CN105100596A - 相机设备和使用相机设备跟踪对象的方法 - Google Patents

Abstract

提供一种相机设备和使用相机设备跟踪对象的方法。所述相机设备能够检测和跟踪对象。所述相机设备包括：相机，沿第一方向检测监控区域中的一个或更多个对象，并产生所述一个或更多个对象的元数据；相机控制器，基于从所述一个或更多个对象之中选择的目标的元数据，控制相机的平移运动、倾斜运动和变焦运动中的一个或更多个。

Description

相机设备和使用相机设备跟踪对象的方法

本申请要求于2014年5月14日提交到韩国知识产权局的第10-2014-0057948号韩国专利申请和于2015年1月30日提交到韩国知识产权局的第10-2015-0015574号韩国专利申请的权益，所述韩国专利申请的公开通过引用全部合并于此。

技术领域

一个或更多个示例性实施例涉及一种能够检测和跟踪对象的相机设备。

背景技术

自动跟踪的功能用于通过使用图像分析装置检测使用图像传感器获得的图像中的运动对象并通过平移/倾斜/变焦连续跟踪运动对象。

发明内容

一个或更多个示例性实施例包括一种能够在不分析图像的情况下使相机平移/倾斜/变焦的相机设备，从而节省成本。

其他方面将在以下描述中被部分阐述，并且部分将从描述是显然的，或者可通过呈现的实施例的实施而获知。

根据一个或更多个示例性实施例，一种相机设备包括：相机，沿第一方向检测监控区域中的一个或更多个对象，并产生所述一个或更多个对象的元数据；相机控制器，基于从所述一个或更多个对象之中选择的目标的元数据，控制相机的平移运动、倾斜运动和变焦运动中的一个或更多个。

元数据可包括所述一个或更多个对象的坐标。

相机控制器可从在相机被保持在第一方向上时由相机产生的元数据计算所述一个或更多个对象的尺寸和中心坐标，并且可从所述一个或更多个对象的中心坐标的变化计算所述一个或更多个对象的矢量信息。

矢量信息可包括所述一个或更多个对象的行进距离、行进方向和速度。

相机控制器可通过将目标的尺寸和矢量信息与其他对象的尺寸和矢量信息进行比较来滤除所述一个或更多个对象中除目标之外的对象。

相机控制器可将所述一个或更多个对象中具有预设尺寸的一个对象选择为目标。

相机控制器可在由相机沿第一方向捕获的图像中设置第一区域，并且如果目标离开第一区域，则相机控制器可控制相机的平移和倾斜，以使相机沿第二方向指向目标。

相机控制器可控制相机的变焦，使得沿第二方向检测到的目标的尺寸可等于沿第一方向检测到的目标的尺寸。

相机控制器可基于目标的速度针对目标设置第二区域，并可通过去除在第二区域之外获得的元数据来滤除存在于第二区域之外的对象。

相机控制器可通过将除了目标之外的存在于第二区域中的其他对象的尺寸和矢量信息与目标的尺寸和矢量信息进行比较来滤除所述其他对象。

根据一个或更多个示例性实施例，一种使用相机跟踪对象的方法包括：使用相机产生关于一个或更多个对象的元数据，所述一个或更多个对象由相机沿第一方向在监控区域中检测到；基于由相机控制器对元数据执行的分析的结果，从所述一个或更多个对象之中选择目标；基于目标的元数据产生控制信号以控制相机的平移运动、倾斜运动和变焦运动中的至少一个。

元数据可包括所述一个或更多个对象的坐标。

产生控制信号的步骤可包括：从在相机被保持在第一方向上时由相机产生的元数据计算所述一个或更多个对象的尺寸和中心坐标；从所述一个或更多个对象的中心坐标的变化计算所述一个或更多个对象的矢量信息。

矢量信息可包括所述一个或更多个对象的行进距离、行进方向和速度。

产生控制信号的步骤可包括：通过将目标的尺寸和矢量信息与其他对象的尺寸和矢量信息进行比较来滤除所述一个或更多个对象中除目标之外的对象。

选择目标的步骤可包括：将所述一个或更多个对象中具有预设尺寸的一个对象选择为目标。

产生控制信号的步骤可包括：在由相机沿第一方向捕获的图像中设置第一区域；如果目标离开第一区域，则计算相机的平移和倾斜的量，以使相机沿第二方向指向目标。

产生控制信号的步骤可包括：产生用于控制相机的变焦的控制信号，使得沿第二方向检测到的目标的尺寸可等于沿第一方向检测到的目标的尺寸。

产生控制信号的步骤可包括：基于目标的速度针对目标设置第二区域；通过去除在第二区域之外获得的元数据来滤除存在于第二区域之外的对象。

产生控制信号的步骤可包括：通过将目标的尺寸和矢量信息与除了目标之外的存在于第二区域中的其他对象的尺寸和矢量信息进行比较来滤除所述其他对象。

附图说明

从下面结合附图进行的对实施例的描述，这些和/或其他方面将变得清楚和更易于理解，在附图中：

图1是示出根据示例性实施例的相机系统的示图；

图2是示意性示出根据示例性实施例的相机设备的框图；

图3A和图3B是示出根据示例性实施例的如何设置用于跟踪目标的虚构区域(imaginaryregion)的示图；

图4A和图4B是示出根据示例性实施例的使用相机设备跟踪对象的方法的示图；

图5是示出根据示例性实施例的控制相机的姿态的方法的流程图；

图6是示出根据示例性实施例的跟踪对象的方法的流程图；

图7A至图7F是示出根据另一示例性实施例的使用相机设备跟踪对象的方法的示图；

图8是示出根据另一示例性实施例的跟踪对象的方法的流程图；

图9是示出根据示例性实施例的识别对象的方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考示例性实施例，在附图中示出示例性实施例的示例。在这方面，示例性实施例可具有不同形式，不应被解释为限于这里阐述的描述。因此，以下通过参照附图仅描述示例性实施例以解释本描述的多个方面。如这里使用的，术语“和/或”包括关联列出项中的一个或更多个的任何和所有组合。诸如“…中的至少一个”的表述在位于一列元素之后时修饰整列元素而不修饰列中的单个元素。此外，为了避免不必要地模糊示例性实施例的主题，可省略与公知功能或构造相关的详细描述。

将理解，虽然这里使用术语“第一”和“第二”来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语限制。术语仅用于将一个元件与其他元件区分开来。

在示例性实施例的以下描述中，技术术语仅用于解释特定示例性实施例，而不限制本发明构思。“包括”或“包含”的含义指定属性、固定数、步骤、处理、元件、组件以及它们的组合，但不排除其他属性、固定数、步骤、处理、元件、组件以及它们的组合。

本公开的发明构思可被实施为功能块和各种处理操作。可利用执行特定功能的各种硬件和/或软件配置实现功能块。例如，本公开的示例性实施例可采用能够根据微处理器或其他控制装置的控制执行各种功能的集成电路配置(诸如存储器、处理单元、逻辑单元、查找表等)。以与可利用软件编程或软件元件实施示例性实施例的元件的方式类似的方式，可利用包括由数据结构、进程、例程或其他编程配置的组合实现的各种算法的脚本语言或编程语言(诸如C、C++、Java、汇编语言等)来实现示例性实施例。可通过在一个或更多个处理器中执行的算法来实现功能方面。此外，示例性实施例可采用传统技术建立电子环境、处理信号和/或处理数据。诸如“机制”、“元件”、“手段”和“配置”的术语可被广泛使用，不限于机械和物理配置。这样的术语可具有与处理器等关联的一系列软件例程的含义。

在附图中，相似的参考标号表示相似的元件，将省略其重复描述。

图1是示出根据示例性实施例的相机系统的示图。

参照图1，本示例性实施例的相机系统可包括：相机设备100；和包括控制器710和显示器720的中央管理单元700。相机设备100可通过有线或无线网络600连接到中央管理单元700。

相机设备100可在进行预设的平移/倾斜/变焦运动的同时在其视角内连续拍摄场景，并可检测和跟踪在视角内出现的多个对象。

相机设备100可包括至少一个网络相机110和至少一个模拟相机160以捕获图像。网络相机110可包括用于存储图像的数字视频录像机(DVR)或网络视频录像机(NVR)。模拟相机160可包括编码器以对图像进行编码。然而，相机设备100不限于以上给出的描述。例如，相机设备100可以是能够通过网络600将图像发送到中央管理单元700的任何设备。

中央管理单元700可通过网络600从相机设备100接收图像。根据对象检测和跟踪操作产生的图像和元数据可从相机设备100发送到中央管理单元700。

中央管理单元700可显示从相机设备100接收的图像并可监视图像。中央管理单元700可基于由相机设备100执行的对象检测和跟踪操作的结果和对相机设备100捕获的图像的分析来控制相机设备100。

控制器710可控制中央管理单元700并可在显示器720上显示控制状态。

在本示例性实施例中，控制器710可包括数字信号处理器(DSP)或图像分析器(未示出)，以从通过网络600自相机设备100接收的图像检测事件。控制器710可分析从相机设备100接收的图像，并且如果满足预设事件条件，则控制器710可产生事件。

图2是示意性示出根据示例性实施例的相机设备100的示例性结构的框图。

参照图2，相机设备100可包括相机200、相机控制器300和平移/倾斜电机400。

出于出入口控制或犯罪预防的目的，相机设备100可被整体地布置在诸如办公楼、住宅或医院大楼的建筑物以及银行大楼或要求安全的公共建筑物的外墙或内墙上。相机设备100可根据相机设备100的安装位置或目的而具有各种形状，诸如直线形或圆顶形。

相机200可包括光学单元201、图像传感器202、图像处理器203、对象检测器204、通信器205、发送器206和变焦控制器207。相机200可被布置在第一壳体(未示出)中，并且相机200的一些元件可从第一壳体向外突出以捕获图像。

光学单元201可包括变焦透镜、对焦透镜和控制光量的光学系统(诸如光圈)。

图像传感器202将通过光学单元201的光转换成电图像信号。图像传感器202包括图像拾取器件，诸如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)器件。

图像处理器203执行图像处理过程。例如，图像处理器203从数字图像信号去除噪声，所述数字图像信号从图像传感器202接收或从自图像传感器202接收的模拟信号转换。之后，图像处理器203可将处理的数字图像信号发送到对象检测器204和发送器206。在这种情况下，图像处理器203可直接发送处理的数字图像信号或者在将处理的数字图像信号转换成模拟图像信号之后进行发送。

对象检测器204可从接收自图像处理器203的图像信号(下文中被称为“图像”)检测对象。例如，对象检测器204可基于由保持指向一个方向的相机200捕获的当前图像与参考图像之间的差异检测对象的局部运动。参考图像可以是在运动检测功能被激活以检测对象的时刻捕获的图像。当前图像可以是在确定参考图像之后捕获的图像。参考图像和当前图像可根据相机200的视角被确定。对象检测器204可通过简单比较沿同一方向获得的参考图像和当前图像来检测对象。在本示例性实施例中，当对象检测器204检测到对象的局部运动时，对象检测器204不限于使用利用图像之间的差异的上述方法。例如，可使用现有技术中已知的各种方法。

对象检测器204可产生包含对象检测的结果的元数据。元数据可包括从图像检测到的对象的数量和坐标。每个对象的坐标可包括对象框的左上端的坐标和对象框的右下端的坐标。

通信器205将元数据发送到相机控制器300。

发送器206可从图像处理器203接收图像，并将图像发送到布置在远程位置的相机控制器300。

变焦控制器207可基于从相机控制器300接收的变焦量产生变焦控制信号，以控制用于对相机200进行变焦(放大或缩小)的光学单元201的变焦透镜和对焦透镜。

在通过使用相机捕获图像并将图像发送到DSP或图像分析器来检测和跟踪对象的方法中，基于DSP执行的图像分析来确定相机的姿态。例如，由相机的运动引起的整体运动和对象的局部运动可都包含在图像中。也就是，如果相机运动，则可被检测为好像整个场景运动。DSP可估计按规则时间间隔依次输入到DSP的先前图像与当前图像之间的整体运动，并可通过将整体运动反映在先前图像中来产生被补偿的先前图像。之后，DSP可通过提取被补偿的先前图像与当前图像之间的特征(例如，亮度信息、颜色信息、边缘信息或位置信息)来检测对象。也就是，由于DSP检测到整体运动，因此DSP具有沉重的计算负担，并且如果高性能DSP用于实时检测，则成本增加。

然而，在本示例性实施例中，相机控制器300不包括DSP。详细地讲，通过使用由保持设置的姿态的相机200捕获的图像，利用相对低的计算量检测对象的局部运动，并且使用检测的结果产生元数据。之后，将元数据发送到相机控制器300，而不是将图像发送到相机控制器300。相机控制器300可分析和处理元数据，并基于分析和处理的结果控制相机200的姿态。因此，本示例性实施例的相机设备100可实时跟踪对象，具有相对低的计算量、短的处理时间和低成本。

相机控制器300可被布置在第一壳体或连接到第一壳体的第二壳体(未示出)中。相机控制器300可控制相机200的平移/倾斜/变焦，也就是，相机200的姿态。

相机控制器300可包括通信器301、元数据处理器303和电机控制器305。

通信器301可通过串行端口连接到相机200的通信器205，并可从相机200的通信器205接收对象的元数据。

元数据处理器303分析相机200的变焦倍率和从相机200的通信器205接收的元数据。元数据处理器303可从包括在元数据中的对象的坐标计算对象的尺寸(宽度和高度)和中心坐标(X,Y)。元数据处理器303可从对象的坐标(也就是，对象的中心坐标)的变化计算对象的矢量信息。矢量信息可包括对象的行进距离、行进方向和速度。下文中，对象的尺寸和矢量信息将被称为对象的运动信息。

例如，元数据处理器303可计算对象的先前坐标与当前坐标之间的对象的x轴行进距离、y轴行进距离和行进方向。例如，可从以预定时间间隔输入的对象的第一中心坐标(X1,Y1)和第二中心坐标(X2,Y2)提取矢量信息。在这种情况下，对象的x轴行进距离是(X2-X1)，对象的行进方向可被确定为：如果x轴行进距离大于0，则为正向；如果x轴行进距离小于0，则为反向。类似地，对象的y轴行进距离是(Y2-Y1)，对象的行进方向可被确定为：如果y轴行进距离大于0，则为正向；如果y轴行进距离小于0，则为反向。

另外，元数据处理器303可计算每个对象的速度。每个对象的速度可根据对象的行进距离和设置的变焦倍率而变化。每个对象的速度可与对象的行进距离成比例地增加，并且如果相机200的变焦倍率增大，则每个对象的速度可减小得与相机200的视角的减小量一样多。

另外，如果相机200进行了平移和倾斜运动二者，则元数据处理器303可通过x轴和y轴插值方法计算矢量信息以进行同步。

元数据处理器303可基于对象的尺寸选择目标。图像的垂直长度或水平长度的预定部分可被设置为目标选择参考。如果对象的水平长度(宽度)和垂直长度(高度)的一个或更多个对应于目标选择参考，则元数据处理器303可将该对象选择为目标。可从对象的左上端和右下端的x轴坐标之间的差来计算对象的宽度。可从对象的左上端和右下端的y轴坐标之间的差来计算对象的高度。例如，如果垂直长度(高度)等于图像的垂直长度的1/4、1/2或3/4的对象被检测为连续运动特定时间段(例如，十个图像帧)，则元数据处理器303可将该对象选择为目标。目标选择参考不限于以上提到的值。

元数据处理器303可控制相机200的平移/倾斜/变焦以防止目标运动超出相机200的视角。元数据处理器303可计算相机200的平移/倾斜/变焦的量，使得目标的中心坐标可位于每个图像的中心。

元数据处理器303可在沿第一方向捕获的第一图像中设置第一区域(虚构区域)。第一区域基于第一图像的中心被设置，并限定相机200的平移/倾斜的边界。第一区域可根据用户的设置或目标的特征(诸如目标的种类或速度)而被调整。如果目标从第一图像的中心运动到第一区域之外，则元数据处理器303可计算用于沿第二方向移动相机200的相机200的平移和倾斜运动的量。第二方向是在第二图像被捕获的情况下使目标位于第二图像的中心的方向。元数据处理器303可计算相机200的变焦的量，所述变焦的量允许位于第二图像的中心的目标的尺寸等于目标位于第一图像的中心时的目标的尺寸。元数据处理器303可通过通信器301将计算的变焦的量发送到相机200。

元数据处理器303可针对目标设置第二区域(虚构区域)。第二区域是考虑目标的速度确定的目标的可运动范围。元数据处理器303可通过略去第二区域之外的区域的元数据而只分析第二区域的元数据来滤除位于目标的可运动范围之外的其他对象。

如果目标离开第一区域，则元数据处理器303可通过将对目标的先前元数据的分析结果与对其他对象的当前元数据的分析结果进行比较来识别并跟踪目标。如果目标的中心坐标位于第一区域之外，则可确定目标在第一区域之外。元数据处理器303可通过将目标的尺寸、行进距离和行进方向与其他对象的尺寸、行进距离和行进方向进行比较来识别目标。在这种情况下，元数据处理器303可将目标的尺寸、行进距离和行进方向的全部或一些与其他对象的尺寸、行进距离和行进方向的全部或一些进行比较。例如，元数据处理器303可首先将目标的尺寸与另一对象的尺寸进行比较，如果目标的尺寸等于该另一对象的尺寸，则元数据处理器303可将目标的行进距离与该对象的行进距离进行比较。另外，如果目标的行进距离等于该另一对象的行进距离，则元数据处理器303可将目标的行进方向与该对象的行进方向进行比较。

如果其他对象位于目标的第二区域中，则元数据处理器303可通过将对目标的先前元数据的分析结果与对其他对象的当前元数据的分析结果进行比较来识别并跟踪目标。

电机控制器305可基于相机200的平移和倾斜运动的量来产生电机控制信号以控制平移/倾斜电机400。电机控制器305可考虑诸如对象运动信息和相机设备100的电机步进角、齿轮比和微步进的条件，将相机200的平移和倾斜运动的量转换为脉冲信号。

平移/倾斜电机400可包括平移电机和倾斜电机，并且平移电机和倾斜电机中的每一个可被布置在第一壳体或第二壳体中。平移电机和倾斜电机中的每一个可以是步进电机或脉冲电机。平移电机可根据平移电机驱动脉冲信号，使相机200向左或向右旋转，倾斜电机可根据倾斜电机驱动信号，使相机200沿垂直方向倾斜。平移电机和倾斜电机可被分别控制或同时控制。

图3A和图3B是示出根据示例性实施例的如何设置用于跟踪目标的虚构区域(imaginaryregion)的示图。

参照图3A，元数据处理器303可在图像中设置第一区域(虚构区域)LA。如果目标A离开第一区域LA，则元数据处理器303计算相机200的平移/倾斜量，电机控制器305产生用于移动相机200的平移/倾斜控制信号。以这种方式，可使目标A位于图像的中心P。在相机200平移/倾斜之后，元数据处理器303可控制相机200的变焦倍率以调整目标A具有恒定尺寸。

参照图3B，元数据处理器303可在图像中设置第一区域(虚构区域)LA和针对目标A的第二区域(虚构区域)MA。如果目标A离开第一区域LA，则元数据处理器303计算相机200的平移/倾斜量，电机控制器305产生用于移动相机200的平移/倾斜控制信号。以这种方式，可使目标A位于图像的中心P。在相机200平移/倾斜之后，元数据处理器303可控制相机200的变焦倍率以调整目标A具有恒定尺寸。元数据处理器303可仅使用第二区域MA的元数据以防止发生在第二区域MA之外存在的另一对象被识别为目标A并被跟踪的错误。

图4A和图4B是示出根据示例性实施例的使用相机设备100跟踪对象的方法的示图。

相机控制器300从相机200接收关于多个对象A、B和C的元数据。相机控制器300分析关于多个对象A、B和C的元数据。相机控制器300可根据目标选择参考将多个对象A、B和C中的对象A选择为目标。如图4A中所示，相机控制器300控制相机200的平移/倾斜/变焦，使得从多个对象A、B和C中选择的目标A可位于图像的中心P。

相机控制器300将变焦量发送到相机200，并产生与相机200的平移/倾斜量相应的姿态控制值。平移/倾斜电机400根据姿态控制值使相机200平移和倾斜。相机200的变焦透镜和对焦透镜根据变焦量被调整，使得目标A的尺寸可保持恒定。

当目标A存在于第一区域LA内时，相机200被固定，不进行平移/倾斜/变焦。也就是，相机200可按固定的姿态捕获前场的图像，并可从捕获的图像产生关于多个对象A、B和C的元数据，相机控制器300可分析从相机200接收的元数据以获得多个对象A、B和C中的每一个的运动信息，并可将运动信息存储在存储器(未示出)中。

如果如图4B中所示目标A离开第一区域LA，则相机200根据相机控制器300的平移/倾斜/变焦控制信号被平移/倾斜到新的姿态。相机控制器300可基于在目标A位于第一区域LA中时获得的目标A的运动信息(尺寸和矢量信息)(具体地，在目标A正要离开第一区域LA之前获得的目标A的运动信息)，识别和跟踪位于第一区域LA之外的多个对象A、B和C之中的目标A。相机控制器300可基于在目标A位于第一区域LA中时获得的目标A的运动信息，从实时发送到相机控制器300的多个对象A、B和C的元数据之中选择目标A的元数据。例如，基于在目标A位于第一区域LA中时获得的目标A的行进距离和行进方向，相机控制器300可预测目标A的下一行进距离和行进方向，并可分析从相机200接收的元数据以选择与目标A的尺寸和预测的行进距离和行进方向最接近的元数据中的一些。

在以下描述中，这里在下面将不重复以上已给出的配置和元件的详细描述。

图5是示出根据示例性实施例的控制相机的姿态的方法的流程图。

参照图5，相机可从沿相机的当前方向捕获的监控区域的图像检测一个或更多个对象(S52)。

相机可产生包含关于一个或更多个对象的信息的元数据(S54)。元数据可包括从图像检测到的一个或更多个对象的数量和坐标。每个对象的坐标可包括对象框的左上端的坐标和对象框的右下端的坐标。相机可将一个或更多个对象的元数据发送到相机控制器。

在接收到元数据之后，相机控制器可基于元数据和相机的变焦倍率计算一个或更多个对象的运动信息(S56)。可从一个或更多个对象的坐标计算一个或更多个对象的尺寸和中心坐标。可从一个或更多个对象的中心坐标的变化计算矢量信息。一个或更多个对象的运动信息可表示由保持当前平移/倾斜/变焦(PTZ)条件的相机捕获的图像中的一个或更多个对象的局部运动，并可包括一个或更多个对象的尺寸和矢量信息。矢量信息可包括一个或更多个对象的行进距离、行进方向和速度。相机控制器可基于一个或更多个对象的尺寸选择目标。

相机控制器可基于一个或更多个对象的运动信息控制相机的平移/倾斜/变焦(PTZ)(S58)。相机控制器可控制相机的平移/倾斜/变焦(PTZ)，使得选择的目标可位于图像的中心。如果目标离开图像的第一区域，则相机控制器可控制相机的PTZ，使得目标可位于图像的中心。

图6是示出根据示例性实施例的跟踪对象的方法的流程图。

参照图6，相机控制器确定相机的变焦倍率和姿态控制值，并根据姿态控制值和变焦倍率控制相机的PTZ，使得选择的目标可位于图像的中心(S62)。

相机控制器可在由保持当前PTZ状态的相机捕获的每个图像中设置第一区域，并可分析在目标位于第一区域内时从相机发送的目标的元数据以计算目标的运动信息(S64)。

如果目标离开第一区域，则相机控制器可基于计算的运动信息跟踪目标(S66)。相机控制器可基于在目标位于第一区域中时计算的目标的运动信息，在存在于第一区域之外的多个对象之中识别目标。相机控制器可通过按预定顺序将目标的尺寸、行进距离和行进方向与其他对象的尺寸、行进距离和行进方向进行比较，在多个对象之中识别目标。相机控制器确定相机的变焦倍率和姿态控制值，并根据姿态控制值和变焦倍率控制相机的PTZ，使得识别的目标可位于图像的中心。目标的尺寸可通过控制相机的变焦而保持在恒定水平。

图7A至图7F是示出根据另一示例性实施例的使用相机设备100跟踪对象的方法的示图。

参照图7A，相机控制器300接收关于由相机200在监控区域中检测到的多个对象11至14的元数据。相机控制器300在与相机200的视角相应的图像中设置第一区域(虚构区域)LA。

如果多个对象11至14中的一个对象具有预设尺寸，则相机控制器300可将该对象选择为目标。例如，尺寸与图像的水平长度或垂直长度的预定部分相应的对象可被选择为目标。在图7A中，对象13被选择为目标。

参照图7B，相机控制器300控制相机200的平移/倾斜，使得对象(目标)13可位于图像的中心。相机控制器300产生与相机200的平移/倾斜量相应的姿态控制值。平移/倾斜电机400根据姿态控制值使相机200平移和倾斜。相机控制器300控制相机200的变焦以确定目标13的尺寸。

相机控制器300在不改变相机200的PTZ的情况下通过分析关于在由相机200捕获的图像的第一区域LA内运动的目标13的元数据，来计算目标13的尺寸和中心坐标。相机控制器300可从目标13的当前坐标和先前坐标计算目标13的尺寸和矢量信息。矢量信息包括目标13的速度、行进方向和行进距离。

相机控制器300可考虑目标13的速度和行进方向，针对目标13设置第二区域MA。目标13的速度越快，第二区域MA越大，目标13的速度越慢，第二区域MA越小。由于设置了第二区域MA，因此可滤除由环境因素或其他对象导致的干扰。参照图7C，由于针对目标13设置了第二区域MA，因此可滤除存在于第二区域MA之外的背景和其他对象12和14。

如果如图7D中所示目标13离开第一区域LA，则相机控制器300可通过控制相机200的平移/倾斜运动改变相机200的姿态，使得目标13可返回到图像的中心。如果目标13由于运动看上去更大或更小，则相机200在相机控制器300的控制下进行放大操作或缩小操作，使得目标13可具有与目标13被选择为目标时的尺寸相同的尺寸。

参照图7E，如果多个对象存在于针对目标13设置的第二区域MA中，则相机控制器300可通过将连续监视的目标13的尺寸和矢量信息与多个对象的尺寸和矢量信息进行比较，在多个对象之中识别目标13，从而在不错过目标13的情况下跟踪目标13。即使目标13离开第一区域LA并且多个对象存在于第一区域LA之外(未示出这种情况)，相机控制器300也可通过将连续监视的目标13的尺寸和矢量信息与多个对象的尺寸和矢量信息进行比较，在多个对象之中识别目标13，从而在不错过目标13的情况下跟踪目标13。

参照图7F，如果目标13被错过，则相机控制器300控制相机200的平移/倾斜以将相机200指向目标13的最后位置。相机控制器300产生与相机200的平移/倾斜量相应的姿态控制值。平移/倾斜电机400根据姿态控制值使相机200平移和倾斜。另外，相机控制器300使相机200进行缩小操作，并重新开始目标13的检测。

图8是示出根据另一示例性实施例的跟踪对象的方法的流程图。

参照图8，相机可从沿相机的当前方向捕获的图像检测一个或更多个对象(S81)。

相机可产生包含关于一个或更多个对象的信息的元数据(S82)。元数据可包括关于一个或更多个对象的坐标的信息。

相机控制器可接收元数据并识别一个或更多个对象，并可计算每个对象的运动信息。运动信息可表示由保持当前PTZ状态的相机捕获的图像中的一个或更多个对象的局部运动，并可包括关于一个或更多个对象的尺寸和矢量信息的信息。可从一个或更多个对象的坐标计算一个或更多个对象的尺寸和中心坐标。可从一个或更多个对象的中心坐标的变化计算矢量信息。矢量信息可包括每个对象的行进距离、行进方向和速度。

相机控制器可基于一个或更多个对象的尺寸选择目标(S84)。图像的垂直长度或水平长度的特定部分可被设置为目标选择参考。

相机控制器可控制相机的PTZ，使得选择的目标可位于图像的中心(S85)。相机控制器可在每个图像中设置第一区域。

相机控制器可确定目标是否离开第一区域(S86)。如果确定目标离开第一区域，则相机控制器可使用目标的矢量信息跟踪目标，并可控制相机的PTZ，使得目标可位于图像的中心(S87)。相机控制器可通过按预定顺序将先前计算的目标的尺寸、行进距离和行进方向与存在于第一区域之外的多个对象的尺寸、行进距离和行进方向进行比较，在存在于第一区域之外的多个对象之中识别目标。

相机控制器可设置第二区域。相机控制器可仅使用第二区域的元数据以滤除存在于目标的运动范围之外的对象。如果其他对象存在于针对目标设置的第二区域之内，则相机控制器可通过按预定顺序将目标的尺寸、行进距离和行进方向与其他对象的尺寸、行进距离和行进方向进行比较，将目标与其他对象区分开来。

图9是示出根据示例性实施例的识别对象的方法的流程图。

如果目标离开第一区域并且多个其他对象存在于第一区域之外，或者如果多个其他对象存在于针对目标设置的第二区域之内，则相机控制器可通过将目标的运动信息与其他对象的运动信息进行比较来识别目标。

参照图9，相机控制器可分析从相机接收的每个对象的元数据，并产生每个对象的运动信息(S91)。

相机控制器将目标的尺寸与对象的尺寸进行比较(S93)。如果目标的尺寸等于另一对象的尺寸，则相机控制器将目标的行进距离与该另一对象的行进距离进行比较(S95)。如果目标的行进距离等于该另一对象的行进距离，则相机控制器将目标的行进方向与该另一对象的行进方向进行比较(S97)。

以这种方式，如果相机控制器找到与目标具有相同的尺寸、行进距离和行进方向的对象，则相机控制器可将该对象识别为目标(S99)。也就是，如果对象的尺寸、行进距离和行进方向中的至少一个与目标不同，则相机控制器可滤除各个对象。

如上所述，根据以上示例性实施例中的一个或更多个，相机设备可通过仅使用对象的元数据而不分析图像来跟踪对象，从而降低成本并能够连续跟踪运动对象。

根据示例性实施例描述的控制相机的姿态的方法和跟踪对象的方法可被实施为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。所述方法还可被实施为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是可存储之后可由计算机系统读取的数据的任何数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光学数据存储器。计算机可读记录介质还可分布于联网的计算机系统中，从而以分布式方式存储和执行计算机可读代码。此外，用于完成所述方法的功能程序、代码和代码段可由相关领域的编程技术人员容易地解释。

应理解，这里描述的示例性实施例应仅被考虑为描述性意义而不是限制的目的。对每个示例性实施例中的特征或方面的描述通常应被视为可用于其他示例性实施例中的其他类似特征或方面。

虽然已经参照附图描述了一个或更多个示例性实施例，但是本领域的普通技术人员将理解，在不脱离由权利要求限定的本发明构思的精神和范围的情况下，可对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (20)

1.一种相机设备，包括：

相机，沿第一方向检测监控区域中的一个或更多个对象，并产生所述一个或更多个对象的元数据；

相机控制器，基于从所述一个或更多个对象之中选择的目标的元数据，控制相机的平移运动、倾斜运动和变焦运动中的一个或更多个。

2.如权利要求1所述的相机设备，其中，元数据包括所述一个或更多个对象的坐标。

3.如权利要求2所述的相机设备，其中，相机控制器从在相机被保持在第一方向上时由相机产生的元数据计算所述一个或更多个对象的尺寸和中心坐标，并且相机控制器从所述一个或更多个对象的中心坐标的变化计算所述一个或更多个对象的矢量信息。

4.如权利要求3所述的相机设备，其中，矢量信息包括所述一个或更多个对象的行进距离、行进方向和速度。

5.如权利要求3所述的相机设备，其中，相机控制器通过将目标的尺寸和矢量信息与其他对象的尺寸和矢量信息进行比较来滤除所述一个或更多个对象中除目标之外的对象。

6.如权利要求1所述的相机设备，其中，相机控制器将所述一个或更多个对象中具有预设尺寸的一个对象选择为目标。

7.如权利要求1所述的相机设备，其中，相机控制器在由相机沿第一方向捕获的图像中设置第一区域，并且如果目标离开第一区域，则相机控制器控制相机的平移和倾斜，以使相机沿第二方向指向目标。

8.如权利要求7所述的相机设备，其中，相机控制器控制相机的变焦，使得沿第二方向检测到的目标的尺寸等于沿第一方向检测到的目标的尺寸。

9.如权利要求7所述的相机设备，其中，相机控制器基于目标的速度针对目标设置第二区域，并通过去除在第二区域之外获得的元数据来滤除存在于第二区域之外的对象。

10.如权利要求9所述的相机设备，其中，相机控制器通过将除了目标之外的存在于第二区域中的其他对象的尺寸和矢量信息与目标的尺寸和矢量信息进行比较来滤除所述其他对象。

11.一种使用相机跟踪对象的方法，所述方法包括：

使用相机产生关于一个或更多个对象的元数据，所述一个或更多个对象由相机沿第一方向在监控区域中检测到；

基于由相机控制器对元数据执行的分析的结果，从所述一个或更多个对象之中选择目标；

基于目标的元数据产生控制信号以控制相机的平移运动、倾斜运动和变焦运动中的至少一个。

12.如权利要求11所述的方法，其中，元数据包括所述一个或更多个对象的坐标。

13.如权利要求12所述的方法，其中，产生控制信号的步骤包括：

从在相机被保持在第一方向上时由相机产生的元数据计算所述一个或更多个对象的尺寸和中心坐标；

从所述一个或更多个对象的中心坐标的变化计算所述一个或更多个对象的矢量信息。

14.如权利要求13所述的方法，其中，矢量信息包括所述一个或更多个对象的行进距离、行进方向和速度。

15.如权利要求13所述的方法，其中，产生控制信号的步骤包括：通过将目标的尺寸和矢量信息与其他对象的尺寸和矢量信息进行比较来滤除所述一个或更多个对象中除目标之外的对象。

16.如权利要求11所述的方法，其中，选择目标的步骤包括：将所述一个或更多个对象中具有预设尺寸的一个对象选择为目标。

17.如权利要求11所述的方法，其中，产生控制信号的步骤包括：

在由相机沿第一方向捕获的图像中设置第一区域；

如果目标离开第一区域，则计算相机的平移和倾斜的量，以使相机沿第二方向指向目标。

18.如权利要求17所述的方法，其中，产生控制信号的步骤包括：产生用于控制相机的变焦的控制信号，使得沿第二方向检测到的目标的尺寸等于沿第一方向检测到的目标的尺寸。

19.如权利要求17所述的方法，其中，产生控制信号的步骤包括：

基于目标的速度针对目标设置第二区域；

通过去除在第二区域之外获得的元数据来滤除存在于第二区域之外的对象。

20.如权利要求19所述的方法，其中，产生控制信号的步骤包括：通过将目标的尺寸和矢量信息与除了目标之外的存在于第二区域中的其他对象的尺寸和矢量信息进行比较来滤除所述其他对象。