一摄影机拍摄的影像传送给一投影机进行投影。
2.如权利要求1所述的监控系统，其特征在于所述监控系统还包括一定义单元，用于定义所述顺序存储单元中的若干目标物体的优先权顺序。
3.如权利要求1所述的监控系统，其特征在于所述监控系统还包括一侦测单元，用于通过分析一第二摄影机拍摄的所述监控场景的影像侦测所述监控场景内的突发事件，并根据该事件发生的位置产生一对应的侦测信号；及一切换单元，用于接收所述侦测信号，并根据所述侦测信号将所述第一摄影机切换至突发事件的位置进行拍摄；所述第一摄影机拍摄的突发事件的影像通过所述通信单元传送至所述投影机进行投影。
4.如权利要求3所述的监控系统，其特征在于所述比较单元还包括一计时单元，用于对当所接收的影像特征与所述匹配的目标物体的影像特征不匹配的持续时间进行计时，当所接收的影像特征与所述匹配的目标物体的影像特征不匹配的时间超过一预设时间时，所述比较单元则将所接收的影像特征与其他目标物体的影像特征进行比较。
5.如权利要求3所述的监控系统，其特征在于所述监控系统还包括一记录单元，当接收到所述侦测信号时，所述记录单元通过所述通信单元从所述第一摄影机接收所述突发事件的影像进行存储。
6.如权利要求3所述的监控系统，其特征在于所述侦测单元是通过分析所述第二摄影机当前拍摄的影像相较一预存的所述监控场景的影像的影像特征的变化判断是否有突发事件的。
7.一种监控方法，包括以下步骤影像分析步骤对一第一摄影机在一监控场景中拍摄的影像进行特征分析以获取所该影像的影像特征；匹配步骤按照预存的所述若干目标物体的优先权顺序，将获取的影像特征与所述预存的各目标物体的影像特征相比较，以确定一与接收的影像特征相匹配的目标物体；追踪步骤根据所述匹配的目标物体在所述第一摄影机所拍摄的影像中的位置获取该匹配的目标物体在监控场景中的位置信息；调整步骤根据所述位置信息控制所述第一摄影机的转向，使所述第一摄影机追踪拍摄所述匹配的目标物体；以及第一投影步骤将所述第一摄影机追踪拍摄的影像传送给一投影机进行投影。
8.如权利要求7所述的监控方法，其特征在于所述监控方法还包括一判断步骤，所述判断步骤包括侦测步骤根据一第二摄影机拍摄的所述监控场景的影像侦测所述监控场景内是否有突发事件，当侦测到突发事件时，执行侦测信号发送步骤；侦测信号发送步骤对应突发事件的位置产生一侦测信号；切换步骤根据所述侦测信号控制第一摄影机聚焦在所述突发事件的位置进行拍摄；及第二投影步骤将所述第一摄影机拍摄的突发事件的影像传送给所述投影机进行投影。
9.如权利要求8所述的监控方法，其特征在于所述切换步骤之后还包括一记录步骤 根据所述侦测信号接收并存储所述第一摄影机拍摄的突发事件的影像。
10.如权利要求8所述的监控方法，其特征在于所述判断步骤还包括一计时步骤，所述计时步骤对获取的影像特征与所述匹配的目标物体不匹配的持续时间进行计时，当获取的影像特征与该匹配的目标物体不匹配的持续时间达到一预设时间时，判断获取的影像特征是否与较低优先权的目标物体相匹配，直至确定一与获取的影像特征相匹配的目标物体。
11.如权利要求7所述的监控方法，其特征在于所述监控方法还包括一定义步骤定义所述若干目标物体的优先顺序并将定义的优先权顺序进行存储。
12.如权利要求7所述的监控方法，其特征在于所述匹配步骤通过以下步骤实现先将获取的影像特征与优先权最高的目标物体的影像特征进行比较，以判断所获取的影响特征是否与该具有最高优先权的目标物体相匹配，当获取的影像特征与该优先权最高的目标物体不匹配时，则按照优先权顺序判断获取的影像特征是否与次高优先权的目标物体相匹配，直至确定一与获取的影像特征相匹配的目标物体。
13.一种监控系统，包括一第一摄影机，用于拍摄一监控场景中的若干目标物体；一投影机，用于对所述第一摄影机拍摄的影像进行投影；以及一控制系统，用于对所述第一摄影机拍摄的目标物体的影像进行特征分析以获取该影像的影像特征，并按照预存的所述若干目标物体的优先权顺序，将获取的影像特征与所述预存的各目标物体的影像特征相比较，以确定一与获取的影像特征相匹配的目标物体；根据所述匹配的目标物体在所述第一摄影机所拍摄的影像中的位置获取该匹配的目标物体在监控场景中的位置信息，并根据所述位置信息控制所述第一摄影机的转向，使所述第一摄影机追踪拍摄所述匹配的目标物体；以及将所述第一摄影机追踪拍摄的影像传送给所述投影机进行投影。
14.如权利要求13所述的监控系统，其特征在于所述监控系统还包括一第二摄影机，用于拍摄所述监控场景，所述控制系统根据所述第二摄影机拍摄的所述监控场景的影像侦测所述监控场景内是否有突发事件，当侦测到突发事件时，控制第一摄影机聚焦在所述突发事件的位置进行拍摄。
全文摘要
一种监控方法，该方法对一第一摄影机在一监控场景中拍摄的影像进行特征分析以获取所该影像的影像特征；按照预存的所述若干目标物体的优先权顺序，将获取的影像特征与所述预存的各目标物体的影像特征相比较，以确定一与接收的影像特征相匹配的目标物体；根据所述匹配的目标物体在所述第一摄影机所拍摄的影像中的位置获取该匹配的目标物体在监控场景中的位置信息；根据所述位置信息控制所述第一摄影机的转向，使所述第一摄影机追踪拍摄所述匹配的目标物体；以及将所述第一摄影机追踪拍摄的影像传送给一投影机进行投影。本发明还提供一种监控系统，所述监控系统及方法具有较好的监控效果。
文档编号H04N7/18GK102223517SQ20101014666
公开日2011年10月19日 申请日期2010年4月14日 优先权日2010年4月14日
发明者陈建霖 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司