基于人脸检测的摄像机云台全方位交互方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及视频监控技术领域，尤其涉及一种基于人脸检测的摄像机PTZ(Pan/ Tilt/Zoom，云台全方位）交互方法。
【背景技术】
[0002] 在传统的视频监控系统中，摄像机的自动云台一般是两个交流电机组成的安装平 台，可W水平和垂直地转动，其转动的方向和角度可W通过人机交互界面进行远程控制。在 硬盘录像机或其他终端上的人机交互界面中的点选摄像机控制菜单中的缩、放、上、下、左、 右选项，或直接点选要转到的目标方向、角度、区域等，是目前常见的摄像机PTZ交互方式。
[0003] 上述常见的摄像机PTZ交互方式的缺点为；该方式使用鼠标、操作杆等作为交互 媒介，不够简单直观。
【发明内容】
[0004] 本发明的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，W提供 一种简单、直观的摄像机PTZ交互方法。
[0005] 本发明提供了如下方案：
[0006] -种基于人脸检测的摄像机云台全方位交互方法，包括：
[0007] 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；
[0008] 根据所述人脸区域的中必点的图像坐标，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；
[0009] 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。
[0010] 所述的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之 前，包括：
[0011] 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必点，记录该中必点的图像坐标；
[0012] 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必点，记录该中必点的图像坐标；
[0013] 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必点，记录该中必点的图像坐标；
[0014] 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必点，记录该中必点的图像坐标；
[0015] 将所述记录的4个中必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。
[0016] 所述的根据所述人脸区域的中必点的图像坐标，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：
[0017] 新设一个校正平面坐标系，在该校正平面坐标系中，W所述正方形的正中必为 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);
[0018] 设所述当前图像中的人脸区域的中必点在所述四边形内的图像坐标为（X。，y。)，所 述当前图像中的人脸区域的中必点在校正平面坐标系中的对应坐标为（Xb，yb)，（Xb，yb)的 计算公式如下：
[0020] 其中H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。
[0021] 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：
[0022] 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;
[0023] 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
[0024] 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、竖直目标转动角度，包括：
[00巧]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，贝U 所述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 动角度为右
度；若V为正，则所述云台的当前的竖直目标转动角度为下
度，若V为 负，则所述云台的当前的竖直目标转动角度为上
度。
[0026] 所述的计算出摄像机的镜头的当前的变倍倍数，包括：
[0027] 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N，则所述摄像机的镜 头的当前的变倍倍数为
[0028] -种基于人脸检测的摄像机云台全方位交互装置，包括：
[0029] 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；
[0030] 校正平面坐标计算模块，用于根据所述人脸区域的中必点的图像坐标，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；
[0031] 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；
[0032] 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、竖直目标转动角度；
[0033] 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。
[0034] 所述的装置还包括：
[0035] 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必点，记录该中必点 的图像坐标；
[0036] 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必点，记录该中必点的图像坐标；
[0037] 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必点，记录该中必点的图像坐标；
[0038] 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必点，记录该中必点的图像坐标；
[0039] 将所述记录的4个中必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。
[0040] 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，W所述正方形的正中必为坐标原点，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);
[0041] 设所述当前图像中的人脸区域的中也点在所述四边形内的图像坐标为（X。，y。)，所 述当前图像中的人脸区域的中必点在校正平面坐标系中的对应坐标为（Xb，yb)，（Xb，yb)的 计算公式如下：
[0043] 其中H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。
[0044] 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