一种旋转及变焦PTZ摄像机跟踪的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种PTZ摄像机跟踪的方法及装置，涉及摄像机开发技术，根据前一帧确定的目标区域，在当前帧的图像上根据至少一个特征查找与目标区域最相似的当前目标区域，并根据当前目标区域，调整PTZ摄像机的拍摄方向和焦距，将当前目标区域位于下一帧图像的中心，提高了PTZ摄像机的长时间跟踪精度。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转及变焦PTZ摄像机跟踪的方法及装置
本专利技术涉及摄像机开发技术，尤其涉及一种旋转及变焦PTZ摄像机跟踪的方法及装置。
技术介绍
旋转及变焦PTZ摄像机融合视频分析与实时跟踪技术，并以穿越警戒面、区域入侵等异常报警事件作为触发条件，根据目标尺寸、速度、颜色等信息对目标进行分类，根据目标轨迹等信息对目标进行分析。利用目标属性和行为信息，确定是否自动跟踪报警，利用PTZ摄像机的变焦变倍功能适度放大报警目标，并进行连续跟踪，待目标消失或超出用户预设的跟踪时间后恢复预置位。在上述过程中，要保证目标始终处于PTZ摄像机的视野中心，因此提高PTZ摄像机的长时间跟踪精度是十分重要的。目前，进行PTZ摄像机跟踪的一种技术方案为：建立目标的变形模板；结合卡尔曼滤波器或贝叶斯决策理论的模型完成对目标的跟踪。当目标形变较大时，根据目标变形模板的跟踪会很容易无法确定目标的位置，造成目标的丢失或定位错误。另一种技术方案为：先由先验知识产生目标的模型；将图像数据和目标模型进行匹配实现目标跟踪。当目标和背景区别度不大的情况下，将图像数据与目标模型进行匹配时会产生由于目标区分度过弱而导致的目标丢失。这两种技术方案在目标与背景区别度不大或者目标形变较大时，都可能产生目标丢失和定位错误的问题。可见，目前PTZ摄像机跟踪方案的精度较低，容易出现跟踪目标丢失或定位错误等情况。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种旋转及变焦PTZ摄像机跟踪的方法及装置，以提高PTZ摄像机的长时间跟踪精度。一种旋转及变焦PTZ摄像机跟踪的方法，包括：获取在前一帧图像上确定的目标区域，所述目标区域的中心位置与前一帧图像上的动态目标的中心位置一致；根据至少一个特征在当前帧图像上确定与所述目标区域最相似的当前目标区域，并调整方向及焦距，使得当前目标区域位于下一帧图像的中心。一种旋转及变焦PTZ摄像机跟踪的装置，包括：获取单元，用于获取在前一帧图像上确定的目标区域，所述目标区域的中心位置与前一帧图像上的动态目标的中心位置一致；确定单元，根据至少一个特征在当前帧图像上确定与所述目标区域最相似的当前目标区域，并调整方向及焦距，使得当前目标区域位于下一帧图像的中心。本专利技术实施例提供一种旋转及变焦PTZ摄像机跟踪的方法及装置，根据前一帧确定的目标区域，在当前帧的图像上根据至少一个特征查找与目标区域最相似的当前目标区域，并根据当前目标区域，调整PTZ摄像机的拍摄方向和焦距，将当前目标区域位于下一帧图像的中心，提高了PTZ摄像机的长时间跟踪精度。附图说明图1为本专利技术实施例提供的PTZ摄像机跟踪的方法流程图之一；图2为本专利技术实施例提供的PTZ摄像机跟踪的方法流程图之二；图3为本专利技术实施例提供的PTZ摄像机跟踪的方法流程图之三；图4为本专利技术实施例提供的PTZ摄像机跟踪的方法流程图之四；图5为本专利技术实施例提供的PTZ摄像机跟踪的方法流程图之五；图6为本专利技术实施例提供的PTZ摄像机跟踪的方法流程图之六；图7为本专利技术实施例提供的PTZ摄像机跟踪的方法流程图之七；图8为本专利技术实施例提供的PTZ摄像机跟踪的方法流程图之八；图9为本专利技术实施例提供的PTZ摄像机跟踪的装置示意图。具体实施方式本专利技术实施提供一种PTZ摄像机跟踪的方法及装置，根据前一帧确定的目标区域，在当前帧的图像上根据至少一个特征查找与目标区域最相似的当前目标区域，并根据当前目标区域，调整PTZ摄像机的拍摄方向和焦距，将当前目标区域位于下一帧图像的中心，提高了PTZ摄像机的长时间跟踪精度。PTZ摄像机的核心功能是保证在探测到目标后，能够持续跟踪运动目标，在目标发生形变或部分遮挡时仍能保持跟踪能力，可以通过变焦适度放大目标以看清目标的细节，并调整PTZ摄像机的拍摄方向使运动目标始终处于摄像机的视野中心。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种PTZ摄像机跟踪的方法，包括：步骤S101、获取在前一帧图像上确定的目标区域，所述目标区域的中心位置与前一帧图像上的动态目标的中心位置一致；步骤S102、根据至少一个特征在当前帧图像上确定与所述目标区域最相似的当前目标区域，并调整方向及焦距，使得当前目标区域位于下一帧图像的中心。获取根据前一帧出现的动态目标确定的目标区域，再根据目标区域在当前帧的图像上查找与目标区域最相似的当前目标区域，并根据当前目标区域，调整PTZ摄像机的拍摄方向和焦距，将当前目标区域位于下一帧图像的中心，提高了PTZ摄像机的长时间跟踪精度。较佳的，步骤S101获取的目标区域，可以为中心位置与动态目标的中心位置一致，且与动态目标的大小和形状匹配的区域。较佳的，目标区域可以为长、宽为设定值的矩形区域，或者面积为设定值的椭圆区域，较佳的，目标区域可以根据动态目标的大小形状进行调整，以实现目标区域在包括了动态目标的情况下，包含动态目标以外的其他区域的面积最小。当然，本领域的技术人员可以采用其他可行方式设置目标区域。步骤S102中的至少一个特征可以包括：颜色特征，纹理特征，边缘特征。其中颜色特征可以包括RGB（红绿蓝三原色，RedGreenBlue）空间特征，HSV（色度饱和度纯度色彩模型，HueSaturationValue)空间特征，纹理特征可以包括LBP（局部二元型，LocalBinaryPattern）特征，边缘特征可以包括方向导数直方图，导数个数统计直方图，较佳的，为了较方便的实现对当前目标区域的确定，可以均采用直方图的形式来体现步骤S103中的至少一个特征。当然，本领域的技术人员可以采用其他可行方式体现步骤S103中的至少一个特征。较佳的，在动态目标部分遮挡的情况下，根据颜色特征对动态目标的跟踪更鲁棒，较佳的，在动态目标形变较大时，根据纹理和边缘特征对动态目标的跟踪更鲁棒。当然，本领域的技术人员可以采用其他的特征进行当前目标区域的确定。为进一步提高跟踪精度，可以根据一个特征的情况和两个或两个以上特征的情况对步骤S102进行分别处理。当步骤S102中的至少一个特征为一个特征时，步骤S103中的根据至少一个特征在当前帧图像上确定目标区域最相似的当前目标区域，具体为：根据一个特征在当前帧图像上确定与目标区域最相似的当前目标区域；一种较佳的实施方式为，在当前帧的图像上根据动态目标的大小和运动速度设定搜索精度，并按照搜索精度设定搜索范围，按照设定搜索精度对搜索范围内的像素点进行移位搜索，并以被搜索像素点为起点，在搜索区域中按照目标区域的大小、形状设定对比区域；对目标区域和对比区域的特征进行量化，得到目标区域的特征矩阵和对比区域的特征矩阵；计算目标区域与对比区域对应该特征的巴特查里亚Bhattacharyya距离，Bhattacharyya距离具体为：p具体为目标区域对应该特征的特征矩阵中的元素，q具体为对比区域对应该特征的特征矩阵中与P位置相同的元素，n具体为目标区域对应该特征的特征矩阵的元素个数，比较所有对比区域与目标区域的Bhattacharyya距离，将Bhattacharyya距离最大的对比区域确定为与目标区域最相似的当前目标区域。本专利技术实施例提供一种较佳的确定搜索范围的方法，将原目标区域的上、下、左、右各增加5-20个像素的范围作为搜索区域，例如，将原目标区域的上、下、左、右各增加10个像素的范围作为搜索区域。选择增加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转及变焦PTZ摄像机跟踪的方法，其特征在于，包括：获取在前一帧图像上确定的目标区域，所述目标区域的中心位置与前一帧图像上的动态目标的中心位置一致；根据至少一个特征在当前帧图像上确定与所述目标区域最相似的当前目标区域，并调整方向及焦距，使得当前目标区域位于下一帧图像的中心。

【技术特征摘要】
1.一种旋转及变焦PTZ摄像机跟踪的方法，其特征在于，包括：获取在前一帧图像上确定的目标区域，所述目标区域的中心位置与前一帧图像上的动态目标的中心位置一致；根据至少一个特征在当前帧图像上确定与所述目标区域最相似的当前目标区域，并调整方向及焦距，使得当前目标区域位于下一帧图像的中心。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在前一帧图像上确定的目标区域，具体为：在前一帧图像上确定的与所述动态目标的大小和形状匹配的区域。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述至少一个特征为一个特征时，所述根据至少一个特征在当前帧图像上确定与所述目标区域最相似的当前目标区域，具体包括：根据所述一个特征在当前帧图像上确定与所述目标区域最相似的当前目标区域；当所述至少一个特征为至少两个特征时，所述根据至少一个特征在当前帧图像上确定与所述目标区域最相似的当前目标区域，具体包括：根据至少两个特征在当前帧图像上确定所述目标区域的至少两个相似区域；对所述至少两个相似区域进行加权，得到与所述目标区域最相似的当前目标区域。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述至少一个特征为至少两个特征时，所述在前一帧图像上确定目标区域后，还包括：获取在前一帧图像上确定的背景区域，所述背景区域为，中心位置与所述动态目标的中心位置一致的区域去除所述目标区域得到的环状区域；对所述至少两个相似区域进行加权，具体包括：基于用于确定相似区域的每一个特征，确定所述目标区域与所述背景区域对应该特征的区别度；根据所述区别度确定所述至少两个相似区域的权重；根据所述权重对所述至少两个相似区域进行加权。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定所述目标区域与所述背景区域对应该特征的区别度，具体包括：对所述目标区域的每一个特征进行量化，得到所述目标区域对应该特征的特征矩阵；对所述背景区域的每一个特征进行与所述目标区域相同规格的量化，得到所述背景区域对应该特征的特征矩阵，其矩阵元素个数与所述目标区域对应该特征的特征矩阵的元素个数相同；对应每个特征，确定所述目标区域与所述背景区域的巴特查里亚Bhattacharyya距离，所述Bhattacharyya距离具体为：所述p具体为所述目标区域对应该特征的特征矩阵中的元素，所述r具体为所述背景区域对应该特征的特征矩阵中与所述P位置相同的元素，所述m具体为所述目标区域对应该特征的特征矩阵的元素个数；将所述对应该特征的Bhattacharyya距离的倒数确定为该特征的区别度。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少两个特征的区别度确定所述至少两个相似特征的权重，具体包括：将所述至少两个特征的区别度进行归一化；将归一化后的所述区别度确定为所述至少两个特征的权重。7.如权利要求3-6任一所述的方法，其特征在于，所述对所述至少两个相似区域进行加权，得到与所述目标区域最相似的当前目标区域具体包括：对所述至少两个相似区域的中心位置进行加权，得到目标中心位置；以目标中心位置为中心确定与所述目标区域大小、形状相同的当前目标区域。8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据至少两个特征在当前帧图像上确定至少两个所述目标区域的相似区域，具体包括：在当前帧图像上确定包含目标区域的搜索范围；根据设定搜索精度对搜索范围内的像素点进行移位搜索，并以被搜索像素点为起点，在搜索区域中确定与目标区域的大小、形状相同的对比区域；对所述目标区域的每一个特征进行量化，得到所述目标区域对应该特征的特征矩阵；对所述对比区域的每一个特征进行与所述目标区域相同规格的量化，得到背景区域对应该特征的特征矩阵，其矩阵元素个数与所述目标区域对应该特征的特征矩阵的元素个数相同；确定所述目标区域与所述对比区域对应每个特征的Bhattacharyya距离，所述Bhattacharyya距离具体为：所述p具体为所述目标区域对应该特征的特征矩阵中的元素，所述q具体为所述对比区域对应该特征的特征矩阵中与所述P位置相同的元素，所述n具体为所述目标区域对应该特征的特征矩阵的元素个数，比较所有对比区域与目标区域的Bhattacharyya距离，将Bhattacharyya距离最大的对比区域确定为对应该特征的相似区域。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个特征，具体包括如下之一或组合：颜色特征；纹理特征；边缘特征。10.一种旋转及变焦PTZ摄像机跟踪的装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：程淼，潘石柱，刘明，张兴明，傅利泉，朱江明，吴军，吴坚，
申请(专利权)人：浙江大华技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：