專利名稱：攝像機控制裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種攝像機控制裝置及方法，具體地但并不限于一種用于遠程(remote)控制閉合電路攝像機的裝置和方法。
背景技術：
現(xiàn)有的攝像機遠程控制系統(tǒng)一般稱作“遙測控制”系統(tǒng)。通常，其僅提供一種簡單的遠程控制功能，使攝像機能夠搖攝全景(panned)或者沿軸線傾斜，然后調焦至所需的變焦水平。這類控制可以借助于一組箭頭鍵控制攝像機的搖攝全景和/或俯仰(tilting)以及控制變焦程度(zoomlevel)來實現(xiàn)。因而，若控制器按壓“右”箭頭鍵，則攝像機在按壓該鍵期間向右搖攝(pan right)。然而，這些系統(tǒng)并不提供反饋功能。換句話說，即不能遠程地(remotely)確定攝像機的位置或變焦的水平。
一些攝像機機器人器件，例如機械化變焦距鏡頭或搖攝/俯仰云臺(pan head)，確實能向遙測控制器提供反饋信號。這類反饋信號促使控制器能夠從一組存儲的預置位置記起一些位置。通常，在安裝的時候，通過將攝像機指向要存儲的場景然后請求遙測控制器來將每個軸的反饋位置記錄在存儲器例如計算機控制器的永久存儲器內來進行預置存儲。
然而，上述這兩類系統(tǒng)都具有明顯的不足。同時變焦和搖攝全景或者俯仰拍攝或者是不可能的，或者會導致操作者迷失方向。而且，能夠預置的預置位置的數(shù)目受限于存儲器的容量和對攝像機設置多預置位置所引起的附加費用。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種改進的攝像機控制裝置和方法。
依照本發(fā)明的第一方面，提供一種攝像機控制裝置，包括控制部件，用來控制攝像機變焦、搖攝和俯仰狀態(tài)中的一個；反饋部件，參考所述狀態(tài)反饋涉及攝像機位置或情形的信號；對話部件，用來將所述反饋信號轉換成坐標系中的值。
這樣，這種攝像機控制裝置的操作員不論何時都能知道攝像機在坐標系中的方位和情形。例如，3D極坐標可作為參考“水平，正北”的搖攝和俯仰設置。
在另一種實施方式中，所述變焦、搖攝和俯仰狀態(tài)中的兩個由所述控制部件進行控制，且依照每一個的信號被反饋給所述對話部件，以將所述信號轉換成坐標系中的參考值。更優(yōu)選地，所述變焦、搖攝和俯仰狀態(tài)的全部由所述控制部件進行控制，且涉及該所有三種狀態(tài)的信號被反饋給所述對話部件，以將該反饋信號轉換成坐標系中的三個參考值。
在搖攝或俯仰狀態(tài)被反饋的情形中，所述坐標系優(yōu)選是3D極坐標系。在變焦狀態(tài)被反饋的情形中，所述坐標系優(yōu)選與角視場有關?；蛘?，變焦狀態(tài)用介于0％(最小變焦)至100％(最大變焦)間的百分數(shù)來表示。
除變焦、搖攝或俯仰狀態(tài)外，反饋部件將涉及攝像機焦點的信號反饋給坐標系中的位置。
在一種優(yōu)選實施方式中，可以調節(jié)透鏡的焦軸，以使控制部件能夠考慮到由場景照明波長的變化而引起的焦點位移。在當前的CCTV系統(tǒng)中，當對整夜操作提供紅外場景照明時，這種位移尤其顯著。該光顯著增長的波長促使焦點位置明顯地移近攝像機，而且在這種照明條件下透鏡光闌通常完全打開的事實也會加劇這種情形，從而導致減小的景深，因而需要更高的焦點調節(jié)精度。在優(yōu)選的系統(tǒng)中，能夠確定透鏡實際設置的變化，以與所期望的目標距處于變化照明狀態(tài)下的透鏡的距離相對應。
在另一種優(yōu)選實施方式中，可以調節(jié)透鏡的焦軸，以使一些控制部件能夠考慮到透鏡變焦軸的調節(jié)所需要的任何焦點位移。在傳統(tǒng)的CCTV系統(tǒng)中，需要在制造或安裝過程中“跟蹤”或將變焦鏡頭對準特定的攝像機。這是必須的，因為變焦鏡頭是以這樣的方式被制造的，即若攝像機的圖像傳感器被精確地設在距鏡頭后部—術語稱作鏡頭的“后焦點”特定的距離處，則在鏡頭的整個變焦范圍內圖像將保持在焦點上。變焦鏡頭的這種跟蹤可以通過調節(jié)攝像機圖像傳感器和鏡頭后部間的距離來獲得，且這種跟蹤是一個很費時的迭代過程。而且，無論攝像機或鏡頭為何種原因而被替換時，需要再次調節(jié)后焦點，這對于服務技術人員或安裝技術人員來說都是不期望進行的操作。此外，后焦點的位置也依賴于場景照明的波長，如上所述。在優(yōu)選的系統(tǒng)中，可以校準在鏡頭實際焦點位置內所需的任何位移，這些位移是由照明波長的物理不匹配或變化引起的，從而表觀的(apparent)目標焦點保持不變。
傳統(tǒng)遙測控制系統(tǒng)的操作員在距攝像機遠程位置處進行操作碰到的一個問題是所用的用于將數(shù)據(jù)從攝像機傳送至控制器的受限帶寬系統(tǒng)會在幀的更新之間引起延遲。因而，就可能導致過度調節(jié)，呈現(xiàn)給操作員的幀更新延遲于實際的攝像機位置。在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式中，這種控制裝置包括一部件來確定所述攝像機和操作員之間鏈路(link)中的任何延遲，所述控制部件修改其改變變焦、搖攝或俯仰狀態(tài)時的速度。這樣，系統(tǒng)操作員就從不會被攝像機的過度調節(jié)所迷惑。
現(xiàn)有系統(tǒng)的另一個問題是很難精確地設置深度放大的攝像機。這不僅是由于前述的系統(tǒng)延遲，而且是因為在深度放大時，攝像機方位的很小角度變化就會對觀察到的圖像產生很顯著的影響。在一個優(yōu)選的實施方式中，當前的系統(tǒng)包括基于變焦設置來計算最適宜搖攝和/或俯仰速度的部件。
在一種優(yōu)選實施方式中，可以進行對該系統(tǒng)搖攝或俯仰軸，優(yōu)選兩個軸的調節(jié)，以使攝像機圖像傳感器的未對準效應在變焦移動狀態(tài)下被消除。在一種理想的系統(tǒng)中，攝像機圖像傳感器的中心與鏡頭系統(tǒng)的中心軸精確對準。這樣，變焦的移動將穿過圖片的中間進行。然而，即使是攝像機圖像傳感器很小的未對準，例如圖片沿水平軸和垂直軸+/-2％的未對準，也會導致變焦的圖片穿過不是中間的某個點。當處于變焦移動時，這會呈現(xiàn)給用戶一個不期望的圖片位移(搖攝或俯仰)。在該優(yōu)選的系統(tǒng)中，無論變焦位置在何時變化，這種物理的未對準都被轉換成當前變焦位置處的角度誤差，然后通過借助于控制部件來物理地調節(jié)搖攝和/或俯仰軸，糾正該誤差。
在采用受限的帶寬傳輸手段如電信網絡遠程觀看現(xiàn)場CCTV視頻時，就不得不解決除任何圖像處理延遲外的內在傳輸延遲，例如傳輸前的壓縮和隨后的解壓縮，以使圖像能夠觀看到。對于視頻傳輸系統(tǒng)來說，很常見的是操作者選擇傳統(tǒng)的刷新傳輸。在傳統(tǒng)的刷新下，要傳送的每一幀都與已傳送的前一幀相比較，且僅有圖像中那些已改變的部分被傳送，通常是在某個數(shù)據(jù)壓縮過程之后。在傳送(和解壓)之后，該圖像覆蓋在前一圖像上來更新顯示。在一般圖像的大部分是靜態(tài)的CCTV應用中，這會極大地降低傳送數(shù)據(jù)的數(shù)量，從而提供提高了的幀刷新率。與德耳塔編碼相比，這依賴于花費的時間比整個圖像傳送時間的差要小的德耳塔編碼(差值的計算)。隨著從幀到幀已經改變的圖像的比例的增大，德耳塔編碼的優(yōu)點就相應地減少。在整個圖像發(fā)生改變的極端情形下，德耳塔編碼毫無優(yōu)點，因為整個幀不需要被傳送。而且，在這些情形中，進行德耳塔編碼所花費的時間也可能會增加傳輸延遲。
在遠程操作員能夠控制攝像機的搖攝、俯仰、變焦、聚焦等的情形中，移動攝像機或改變變焦部件就意味著，按照德耳塔編碼，整個圖像發(fā)生變化。一些傳輸系統(tǒng)試圖通過例如降低圖像質量或尺寸(僅傳送圖像的中心部分)從而減小每幀的數(shù)據(jù)容量，同時移動攝像機或者調節(jié)變焦來克服這一問題。
因為當前的裝置提供有坐標系，所以就可以使用該坐標系來確定僅由攝像機變焦、搖攝或俯仰狀態(tài)的變化引起的圖像變化。例如，若操作員將攝像機向左搖攝一度，則圖像就繞觀察者向右“轉動”一度。事實上，新圖像的大部分是些微向右偏移的舊圖像。該圖像中僅有的新內容是所觀察區(qū)域左邊緣處的圖像部分。采用本發(fā)明的坐標系，可以確定由攝像機的移動引起的“移位因子”。通過運用該移位因子，就能夠將僅由攝像機移動或變焦引起的觀察圖像的變化從德耳塔計算中去除。因而，僅僅所觀看到圖像的變化才需要進行德耳塔編碼。依照本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，該裝置包括一部件，用于確定由攝像機搖攝、俯仰或變焦狀態(tài)中的一個或多個產生的移位因子。優(yōu)選地，用于確定移位因子的部件被設在所述攝像機上，且該移位因子被傳送至圖像處理軟件，以能夠計算圖像的變化。
因此，在攝像機被向左搖攝一度的上述實例中，移位因子確定部件確定屬于該移動的移位因子。處于前一圖像右手邊緣的很小部分被忽略，處于左手邊緣的很小部分是新的。從而，僅僅該處于左手邊緣的新部分需要被作為“新數(shù)據(jù)”傳送至圖像顯示器。因此，只有該部分和任何移動例如一個人的移動需要被德耳塔編碼。這樣的設置表明，通過結合移位因子和德耳塔編碼剩余圖像，在移動攝像機安裝或在變焦攝像機中也能夠提供傳統(tǒng)刷新的優(yōu)點尤其是較高的圖像質量、較大的尺寸和較高的幀刷新率。
這種設置也可以與圖像處理軟件一起使用，以使圖像的背景“成為空白”。在這種情形下，僅顯示出移動的目標。這在攝像機操作員被告警一個在遠程位置處的危險且操作員不得不迅速確定該危險的性質的情形中是特別有用的。通過去除背景，操作員就能夠跟蹤移動的目標，并快速地識別出危險的性質。
CCTV中央監(jiān)控站的主要消耗(overhead)，尤其對于戶外的場所，是響應由空載狀態(tài)改變、風吹的碎片、風中樹的移動、野生動物等產生的假警報。通過消除盡可能多的這類假警報就能夠獲得相應的優(yōu)點。這可以借助于傳感器排列(range)和/或報警傳感器數(shù)目的移動圖案通過分析目標的移動速度來實現(xiàn)，假定探測的是來自攝像機的無源紅外或視頻運動。一些現(xiàn)有的CCTV系統(tǒng)采用可調節(jié)靈敏度的運動探測來試圖解決這個問題，但是因為透視的效果，這僅對固定的攝像機或者移動的攝像機行得通，在固定的攝像機或者移動的攝像機中，一個缺省的位置可有效地提供為此目的的固定攝像機。由于提供的有坐標系，和形體(terrain)的局部圖像一起，就能夠計算出圖像的尺寸，且能夠篩選出認為是良性的目標，例如不是人就是車輛。圖像處理或目標的其它細節(jié)如形狀也能進一步獲得假警報的篩選。
本發(fā)明優(yōu)選地被提供用于攝像機的遠程控制。
在一個優(yōu)選實施方式中，該裝置包括一個顯示器，顯示由所述攝像機觀察到的圖像，該裝置控制攝像機搖攝或俯仰狀態(tài)中的一個或兩個，指針部件設在所述顯示器上，借助于該指針來選擇所述顯示器上的點，所述控制部件控制攝像機的搖攝和/或俯仰狀態(tài)，以便使由所述攝像機觀察到的圖像大體位于所選點的中心。更優(yōu)選地，所述攝像機的搖攝和俯仰狀態(tài)都這樣控制。例如，攝像機可能沒有俯仰控制或搖攝控制，因為攝像機僅被用于繞一個軸移動。然而，攝像機也可能需要繞兩個軸轉動，以提供搖攝和俯仰功能。
在另一個優(yōu)選實施方式中，攝像機的搖攝、俯仰和變焦狀態(tài)由所述控制部件進行控制，該控制部件包括一個顯示所述攝像機觀察到的圖像的顯示器，和位于所述顯示器上的指針部件，由此通過使用該位于顯示器的指針，操作員能夠選擇圖像的一個區(qū)域，而且所述控制部件控制搖攝和俯仰狀態(tài)，以使所述攝像機觀察到的圖像大體位于所選擇區(qū)域的中心，所述變焦狀態(tài)被控制，使得所選的區(qū)域大體是所述攝像機顯示的區(qū)域范圍。換句話說，攝像機可以縮小至最大程度作為缺省狀態(tài)，操作員使用指針來選擇所觀察圖像的一個區(qū)域，例如所觀察圖像的右手頂端的四分之一(quadrant)。然后，控制攝像機向右且向上搖攝，以使該右手頂端四分之一的中心變成所觀察圖像的中心，而且變焦控制進行變焦，使得右手頂端的四分之一充滿顯示屏。
當裝置被反饋涉及變焦狀態(tài)的數(shù)據(jù)時，該數(shù)據(jù)能被用來控制和攝像機相聯(lián)的光。以寬角度視角方式使用的聚光燈在被黑暗圍繞的屏幕的中心處給出一個很微弱亮度的光斑，但在視場內以變焦方式使用的泛光燈卻是不在攝像機視場內很浪費的照明區(qū)域。用于CCTV攝像機的光經常是成對使用的一個寬的和一個窄的，以覆蓋鏡頭的變焦范圍。依照變焦坐標，本發(fā)明能夠在這兩束光之間進行切換。因而，在任何時候都只能有最適宜的光，而不會出現(xiàn)燈泡故障。在與燈泡的平穩(wěn)啟動一起使用時，這就會顯著地延長燈泡的壽命。多數(shù)CCTV維護點的檢查主要是更換燈泡，從而燈泡壽命的任何延長都會節(jié)省很大的維護費用。
在本發(fā)明的第二方面，提供一種控制攝像機的方法，包括步驟提供控制部件來控制攝像機變焦、搖攝或俯仰狀態(tài)中的一個；參考所述狀態(tài)從所述控制部件反饋涉及攝像機位置或情形的信號；將所述反饋信號轉換成坐標系中的值。
優(yōu)選地，該方法包括控制變焦、搖攝和俯仰所有狀態(tài)的步驟。在一個優(yōu)選實施方式中，該方法還包括確定攝像機和操作員間的鏈路延遲，并調節(jié)所述控制部件搖攝、俯仰或變焦所述攝像機的速度以避免攝像機過調節(jié)的步驟。優(yōu)選地，該方法也包括確定攝像機的變焦程度并改變攝像機變焦、搖攝或俯仰速度以避免過調節(jié)的步驟。在進一步優(yōu)選的方法中，還提供有設置一個顯示器來顯示攝像機觀察到圖像和在該顯示器上設置指針部件的步驟，借助于該指針選擇所述顯示器上的點，并搖攝或俯仰所述攝像機，以使由攝像機觀察到的圖像大體位于所述顯示器上所選點的中心。在最優(yōu)選的實施方式中，除重定中心外，該方法還包括步驟使用所述指針來選擇屏幕上的一個區(qū)域、搖攝和/或俯仰所述攝像機，以使由攝像機觀察到的圖像大體位于屏幕上所選區(qū)域的中心，并使其成為由攝像機觀察到的圖像的中心，且變焦所述攝像機以使所述選擇的區(qū)域充滿攝像機觀察到的圖像。
在一個優(yōu)選的實施方式中，該方法還包括步驟相應于攝像機變焦、搖攝或俯仰狀態(tài)中一個的改變，確定所觀察到的圖像的移位因子，德耳塔編碼不受移位因子影響的所觀察到圖像的一部分，向數(shù)據(jù)處理器提供該德耳塔編碼，并用該移位因子處理先前觀察到的圖像，德爾塔編碼以產生新圖像。
依照本發(fā)明的第三方面，提供一種攝像機控制裝置，包括控制部件，用于控制攝像機的搖攝或俯仰狀態(tài)；顯示器，顯示由所述攝像機觀察到的圖像；指針部件，設在所述顯示器上，借助于指針來選擇所述顯示器上的點；控制部件，搖攝所述攝像機以使由所述攝像機觀察到的圖像位于所選擇點的中心。
依照本發(fā)明的第四方面，提供一種攝像機控制裝置，包括控制部件，用于控制攝像機的搖攝、俯仰和變焦狀態(tài)；顯示器，顯示由所述攝像機觀察到的圖像；指針部件，設在所述顯示器上，借助于指針來選擇所述顯示器上的區(qū)域；控制部件，搖攝和俯仰所述攝像機，以使由所述攝像機觀察到的圖像位于所選擇區(qū)域的中心，并變焦所述攝像機，以使所選擇的區(qū)域大體成為所述攝像機觀察到的整個圖像。
在區(qū)域的選擇決定對攝像機的變焦控制時，該攝像機控制裝置和方法優(yōu)選包括一部件，依據(jù)顯示器可觀察區(qū)域的寬高比來確定所顯示圖像的最佳尺寸，從而在顯示器上顯示最好的圖像。
這種快速而又精確的控制使其較容易俘獲到面部圖像。從數(shù)據(jù)的“移位因子”傳送來看，該俘獲的面部圖像也具有較高的圖像質量。優(yōu)選地，提供一部件來將面部圖像數(shù)據(jù)傳送至中央數(shù)據(jù)庫，由此該面部的圖像數(shù)據(jù)能與已有的存儲面部圖像數(shù)據(jù)作比較。
此處所用的術語“搖攝”和“俯仰”是相對術語，僅涉及的是攝像機繞橫軸的轉動。一般地，“搖攝”指的是攝像機繞大體垂直軸的轉動，而“俯仰”指的是攝像機繞大體水平軸的轉動。然而，這些定義在此處并不是很嚴格的適用，在一些情形下，“搖攝”攝像機指的是攝像機繞非垂直軸的轉動，而“俯仰”指的是攝像機繞非水平軸的轉動。搖攝和俯仰之間的相對軸并不必是垂直的，盡管設想的是這些軸一般彼此垂直。
在多攝像機裝置中，追蹤一個事件和將攝像機對準一個具體的位置都需要一定量的操作技能、判斷和經驗。經常地，因為操作員忙于跟蹤購物連環(huán)拱廊等中的移動目標，例如商店扒手，而遺漏攝像機對準的一個事件。
因此，本發(fā)明的一個目標是提供一種改進的多攝像機控制裝置和方法。
依照本發(fā)明的第五方面，提供一種包括數(shù)個攝像機的多攝像機控制裝置，其中每個攝像機具有如本發(fā)明第一方面所述的控制裝置，該多攝像機控制裝置具有參考總平面、記錄涉及每個攝像機位置數(shù)據(jù)的部件，從每個攝像機接收涉及攝像機變焦、搖攝或俯仰狀態(tài)中至少一個的數(shù)據(jù)的部件，和控制這些攝像機以調整(co-ordinate)由這些攝像機觀察到圖像的部件。
例如，在遠程控制變焦狀態(tài)的固定攝像機設置中，因此系統(tǒng)知道在該設置中的每個攝像機的位置，且由攝像機的變焦反饋能夠知道每個攝像機的角視場，而且該系統(tǒng)通過推斷攝像機的位置、變焦程度和總平面圖能夠確定所觀察到的場所的區(qū)域。通過使用那些數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)就能被用于自動地放大這種設置中處于視場區(qū)域上與場所一條線的其它攝像機。
優(yōu)選地，這些攝像機是移動的攝像機，其中攝像機的搖攝、俯仰和最優(yōu)選的變焦狀態(tài)由操作員遠程控制。在這種情形下，涉及所有控制狀態(tài)的數(shù)據(jù)被傳送至多攝像機控制裝置。
優(yōu)選地，涉及每個攝像機位置的數(shù)據(jù)包括三維笛卡兒坐標系(set)。在此情形下，該系統(tǒng)能夠根據(jù)攝像機的3D位置、搖攝、俯仰和變焦狀態(tài)及地位圖來確定每個攝像機的三維視場錐。從而，該裝置能被用來自動地將多個攝像機對準任一特定攝像機的視場錐。例如，在多個移動攝像機的設置中，操作員希望跟蹤穿過大型購物中心的一個移動目標，例如單個的步行者。在這種設置中，多個攝像機就可以覆蓋任何一個區(qū)域。依靠操作員來使所有相關的攝像機對準各個所關心的目標經常會導致圖像被錯過。例如在提供對犯罪活動訴訟案件的證據(jù)時，這些錯過的信息就很關鍵。然而，利用本發(fā)明，操作員就能夠集中地跟蹤各個目標，而且該多攝像機控制裝置通過將操作員控制的攝像機用作主攝像機、將其他的攝像機用作從屬攝像機，從而能夠確保所有可用的攝像機都能瞄準場所的相關區(qū)域。
這種多攝像機控制裝置能被使用的另一種應用是用在“移交”上，即在移動目標從一個攝像機的視場移動至另一個攝像機的視場的情形中，例如繞角落步行。由于該裝置包括有總平面圖且能確定現(xiàn)場所有攝像機的視場的事實，因此該裝置就能以這種方式來設置攝像機，即使其覆蓋第一攝像機任何可能有的盲點。
在一種實施方式中，操作員能夠將其它的攝像機選擇作為第一攝像機。在這種情形下，所有其它的攝像機被該多攝像機控制裝置控制，或者用于對準相關的視場或者用于消除來自于該第一攝像機的盲點?；蛘?，圖像處理部件確定哪個攝像機能提供目標的最佳視覺，并自動地將攝像機切換給所述第一攝像機。
如上面所提到的，圖像處理能夠通過分析移動的速度、形狀等來確定移動目標構成危險的可能性。在本發(fā)明的系統(tǒng)中，因為攝像機控制系統(tǒng)具有坐標反饋的特點，所以對攝像機視場內可能的危險的識別能夠轉換成該可能危險例如相對于監(jiān)控區(qū)域存儲計劃的人或車輛的位置。這可能需要參考地形(terrain)的表面坐標，其中平坦地形不可能被假定來保持精確地定位。隨著危險在攝像機視場內的移動，控制系統(tǒng)通過將其保持在攝像機視場的中心能夠跟蹤該目標。變焦控制最優(yōu)選地由目標移動的速度來確定，例如當其停止移動時進行放大來獲得最詳細的圖像，當目標開始移動時進行縮小來避免目標“丟失”。因而，這種攝像機系統(tǒng)能自動地跟蹤危險而不需要操作員的干預。
依照本發(fā)明的第六方面，提供一種攝像機控制裝置，其具有如第一方面所述的控制裝置，要監(jiān)控區(qū)域的存儲計劃(stored plan)，和圖像處理部件，由此能夠從該圖像處理部件和存儲計劃上該目標的位置確定出由該裝置控制的攝像機觀看到的目標的危險程度。
總平面顯示屏能夠向遠程操作員顯示出繞場所移動的危險的位置。這將有助于例如將警察指引向場所的相關區(qū)域。
將可能危險的位置與該區(qū)域的計劃相聯(lián)系也使鄰近的攝像機能夠預測進入其視場的目標，并隨著目標從一個攝像機覆蓋的區(qū)域移動至鄰近攝像機覆蓋的區(qū)域而采用PTZ設置來進行接管。如果預測的計算機和觀察者相聯(lián)，而且不需要操作員來選擇，則這在采用受限帶寬的遠程監(jiān)控CCTV中是極其有益的。
在監(jiān)控公共場所像購物中心時，自動跟蹤可以通過操作員選擇目標(例如用計算機鼠標)和附加的特性像衣服的顏色圖樣、頭發(fā)、高度或目標或者車輛顏色等以將目標從其它在場的人或車輛區(qū)別開來獲得。附加的圖像處理部件可以通過面部識別或自動汽車牌號識別來增強這種跟蹤能力。
本發(fā)明提供各種其它的優(yōu)點，包括假警報屏幕化、攝像機故障報警、侵入者攻擊和觸摸屏感測。
也可以提供軟件來分析來自于報警傳感器(例如無源紅外傳感器)的脈沖圖形，以篩選出假警報并減少中央監(jiān)控臺處的時間消耗。通常，傳感器具有靈敏度設置，因而不用結合多個傳感器來監(jiān)控穿過一個區(qū)域的圖形和/或移動速度。由于攝像機的位置、方位和變焦數(shù)據(jù)可以與圖像處理部件一起被用于確定視場內目標的大概尺寸，因此，本系統(tǒng)中的單個傳感器能通過圖像尺寸和速度確定危險的程度。多個這樣的傳感器進一步提高了細化危險程度確定的能力。這一部件也能夠被用來依照預測的危險程度來區(qū)分呼叫的優(yōu)先次序。同時，這一部件也可以通過將傳感器與存儲在多個攝像機控制裝置的存儲器中的總平面圖一起來進行補充。
而且，這一部件還可以通過采用變焦坐標來增強，其中和圖像處理部件一起，能夠計算攝像機視場內移動目標的尺寸和/或形狀和/或移動圖形，從而估計其構成一個所關心事件如侵入者的可能性。
若任一攝像機由于某種原因而停止工作，則圖像處理部件可以例如通過視頻的性質或視頻圖像的數(shù)字表示來進行確定，這可能會產生一個警報。在這種情形中，當鄰近攝像機被適當設置時，控制裝置能夠將這些鄰近攝像機對準被攻擊的攝像機來查看其是否處于攻擊之下。
觸摸屏感測部件顯示出一個總平面圖，示出所有相關的特征，諸如建筑物、化合物等。為了看到具體的部件，操作員只需簡單地觸摸屏幕上的該部件，然后圖片就從所有相關的攝像機被傳送過來，給出該部件的適宜位置。因此，整個場所都能給以這種方式進行觀看，而不像現(xiàn)有的系統(tǒng)那樣需要在使用之前建立多個“預設”。與現(xiàn)有的方法相比，它的優(yōu)點就在于可用傳輸帶寬的使用效率。
依照本發(fā)明的第七方面，提供一種安全裝置，包括攝像機，用于處理由所述攝像機觀察到的圖像的圖像處理部件，和用于存儲攝像機所處位置平面的部件，由此觀察到的圖像能夠被處理，以便確定現(xiàn)場處目標的尺寸和位置。
當攝像機能被搖攝或俯仰時，該安全裝置優(yōu)選地包括一個如本發(fā)明第一方面所述的攝像機控制裝置，其中各自相關的變焦和俯仰狀態(tài)被輸送至圖像處理部件，以有助于處理觀察到的圖像。


現(xiàn)在，借助于實施例并參看附圖來詳細地說明本發(fā)明的攝像機裝置和方法，其中圖1是攝像機和攝像機控制裝置的示意圖；圖2a和2b是依照本發(fā)明的攝像機控制方法示出在顯示器上的圖像的示意圖；圖3a和3b是示出依照本發(fā)明的攝像機控制方法類似于2a和2b的視圖；圖4a和4b是顯示器上圖像的示意性表示，該顯示器示出本發(fā)明移位因子的傳統(tǒng)刷新特征；圖5a和5b是由3個攝像機觀看到的一個區(qū)域的示意性平面圖，其中該3個攝像機被依照本發(fā)明的多攝像機控制裝置控制；圖6a和6b類似于圖5a和5b，示出該多攝像機控制裝置控制“移交”的效果。
具體實施例方式
在圖1中，攝像機控制裝置一般用10表示。該裝置包括攝像機12，例如閉合電路電視攝像機。該攝像機12被設置的能夠繞垂直軸轉動以搖攝攝像機、能夠繞水平軸轉動以俯仰攝像機。同時，攝像機設有變焦機構，以便放大攝像機看到的圖像。攝像機12的俯仰功能、搖攝功能和變焦功能在圖1中用箭頭P(搖攝)、T(俯仰)和z(變焦)示意性地示出。借助于各個步進電機(未示出)來驅動攝像機12沿搖攝方向和俯仰方向。
攝像機12間接且電學地連接在一個控制部件14上。這種間接電學連接可以借助于電纜來連接?；蛘撸鐖D1所示的，這種連接也可以借助于傳統(tǒng)的電話或移動電話來提供。在圖1的情形中，攝像機12包括一個移動電話發(fā)射機/接收機16，與和控制裝置14相聯(lián)的相應移動電話發(fā)射機/接收機18進行通信。
該控制裝置14包括例如個人計算機20，帶有光標控制部件如鼠標22。計算機20還包括能夠將攝像機看到的圖像顯示在窗口26中的監(jiān)視器24。
在使用時，攝像機12觀察遠離攝像機位置處的圖像。然后，該圖像和有關攝像機處于俯仰、搖攝和變焦位置的數(shù)據(jù)經由移動電話發(fā)射機16傳送至中央控制中心處的移動電話接收機18。這些數(shù)據(jù)在傳送到控制裝置計算機20。隨后，計算機20將有關俯仰、搖攝和變焦的這些數(shù)據(jù)轉換成坐標系中的坐標，并將該信息經由監(jiān)視器提供給用戶。特別是，對每個系統(tǒng)部件，計算機都將攝像機位置或控制參考一組校準表。從而產生出需要顯示給操作員的坐標(co-ordinate)。該圖像通過計算機20提供給監(jiān)視器24并顯示在監(jiān)視器24上的窗口26內。
出現(xiàn)在顯示器上的坐標使用戶能夠知道攝像機所有時刻的現(xiàn)行狀態(tài)和方位。正如上面所述的，將數(shù)據(jù)簡化為一組與攝像機位置和狀態(tài)有關的坐標值能使更多的預置位置被記錄。而且，用戶可以通過輸入合適的坐標選項來選擇攝像機的位置。此外，用戶還能根據(jù)普通的攝像機控制系統(tǒng)來對攝像機進行搖攝、俯仰和變焦。俯仰和搖攝絕對坐標系統(tǒng)是3D極坐標系，而變焦坐標系可以例如用百分數(shù)來確定。如上面提到的，這些坐標系中每一個的原點都可以根據(jù)設置(on installation)來選擇。因而，不必絕對地將俯仰坐標系的原點設置成水平。而是最好將原點設置在水平線以下10°處。特別是，在很多公共CCTV系統(tǒng)中，攝像機被設置的遠遠高過例如由破環(huán)者所引起的任何潛在的干擾范圍，為了聚焦在所關心的區(qū)域上，就需要負的俯仰角度。在這些情形下，希望俯仰原點位于水平線下一個負角處。通常，缺省的變焦原點被縮小至最大程度，攝像機的變焦狀態(tài)被表示為介于零(即極限縮小)和100％即(極限放大)之間。
計算機20最好包括用于確定攝像機12和顯示器26間連接延遲的部件。一旦延遲被確定，就能選擇攝像機12的搖攝、俯仰和變焦速度，來避免連接延遲期間由攝像機移動所引起的、由于用戶對攝像機過度調節(jié)而出現(xiàn)的不辨方位等任何可能的問題。如上所提到的，也可設置一個類似的系統(tǒng)來對圖像進行調焦。
圖2a和2b示出根據(jù)本發(fā)明第二方面的攝像機控制方法和根據(jù)本發(fā)明第三方面的攝像機控制裝置。
圖2a表示攝像機12窗口26內的圖像。為了說明的目的，圖像被分成四分體A、B、C和D。若用戶對朝上部和圖像右手側移動的圖像部分感興趣，如圖2a中所示，則用戶可以通過將屏幕上的指針28移動至用戶確定屏幕上圖像中心最佳的位置、并用按壓鼠標22上鍵的方式表明接受重新定中心來選擇對圖像中心的再次確定。一旦通過按壓鼠標22發(fā)出重新集中的指令，計算機20就確定新中心的坐標，并經由電話發(fā)射機18和電話接收機16將指令傳給攝像機12。然后，借助于機械化的機器人控制系統(tǒng)移動攝像機12，直至到達坐標需要的新位置。從而，可在圖2b中看到顯示在窗口26內的圖像，其中圖像的中心已經移向圖2a中圖像的頂部右側。
圖3a和3b示出根據(jù)本發(fā)明第二方面、包含有變焦特點的照相機控制方法和根據(jù)本發(fā)明第四方面的照相機控制裝置。圖3a基本上等同于圖2a。這次不同于通過將屏幕上的指針28移動到一個新的中心點并用按壓鼠標22上鍵的方式表明接受來選擇對圖片的重新定中心，而是用戶已經選擇屏幕上特別感興趣的一塊區(qū)域。該區(qū)域是通過用鼠標22拖拉窗口26上的一個矩形區(qū)域來選定。所選區(qū)域用虛線30所示的矩形來表示。一旦該區(qū)域30被選定，計算機20就通過向攝像機12發(fā)送合適的指令以對新選定的中心進行搖攝和俯仰來確定該區(qū)域30的中心并對該圖像重新定中心。而且，計算機會確定正好在窗口26內顯示選定區(qū)域30所需的變焦水平(level of zoom)。從圖3b可以看出，四分體字體“B”被顯著放大。
計算機20包括用于在給定選定區(qū)域和在其中顯示圖像的窗口的相對高寬比時、計算最佳變焦水平(zoom level)的部件。若用戶選定的區(qū)域需要攝像機在其極限變焦范圍外進行變焦，則就會給用戶警告，而且攝像機會重新定中心地放大至能達到極限放大程度的合適點。用戶并不僅限于選定一個嚴格(strict)矩形的視圖。如果用戶選定的是一個形狀奇怪的區(qū)域，或者選定區(qū)域的寬高比使得若要顯示的是依據(jù)窗口26高寬比的圖像，一旦放大時將會在圖像中出現(xiàn)額外的內容，則可以提供圖像處理軟件來刪除這些額外的內容，從而能簡單地呈現(xiàn)給用戶其所選定的區(qū)域。
圖4a是在遠程位置處用CCTV攝像機看到的圖像的示意性表示，該圖像正被傳輸至控制點來使操作員觀察和/或記錄。該攝像機(未示出)可被搖攝、俯仰和變焦。
如圖4a中所示，攝像機看到的圖像被用相稱于攝像機搖攝和俯仰狀態(tài)的坐標參數(shù)顯示出。在圖4a中，這些參數(shù)被數(shù)字地表示為沿搖攝方向是-3至+3、沿俯仰方向是-2至+3。然而，這些數(shù)字僅僅是示意性的。在優(yōu)選的實施例中，這些數(shù)字可以用以度表示的極坐標值(polar value)來替代。
為了舉例的目的，看到的圖像是示出兩個鋪面間邊界B的一條街道。但是能夠理解，本發(fā)明可以應用在任何移動的攝像設備中。
圖4b是示出在攝像機已經搖攝和俯仰后圖4a中圖像部分的視圖。
在采用條件刷新(conditional refresh)的傳統(tǒng)系統(tǒng)中，攝像機的移動基本上會引起整個圖像被德耳塔編碼和傳輸。數(shù)據(jù)的這種編碼和所涉及的數(shù)據(jù)量會促使幀刷新率減小。或者，會犧牲圖像尺寸和質量。
在本發(fā)明的系統(tǒng)中，當操作員使攝像機搖攝、俯仰或變焦時，由于控制的輸入，系統(tǒng)計算圖像的“移位因子”。例如，將攝像機向左搖攝一度實際就會使整個圖像朝相對于操作員的右側轉動一度。在本發(fā)明的系統(tǒng)下，如果圖像聯(lián)接到坐標系，則就能夠確定和傳輸移位因子，該移位因子允許看到的圖像中僅由攝像機移動引起的變化被作出，而不必對改變的圖像進行德耳塔編碼。
在圖4b示出的實施例中，操作員已經使攝像機垂直向下一級和向左一級(one level)。因而，系統(tǒng)計算的是實際上在顯示器內將先前看到的圖像上移一級和右移一級的移位因子。因此，更上級和最右級就不在看到的區(qū)域之內，從而不被傳輸。新圖像的最下級和最左級(left most level)是“新的”，即該圖像的一部分并不是先前圖像的一部分，從而不能夠用移位因子來推斷。該圖像的那一部分作為德耳塔編碼數(shù)據(jù)來傳輸。從圖4b可以看出，新圖像的三分之二是向上和向右偏移的“老數(shù)據(jù)”。因此，在該實施例中，就消除了三分之二數(shù)據(jù)的傳輸要求。僅有三分之一的圖像必須被德耳塔編碼及其數(shù)據(jù)被傳輸。
本發(fā)明的系統(tǒng)顯著地降低了在移動攝像設備時數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d荷，從而能夠獲得更高的幀刷新速率、更大的圖像尺寸和更好的圖像質量。
可選擇地，本發(fā)明的系統(tǒng)允許圖像被時時地適當刷新，以糾正由滯后效應或其它隨機效應引起的任何誤差。例如，當幀刷新速率是每秒10幀時，系統(tǒng)可被設定實現(xiàn)“完全刷新”，換句話說，如果整個圖像被德耳塔編碼且沒有德耳塔編碼地被傳輸或簡單地傳輸，則每20幀一次。盡管這會稍微減緩平均幀刷新率，但整體圖像質量得到了提高。
應當理解，本發(fā)明提供了關于搖控攝像機控制的基本優(yōu)點。將控制數(shù)據(jù)轉換成坐標系能使多個預置位置被存儲，而且能使用戶通過簡單地輸入坐標數(shù)據(jù)來選定具體位置。另外，依照本發(fā)明的該系統(tǒng)消除了由于遠程位置和用戶間聯(lián)接延遲所引起的過度調節(jié)的可能性，而且考慮了可能引起過度調節(jié)的放大拍攝。示出在圖2和3中的控制方法和裝置提供了一種優(yōu)選的控制形式，尤其是在現(xiàn)在很多借助于將圖像顯示在PC監(jiān)視器的窗口內來監(jiān)控遠程(remote)攝像機系統(tǒng)的情形下。
如上所提到的，在本發(fā)明的另一方面，提供一種多攝像機控制裝置和方法，圖5a、5b、6a和6b示出這種控制裝置和方法的應用實施例。
所有的圖5a、5b、6a和6b示出的都是帶有3個攝像機40、42和44的一個場所(site)的示意性平面圖。從平面圖看，該場所一般是矩形的，攝像機40設在矩形的一個角上，其不工作位置(rest position)對角地指向矩形的中部。攝像機42設置朝向矩形一短邊的中心，并向內地指向該中心，而攝像機44設置朝向矩形一長邊的中心，并向內地指向其中心。在圖中采用的極角坐標示出每個攝像機的方位。該極坐標系的設置使得由“北”加/減180度。從而，攝像機40的不工作位置是+135度，攝像機42的不工作位置是-90度，攝像機44的不工作位置是0度。
圖5a示出當攝像機40、42和44處于其完全縮小的不工作位置時的情形。線40a、42a和44a分別表示攝像機40、42和44的視場。數(shù)字46表示一個移動目標，例如視場內的一個人。應當注意，視場40a、42a和44a相互重疊，從而產生所有三個攝像機都能看到的一個區(qū)域，該區(qū)域用數(shù)字47表示。
所有三個攝像機40、42和44都將圖像數(shù)據(jù)傳輸至本地的存儲器。所有的這三個攝像機均采用本發(fā)明的多攝像機裝置(未示出)進行控制。
當人46在場所內移動時，操作員可以通過控制任一個攝像機40、42和44來跟蹤人46的移動。正被操作員控制的攝像機制定為“第一攝像機”。為了舉例的目的，在圖5a和5b中，該“第一攝像機”是攝像機40。當人46移動時，其就被攝像機40的移動跟蹤。在圖5b中，攝像機40由其原點位置已經被搖攝25度，而且鏡頭已經放大至最大程度。應當理解，攝像機40的視場與圖5a中的視場相比在很大程度上是受限的。除設有數(shù)個攝像機，每個攝像機具有上述的控制裝置外，這種多攝像機控制裝置還包括涉及位置圖的每個攝像機的位置信息。因而，對于圖5a中示出的這種多攝像機控制裝置的配置而言，就能夠計算攝像機40在其視場內看到的區(qū)域。這可以由攝像機的三維位置、方位和變焦狀態(tài)即角視場推出。
在圖5b中，因為攝像機40已經進行轉動以跟蹤人46的移動，所以攝像機42和44就被控制來觀察操作者所感興趣的區(qū)域。這種控制不需要操作員的干預。因而，可以看出，在攝像機44保持拉遠的同時，攝像機42已經在控制裝置的指示下放大。
這樣的設置就意味著單個操作員能夠在現(xiàn)場通過控制第一攝像機來控制多個攝像機，以提供對涉及任何具體事件的更好收集。這種設置的一個應用實例是可以用在商業(yè)區(qū)內，攝像機的操作員可以跟蹤可疑的人員。通過用單個第一攝像機跟蹤可疑人員并用多攝像機控制裝置操作其它的攝像機，操作員就能夠專心于跟蹤所關心的人員，而不必擔心記錄的圖像數(shù)據(jù)的質量。在這種能觀察到“第一攝像機”視場的設置中，任何其他攝像機都可以用來瞄準該視場，因而降低了可能忽略重要內容的可能性。在任何懷疑的內容都可能對犯罪者的案例很關鍵的刑事案件中，這尤其重要。
盡管由于在沿電信線路傳送數(shù)據(jù)時需要較低的幀刷新率而使中央操作員觀察到的圖像質量較低，但優(yōu)選地，局部存儲設備記錄所有攝像機觀察到的整個圖像。采用上述的刷新特征就意味著傳送圖像的數(shù)據(jù)被提高，而且整個攝像機的控制也更加容易。這種多攝像機控制裝置包括圖像處理軟件，該軟件和攝像機控制裝置連在一起，“移位因子”從圖像中濾出背景景色，并僅分離出移動的目標。這樣的設置對于一個中央位置監(jiān)控多個遠程攝像機位置的攝像機監(jiān)控情形來說是非常有益的。在那種情形中，不同的傳感器可以設在遠程攝像機位置處進行記錄，例如PIR傳感器或者其它防盜相關的設備。在攝像機開始拍攝的情況下，中央位置處的操作員被告警，然后從當?shù)財z像機來的圖像數(shù)據(jù)就流向該中央操作員。通過利用圖像處理軟件，攝像機控制裝置和多攝像機控制裝置，背景數(shù)據(jù)就能被濾出而僅傳送移動的圖像數(shù)據(jù)。這有助于攝像機操作員確定報警的原因。同時也有助于追蹤任何潛在的犯罪者。
該系統(tǒng)不僅有助于收集涉及起訴的更好質量的圖像數(shù)據(jù)，而且由于這種多攝像機控制裝置能夠確定每個攝像機總平面內的視場，因此該系統(tǒng)還能夠借助于跟蹤攝像機視場間的交叉來記錄攝像機操作員通過位置追蹤的人員的實際移動。例如，在圖5a和5b中，交叉的攝像機視場是畫有交叉陰影線的部分，示出為47。圖5a和5b中該交叉部分的中心一般是矩形地點，且朝該矩形地點的底部左側移動。因而，通過記錄數(shù)據(jù)，穿過一個區(qū)域的個體的移動就能被以相當高的精度追蹤，并被記錄用作證據(jù)。
該多攝像機控制裝置也能夠通過使用圖像處理部件和與攝像機方位、位置及變焦程度有關的信息來確定所觀察目標的尺寸。這就有助于對危險的探測，因為這種系統(tǒng)能夠被編程來啟動對探測到大于某種尺寸或以某速率移動或者兩者都有的目標的危險報警。
另外，參看圖6a和6b，這種裝置能夠被用來避免盲點。尤其是，因為該裝置包括含有每個攝像機位置和方位的總平面圖，所以能夠確定可能有的盲點冒險性(hazard)。一個這樣的例子示出在圖6a中。在圖6a中，攝像機的安裝設置與圖5a和5b中示出的相同，但有一個很大的方塊50例如一個柱設在位置的中央。每個攝像機40、42和44都具有被柱50擋住潛在視場的一部分。這些區(qū)域用虛線示出，表示為40b、42b和44b。應當注意，42b和44b相互交叉使得存在有很小的區(qū)域48不能被攝像機42和44觀察到。在示出的例子中，攝像機42和44觀察到一個人46沿柱50圖像陰影中的位置相對于攝像機40移動。因而，攝像機40不起作用。當人46繞柱50移動時，這個人就移動進入攝像機42或44都不可能觀察到的區(qū)域。通常，這種情形將需要中央的攝像機操作員具有位置的工作常識，并知道啟動哪一個攝像機來觀察盲點48。然而，在當前的系統(tǒng)中，這是不需要的，因為該多攝像機控制裝置能夠確定攝像機42和44出現(xiàn)的盲點，從而啟動攝像機40。在圖6b示出的例子中，人46移動朝向攝像機42和44的盲點，而且攝像機40已經啟動并放大來聚焦該盲點。這樣，任何有價值的證據(jù)數(shù)據(jù)就不會錯過。
這樣的設置也有助于“移交”。在攝像機具有的視場例如可觀察到一條走廊，而該走廊又具有彎曲時，就可以用第二個攝像機來觀察該走廊的剩余部分，而先前的系統(tǒng)需要遠程的操作員知道啟動哪一個攝像機來跟蹤沿該走廊并繞該彎曲移動的人。但目前的系統(tǒng)并沒有這種需要，因為該系統(tǒng)能夠被編程將跟蹤的目標從一個攝像機“移交”給能夠觀察到該圖像的下一個攝像機。例如，在該“長廊”的例子中，第一個攝像機被用于跟蹤沿長廊的移動目標，同時該多攝像機控制裝置可控制第二個攝像機來觀察目標繞角落移動的區(qū)域。采用前述能濾出背景圖像的圖像處理軟件，該第二個攝像機就能夠“知道”何時該移動目標出現(xiàn)在其視場內。
這種圖像處理的手段也可以用來確定一系列對準目標的多個攝像機中的哪一個能提供最佳的圖像，并自動地將攝像機切換至“初始(primary)”攝像機的位置。在這種情形下，觀察到該圖像的其它攝像機將被該多攝像機控制裝置控制，來觀察新的第一攝像機的視場。
依照本發(fā)明第七方面的安全裝置示出在圖7中。
在圖7中，該安全裝置包括一個設置用來觀察一個區(qū)域的攝像機112。該攝像機112沒有變焦、搖攝和俯仰功能。該裝置100還包括一個計算機20，用來處理由攝像機觀察到的圖像數(shù)據(jù)。該計算機20具有與位置相關的數(shù)據(jù)和圖像處理軟件，其中的位置由存儲在計算機20內的攝像機觀察到。
使用時，如圖7中所示，攝像機拍攝其視場內的圖像。然后，該圖像被計算機內的圖像處理軟件處理?？偲矫娴臄?shù)據(jù)被用來進一步處理該數(shù)據(jù)，以確定觀察目標的大約尺寸和位置。例如，假設觀察目標是一個人(這種假設可以在一些設置中作出)，則這種圖像處理的手段能夠處理出視場內圖像的尺寸，而且通過使用與人體尺寸相關的預設數(shù)據(jù)和已知的透視效果，能夠確定觀察到的人離攝像機的距離。
在觀察目標的性質不能被預先假定的情形中，這種圖像處理的手段能夠被設置用來確定視場內目標底部的位置，而且能夠由該數(shù)據(jù)和總平面數(shù)據(jù)來確定距攝像機的距離。一旦距離被確定，尺寸就能由圖像數(shù)據(jù)確定出。
在攝像機處于變焦或俯仰的情形中，例如當極度放大或縮小或者俯仰來觀察鄰近攝像機的目標時，目標在圖像中呈現(xiàn)的更大或更小。在這種的實例中，與變焦或俯仰情形有關的反饋數(shù)據(jù)也被用來處理圖像，以確定目標的位置和尺寸。
在該安全裝置100中也可以設置多個攝像機42來使用。
權利要求
1.一種攝像機控制裝置，包括控制部件，用來控制攝像機變焦、搖攝和俯仰狀態(tài)中的一個；反饋部件，參考所述狀態(tài)反饋涉及攝像機位置或情形的信號；對話部件，用來將所述反饋信號轉換成坐標系中的值。
2.依照權利要求1的攝像機控制裝置，其中所述變焦、搖攝和俯仰狀態(tài)中的兩個由所述控制部件進行控制，且依照每一個的信號被反饋給所述對話部件，以將所述信號轉換成坐標系中的參考值。
3.依照權利要求1的攝像機控制裝置，其中所述變焦、搖攝和俯仰狀態(tài)的全部由所述控制部件進行控制，且涉及該所有三種狀態(tài)的信號被反饋給所述對話部件，以將該反饋信號轉換成坐標系中的三個參考值。
4.依照前述任一權利要求的攝像機控制裝置，其中所述搖攝或俯仰裝置被反饋的坐標系是3D極坐標系。
5.依照前述任一權利要求的攝像機控制裝置，其中在所述變焦狀態(tài)被反饋時，所述坐標系與角視場有關。
6.依照權利要求1至4任一項的攝像機控制裝置，其中在所述變焦狀態(tài)被反饋時，所述變焦狀態(tài)用介于0％(最小變焦)至100％(最大變焦)間的百分數(shù)來表示。
7.依照前述任一權利要求的攝像機控制裝置，其中所述反饋部件將涉及攝像機焦點的信號反饋給坐標系中的位置。
8.依照前述任一權利要求的攝像機控制裝置，其中提供一部件來確定所述攝像機和操作員之間鏈路中的任何延遲，所述控制部件修改其改變變焦、搖攝或俯仰狀態(tài)時的速度。
9.依照前述任一權利要求的攝像機控制裝置，其中提供一部件，基于變焦設置來計算最適宜的搖攝和/或俯仰速度。
10.依照前述任一權利要求的攝像機控制裝置，其中該裝置包括一部件，用于確定由攝像機搖攝、俯仰或變焦狀態(tài)中的一個或多個產生的移位因子。
11.依照權利要求10的攝像機控制裝置，其中所述用于確定移位因子的部件被設在所述攝像機上，且該移位因子被傳送至圖像處理軟件，以能夠計算圖像的變化。
12.依照前述任一權利要求的攝像機控制裝置，其中該裝置包括一個顯示器，顯示由所述攝像機觀察到的圖像，該裝置控制攝像機搖攝或俯仰狀態(tài)中的一個或兩個，指向部件設在所述顯示器上，借助于該指針來選擇所述顯示器上的點，所述控制部件控制攝像機的搖攝和/或俯仰狀態(tài)，以便使由所述攝像機觀察到的圖像大體位于所選點的中心。
13.依照權利要求12的攝像機控制裝置，其中所述攝像機的搖攝和俯仰狀態(tài)都這樣控制。
14.依照前述任一權利要求的攝像機控制裝置，其中一個攝像機的搖攝、俯仰和變焦狀態(tài)由所述控制部件進行控制，該控制部件包括一個顯示所述攝像機觀察到的圖像的顯示器，和位于所述顯示器上的指針部件，由此通過使用該位于顯示器的指針，操作員能夠選擇圖像的一個區(qū)域，而且所述控制部件控制搖攝和俯仰狀態(tài)，以使所述攝像機觀察到的圖像大體位于所選擇區(qū)域的中心，所述變焦狀態(tài)被控制，使得所選的區(qū)域大體是所述攝像機顯示的區(qū)域范圍。
15.依照權利要求1至11中任一項的攝像機控制裝置，其中攝像機的變焦狀態(tài)由該裝置來進行控制，該控制裝置包括示出攝像機觀察到圖像的顯示器和位于該顯示器上的指針部件，由此通過使用該位于顯示器上的指針，操作員能夠選擇圖像的一個區(qū)域，所述變焦狀態(tài)被控制使得所選的區(qū)域大體是變焦后所述攝像機顯示的區(qū)域范圍。
16.依照前述任一權利要求的攝像機控制裝置，其中提供一部件，用于選擇處于對變焦狀態(tài)的攝像機的適宜照明。
17.依照權利要求16的攝像機控制裝置，其中所述攝像機設有一個聚光燈和一個廣域泛光燈，及用來在處于變焦狀態(tài)的聚光燈和泛光燈間選擇照明切換的部件。
18.一種控制攝像機的方法，包括步驟提供控制部件來控制攝像機變焦、搖攝或俯仰狀態(tài)中的一個；參考所述狀態(tài)從所述控制部件反饋涉及攝像機位置或情形的信號；將所述反饋信號轉換成坐標系中的值。
19.依照權利要求18控制攝像機的方法，其中該方法包括控制變焦、搖攝和俯仰所有狀態(tài)的步驟。
20.依照權利要求18或19控制攝像機的方法，其中該方法還包括確定攝像機和操作員間的鏈路延遲，并調節(jié)所述控制部件搖攝、俯仰或變焦所述攝像機的速度以避免攝像機過調節(jié)的步驟。
21.依照權利要求18、19或20控制攝像機的方法，其中該方法也包括確定攝像機的變焦程度并改變攝像機變焦、搖攝或俯仰速度以避免過調節(jié)的步驟。
22.依照權利要求18至21中任一項控制攝像機的方法，其中還提供有設置一個顯示器來顯示攝像機觀察到圖像和在該顯示器上設置指針部件的步驟，借助于該指針選擇所述顯示器上的點，并搖攝或俯仰所述攝像機，以使由攝像機觀察到的圖像大體位于所述顯示器上所選點的中心。
23.依照權利要求22控制攝像機的方法，其中除重定中心外，該方法還包括步驟使用所述指針來選擇屏幕上的一個區(qū)域、搖攝和/或俯仰所述攝像機，以使由攝像機觀察到的圖像大體位于屏幕上所選區(qū)域的中心，并使其成為由攝像機觀察到的圖像的中心，且變焦所述攝像機以使所述選擇的區(qū)域充滿攝像機觀察到的圖像。
24.依照權利要求18至21中任一項控制攝像機的方法，還包括步驟控制所述攝像機的變焦狀態(tài)，使用位于顯示器上的指針來選擇圖像的一個區(qū)域，并控制該區(qū)域的變焦狀態(tài)，以使所選擇的區(qū)域大體填滿由攝像機觀察到的整個圖像。
25.依照權利要求18至24中任一項控制攝像機的方法，其中該方法還包括步驟相應于攝像機變焦、搖攝或俯仰狀態(tài)中一個的改變，確定所觀察到的圖像的移位因子，德耳塔編碼不受移位因子影響的所觀察到圖像的一部分，向數(shù)據(jù)處理器提供該德耳塔編碼，并用該移位因子處理先前觀察到的圖像，德爾塔編碼以產生新圖像。
26.一種攝像機控制裝置，包括控制部件，用于控制攝像機的搖攝或俯仰狀態(tài)；顯示器，顯示由所述攝像機觀察到的圖像；指針部件，設在所述顯示器上，借助于指針來選擇所述顯示器上的點；控制部件，搖攝所述攝像機以使由所述攝像機觀察到的圖像位于所選擇點的中心。
27.一種攝像機控制裝置，包括控制部件，用于控制攝像機的搖攝、俯仰和變焦狀態(tài)；顯示器，顯示由所述攝像機觀察到的圖像；指針部件，設在所述顯示器上，借助于指針來選擇所述顯示器上的區(qū)域；控制部件，搖攝和俯仰所述攝像機，以使由所述攝像機觀察到的圖像位于所選擇區(qū)域的中心，并變焦所述攝像機，以使所選擇的區(qū)域大體成為所述攝像機觀察到的整個圖像。
28.一種攝像機控制裝置，包括控制部件，用于控制攝像機的變焦狀態(tài)；顯示器，顯示由所述攝像機觀察到的圖像；指針部件，設在所述顯示器上，借助于指針來選擇所述顯示器上的區(qū)域；控制部件，變焦所述攝像機以使所選擇的區(qū)域大體成為由所述攝像機觀察到的整個圖像。
29.依照權利要求23、24、27或28的攝像機控制裝置或方法，其中所述攝像機控制裝置和方法優(yōu)選包括一部件，依據(jù)顯示器可觀察區(qū)域的寬高比來確定所顯示圖像的最佳尺寸，從而在顯示器上顯示最好的圖像。
30.一種攝像機控制裝置，其中提供一部件來將面部的圖像數(shù)據(jù)傳送至中央數(shù)據(jù)庫，由此該面部的圖像數(shù)據(jù)能與已有的存儲面部圖像數(shù)據(jù)作比較。
31.一種包括數(shù)個攝像機的多攝像機控制裝置，其中每個攝像機具有權利要求1所述的控制裝置，該多攝像機控制裝置具有參考總平面、記錄涉及每個攝像機位置數(shù)據(jù)的部件，從每個攝像機接收涉及攝像機變焦、搖攝或俯仰狀態(tài)中至少一個的數(shù)據(jù)的部件，和控制這些攝像機以協(xié)調由這些攝像機觀察到圖像的部件。
32.依照權利要求31的多攝像機控制裝置，其中涉及每個攝像機位置的數(shù)據(jù)包括三維笛卡兒坐標系，由此，該系統(tǒng)能夠根據(jù)攝像機的3D位置、搖攝、俯仰和變焦狀態(tài)及地位圖來確定每個攝像機的三維視場錐。
33.依照權利要求31或32的多攝像機控制裝置，其中該裝置控制一個跟蹤目標從一個攝像機移交給下一個攝像機。
34.依照權利要求31至33中任一項的多攝像機控制裝置，其中該裝置被設置用來控制這些攝像機，以消除盲點。
35.依照權利要求31至34中任一項的多攝像機控制裝置，其中操作員選擇一個第一攝像機，然后其它攝像機被該多攝像機控制裝置控制，或者用于對準相關的視場或者用于消除來自于該第一攝像機的盲點。
36.依照權利要求31至34中任一項的多攝像機控制裝置，其中圖像處理部件確定哪個攝像機能提供目標的最佳視覺，并自動地將攝像機切換給所述第一攝像機。
37.依照權利要求31至36中任一項的多攝像機控制裝置，其中提供一部件，該部件分析來自報警傳感器(像被動式紅外傳感器)的脈沖圖形以篩選出假警報。
38.依照權利要求31至37中任一項的多攝像機控制裝置，其中提供圖像處理部件來識別產生警報的攝像機故障。
39.依照權利要求38的多攝像機控制裝置，其中在相鄰的攝像機被適宜定位時，這些相鄰的攝像機被控制裝置自動地對準出故障的攝像機以檢查其是否處于攻擊下。
40.依照權利要求31至39中任一項的多攝像機控制裝置，其中提供觸摸屏遙感器，以顯示總平面并觀察具體的特征，操作員觸摸該屏幕，來自所有相關攝像機的圖片以該特征適宜的位置被傳送。
41.一種安全裝置，包括攝像機，用于處理由所述攝像機觀察到的圖像的圖像處理部件，和用于存儲攝像機所處位置平面的部件，由此觀察到的圖像能夠被處理，以便確定現(xiàn)場處目標的尺寸和位置。
42.依照權利要求41的安全裝置，其中該安全裝置優(yōu)選地包括一個依照權利要求1的攝像機控制裝置，各自相關的變焦和俯仰狀態(tài)被輸送至圖像處理部件，以有助于處理觀察到的圖像。
全文摘要
一種攝像機控制裝置(10)包括用于控制攝像機變焦、搖攝和俯仰狀態(tài)的控制部件。與攝像機處于搖攝、俯仰和變焦位置有關的數(shù)據(jù)被傳送至控制部件，該控制部件將數(shù)據(jù)轉換成坐標系，例如3D極坐標系中的值。該攝像機可以通過指向指針來控制和引向所顯示圖像中的區(qū)域，由此圖哦更難過選擇顯示器上的點，該控制部件搖攝和/或俯仰攝像機，使得由所述攝像機觀察到的圖像位于所選擇點的中心。而且，通過例如用鼠標在計算機屏幕上跟蹤并畫出一個方框來選擇屏幕上的區(qū)域，控制部件被設置來搖攝和俯仰攝像機，使得圖像位于所選擇區(qū)域的中心，而且控制部件被變焦，使得所選擇區(qū)域大體變成攝像機所觀察的整個圖像。在一個方面，提供一種多攝像機控制裝置，其中采用前述的控制裝置可以控制數(shù)個攝像機，該多攝像機控制裝置包括參考總平面涉及攝像機位置的數(shù)據(jù)，以便多個攝像機能被調整來提供更好的圖像數(shù)據(jù)，盲點照明和“移交”功能。此外，還提供一種安全裝置，其中一個攝像機觀察一個圖像，該安全裝置包括圖像處理部件和涉及由攝像機觀察位置的數(shù)據(jù)，以便確定所觀察目標的位置和尺寸。
文檔編號H04N7/18GK1554193SQ02817659
公開日2004年12月8日 申請日期2002年7月25日 優(yōu)先權日2001年7月25日
發(fā)明者尼爾·J·史蒂文森, 喬納森·R·R·馬丁, R R 馬丁, 尼爾 J 史蒂文森 申請人:尼爾·J·史蒂文森, 喬納森·R·R·馬丁, 尼爾 J 史蒂文森