基于人眼间距的摄像机自动变倍控制方法
【专利摘要】本发明提供一种基于人眼间距的摄像机自动变倍控制方法，主要由变焦镜头和变焦/变倍驱动电机或定焦镜头、图像传感器及视频分析处理单元，人正面进入拍摄视场中，锁定视频中两眼，测算其间距w，此时已知量有镜头焦距f,人眼普遍间距W，视频中人眼间距w，则代入公式则可推算出被摄物体距离，在监视画面中设置期望的人脸大小，画面中两眼间距为wi,测算实际画面中的两眼间距w，求与wi的比值，依照比例关系按照预设关系式调节镜头的变倍倍数，使得调节后的w＝wi，当人脸与镜头的距离改变时重复上述步骤，使得w＝wi，这样则可保证在一定的距离范围内，人脸始终会以预设大小显示在画面中。
【专利说明】基于人眼间距的摄像机自动变倍控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于视频监控领域，是一种基于人眼间距的摄像机自动变倍控制方法。
【背景技术】
[0002]云台摄像机或球形摄像机，是当今视频监控领域中，应用最广泛的监控前端设备。其摄像机能够通过控制水平方向和垂直方向的电机转动，带动摄像机转动朝向不同的方向进行视频监控，并可以通过调整摄像机变倍，观察不同距离范围内的目标或场景，从而能够监控非常大的范围。其中摄像机根据运动目标与摄像机的距离，进行摄像机的变倍调节是影响云台摄像机视频采集效果的关键技术，已有云台摄像机的变倍调节包括手动变倍和自动变倍，其中手动变倍是通过监视者通过云台摄像机发现目标后，通过监视者的视觉判断在其监控后端利用控制器(键盘或手柄)对其前端云台摄像机进行变倍调节，以达到监视器上显示运动目标的清晰图像，不能脱离人的干预。目前自动变倍调节主要依靠移动物体的来触发变倍调节，容易受非观察对象的干扰，且不能以合适比例获取人脸特写。
[0003]视频会议及即时视频聊天等应用场景，特别是视频会议时，我们需要能将讲话人特别是面部以合适比例出现在画面中，以便视频的摄录，而在会议的过程中，切换到不同讲话人时，需要手动调节摄像机的变倍以达到上述之目的；在监控应用场景中，锁定监控人物目标的面部特征，获取监控图像中的人物目标的距离信息进行预警或趋势判断，对有效监控具有重要意义。而获取距离信息很多监控设备加入激光测距或超声波测距模块，这一模块的假如会增加电路硬件和结构成本，同时也使电路和结构设计更加复杂。
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本发明提供一种基于人眼间距的摄像机自动变倍控制方法，其适用于各种便携式视频设备，比如手机或便携式笔记本电脑视频聊天或自拍，以及电视会议时对讲话人的拍摄等，亦可适合监控领域等领域锁定人脸并测算被锁定人距离摄像机的距离等。本装置主要包括变焦镜头或普通镜头，图像传感器，视频分析处理单元；
[0005]本专利控制方法及原理如下:
[0006]原理:成年人眼的间距统计得出一般间距为65mm，所以该设备进行测距和调节变倍的原理是:①人正面进入拍摄视场中，首先锁定视频中两眼，测算其间距W，此时已知量有镜头焦距f，人眼普遍间距W，视频中人眼间距w，则代入公式则可推算出被摄物体距离；亦可将视频中人眼间距w作为标尺，测算人周围物体的实际尺寸数据，其原理是:②获取周围物体在视频中的尺寸wo，通过该值与w的比值依照等比例关系推算出实际物体的尺寸数据。如果选择始终将人脸以固定大小显示在画面中，其实现的原理是:③设画面中以期望大小显示人脸时，画面中两眼间距为wi，则实现过程是这样的，首先测算实际画面中的两眼间距W，求与Wi的比值，然后依照比例关系按照预设关系式
[0007]调节镜头的变倍倍数，使得调节后的w = wi，当人脸与镜头的距离改变时重复上述步骤，使得W = wi，这样则可保证在一定的距离范围内，人脸始终会以预设大小显示在画面中。对于监控应用中，当监测不到人眼时，则将移动的物体或人依照预设比例显示在画面中。
[0008]本发明的创新点及有益效果包括如下:
[0009]1.本发明硬件构成简单，仅需成像镜头(变焦镜头或定焦镜头)，图像传感器，视频分析及处理单元即可实现测量距离，降低了测距模块等硬件；
[0010]2.本发明能够按照预设策略自动通过光学变倍(或数字变倍)使摄像装置的画面能够进行智能调节。使得人脸或人身始终以合适大小显示在画面中。避免了附属操控设备和人工控制；
[0011]3.本发明在特定场景下，能测算出人脸附近的物体大小；
[0012]4.本发明可以广泛应用于视频相关的领域，特别适合于移动或便携终端，以及视频会话、安防监控等。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1本发明基于人眼间距的测距流程图
[0014]图2本发明基于人眼间距的测物流程图
[0015]图3本发明基于人眼间距的变倍控制流程图
【具体实施方式】
[0016]为使本领域的技术人员更好地理解本技术专利的目的、技术方案及其优点，以下结合附图和具体应用场景实施例，对本技术专利做进一步说明。此处所描述的具体实施例仅为解释本技术专利，不能作为限定本技术专利的依据。
[0017]如图1一图3，本发明实施例采用变焦镜头、图像传感器以及视频分析处理单元作为该装置的硬件配置。
[0018]具体实现的实例分以下三个场景或模式进行描述:
[0019]①人正面进入拍摄视场中，首先锁定视频中两眼，测算其间距W，获取当前摄像机的变倍倍数和变焦参数，获取对应的镜头焦距f，此时已知量有镜头焦距f，人眼普遍间距W(W = 65mm)，视频中人眼间距W，则代入公式则可推算出被摄物体距离；
[0020]②将视频中人眼间距w作为标尺，测算人周围物体的实际尺寸数据，其原理是:获取周围物体在视频中的尺寸WO，通过该值与W的比值依照等比例关系推算出实际物体的尺寸数据。其计算公式是这样的:实际物体尺寸Wo = wo/w*65(mm)；
[0021]③如果选择始终将人脸以固定大小显示在画面中这一模式，其实现的原理是:设画面中以期望大小显示人脸时，画面中两眼间距为wi，则实现过程是这样的，首先测算实际画面中的两眼间距W，求与Wi的比值，然后依照比例关系按照关系式调节镜头的变倍倍数，使得调节后的W = Wi,当人脸与镜头的距离改变时重复上述步骤，使得W = wi，这样则可保证在一定的距离范围内，人脸始终会以预设大小显示在画面中。
[0022]④对于监控应用中，当监测不到人眼时，则将移动的物体或人依照预设比例显示在画面中。如不启用以上模式时，则该装置只作为普通变焦摄像机使用。
[0023]以上只是对其中一种实施例的描述，并不作为本发明的局限依据，在该原则的指导下进行的等效替换或修改均属本技术专利的保护范围。
【权利要求】
1.本发明提供一种基于人眼间距的摄像机自动变倍控制方法，由变焦镜头和变焦/变倍驱动电机或定焦镜头、图像传感器及视频分析处理单元组成，其特征在于:基于人眼间距的摄像机自动变倍控制方法是: ①人正面进入拍摄视场中，首先锁定视频中两眼，测算其间距W，此时已知量有镜头焦距f，人眼普遍间距W，视频中人眼间距w，则代入公式则计算出被摄物体距离； 将视频中人眼间距w作为标尺，测算人周围物体的实际尺寸数据，其原理是:②获取周围物体在视频中的尺寸wo，通过该值与w的比值依照等比例关系推算出实际物体的尺寸数据。 选择始终将人脸以固定大小显示在画面中，其实现的原理是:③设画面中以期望大小显示人脸时，画面中两眼间距为wi，则实现过程是这样的，首先测算实际画面中的两眼间距w，求与wi的比值，然后依照比例关系按照预设关系式调节镜头的变倍倍数，镜头无光学变倍，则启用采用数字变倍功能调节相应倍数，使得调节后的W = wi，当人脸与镜头的距离改变时重复上述步骤，使得W = wi，这样则可保证在一定的距离范围内，人脸始终会以预设大小显示在画面中。
2.如权利要求1所述的基于人眼间距的摄像机自动变倍控制方法，其特征在于:所述镜头无光学变倍，则启用采用数字变倍功能调节相应倍数。
【文档编号】H04N5/232GK104506773SQ201410812287
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月22日 优先权日:2014年12月22日
【发明者】曾骥, 刘方 申请人:天津市亚安科技股份有限公司