学生定位方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及视频录播技术领域，提供一种学生定位方法及装置，应用于教学录播系统，所述方法包括：获取学生定位摄像机拍摄的学生视频图像中的第一学生图像；分离出第一学生图像中的学生前景目标；获取学生前景目标中的每个学生目标在第一学生图像中的第一位置信息；根据第一位置信息，在学生视频图像中对每个学生目标进行光流跟踪，获取处于起立状态的学生目标；控制学生跟踪摄像机对处于起立状态的学生目标进行跟踪拍摄。与现有的红外定位技术和超声波定位技术相比，本发明专利技术提供的学生定位方法完全根据所获得的图像进行分析，不存在外界太阳、摄影机等光源中的红外线干扰、以及超声波环境对人体有害的问题。

Student positioning method and device

The present invention relates to the technical field of video recording, a student positioning method and device, used in teaching and recording system, the method comprises: a first student student image acquisition of video image captured by the camera in the positioning of students; students in the isolation of the first image students foreground objects in the foreground; get the students to each student in the target the first student in the first image position information; according to the first position in the video image information, students in optical tracking for each student, get in standing status of the students; the students in the control of tracking camera stand state student target tracking shooting. Compared with the infrared positioning technology and ultrasonic positioning technology of the existing student orientation method provided by the invention completely according to the obtained image analysis does not exist outside the sun, cameras and other light source in infrared interference, and ultrasonic environment is harmful to the human body problem.

【技术实现步骤摘要】
学生定位方法及装置
本专利技术涉及视频录播
，具体而言，涉及一种学生定位方法及装置。
技术介绍
随着视频录制技术的不断发展，其应用领域也越来越广泛，例如，在教育领域中目前普遍采用视频监控技术，对课堂秩序和课堂效果等进行录制。现有的教育视频录制系统通常包括用于录制老师及板书的主讲人摄像机、以及用于录制学生的学生摄像机。在录制学生时，当学生在回答问题或其他原因有起立动作时，学生摄像机需要对学生进行自动定位，从而对准起立的学生，给其进行特写。现有技术中心，通常采用的自动定位方法有红外定位技术和超声波定位技术，它们在一定条件下可以满足自动定位的要求，但是存在以下缺点：红外定位技术容易受到太阳、投影机等光源中的红外线干扰；超声波定位技术需要人体较长时间暴露在超声波环境下，对身体有害；同时超声波定位技术及红外定位技术安装部署复杂，对检测环境要求比较高，部署成本也比较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种学生定位方法及装置，用以改善上述问题。为了实现上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案如下：本专利技术提供了一种学生定位方法，应用于教学录播系统，教学录播系统包括学生定位摄像机、计算机及学生跟踪摄像机，计算机分别与学生定位摄像机和学生跟踪摄像机电连接，所述学生定位方法包括：获取学生定位摄像机拍摄的学生视频图像中的第一学生图像；分离出第一学生图像中的学生前景目标；获取学生前景目标中的每个学生目标在第一学生图像中的第一位置信息；根据第一位置信息，在学生视频图像中对每个学生目标进行光流跟踪，获取处于起立状态的学生目标；控制学生跟踪摄像机对处于起立状态的学生目标进行跟踪拍摄。本专利技术还提供了一种学生定位装置，应用于教学录播系统，教学录播系统包括学生定位摄像机、计算机及学生跟踪摄像机，计算机分别与学生定位摄像机和学生跟踪摄像机电连接，学生定位装置包括第一学生图像获取模块、前景目标分离模块、第一位置信息获取模块、光流跟踪模块及控制模块，其中，第一学生图像获取模块用于获取学生定位摄像机拍摄的学生视频图像中的第一学生图像；前景目标分离模块用于分离出第一学生图像中的学生前景目标；第一位置信息获取模块用于获取学生前景目标中的每个学生目标在第一学生图像中的第一位置信息；光流跟踪模块用于根据第一位置信息，在学生视频图像中对每个学生目标进行光流跟踪，获取处于起立状态的学生目标；控制模块用于控制学生跟踪摄像机对处于起立状态的学生目标进行跟踪拍摄。相对现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的一种学生定位方法及装置，通过分离出第一学生图像中的学生前景目标，并获取学生前景目标中的每个学生目标在第一学生图像中的第一位置信息，与现有的红外定位技术和超声波定位技术相比，本专利技术提供的学生定位方法完全根据所获得的图像进行分析，不存在外界太阳、摄影机等光源中的红外线干扰、以及超声波环境对人体有害的问题，另外，根据第一位置信息，在学生视频图像中对每个学生目标进行光流跟踪，能够准确定位出处于起立状态的学生目标的具体位置，并控制学生跟踪摄像机对处于起立状态的学生目标进行跟踪拍摄，实现了对起立学生的跟踪拍摄。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1示出了本专利技术较佳实施例提供的教学录播系统的方框示意图。图2示出了本专利技术较佳实施例提供的计算机的方框示意图。图3示出了本专利技术较佳实施例提供的学生定位方法流程图。图4为图3示出的步骤S102的子步骤流程图。图5为图3示出的步骤S103的子步骤流程图。图6为图3示出的步骤S104的子步骤流程图。图7为图6示出的子步骤S1043的子步骤流程图。图8示出了本专利技术较佳实施例提供的学生定位装置的方框示意图。图9为图8示出的学生定位装置中前景目标分离模块的方框示意图。图10为图8示出的学生定位装置中第一位置信息获取模块的方框示意图。图11为图8示出的学生定位装置中光流跟踪模块的方框示意图。图12为图11示出的光流跟踪模块中光流方向获取单元的方框示意图。图标：100-教学录播系统；110-学生定位摄像机；130-计算机；150-学生跟踪摄像机；131-存储器；132-存储控制器；133-处理器；134-外设接口；135-显示屏；136-输入输出单元；200-学生定位装置；201-第一学生图像获取模块；202-前景目标分离模块；2021-背景模型建立单元；2022-分离单元；203-第一位置信息获取模块；2031-无效目标过滤单元；2032-学生目标分离单元；2033-第一位置信息计算单元；204-光流跟踪模块；2041-第一位置信息获取单元；2042-第二位置信息获取单元；2043-光流方向获取单元；20431-第一像素信息获取单元；20432-第二像素信息获取单元；20433-像素点运动单元；20434-光流方向获取单元；2044-执行单元；205-控制模块。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。请参照图1，图1示出了本专利技术较佳实施例提供的教学录播系统100的方框示意图。教学录播系统100应用于教室，其包括学生定位摄像机110、计算机130及学生跟踪摄像机150，学生定位摄像机110通过视频线与计算机130电连接，且学生跟踪摄像机150通过视频线与计算机130电连接。学生定位摄像机110用于采集学生视频图像并传送至计算机130，计算机130对学生视频图像进行处理，分离出学生前景目标，并定位出学生前景目标中每个学生在一帧学生视频图像中的具体位置信息，并检测出处于起立状态的学生目标，学生跟踪摄像机150用于在计算机130的控制下对处于起立状态的学生目标进行跟踪拍摄，跟踪拍摄可以是，但不限于对该处于起立状态的学生目标进行特写拍摄。教学录播系统100能够自动对教室中的每个学生目标进行定位，以及对处于起立状态的学生目标进行跟踪拍摄，并能自动完成课程的录制并生成课件文件，无需人工干预，具有良好的用户体验。请参照图2，图2示出了本专利技术较佳实施例提供的计算机130的方框示意图。计算机130可以是台式机或个人笔记本电脑。所述计算机130包括学生定位装置200、存储器131、存储本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种学生定位方法，其特征在于，应用于教学录播系统，所述教学录播系统包括学生定位摄像机、计算机及学生跟踪摄像机，所述计算机分别与所述学生定位摄像机和所述学生跟踪摄像机电连接，所述学生定位方法包括：获取所述学生定位摄像机拍摄的学生视频图像中的第一学生图像；分离出所述第一学生图像中的学生前景目标；获取所述学生前景目标中的每个学生目标在所述第一学生图像中的第一位置信息；根据第一位置信息，在所述学生视频图像中对每个所述学生目标进行光流跟踪，获取处于起立状态的学生目标；控制所述学生跟踪摄像机对所述处于起立状态的学生目标进行跟踪拍摄。

【技术特征摘要】
1.一种学生定位方法，其特征在于，应用于教学录播系统，所述教学录播系统包括学生定位摄像机、计算机及学生跟踪摄像机，所述计算机分别与所述学生定位摄像机和所述学生跟踪摄像机电连接，所述学生定位方法包括：获取所述学生定位摄像机拍摄的学生视频图像中的第一学生图像；分离出所述第一学生图像中的学生前景目标；获取所述学生前景目标中的每个学生目标在所述第一学生图像中的第一位置信息；根据第一位置信息，在所述学生视频图像中对每个所述学生目标进行光流跟踪，获取处于起立状态的学生目标；控制所述学生跟踪摄像机对所述处于起立状态的学生目标进行跟踪拍摄。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分离出所述第一学生图像中的学生前景目标的步骤，包括：采用混合高斯模型算法建立教室背景模型；依据所述教室背景模型分离出所述第一学生图像中的学生前景目标。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述学生前景目标中的每个学生目标在所述第一学生图像中的第一位置信息的步骤，包括：过滤所述学生前景目标中的无效目标；检测出所述学生前景目标中的每个学生目标；计算每个学生目标在所述第一学生图像中对应的第一位置信息。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据第一位置信息，在所述学生视频图像中对每个所述学生目标进行光流跟踪的步骤，包括：获取任意一个所述学生目标的第一位置信息；获取该学生目标在第二学生图像中的多个第二位置信息，其中，第二学生图像为排列于所述第一学生图像后的多帧连续的图像，每一帧图像分别对应一个第二位置信息；根据所述第一位置信息和多个第二位置信息，获取该学生目标的光流方向；判断所述光流方向是否向上，若是，则该学生目标处于起立状态，获取该学生目标。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一位置信息和第二位置信息，获取该学生目标的光流方向的步骤，包括：根据该学生目标的第一位置信息，获取构成该学生目标的像素点在第一学生视频图像中的第一像素信息；将第二学生视频图像与第一视频图像进行对比，找出构成该学生目标的像素点的多个第二像素信息；根据所述第一像素信息和多个所述第二像素信息，确定单个像素点的运动方向；获取构成该学生目标的所有像素点的像素运动方向，该像素运动方向即为光流方向。6.一种学生定位装置，其特征在于，应用于教学录播系统，所述教学录播系统包括学生定位摄像机、计算机及学生跟踪...

【专利技术属性】
技术研发人员：居安康，
申请(专利权)人：北京翰博尔信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11