Ｐｔｚ攝影機自動追蹤的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種ＰＴＺ攝影機自動追蹤的方法，是能先經(jīng)由樣板比對（ＮＣＣ?Ｔｅｍｐｌａｔｅ?Ｍａｔｃｈｉｎｇ）法來求得比對后的樣板比對（ＮＣＣ?Ｔｅｍｐｌａｔｅ?Ｍａｔｃｈｉｎｇ）產(chǎn)出圖及比對值最大的最亮點的絕對位置，再經(jīng)由質(zhì)心搜尋方法來算出修正后的亮點集合中心的質(zhì)心坐標(biāo)位置，由此，能修正只經(jīng)過原始樣板比對（ＮＣＣ?Ｔｅｍｐｌａｔｅ?Ｍａｔｃｈｉｎｇ）法的公式運算后所抓取最亮點的絕對位置所產(chǎn)生的誤差，并具有修正前景物件樣板更新錯誤的機會，讓ＰＴＺ攝影機的鏡頭能具有優(yōu)異的追蹤效果。
【專利說明】Pτ z攝影機自動追蹤的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種P T Z攝影機自動追蹤的方法，尤指一種通過質(zhì)心搜尋方法來協(xié)助修正只經(jīng)過原始樣板比對(N C C Template Mate h i n g)法的公式運算后所抓取最亮點的絕對位置所產(chǎn)生的誤差，并具有修正前景物件樣板更新錯誤的機會，讓P T Z攝影機的鏡頭能有優(yōu)異的追蹤效果，而適用于監(jiān)視器、攝錄機、球型攝影機或類似裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的監(jiān)視器大都采用具有旋轉(zhuǎn)變焦式P T Z (P a η— T i I t 一 Z ο O m)攝影機，所謂的P T Z是表示攝影機的鏡頭可以進(jìn)行左右轉(zhuǎn)動(P a η)、上下傾斜(T i It )與改變焦距、放大(Z ο O m)等不同功能，通過P T Z攝影機不僅可以隨時改變拍攝的角度與所涵蓋的范圍，更能通過焦距的改變調(diào)整影像的大小與清晰程度，相較于環(huán)場攝影機可以獲得更好的監(jiān)控效果與品質(zhì)的維持。
[0003]而在現(xiàn)有的目標(biāo)物體追蹤技術(shù)中，最傳統(tǒng)且研發(fā)歷程也最長的是自動目標(biāo)物體特征追蹤技術(shù)(automatic object feature tracking te c h n i q u e ),其主要是利用特征抽取(f e a ture extraction)及特征比對(f eature mate hin g )的方法,從目標(biāo)物體中擷取出影像特征，再根據(jù)影像特征鎖定并追蹤目標(biāo)物體，然而在目標(biāo)物體的移動中，監(jiān)視區(qū)域的背景通常也跟著變化，而目標(biāo)物體轉(zhuǎn)動時，影像特征也會變化，加上P T Z攝影機持續(xù)掃瞄動作，種種的上述因素皆會造成特征比對方法在實際操作上的困難度。
[0004]因此，本發(fā)明人有鑒于上述缺失，期能提出精準(zhǔn)地計算出移動物的行進(jìn)方向及位置，以能讓監(jiān)視器的鏡頭能跟隨拍攝的P T Z攝影機自動追蹤的方法，乃潛心研思、設(shè)計組制，以提供消費大眾使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在提供一種P T Z攝影機自動追蹤的方法，是能先經(jīng)由樣板比對(NCC Template Matching)法來求得比對后的樣板比對(N C CTemplate Matchin g)產(chǎn)出圖及比對值最大的最亮點的絕對位置,再經(jīng)由質(zhì)心搜尋方法來算出修正后的亮點集合中心的質(zhì)心坐標(biāo)位置，由此，能修正只經(jīng)過原始樣板比對(NCC Template Matchin g )法的公式運算后所抓取最亮點的絕對位置所產(chǎn)生的誤差，并具有修正前景物件樣板更新錯誤的機會，讓P T Z攝影機的鏡頭能具有優(yōu)異的追蹤效果，進(jìn)而增加整體的實用性及優(yōu)異性。
[0006]本發(fā)明的次一目的是在提供一種P T Z攝影機自動追蹤的方法，通過將擷取對應(yīng)于搜尋視窗的位置的畫面及前景物件樣板進(jìn)行比對，以求得比對后的樣板比對(N CC Template Matchin g)產(chǎn)出圖及比對值最大的最亮點的絕對位置,且再以比對值最大的最亮點的絕對位置為中心，來從樣板比對(N C C Template Mat c h i n g)產(chǎn)出圖中擷取適當(dāng)比例的視窗成為次樣板比對(N C C T emp IateMatching)產(chǎn)出圖，再于次樣板比對(N CC Template Matching)產(chǎn)出圖中進(jìn)行質(zhì)心搜尋方法來算出修正后的亮點集合中心的質(zhì)心坐標(biāo)位置，讓P T Z攝影機的鏡頭能根據(jù)質(zhì)心坐標(biāo)位置來進(jìn)行移動追蹤，以能更精準(zhǔn)地找到前景物件，進(jìn)而增加整體的便利性及快速性。
[0007]為達(dá)上述的目的，本發(fā)明P T Z攝影機自動追蹤的方法，其主要步驟包括:建立背景機制:通過P T Z攝影機的鏡頭來攝錄一畫面，并將所攝錄的畫面當(dāng)成背景樣板；前景偵測擷取:當(dāng)背景樣板內(nèi)出現(xiàn)移動物件時，即進(jìn)行移動物件的位置偵測，并將背景樣板內(nèi)的移動物件進(jìn)行切割成前景物件樣板；開始進(jìn)行追蹤:P T Z攝影機的鏡頭開始移動以進(jìn)行追蹤前景物件；擴大搜尋視窗:將前景物件樣板以原來位置的中心進(jìn)行比例擴大并成為一搜尋視窗；擷取搜尋視窗:于下一張畫面中將對應(yīng)于搜尋視窗的位置擷取下來；進(jìn)行樣板比對法:將擷取對應(yīng)于搜尋視窗的位置的畫面及前景物件樣板來引入樣板比對(N CCTemplate Matchin g )法進(jìn)行比對，以求得比對后的樣板比對(N C C T emplate Matchin g )產(chǎn)出圖及比對值最大的最亮點的絕對位置；擷取適當(dāng)次樣板比對產(chǎn)出圖:以比對值最大的最亮點的絕對位置為中心，再從樣板比對(N CCTem P late Matchin g)產(chǎn)出圖中擷取適當(dāng)比例的視窗成為次樣板比對(N C CTemplate Matchin g)產(chǎn)出圖；進(jìn)行質(zhì)心搜尋方法:將次樣板比對(N C CTemplate Matching)產(chǎn)出圖使用質(zhì)心搜尋方法來算出修正后的亮點集合中心的質(zhì)心坐標(biāo)位置；對應(yīng)回樣板比對產(chǎn)出圖:將修正后的質(zhì)心坐標(biāo)位置對應(yīng)回樣板比對(N CC Template Matching )產(chǎn)出圖中的絕對位置；映回原下一張畫面中:將對應(yīng)回樣板比對(NCC Template Matching )產(chǎn)出圖再映回至原下一張畫面中的絕對位置；進(jìn)行比對值是否符合臨界值:將質(zhì)心坐標(biāo)位置所對應(yīng)的修正后亮點的比對值來與設(shè)定的臨界值進(jìn)行比對是否符合；更新前景物件絕對位置及樣板:當(dāng)修正后亮點的比對值符合臨界值時，即根據(jù)質(zhì)心坐標(biāo)位置來更新前景物件的絕對位置及進(jìn)行前景物件樣板的更新；以及進(jìn)行前景物件追蹤:而P T Z攝影機的鏡頭也隨質(zhì)心坐標(biāo)位置進(jìn)行移動追蹤，且回到擴大搜`尋視窗步驟來進(jìn)行下一張畫面的比對。
[0008]其中，所述步驟前景偵測擷取中是進(jìn)一步當(dāng)背景樣板并無出現(xiàn)移動物件時，即回到步驟建立背景機制中，直到出現(xiàn)移動物件。
[0009]其中，所述步驟擴大搜尋視窗中的搜尋視窗進(jìn)一步為前景物件樣板擴大2倍至5倍比例者。
[0010]其中，所述步驟進(jìn)行比對值是否符合臨界值進(jìn)一步當(dāng)修正后亮點的比對值不符合臨界值時，其P T Z攝影機的鏡頭即停止移動追蹤，并回到步驟建立背景機制中來進(jìn)行下一張畫面的背景樣板建立。
[0011]其中，所述質(zhì)心搜尋方法是進(jìn)一步將次樣板比對產(chǎn)出圖的比對值進(jìn)行下列計算公式:
[0012]麗_=^.
【權(quán)利要求】
1.一種P T Z攝影機自動追蹤的方法，其特征在于，所述追蹤的方法的步驟包括: 建立背景機制:通過P T Z攝影機的鏡頭來攝錄一畫面，并將所攝錄的畫面當(dāng)成背景樣板； 前景偵測擷取:當(dāng)背景樣板內(nèi)出現(xiàn)移動物件時，即進(jìn)行移動物件的位置偵測，并將背景樣板內(nèi)的移動物件進(jìn)行切割成前景物件樣板； 開始進(jìn)行追蹤:P T Z攝影機的鏡頭開始移動以進(jìn)行追蹤前景物件； 擴大搜尋視窗:將前景物件樣板以原來位置的中心進(jìn)行比例擴大并成為一搜尋視窗； 擷取搜尋視窗:于下一張畫面中將對應(yīng)于搜尋視窗的位置擷取下來； 進(jìn)行樣板比對法:將擷取對應(yīng)于搜尋視窗的位置的畫面及前景物件樣板來引入樣板比對法進(jìn)行比對，以求得比對后的樣板比對產(chǎn)出圖及比對值最大的最亮點的絕對位置； 擷取適當(dāng)次樣板比對產(chǎn)出圖:以比對值最大的最亮點的絕對位置為中心，再從樣板比對產(chǎn)出圖中擷取適當(dāng)比例的視窗成為次樣板比對產(chǎn)出圖； 進(jìn)行質(zhì)心搜尋方法:將次樣板比對產(chǎn)出圖使用質(zhì)心搜尋方法來算出修正后的亮點集合中心的質(zhì)心坐標(biāo)位置； 對應(yīng)回樣板比對產(chǎn)出圖:將修正后的質(zhì)心坐標(biāo)位置對應(yīng)回樣板比對產(chǎn)出圖中的絕對位置； 映回原下一張畫面中:將對應(yīng)回樣板比對產(chǎn)出圖再映回至原下一張畫面中的絕對位置；`` 進(jìn)行比對值是否符合臨界值:將質(zhì)心坐標(biāo)位置所對應(yīng)的修正后亮點的比對值來與設(shè)定的臨界值進(jìn)行比對是否符合； 更新前景物件絕對位置及樣板:當(dāng)修正后亮點的比對值符合臨界值時，即根據(jù)質(zhì)心坐標(biāo)位置來更新前景物件的絕對位置及進(jìn)行前景物件樣板的更新；以及 進(jìn)行前景物件追蹤:而P T Z攝影機的鏡頭也隨質(zhì)心坐標(biāo)位置進(jìn)行移動追蹤，且回到步驟擴大搜尋視窗中來進(jìn)行下一張畫面的比對。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PT Z攝影機自動追蹤的方法，其特征在于，所述步驟前景偵測擷取中是進(jìn)一步當(dāng)背景樣板并無出現(xiàn)移動物件時，即回到步驟建立背景機制中，直到出現(xiàn)移動物件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PT Z攝影機自動追蹤的方法，其特征在于，所述步驟擴大搜尋視窗中的搜尋視窗進(jìn)一步為前景物件樣板擴大2倍至5倍比例者。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PT Z攝影機自動追蹤的方法，其特征在于，所述步驟進(jìn)行比對值是否符合臨界值進(jìn)一步當(dāng)修正后亮點的比對值不符合臨界值時，其P T Z攝影機的鏡頭即停止移動追蹤，并回到步驟建立背景機制中來進(jìn)行下一張畫面的背景樣板建立。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PT Z攝影機自動追蹤的方法，其特征在于，所述質(zhì)心搜尋方法是進(jìn)一步將次樣板比對產(chǎn)出圖的比對值進(jìn)行下列計算公式:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的P T Z攝影機自動追蹤的方法，其特征在于，所述樣板比對法為對擷取對應(yīng)于搜尋視窗的位置的畫面的像素位置及前景物件樣板之間的相關(guān)系數(shù)Y(X，y )來進(jìn)行計算，其計算公式如下:
【文檔編號】H04N7/18GK103780871SQ201210401165
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月19日
【發(fā)明者】林民爵, 田哲宇 申請人:慧友電子股份有限公司