CN204669511U - 一种一体化的自动录播跟踪系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种一体化的自动录播跟踪系统，高清摄像机，用于采集一路或多路高清图像；高清采集接口，用于接收所述一路或多路的高清图像；高清图像分析模块，用于对所述一路或多路的高清图像进行运动跟踪生成分析结果，并根据所述分析结果向所述摄像机云台发送运动控制指令；摄像机云台，用于根据所述运动控制指令控制所述高清摄像机的拍摄方向与变焦倍数；跟踪策略模块，用于根据所述分析结果生成主画面切换指令；图像合成器，用于根据所述主画面切换指令将主画面内容切换至指定的高清图像。本实用新型能够有效利用高清摄像机的高清图像，在单台主机中同时实现图像录制与图像跟踪的功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及录播跟踪技术领域，特别是涉及一种一体化的自动录播跟踪系统。
背景技术
自动智能录播跟踪系统可以在跟踪录播现场的同时，自动现场的实况录像，完整地记录现场实况的全过程，同时还可以以流媒体的方式在互联网上进行直播，使广大用户如在亲临现场一样，事后还可以在网上点播重放。
现有自动录播跟踪的方案通常由两台或者两台以上的设备完成，例如在自动教学录播中，通常含有老师跟踪和学生跟踪的录播方案，通常需要一台跟踪主机，加一台录播主机，甚至有时老师跟踪和学生跟踪需要两台跟踪主机分别实现。现有的方案由于采用了较多的硬件设备，为了降低成本，这种独立的跟踪主机都只支持标清图像接入。这些标清图像不仅限制了跟踪分析的准确度，而且标清图像并不能用于录播的录制，因此这些额外的标清摄像机也增加了整个方案的成本和复杂度。
综上可知，现有方案的明显缺陷有以下几点：1、需要使用多台跟踪主机实现跟踪加录制，成本高，维护难。2、需要增加额外的标清摄像机。由于标清图像不能用于录制，因此需要额外的施工布线安装，并且标清摄像机的外观往往会影响装修效果，也略微增加了成本。3、采用标清图像分析会影响算法分析的准确度，对于较大场景的处理效果会很差。4、由于自动录播跟踪系统采用了多台主机，配置调试的时候需要分别访问每一台主机去逐一设定，增加了调试的复杂度，加大了用户的学习成本。
因此，本领域技术人员需要迫切解决的问题是：提供一种高清录播跟踪一体化系统，能够有效利用高清摄像机的高清图像，在单台主机中同时实现图像录制与图像跟踪的功能。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种一体化的自动录播跟踪系统。
为了解决上述问题，本实用新型公开了一种一体化的自动录播跟踪系统，包括高清摄像机和录播主机，所述高清摄像机分别具有对应的摄像机云台，所述录播主机包括高清采集接口，高清图像分析模块，跟踪策略模块以及图像合成器，其中，
所述高清摄像机，用于采集一路或多路高清图像；
所述高清采集接口，用于接收所述一路或多路的高清图像；
所述高清图像分析模块，用于对所述一路或多路的高清图像进行运动跟踪生成分析结果，并根据所述分析结果向所述摄像机云台发送运动控制指令；
所述摄像机云台，用于根据所述运动控制指令控制所述高清摄像机的拍摄方向与变焦倍数；
所述跟踪策略模块，用于根据所述分析结果生成主画面切换指令；
所述图像合成器，用于根据所述主画面切换指令将主画面内容切换至指定的高清图像。
优选地，所述高清采集接口，还用于对所述高清图像进行模数转换。
优选地，所述图像合成器，还用于将一路或多路的高清图像合成一路的高清图像。
优选地，所述录播主机还包括图像预处理器；所述图像预处理器，用于对所述一路或多路的高清图像进行预处理。
优选地，所述录播主机还包括编码器；所述编码器，用于对高清图像进行压缩编码。
优选地，所述录播主机还包括录制、直播模块；所述录制、直播模块用于对所述高清图像进行封装保存，并传输给客户端。
优选地，所述运动控制指令包括位置指令；所述摄像机云台，用于根据所述位置指令控制所述高清摄像机的拍摄方向。
优选地，所述运动控制指令包括变倍指令；所述摄像机云台，用于根据所述变倍指令控制所述高清摄像机的变焦倍数。
优选地，所述预处理包括帧率转换、缩放、平滑处理。
优选地，所述录播主机由性能高的硬件和软件组成。
本实用新型包括以下优点：
本实用新型在单台录播主机中集成跟踪策略模块和高清图像分析模块，通过高清图像分析模块可以对高清摄像机中的一路或多路高清图像进行分析处理获得分析结果，并根据分析结果发送运动控制指令以控制摄像机云台调整采集的高清图像，以及将分析结果发送至跟踪策略模块，跟踪策略模块将根据分析结果发送主画面切换指令以控制图像合成器进行主画面切换，从而在单台主机实现视频录制和图像跟踪的功能，实现高清图像的跟踪分析，充分利用摄像机资源，简化安装调试流程，降低方案成本。
本实用新型在录播主机中接入高清摄像机。现有的方案由于采用了较多的硬件设备，为了降低成本，跟踪主机都只支持标清图像接入，这些标清图像不仅限制了跟踪主机分析的准确度，而且标清图像并不能用于录播的录制，因此现有的方案中额外的标清摄像机也增加了现有的方案的成本和复杂度，而本实用新型只需要接入高清摄像机，不需要额外的标清摄像机，故同时也减少了成本和复杂度。
本实用新型的一体化的自动录播跟踪系统，运动控制指令统一从录播主机接出，可以跟每个高清摄像机分别接线，当然也可以只接一条线，然后再通过高清摄像机之间的菊花链传输。本实用新型与需要连接多台跟踪主机，并且摄像机云台的运动控制指令不是从同一台跟踪主机统一发出现有的方案相比，本实用新型的一体化的自动录播跟踪系统可以实现高清摄像机的统一控制，可以提高录播主机的统筹分析的能力。
附图说明
图1是一种自动录播跟踪系统的结构框图；
图2是本实用新型的一种一体化的自动录播跟踪系统的结构框图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
参照图1所示的一种自动录播跟踪系统的结构图，图1中高清摄像机采集高清图像，并将高清图像传送给录播主机的高清采集接口，采集到的高清图像进入图像合成器进行合成，合成新的高清图像后传送给编码器进行编码压缩，编码压缩后的高清图像在录制、直播模块经过封装、传输实现录制和直播的功能。
标清摄像机分别接入对应的跟踪主机，在标清摄像机采集的标清图像通过跟踪主机的标清采集接口，标清图像分析模块，经过采集、分析得等分析结果，将分析结果通过串口、网络等形式传送给录播主机的跟踪策略模块，该模块将根据跟踪的分析数据来控制合成器的图像切换等合成效果。其中，摄像机云台的控制则由其对应的跟踪主机分别控制，一般通过RS232接口传输，现有方案中的运动控制指令不是从同一台跟踪主机统一发出的。
从图1中可以看到，该方案为了实现录播和跟踪的功能，不仅需要安装额外的标清摄像机，还需要配置、连接多台跟踪主机，跟踪主机与录播主机之间还需要通过线缆进行通信，系统的复杂度较高，无论从前期安装调试还是后期维护保养上，对于技术人员的要求都较高。
因此，本专利发明人设计了一种高清录播跟踪一体化设备，能够有效利用高清摄像机的图像信号，在单台主机中同时实现图像录制与图像分析的功能。
参照图2，示出了本实用新型的一种一体化的自动录播跟踪系统的结构框图，具体可以包括高清摄像机和录播主机，所述高清摄像机分别具有对应的摄像机云台，所述录播主机包括高清采集接口，高清图像分析模块，跟踪策略模块以及图像合成器，其中，
所述高清摄像机，用于采集一路或多路高清图像；
所述高清采集接口，用于接收所述一路或多路的高清图像；
在具体实现中，录播主机连接一台或多台的高清摄像机。高清摄像机采集一路或多路的高清图像，并传送给录播主机的高清采集接口。
在本实用新型的一种优选实施例中，所述高清采集接口，还用于对所述高清图像进行模数转换。
在高清采集接口对于高清摄像机采集的高清图像进行模数转换得到数字图像后，再将数字图像送入图像合成器与图像预处理器。
在本实用新型的一种优选实施例中，所述录播主机还包括图像预处理器；所述图像预处理器，用于对所述一路或多路的高清图像进行预处理。所述预处理可以包括帧率转换、缩放、平滑处理。
在实际应用中，在将高清图像发送给高清图像分析模块进行图像的分析处理之前，还将在图像预处理器中对所述一路或多路的高清图像进行预处理，并将预处理后的高清图像发送给高清图像分析模块。
所述高清图像分析模块，用于对所述一路或多路的高清图像进行运动跟踪生成分析结果，并根据所述分析结果向所述摄像机云台发送运动控制指令；
本实用新型的运动控制指令统一从录播主机接出，可以跟每个高清摄像机分别接线，当然也可以只接一条线，然后再通过高清摄像机之间的菊花链传输。
具体地，高清图像分析模块对图像进行分析(例如通过运动跟踪)，将分析结果传递给跟踪策略模块，同时根据分析结果通过RS232接口向摄像机云台发送运动控制指令，高清摄像机之间则通过菊花链对运动控制指令进行传输。
所述摄像机云台，用于根据所述运动控制指令控制所述高清摄像机的拍摄方向与变焦倍数；
在本实用新型的一种优选实施例中，所述运动控制指令可以包括位置指令；所述摄像机云台，用于根据所述位置指令控制所述高清摄像机的拍摄方向。
在本实用新型的一种优选实施例中，所述运动控制指令可以包括变倍指令；所述摄像机云台，用于根据所述变倍指令控制所述高清摄像机的变焦倍数。
在本实用新型具体应用的一种示例中，高清图像分析模块对于一路或多路高清图像的分析结果可以包括一个或多个分析结果，根据分析结果生成运动控制指令，控制摄像机云台调整摄像内容。
以自动教学录播为例，根据高清摄像机采集的高清图像，在高清图像分析模块后生成的分析结果可以包括教师图像分析结果、学生图像分析结果和电脑画面分析结果。具体而言，教师图像分析结果具体可以包括讲台上目标数量、目标位置以及目标状态(例如移动/停止)等等，学生图像分析结果可以包括教室里回答问题的学生数量、位置以及状态(例如起立/坐下)等等，电脑画面分析结果则可以包括识别课件PPT是否翻页等等。
在本实用新型实施例中，运动控制指令是根据高清图像分析结果生成的，例如识别到讲台上教师的位置时，则可以控制摄像机云台将高清摄像机移动到该教师的位置，并将高清摄像机的变焦倍数调整到相应大小，以获得较为清晰的教师图像。
所述跟踪策略模块，用于根据所述分析结果生成主画面切换指令；
所述图像合成器，用于根据所述主画面切换指令将主画面内容切换至指定的高清图像。
在本实用新型实施例中，跟踪策略模块综合一路或多路的高清图像的分析结果，获得主画面切换指令，并将主画面切换指令传递给图像合成器，在图像合成器进行主画面切换，将主画面切换至高清摄像机根据运动控制指令调整后的摄像内容或其他指定的内容。
在某些情况下，图像合成器可以根据主画面切换指令将主画面切换为高清摄像机调整后的摄像内容。例如，当识别到讲台上教师的位置时，则可以控制摄像机云台将高清摄像机移动到该教师的位置，并将高清摄像机的变焦倍数调整到相应大小，跟踪策略模块会将图像合成器的主画面切换为高清摄像机调整后拍摄的内容。
在某些情况下，图像合成器也可以将主画面切换为其他指定的内容。比如，有时候可能会控制其中一台高清摄像机移动或者变焦倍数，却要求图像合成器切换到另一台高清摄像机拍摄的内容作为主画面，或者要求图像合成器连续切换到不同的高清摄像机拍摄的内容作为主画面等等。
在本实用新型具体应用的一种示例中，假设高清摄像机包括学生摄像机和教师摄像机，当前图像合成器的主画面为学生摄像机拍摄的内容，当识别到学生坐下动作时，控制学生摄像机复位，跟踪策略模块将图像合成器的主画面切换为教师摄像机拍摄的内容。
在本实用新型具体应用的另一种示例中，假设学生摄像机包括学生全景摄像机和学生特写摄像机，当前图像合成器的主画面为学生特写摄像机拍摄的内容，当识别到有学生起立时，跟踪策略模块将图像合成器的主画面切换为学生全景摄像机拍摄的内容，并控制学生特写摄像机进行特写拍摄，学生特写摄像机到位后，跟踪策略模块会再将图像合成器的主画面切换为学生特写摄像机拍摄的内容。在本实用新型的一种优选实施例中，所述图像合成器，还用于将一路或多路的高清图像合成一路的高清图像。
在本实用新型的一种优选实施例中，所述录播主机还可以包括编码器；所述编码器，用于对高清图像进行压缩编码。
在本实用新型的一种优选实施例中，所述录播主机还可以包括录制、直播模块；所述录制、直播模块用于对所述高清图像进行封装保存，并传输给客户端。
在具体实现中，图像合成器负责针对高清图像进行拼接、叠加等操作，将一路或多路图像合并为一路并传给编码器，编码器则对于合并为一路的高清图像进行压缩编码，并将压缩编码后的高清图像数据的传递给录制、直播模块，录制、直播模块对压缩编码后的高清图像数据进行封装保存，封装格式可以包括MP4(Moving Picture Experts Group 4，MPEG-4的多媒体电脑档案格式)、FLV(FLASH VIDEO，流媒体格式)等等其他格式，然后通过直播协议，例如直播协议可以包括RTMP(实时消息传输协议，Real Time Messaging Protocol)、RTSP(Real Time StreamingProtocol，实时流传输协议)等协议将封装后的高清图像传输给客户端。
具体地，压缩编码的高清视频数据的格式可以包括：新一代视频编码标准H.265/HEVC(High Efficiency Video Coding，高效视频编码标准)，或者上一代视频编码标准H.264/AVC(Advanced Video Coding，高阶视讯编码)等其他格式。
在本实用新型的一种优选实施例中，所述录播主机由性能高的硬件和软件组成。
在本实用新型实施例中，高清图像分析模块部分使用了全高清图像，相对于传统标清图像，数据量增大了好几倍，故在本实用新型实施例可以对于录播主机的软件上进行大量的性能优化，另外，由于录播主机的硬件高度集成，故应当选用性能优良的硬件，以提高高清图像的处理速度，解决功耗、散热等问题。
本实用新型在单台主机中集成跟踪策略模块和高清图像分析模块，通过高清图像分析模块可以对高清摄像机中的一路或多路高清图像进行分析处理获得分析结果，并根据分析结果发送运动控制指令以控制摄像机云台调整采集的高清图像，以及将分析结果发送至跟踪策略模块，跟踪策略模块将根据分析结果发送主画面切换指令以控制图像合成器进行主画面切换，从而在单台主机实现视频录制和图像跟踪的功能，实现高清图像的跟踪分析，充分利用摄像机资源，简化安装调试流程，降低方案成本。
本实用新型在录播主机中接入高清摄像机。现有的方案由于采用了较多的硬件设备，为了降低成本，跟踪主机都只支持标清图像接入，这些标清图像不仅限制了跟踪主机分析的准确度，而且标清图像并不能用于录播的录制，因此现有的方案中额外的标清摄像机也增加了现有的方案的成本和复杂度，而本实用新型只需要接入高清摄像机，不需要额外的标清摄像机，故同时也减少了成本和复杂度。
本实用新型的一体化的自动录播跟踪系统，运动控制指令统一从录播主机接出，可以跟每个高清摄像机分别接线，当然也可以只接一条线，然后再通过高清摄像机之间的菊花链传输。本实用新型与需要连接多台跟踪主机，并且摄像机云台的运动控制指令不是从同一台跟踪主机统一发出现有的方案相比，本实用新型的一体化的自动录播跟踪系统可以实现高清摄像机的统一控制，可以提高录播主机的统筹分析的能力。
最后，还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本实用新型所提供的一种一体化的自动录播跟踪系统，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (10)
1.一种一体化的自动录播跟踪系统，其特征在于，包括高清摄像机和录播主机，所述高清摄像机分别具有对应的摄像机云台，所述录播主机包括高清采集接口，高清图像分析模块，跟踪策略模块以及图像合成器，其中，
所述高清摄像机，用于采集一路或多路高清图像；
所述高清采集接口，用于接收所述一路或多路的高清图像；
所述高清图像分析模块，用于对所述一路或多路的高清图像进行运动跟踪生成分析结果，并根据所述分析结果向所述摄像机云台发送运动控制指令；
所述摄像机云台，用于根据所述运动控制指令控制所述高清摄像机的拍摄方向与变焦倍数；
所述跟踪策略模块，用于根据所述分析结果生成主画面切换指令；
所述图像合成器，用于根据所述主画面切换指令将主画面内容切换至指定的高清图像。
2.根据权利要求1所述的一体化的自动录播跟踪系统，其特征在于，所述高清采集接口，还用于对所述高清图像进行模数转换。
3.根据权利要求1或2所述的一体化的自动录播跟踪系统，其特征在于，所述图像合成器，还用于将一路或多路的高清图像合成一路的高清图像。
4.根据权利要求1所述的一体化的自动录播跟踪系统，其特征在于，所述录播主机还包括图像预处理器；所述图像预处理器，用于对所述一路或多路的高清图像进行预处理。
5.根据权利要求3所述的一体化的自动录播跟踪系统，其特征在于，所述录播主机还包括编码器；所述编码器，用于对高清图像进行压缩编码。
6.根据权利要求4所述的一体化的自动录播跟踪系统，其特征在于，所述录播主机还包括录制、直播模块；所述录制、直播模块用于对所述高清图像进行封装保存，并传输给客户端。
7.根据权利要求1所述的一体化的自动录播跟踪系统，其特征在于，所述运动控制指令包括位置指令；所述摄像机云台，用于根据所述位置指令控制所述高清摄像机的拍摄方向。
8.根据权利要求1或7所述的一体化的自动录播跟踪系统，其特征在于，所述运动控制指令包括变倍指令；所述摄像机云台，用于根据所述变倍指令控制所述高清摄像机的变焦倍数。
9.根据权利要求4所述的一体化的自动录播跟踪系统，其特征在于，所述预处理包括帧率转换、缩放、平滑处理。
10.根据权利要求1所述的一体化的自动录播跟踪系统，其特征在于，所述录播主机由性能高的硬件和软件组成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Ye Ronghua Document name: Notification of Passing Examination on Formalities |
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| GR01 | Patent grant |