基于人臉檢測(cè)的攝像機(jī)云臺(tái)全方位交互方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于人臉檢測(cè)的攝像機(jī)PTZ(Pan/ Tilt/Zoom，云臺(tái)全方位）交互方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像機(jī)的自動(dòng)云臺(tái)一般是兩個(gè)交流電機(jī)組成的安裝平 臺(tái)，可W水平和垂直地轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和角度可W通過人機(jī)交互界面進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。在 硬盤錄像機(jī)或其他終端上的人機(jī)交互界面中的點(diǎn)選攝像機(jī)控制菜單中的縮、放、上、下、左、 右選項(xiàng)，或直接點(diǎn)選要轉(zhuǎn)到的目標(biāo)方向、角度、區(qū)域等，是目前常見的攝像機(jī)PTZ交互方式。
[0003] 上述常見的攝像機(jī)PTZ交互方式的缺點(diǎn)為；該方式使用鼠標(biāo)、操作桿等作為交互 媒介，不夠簡(jiǎn)單直觀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種基于人臉檢測(cè)的攝像機(jī)PTZ交互方法和裝置，W提供 一種簡(jiǎn)單、直觀的攝像機(jī)PTZ交互方法。
[0005] 本發(fā)明提供了如下方案：
[0006] -種基于人臉檢測(cè)的攝像機(jī)云臺(tái)全方位交互方法，包括：
[0007] 通過人臉檢測(cè)與跟蹤算法定位攝像頭采集到的當(dāng)前圖像中的人臉區(qū)域；
[0008] 根據(jù)所述人臉區(qū)域的中必點(diǎn)的圖像坐標(biāo)，基于預(yù)先設(shè)定的坐標(biāo)模型通過插值映射 算法計(jì)算出當(dāng)前的校正平面坐標(biāo)；根據(jù)所述人臉區(qū)域的面積計(jì)算出當(dāng)前的校正距離坐標(biāo)；
[0009] 根據(jù)所述當(dāng)前的校正平面坐標(biāo)、校正距離坐標(biāo)計(jì)算出攝像機(jī)的云臺(tái)的當(dāng)前的水 平、豎直目標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，計(jì)算出攝像機(jī)的鏡頭的當(dāng)前的變倍倍數(shù)。
[0010] 所述的通過人臉檢測(cè)與跟蹤算法定位攝像頭采集到的當(dāng)前圖像中的人臉區(qū)域之 前，包括：
[0011] 當(dāng)監(jiān)控人員的頭部移動(dòng)到屏幕的最左上方的位置后，在攝像頭拍攝的圖像中，通 過人臉檢測(cè)與跟蹤算法定位出人臉區(qū)域的中必點(diǎn)，記錄該中必點(diǎn)的圖像坐標(biāo)；
[0012] 當(dāng)監(jiān)控人員的頭部移動(dòng)到屏幕的最左下方的位置后，在攝像頭拍攝的圖像中，通 過人臉檢測(cè)與跟蹤算法定位出人臉區(qū)域的中必點(diǎn)，記錄該中必點(diǎn)的圖像坐標(biāo)；
[0013] 當(dāng)監(jiān)控人員的頭部移動(dòng)到屏幕的最右上方的位置后，在攝像頭拍攝的圖像中，通 過人臉檢測(cè)與跟蹤算法定位出人臉區(qū)域的中必點(diǎn)，記錄該中必點(diǎn)的圖像坐標(biāo)；
[0014] 當(dāng)監(jiān)控人員的頭部移動(dòng)到屏幕的最右下方的位置后，在攝像頭拍攝的圖像中，通 過人臉檢測(cè)與跟蹤算法定位出人臉區(qū)域的中必點(diǎn)，記錄該中必點(diǎn)的圖像坐標(biāo)；
[0015] 將所述記錄的4個(gè)中必點(diǎn)的圖像坐標(biāo)圍成一個(gè)四邊形，通過單應(yīng)矩陣將所述四邊 形映射成一個(gè)正方形，將該正方形稱為坐標(biāo)模型。
[0016] 所述的根據(jù)所述人臉區(qū)域的中必點(diǎn)的圖像坐標(biāo)，基于預(yù)先設(shè)定的坐標(biāo)模型通過插 值映射算法計(jì)算出當(dāng)前的校正平面坐標(biāo)，包括：
[0017] 新設(shè)一個(gè)校正平面坐標(biāo)系，在該校正平面坐標(biāo)系中，W所述正方形的正中必為 坐標(biāo)原點(diǎn)，所述正方形的左上、左下、右上、右下角坐標(biāo)分別為（-1,1)，（-1,-1)，（1，1)， (1，-1);
[0018] 設(shè)所述當(dāng)前圖像中的人臉區(qū)域的中必點(diǎn)在所述四邊形內(nèi)的圖像坐標(biāo)為（X。，y。)，所 述當(dāng)前圖像中的人臉區(qū)域的中必點(diǎn)在校正平面坐標(biāo)系中的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為（Xb，yb)，（Xb，yb)的 計(jì)算公式如下：
[0020] 其中H為設(shè)定的單應(yīng)矩陣，W是設(shè)定的比例系數(shù)，將所述（Xb，yb)作為當(dāng)前的校正 平面坐標(biāo)。
[0021] 所述的根據(jù)所述人臉區(qū)域的面積計(jì)算出當(dāng)前的校正距離坐標(biāo)，包括：
[0022] 當(dāng)監(jiān)控人員的頭部移動(dòng)到離屏幕最遠(yuǎn)的位置后，在攝像頭拍攝的圖像中，通過人 臉檢測(cè)與跟蹤算法定位出人臉區(qū)域，記錄該人臉區(qū)域的面積a ;當(dāng)監(jiān)控人員的頭部移動(dòng)到 離屏幕最近的位置后，在攝像頭拍攝的圖像中，通過人臉檢測(cè)與跟蹤算法定位出人臉區(qū)域， 記錄該人臉區(qū)域的面積b;
[0023] 記錄所述攝像頭采集到的當(dāng)前圖像中的人臉區(qū)域的面積X，則當(dāng)前的校正距離坐 標(biāo)為
[0024] 所述的根據(jù)所述當(dāng)前的校正平面坐標(biāo)、校正距離坐標(biāo)計(jì)算出攝像機(jī)的云臺(tái)的當(dāng)前 的水平、豎直目標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，包括：
[00巧]設(shè)所述校正平面坐標(biāo)為（U，V)，所述攝像機(jī)的云臺(tái)為全方位可轉(zhuǎn)動(dòng)，若U為正，貝U 所述云臺(tái)的當(dāng)前的水平目標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)角度為左
-度，若U為負(fù)，所述云臺(tái)的當(dāng)前的水平目標(biāo)轉(zhuǎn) 動(dòng)角度為右
度；若V為正，則所述云臺(tái)的當(dāng)前的豎直目標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)角度為下
度，若V為 負(fù)，則所述云臺(tái)的當(dāng)前的豎直目標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)角度為上
度。
[0026] 所述的計(jì)算出攝像機(jī)的鏡頭的當(dāng)前的變倍倍數(shù)，包括：
[0027] 設(shè)校正距離坐標(biāo)為X，并且攝像機(jī)的鏡頭的最大變倍倍數(shù)為N，則所述攝像機(jī)的鏡 頭的當(dāng)前的變倍倍數(shù)為
[0028] -種基于人臉檢測(cè)的攝像機(jī)云臺(tái)全方位交互裝置，包括：
[0029] 人臉區(qū)域定位模塊，用于通過人臉檢測(cè)與跟蹤算法定位攝像頭采集到的當(dāng)前圖像 中的人臉區(qū)域；
[0030] 校正平面坐標(biāo)計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述人臉區(qū)域的中必點(diǎn)的圖像坐標(biāo)，基于預(yù)先 設(shè)定的坐標(biāo)模型通過插值映射算法計(jì)算出當(dāng)前的校正平面坐標(biāo)；
[0031] 校正距離坐標(biāo)計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述人臉區(qū)域的面積計(jì)算出當(dāng)前的校正距離坐 標(biāo)；
[0032] 云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)角度計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前的校正平面坐標(biāo)、校正距離坐標(biāo)計(jì)算 出攝像機(jī)的云臺(tái)的當(dāng)前的水平、豎直目標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)角度；
[0033] 鏡頭變倍倍數(shù)計(jì)算模塊，用于計(jì)算出攝像機(jī)的鏡頭的當(dāng)前的變倍倍數(shù)。
[0034] 所述的裝置還包括：
[0035] 坐標(biāo)模型建立模塊，用于當(dāng)監(jiān)控人員的頭部移動(dòng)到屏幕的最左上方的位置后，在 攝像頭拍攝的圖像中，通過人臉檢測(cè)與跟蹤算法定位出人臉區(qū)域的中必點(diǎn)，記錄該中必點(diǎn) 的圖像坐標(biāo)；
[0036] 當(dāng)監(jiān)控人員的頭部移動(dòng)到屏幕的最左下方的位置后，在攝像頭拍攝的圖像中，通 過人臉檢測(cè)與跟蹤算法定位出人臉區(qū)域的中必點(diǎn)，記錄該中必點(diǎn)的圖像坐標(biāo)；
[0037] 當(dāng)監(jiān)控人員的頭部移動(dòng)到屏幕的最右上方的位置后，在攝像頭拍攝的圖像中，通 過人臉檢測(cè)與跟蹤算法定位出人臉區(qū)域的中必點(diǎn)，記錄該中必點(diǎn)的圖像坐標(biāo)；
[0038] 當(dāng)監(jiān)控人員的頭部移動(dòng)到屏幕的最右下方的位置后，在攝像頭拍攝的圖像中，通 過人臉檢測(cè)與跟蹤算法定位出人臉區(qū)域的中必點(diǎn)，記錄該中必點(diǎn)的圖像坐標(biāo)；
[0039] 將所述記錄的4個(gè)中必點(diǎn)的圖像坐標(biāo)圍成一個(gè)四邊形，通過單應(yīng)矩陣將所述四邊 形映射成一個(gè)正方形，將該正方形稱為坐標(biāo)模型。
[0040] 所述的校正平面坐標(biāo)計(jì)算模塊，用于新設(shè)一個(gè)校正平面坐標(biāo)系，在該校正平面坐 標(biāo)系中，W所述正方形的正中必為坐標(biāo)原點(diǎn)，所述正方形的左上、左下、右上、右下角坐標(biāo)分 別為（-1,1)，（-1,-1)，（1,1)，（1,-1);
[0041] 設(shè)所述當(dāng)前圖像中的人臉區(qū)域的中也點(diǎn)在所述四邊形內(nèi)的圖像坐標(biāo)為（X。，y。)，所 述當(dāng)前圖像中的人臉區(qū)域的中必點(diǎn)在校正平面坐標(biāo)系中的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為（Xb，yb)，（Xb，yb)的 計(jì)算公式如下：
[0043] 其中H為設(shè)定的單應(yīng)矩陣，W是設(shè)定的比例系數(shù)，將所述（Xb，yb)作為當(dāng)前的校正 平面坐標(biāo)。
[0044] 所述的校正距離坐標(biāo)計(jì)算模塊，用于當(dāng)監(jiān)控人員的頭部移動(dòng)到離屏幕最遠(yuǎn)的位置 后，在攝像頭拍攝的圖像中，通過人臉檢測(cè)與跟蹤算法定位出人臉區(qū)域，記錄該人臉區(qū)域的 面積a ;當(dāng)監(jiān)控人員的頭部移動(dòng)到離屏幕最近