[發(fā)明專利]一種基于視覺的自動追蹤拍攝系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811141451.1
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109151439B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王文浩;谷宇章;張曉林
• 申請（專利權(quán)）人: 上海愛觀視覺科技有限公司
• 主分類號: H04N13/239
• 分類號: H04N13/239;H04N13/243;H04N5/232;G06T7/246;G06T7/292;G06T7/238;G06T7/80
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 顧正超

本發(fā)明設(shè)計了一種基于視覺的自動追蹤拍攝系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括深度獲取設(shè)備，可動跟蹤攝像設(shè)備以及中央處理器。所述方法的主要步驟包括：確定初始目標(biāo)位置，初始化追蹤目標(biāo)的深度特征；在上一幀的目標(biāo)位置附近，利用深度特征尋找目標(biāo)在當(dāng)前幀的位置；根據(jù)追蹤目標(biāo)在當(dāng)前幀的位置，控制對追蹤目標(biāo)的跟蹤拍攝。本發(fā)明顯著有效提高拍攝系統(tǒng)的智能性，減少人為控制相機的次數(shù)，降低拍攝操作的復(fù)雜程度，具有廣泛應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計算機及視覺領(lǐng)域，具體涉及一種基于視覺的自動追蹤拍攝系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隨著攝像設(shè)備的普及和性能的提升，越來越多的場合開始使用到攝像設(shè)備進行直播或記錄活動的畫面，如公共演講，網(wǎng)絡(luò)教育，在線直播等等。這些場景大都使用固定攝像頭，往往無法得到滿意的拍攝效果。特別當(dāng)拍攝的主要目標(biāo)不是靜止的物體而是活動的人或其他目標(biāo)時，一般需要專業(yè)的拍攝人員對所述主要目標(biāo)進行跟蹤拍攝，這在很大程度上限制了此類活動的推廣。如果使用自動追蹤拍攝系統(tǒng)，只需要完成設(shè)備的架設(shè)和初始目標(biāo)的確定后，就可以將后續(xù)的拍攝工作交給自動追蹤拍攝系統(tǒng)來完成，這將極大地減輕拍攝人員的壓力，推動高質(zhì)量拍攝活動的普及。

基于圖像信息的目標(biāo)追蹤是自動追蹤拍攝系統(tǒng)的關(guān)鍵內(nèi)容。它是指在連續(xù)獲取的圖像序列中，建立目標(biāo)特征信息，根據(jù)建立的目標(biāo)特征信息確定目標(biāo)在每一幀圖像中所處的位置，最終得到目標(biāo)在追蹤時間內(nèi)完整的運動軌跡。除了應(yīng)用于自動追蹤拍攝系統(tǒng)中，目標(biāo)追蹤在其他的工作、生活領(lǐng)域中還有著廣泛的應(yīng)用。利用目標(biāo)追蹤，可以在智能監(jiān)控中鎖定危險人員或物體的方位；在自動駕駛中繪制其他車輛、行人的運動軌跡用于規(guī)劃行駛路徑；機器人亦可利用該技術(shù)鎖定跟從目標(biāo)，完成跟隨動作等。

目前的追蹤方法大都是基于圖像的二維信息。二維信息主要包含顏色、梯度、亮度等特征。這些特征在大多數(shù)簡單場景下能夠滿足基本的追蹤需求。但是當(dāng)目標(biāo)處于包含復(fù)雜背景的場景中，或者目標(biāo)被大面積遮擋時，這些特征信息往往會被干擾甚至完全消失，此時目標(biāo)跟蹤就將會有很大的可能性失敗。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提出了一種基于視覺的自動追蹤拍攝系統(tǒng)及方法，結(jié)合計算機視覺技術(shù)的發(fā)展以及固定雙目、多目攝像設(shè)備，本發(fā)明提出了通過利用計算機能夠通過圖像來獲得場景的深度信息，基于深度信息構(gòu)建追蹤目標(biāo)的追蹤算法及追蹤方法、追蹤系統(tǒng)，且進一步提出了基于深度信息且結(jié)合二維信息特征的追蹤算法及追蹤方法、追蹤系統(tǒng)，從而提升追蹤算法的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。本發(fā)明這一系統(tǒng)及方法將減少視頻拍攝人員所需具備的專業(yè)攝影知識，削減錄制影片的成本，提升使用者與相機的交互程度，降低操作難度。

本發(fā)明提出的一種基于視覺的自動追蹤拍攝系統(tǒng)，包括：

兩臺或兩臺以上位置相對固定的攝像機組成的雙目或多目深度獲取設(shè)備；

由一臺或一臺以上可變焦攝像機和一自由度以上的可動設(shè)備組成的可動跟蹤攝像設(shè)備；以及

中央處理器。

其中，所述可變焦攝像機安置在所述可動設(shè)備上，所述深度獲取設(shè)備、所述可動跟蹤攝像設(shè)備均與所述中央處理器相連接。

其中，所述中央處理器可以進行各類圖像相關(guān)的處理并能夠?qū)蓜痈檾z像設(shè)備進行控制。

本發(fā)明還提出了一種基于視覺的自動追蹤拍攝方法，其包含以下步驟：

1)確定追蹤目標(biāo)的初始位置，結(jié)合當(dāng)前幀場景的深度信息確定所述追蹤目標(biāo)的初始深度特征信息；

2)利用上一幀中的所述追蹤目標(biāo)的位置、深度特征信息以及當(dāng)前幀場景的深度信息，獲得當(dāng)前幀的有效深度區(qū)域，再根據(jù)有效深度區(qū)域，更新所述追蹤目標(biāo)在當(dāng)前幀的標(biāo)志位置及深度特征信息；

3)根據(jù)所述追蹤目標(biāo)在當(dāng)前幀的標(biāo)志位置，調(diào)控可動跟蹤攝像設(shè)備對所述跟蹤目標(biāo)進行跟蹤拍攝。