CN100508599C - 视频监控中的自动跟踪控制方法和控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种视频监控中的自动跟踪控制方法和一种视频监控中的自动跟踪控制装置。本发明根据获取的图像位置信息判断出监控目标的移动方向，控制机械云台带动摄像头对处于运动状态的监控目标进行跟踪，使得监控目标能够始终处于监控画面的中央，提高了视频监控的可靠性。在实现自动跟踪的同时，还能够根据图像清晰度信息判断图像清晰度的变化趋势，并以此向摄像头的调焦装置发出控制信号，使得监控画面始终保持较高的清晰度，实现了焦距自动调整，进一步提高了视频监控的可靠性。

Description

视频监控中的自动跟踪控制方法和控制装置

技术领域

本发明涉及监控技术，特别涉及视频监控中的自动跟踪控制方法和自动跟踪控制装置。

背景技术

随着多媒体技术的不断发展，视频监控已经越来越广泛地应用于安全作业、治安防范等领域。

在视频监控过程中，监控目标通常处于运动状态。这种情况下，就需要视频监控系统中的图像传感器在机械云台的带动下，跟踪处于运动状态的监控目标，使得监控目标始终处于摄像头的拍摄范围内。此时，还需要随着监控目标的位置变化调整摄像头的焦距，以保证摄像头拍摄到的监控画面具有较高的清晰度。

图1为现有视频监控系统的结构示意图。如图1所示，现有视频监控系统包括：监控台、摄像头、机械云台和调焦装置。

摄像头在调焦装置的控制下确定拍摄时的焦距，将拍摄到的图像转换为视频信号，提供给监控台。监控人员可以通过监控台收看到监控画面，或者由监控台自动录像。

当监控目标从当前位置向其他位置运动时，为了保证监控目标始终处于监控画面内，监控人员向跟踪调焦控制装置输入相关控制信号，用于指示机械云台带动摄像头跟踪监控目标并指示调焦装置调节焦距；跟踪调焦控制装置根据接收到的指令，向机械云台和调焦装置输出控制信号。此时，机械云台根据接收到的控制信号功带动摄像头进行平动和/或转动，调焦装置根据接收到的控制信号调整焦距。这样，即可使得监控目标始终处于监控范围之内。

但是，上述视频监控系统在实现对监控目标的跟踪以及焦距的调整，需要人为控制。而且，如果监控人员不在监控台前收看监控画面，则在监控目标离开监控范围内时，视频监控系统无法对该监控目标进行跟踪并调整拍摄焦距，从而无法实现对该监控目标的实时监控。

可见，现有视频监控系统不能有效保证对监控目标的实时监控，因而其可靠性不高。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个主要目的在于，提供一种视频监控中的自动跟踪控制方法，能够提高视频监控的可靠性。

本发明的另一个主要目的在于，提供一种视频监控中的自动跟踪控制装置，能够提高视频监控的可靠性。

根据上述的一个主要目的，本发明提供了一种视频监控中的自动跟踪控制方法，包括以下步骤：

根据图像位置信息确定位移方向；

根据确定的位移方向，控制安装了摄像头的机械云台带动摄像头向所述确定了的位移方向移动。

所述图像位置信息包括：图像中不同位置的变化状态信息；

所述根据图像位置信息确定位移方向为：根据图像中不同位置的变化状态信息确定位移方向。

所述根据图像中不同位置的变化状态信息确定位移方向为：将对应的变化状态信息表示已变化的位置集中的方向确定为位移方向。

所述将对应的变化状态信息表示已变化的位置集中的方向确定为位移方向为：

计算所述集中的变化状态信息表示已变化的所有位置的坐标值的平均值，将所述平均值相对于图像的中心位置的方向确定为位移方向。

所述将对应的变化状态信息表示已变化的位置集中的方向确定为位移方向为：

判断用于确定每一个位移方向所依据的表示已变化的状态信息个数，并将多个位移方向中所依据状态信息变化个数多的一个作为最终确定的位移方向；

或者，判断用于确定每一个位移方向所依据的表示已变化的状态信息个数，并计算多个位移方向中，所依据变化状态信息表示变化的个数大于/大于等于预设阈值的一个或多个方向相对于水平或垂直方向的夹角平均值，将所述计算的夹角平均值对应的方向确定为位移方向。

进一步设置至少4个图像块，每个图像块分别对应一个方向并包括至少1个位置；

所述判断用于确定每一个位移方向所依据的表示已变化的状态信息个数为：判断每个方向所对应的每个图像块中，所有位置的变化状态信息表示已变化的个数。

所述根据图像位置信息确定位移方向之前，该方法进一步包括：从寄存器中的各存储位读取每个位置的变化状态信息。

该方法进一步包括：

获取图像清晰度信息；

根据连续获取的图像清晰度信息确定图像清晰度变化趋势；

根据确定的图像清晰度趋势，控制与摄像头相连的调焦装置进行焦距调整。

所述根据确定的图像清晰度趋势，控制与摄像头相连的调焦装置进行焦距调整包括：

将当前得到的图像清晰度信息与上一次得到的图像清晰度信息进行比较；

在当前获取的图像清晰度信息是否小于上一次获取的图像清晰度信息的情况下，判断上一次获取的图像清晰度信息与当前得到的图像清晰度信息的差，是否大于预先设置的清晰度变化阈值，如果是，则控制与摄像头相连的调焦装置进行焦距调整；否则，继续执行所述获取图像清晰度信息。

根据上述的另一个主要目的，本发明提供了一种视频监控中的自动跟踪控制装置，包括：位移运算单元和控制信号单元，其中，

所述位移运算单元，用于接收并存储图像位置信息；根据图像位置信息确定位移方向，生成位移方向信息并输出给控制信号单元；

所述控制信号单元，用于根据位移运算单元输出的位移方向信息，输出控制信号。

所述位移运算单元包括：变化状态信息子单元和位移方向判断子单元，其中，

所述变化状态信息子单元，用于接收并存储图像检测单元输出的图像位置信息；将存储的图像位置信息提供给位移方向判断子单元；

所述位移方向判断子单元，用于根据变化状态信息子单元提供的图像位置信息确定位移方向，并生成位移方向信息输出给所述控制信号单元。

该装置进一步包括调焦运算单元，用于接收并存储图像清晰度信息；将当前接收到的图像清晰度信息与上一次接收到并存储的图像清晰度信息进行比较，在当前接收到的图像清晰度信息小于上一次接收到的图像清晰度信息的情况下，判断上一次接收到图像清晰度信息与当前接收到的累加结果的差，是否大于预先设置的清晰度变化阈值，如果是，则生成焦距调整信号输出给控制信号单元；

所述控制信号单元进一步用于根据调焦运算单元输出的焦距调整信号，向视频监控系统中与摄像头相连的调焦装置输出调焦控制信号。

所述调焦运算单元包括：信息比较子单元和清晰度判断子单元，其中，

所述信息比较子单元，用于接收存储图像清晰度信息，并提供给给清晰度判断子单元；

所述清晰度判断子单元，用于将当前获取的图像清晰度信息与上一次获取的图像清晰度信息进行比较，在当前接收到的图像清晰度信息小于上一次接收到的图像清晰度信息的情况下，判断上一次接收到图像清晰度信息与当前接收到的图像清晰度信息的差是否大于预先设置的清晰度变化阈值，如果是，则生成焦距调整信号输出给控制信号单元。

由上述技术方案可见，本发明根据连续的图像信号获取监控目标的相关位置信息，从而能够确定图像中各部分像素块的变化程度，并以此判断出监控目标的移动方向，并控制机械云台带动摄像头对处于运动状态的监控目标进行跟踪，即使现了自动跟踪，使得监控目标能够始终处于监控画面的中央，提高了视频监控的可靠性。

本发明中，在实现自动跟踪的同时，还能够根据连续的图像信号的清晰度信息判断图像清晰度的变化趋势，并以此向摄像头的调焦装置发出控制信号，使得监控画面始终保持较高的清晰度，实现了焦距自动调整，进一步提高了视频监控的可靠性。

附图说明

图1为现有视频监控系统的结构示意图。

图2为本发明中视频监控中的自动跟踪控制装置的示例性结构图。

图3为本发明中视频监控中的自动跟踪控制方法的示例性流程图。

图4为本发明实施例中视频监控中的自动跟踪控制装置的结构图。

图5为本发明实施例中自动跟踪控制装置的位移运算单元的结构图。

图6为本发明实施例中检测窗口与机械云台运动方向的示意图。

图7为本发明实施例中自动跟踪控制装置的调焦运算单元的结构图。

图8为本发明实施例中视频监控中的自动跟踪控制方法的流程图。

图9为本发明实施例中自动跟踪控制方法中位移跟踪控制过程的流程图。

图10为本发明实施例中自动跟踪控制方法中自动调焦控制过程的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明的基本思想是：根据图像位置信息确定监控目标的移动方向，并向安装了摄像头的机械云台发出控制信号，使得机械云台带动摄像头随着监控目标的位置变化而移动，即实现摄像头自动跟踪。

同时，由于监控目标的位置变化不仅限于在垂直于摄像头拍摄方向的平面中的移动，还可能发生在平行于摄像头拍摄方向上的移动，这就需要对摄像头进行调焦。这样，在实现摄像头自动跟踪的同时，还可以根据图像清晰度信息向摄像头的调焦装置发出控制信号，实现焦距自动调整。

图2为本发明中视频监控中的自动跟踪控制装置的示例性结构图。如图2所示，本发明中的自动跟踪控制装置包括：位移运算单元和控制信号单元。

位移运算单元，接收并存储图像位置信息；根据图像位置信息确定位移方向，生成位移方向信息并输出给控制信号单元；

其中，图像位置信息可以表示：图像中每个位置的图像变化状态；

控制信号单元，根据位移运算单元输出的位移方向信息，输出控制信号。

上述装置将控制信号输出给视频监控系统中安装了摄像头的机械云台；如果机械云台通过两个步进电机保持在两个方向上的自由度，则输出给机械云台的控制信号可以为脉冲信号。

上述装置还可以根据图像清晰度信息，生成向摄像头的调焦装置输出的控制信号，用于实现焦距自动调整。

图3为本发明中视频监控中的自动跟踪控制方法的示例性流程图。如图3所示，本发明中的自动跟踪控制方法包括以下步骤：

步骤301，获得图像位置信息，并根据每个位置的图像变化状态信息确定位移方向；

步骤302，根据确定的移动方向，向安装了摄像头的机械云台输出控制信号。

在执行上述过程的同时，还可以根据图像清晰度信息，生成向摄像头的调焦装置输出的控制信号，以便实现在自动控制摄像头跟踪监控目标的同时进行焦距的自动调整。

下面，结合具体实施例，对本发明中视频监控中的自动跟踪控制装置和方法进行详细说明。

图4为本发明实施例中视频监控中的自动跟踪控制装置的结构图。如图4所示，本实施例中的自动跟踪控制装置包括：图像检测单元、位移运算单元、调焦运算单元和控制信号单元。

图像检测单元，接收并存储来自摄像头的图像信号；对接收到的图像信号进行检测，得到包括了图像中多个位置变化状态的图像位置信息，并输出给位移运算单元；对接收到的图像信号进行检测，得到图像清晰度信息，并输出给调焦运算单元。

其中，假设将一幅图像在水平和垂直方向上划分为n×n个(n为大于1的正整数)互不重叠的部分，则图像位置信息即通过表示已变化的数值(1或0)和表示未变化的数值(0或1)，分别表示这n×n个部分的图像变化状态。而图像清晰度信息则表示一幅或连续几幅图像的清晰，例如，连续m(m为正整数)幅图像中所有像素点之差的绝对值的累加和。图像检测单元中的具体处理过程可以按照通常的各种图像检测方式和原理来实现。

位移运算单元，接收图像检测单元输出的图像位置信息；根据图像位置信息中包括的每个位置的变化状态确定位移方向，如果某一个位置对应的变化状态表示已变化，或某几个相邻的位置对应的变化状态表示已变化，则确定这一个或几个位置相对于图像中心的方向为位移方向，并生成位移方向信息输出给控制信号单元。

如果监控目标处于运动状态，则监控目标在监控图像中的位置必然发生变化，使得图像信号中的各部分发生变化，这样，判断图像哪一部分发生了较大的变化，即可判断出监控目标的运动方向。

调焦运算单元，接收并存储来自图像检测单元的图像清晰度信息；将当前接收到的图像清晰度信息与上一次接收到并存储的图像清晰度信息进行比较，在当前接收到的图像清晰度信息小于上一次接收到的图像清晰度信息的情况下，判断上一次接收到图像清晰度信息与当前接收到的累加结果的差，是否大于预先设置的清晰度变化阈值，如果是，则确定摄像头拍摄到的图像的清晰度下降，并生成焦距调整信号输出给控制信号单元。

通常情况下，由于图像的清晰度越高，图像清晰度信息的实际取值越大，因此，如果图像清晰度信息变小了，则表示图像清晰度降低了，因此，在清晰度变化超过一定范围时，需要调整焦距。

控制信号单元，根据内部存储的位移方向与跟踪控制信号的映射关系和位移运算单元输出的位移方向信息，向视频监控系统中安装了摄像头的机械云台输出跟踪控制信号；根据调焦运算单元输出的焦距调整信号，向视频监控系统中与摄像头相连的调焦装置输出调焦控制信号。

具体来说，控制信号单元向机械云台输出的控制信号可以根据不同的位移方向信息确定为一路或多路脉冲信号；位移方向与跟踪控制信号的映射关系可以为：每次判断出位移方向后，根据预设的单位移动步长，生成的与每个步进电机相对应的脉冲信号中包括的脉冲个数，即确定了在监控目标在各个方向发生位移时，机械云台在其各自由度方向上的单位平动距离和/或转动角度。同理，如果调焦运算单元输出了焦距调整信号，即判断出摄像头当前拍摄的图像越来越模糊，则控制信号单元也根据预先设置的单位调焦步长，向视频监控系统中的调焦装置输出调焦控制信号，使得摄像头每次都能够进行单位焦距的调整。

具体来说，位移运算单元和调焦运算单元中还可以包括多个子单元。

图5为本发明实施例中自动跟踪控制装置的位移运算单元的结构图。如图5所示，如图4所示的自动跟踪控制装置中的位移运算单元包括：变化状态信息子单元和位移方向判断子单元。

变化状态信息子单元，接收并存储图像检测单元输出的图像位置信息；将存储的图像位置信息提供给位移方向判断子单元。

位移方向判断子单元，根据变化状态信息子单元提供的图像位置信息中，包括的每一个位置的变化状态确定位移方向，如果某一个位置对应的变化状态表示已变化，或某几个相邻的位置对应的变化状态表示已变化，则确定这一个位置或几个相邻位置相对于图像中心的方向为位移方向，例如在多个位置表示已变化的情况下将这几个位置的平均坐标值对应的方向确定为位移方向，并生成位移方向信息输出给控制信号单元；如果所有位置对应的变化状态均表示未变化，则不生成位移方向信息，即保持摄像头当前的拍摄方向。

实际应用中，变化状态信息子单元可以为一个寄存器(例如，Motion_window寄存器)。寄存器的每一位存储一个位置对应的变化状态信息，即表示已变化的数值(1或0)或表示未变化的数值(0或1)。这种情况下，图像检测单元将图像位置信息直接输出到Motion_window寄存器中，并可以向位移方向判断子单元输出一个例如运动(Motion)中断信号的请求；位移方向判断子单元可以根据接收到的请求，从Motion_window寄存器中读取每一个位置对应的变化状态信息(也可以实时读取)，并判断安装了摄像头的机械云台应移动的位移方向。

图6为本发明实施例中检测窗口与机械云台运动方向的示意图。如图6所示，以将图像划分为4×4个部分为例，每部分可以看作一个图像块，每个部分所处的位置根据其相对于图像中心的位置O，分别对应A～H共16个方向。变化状态信息子单元中存储了的16个位置w[i，i](1≤i≤4)的变化状态信息。位移方向判断子单元根据变化状态信息子单元中16个位置对应的变化状态信息，确定位移方向。

实际应用中，可以将对应的变化状态信息表示已变化的位置集中的方向确定为位移方向。

例如，如果w[1，1]、w[1，2]、w[2，1]和w[2，2]对应的变化状态信息均为表示已变化的1/0，其他位置对应的变化状态信息为表示未变化的0/1，则可以确定位移方向为如图6所示的A方向。此时，如果w[4，4]对应的变化状态信息也为表示已变化的1/0，则由于对应A方向，有4个位置对应的变化信息表示已变化，因此，判断w[4，4]对应的变化状态信息为表示已变化的原因可能是由于图像噪声引起的，检测目标并未在w[4，4]对应的E方向上发生位移。

还例如，如果w[1，1]、w[1，2]和w[2，2]对应的变化状态信息均为表示已变化的1/0，其他位置对应的变化状态信息为表示未变化的0/1，则可以计算w[1，1]、w[1，2]和w[2，2]相对于图像中心O的坐标值的平均值，并将计算得到的平均值对应的方向确定为位移方向，此时的位移方向相对于如图6所示的A方向具有一定的偏移，但更为准确。此时，如果w[4，4]对应的变化状态信息也为表示已变化的1/0，同理，判断w[4，4]对应的变化状态信息为表示已变化的原因可能是由于图像噪声引起的，检测目标并未在w[4，4]对应的E方向上发生位移。

这样，位移方向判断子单元还需要在得到了多个位移方向后，判断确定每一个位移方向所依据的状态信息个数，并从多个位移方向中依据状态信息个数多的一个作为最终确定的位移方向。

可见，获得的与不同位置对应的状态信息数量越多，判断位移方向的误差就会越小。但如果设置的检测窗口数量过多，可能得到的位移方向就越多，但位移运算单元的运算过程就越复杂，硬件成本就越高。

图7为本发明实施例中自动跟踪控制装置的调焦运算单元的结构图。如图7所示，如图4所示的自动跟踪控制装置中的调焦运算单元包括：信息比较子单元和清晰度判断子单元。

信息比较子单元，接收并存储图像检测单元输出的图像清晰度信息；并提供给给清晰度判断子单元。

实际应用中，信息比较子单元可以为一个寄存器(例如，EDGE_SUM寄存器)。这种情况下，图像检测单元将图像清晰度信息直接输出到EDGE_SUM寄存器中，并可以向清晰度判断子单元输出一个例如自动焦距(autofocus)中断信号的请求；清晰度判断子单元可以根据接收到的请求，从其内部的EDGE_SUM寄存器中读取连续两次存储的图像清晰度信息(也可以实时读取)，并进行比较，判断图像清晰度的变化状态。

清晰度判断子单元，将当前获取的图像清晰度信息与上一次获取的图像清晰度信息进行比较，在当前接收到的图像清晰度信息小于上一次接收到的图像清晰度信息的情况下，判断上一次接收到图像清晰度信息与当前接收到的图像清晰度信息的差是否大于预先设置的清晰度变化阈值，如果是，则确定摄像头拍摄到的图像的清晰度下降，并生成焦距调整信号输出给控制信号单元。

将上述装置设置于视频监控系统中，以安装了摄像头的机械云台在两个步进电机的驱动下，拥有水平和垂直方向两个自由度为例，如果位移运算单元输出的位移方向信息表示位移方向为如图6所示的C方向，则控制信号单元需要输出两路脉冲信号，分别用于驱动控制机械云台水平和垂直两个自由度的步进电机，使得机械云台带动摄像头在C方向上发生平动和/或转动；如果与变化状态信息对应的位置个数多于16个，则可能确定的位移方向不一定是如图6所示的与水平方向夹角45度的整数倍，则输出的两路脉冲信号需要驱动步进电机，使得机械云台带动摄像头在水平和垂直两个方向上产生平动距离和/或转动角度的比例，应与所确定的位移方向与水平夹角正弦值/余弦值相等或相近；如果位移运算单元输出的位移方向信息表示位移方向为如图6所示的B方向，则控制信号单元只需输出一路脉冲信号，用于驱动控制机械云台两个自由度的步进电机中的一个，使得机械云台打动摄像头在与B方向相同的一个自由度上发生平动和/或转动。

上述装置中的各功能单元可以在一个同步信号的控制下进行相应的处理，可以根据监控目标移动速度高低的不同情况，设定不同频率的同步信号；该装置中的各功能单元及子单元，可以通过任何一个或多个具有运算功能和/或存储功能的芯片来实现。

以上，是对本实施例中的自动跟踪控制装置的详细说明。下面，对本实施例中的自动跟踪控制方法进行详细说明。

图8为本发明实施例中视频监控中的自动跟踪控制方法的流程图。如图8所示，本实施例中的自动跟踪控制方法包括以下步骤：

步骤801，接收并存储来自摄像头的图像信号，对图像信号进行检测，并执行步骤802和/或步骤805。

其中，检测过程包括：

检测过程801a，获取包括图像中多个位置变化状态的图像位置信息；获取的图像位置信息可以存储于Motion_window寄存器中，每一个位置对应的变化状态信息存储在相应存储位，并在步骤802从该寄存器中读取；

在检测过程801a之后，执行步骤802；

检测过程801b，获取图像清晰度信息；

在检测过程801b之后，执行步骤804。

本步骤中，检测过程801a和检测过程801b可以同时执行，也可以根据预先设置的规则先后执行，还可以只执行其中的一个，具体实现过程可以根据本领域通常所采用的检测方法来实现。

步骤802，根据图像位置信息中包括的每个位置对应的变化状态信息，确定位移方向。

步骤803，根据确定的位移方向，向安装了摄像头的机械云台输出位移控制信号，控制其带动摄像头在确定的位移方向上进行平动和/或转动，并返回步骤801。

上述步骤802～步骤803为本方法中的位移跟踪控制过程。

步骤804，将当前得到的图像清晰度信息与上一次得到的图像清晰度信息进行比较，判断当前获取的图像清晰度信息是否小于上一次获取的图像清晰度信息，如果是，则执行步骤805；否则返回步骤801。

本步骤中，上一次运算得到的累加结果可以存储于EDGE_SUM寄存器中，在本步骤中从该寄存器中读取；在本步骤之后，可以再将此次得到的累加结果存储于EDGE_SUM寄存器中，用于下一次比较时读取。

步骤805，判断上一次获取的图像清晰度信息与当前得到的图像清晰度信息的差，是否大于预先设置的清晰度变化阈值，如果是，则确定摄像头拍摄到的图像的清晰度下降，并执行步骤806；否则，返回步骤801。

步骤806，向视频监控系统中与摄像头相连的调焦装置输出调焦控制信号，调整摄像头的焦距，以使提高监控图像的清晰度，并返回步骤801。

上述步骤804～步骤806为本方法中的自动调焦控制过程。

可见，上述流程中可以同时包括位移跟踪控制过程和自动调焦控制过程，这样，就能够实现对监控目标的自动跟踪和跟踪过程中的自动调焦。

具体来说，本实施例中的自动跟踪控制方法中，位移跟踪控制过程又可以通过多种具体方式来实现，下面举例说明。

图9为本发明实施例中自动跟踪控制方法中位移跟踪控制过程的流程图。如图9所示，本实施例中自动跟踪控制方法中的位移跟踪控制过程包括以下步骤：

步骤901，获取到图像中每个位置的变化状态信息。

本步骤中，可以从Motion_window寄存器中获取图像中每个位置的变化状态信息。

步骤902，将图像划分为至少4个图像块，每个图像块对应一个方向并包括至少1个位置。

步骤903，判断每个方向所对应的每个图像块中，所有位置的变化状态信息取值为表示已变化的数值1/0的个数。

步骤904，将所有图像块中，取值为表示已变化的数值1/0的变化状态信息个数最多的图像块所对应的方向确定为位移方向。

例如，如果图像左半部分和下半部分的状态均已变化，则确定位移方向为如图6所示的G方向；如果只有图像右半部分的状态已变化，则确定位移方向为如图6所示的D方向。

通常情况下，如果一幅图像中的所有位置对应的变化状态信息不可能全为表示已变化的数值1/0，即每个图像块中的所有位置对应的变化状态信息不会均为表示已变化的数值1/0。如果这种情况发生，可以判断当前的监控图像收到强烈干扰，而不发出控制机械云台平动和/或转动的控制信号。

如果至少2个图像块中，取值为表示已变化的数值1/0的变化状态信息个数最多并相等，则可以任意选择其中1个所对应的方向作为位移方向；或者不移动；或者根据上次的移动方向从上述2个图像块所对应的方向中选择1个；再或者，计算上述2个图像块所对应的方向与水平或垂直方向夹角的平均值，将计算得到的平均值对应的方向确定为位移方向。

步骤905，根据确定的位移方向，向安装了摄像头的机械云台输出位移控制信号，控制其带动摄像头在确定的位移方向上进行平动和/或转动。

在上述流程中，步骤902～步骤903也可以采用其他方式来实现，以将对应的变化状态信息表示已变化的位置集中的方向确定为位移方向。例如，计算取值表示已变化的数值1/0的变化状态信息对应的所有位置的坐标值的平均值，将该平均值相对于图相中心的方向确定为位移方向等；或者，判断用于确定每一个位移方向所依据的表示已变化的状态信息个数，并计算多个位移方向中，所依据变化状态信息表示变化的个数大于/大于等于预设阈值的一个或多个方向相对于水平或垂直方向的夹角平均值，将计算的夹角平均值对应的方向确定为位移方向，如划分的4个图像块(每个包括4个位置)中，3个图像块中均有2个以上的位置表示已变化，则计算这3个图像块对应的方向相对于水平或垂直方向的夹角平均值，将计算的夹角平均值对应的方向确定为位移方向。

具体来说，本实施例中的自动跟踪控制方法中，自动调焦控制过程也可以通过多种具体方式来实现，下面举例说明。

图10为本发明实施例中自动跟踪控制方法中自动调焦控制过程的流程图。如10所示，本实施例中自动跟踪控制方法中的自动调焦控制过程包括以下步骤：

步骤1001，连续获取到至少两个图像清晰度信息。

本步骤中，可以从EDGE_SUM寄存器获取图像清晰度信息。

步骤1002，判断当前得到的图像清晰度信息是否小于上一次的图像清晰度信息，如果是，则执行步骤1003；否则，执行步骤1004。

步骤1003，判断上一次得到的图像清晰度信息与当前得到的图像清晰度信息的差，是否大于预先设置的清晰度变化阈值，如果是，则确定摄像头拍摄到的图像的清晰度下降，并执行步骤1005；否则，执行步骤1007。

步骤1004，判断当前得到的图像清晰度信息与上一次得到的图像清晰度信息的差，是否大于预先设置的清晰度变化阈值，如果是，则执行步骤1006；否则，执行步骤1007。

步骤1005，向视频监控系统中与摄像头相连的调焦装置输出调焦控制信号，调整摄像头的焦距，以使提高图像的清晰度。

步骤1006，确定图像清晰度正在提高，保持摄像头当前的焦距，不发出调焦控制信号。

步骤1007，确定图像清晰度正在降低，但该变化可忽略不计，不发出调焦控制信号。

上述流程中，在执行了步骤1005、步骤1006和步骤1007之后，均可以返回如图8所示的自动跟踪控制方法流程中的步骤801。

由上述装置和方法可见，本实施例能够根据图像中各部分的变化状态判断出监控目标的移动方向，并控制机械云台带动摄像头对处于运动状态的监控目标进行跟踪，在跟踪的同时还能够自动调整焦距，使得监控目标能够始终处于清晰的监控画面的中央，提高了监控的可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种视频监控中的自动跟踪控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

设置图像的每个位置对应一个变化状态信息；

将与图像中表示已变化的变化状态信息相对应的位置集中的方向确定为位移方向；

根据确定的位移方向，控制安装了摄像头的机械云台带动摄像头向所述确定了的位移方向移动。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将与图像中表示已变化的变化状态信息相对应的位置集中的方向确定为位移方向为：

计算与表示已变化的变化状态信息相对应的所有位置的坐标值的平均值，将所述平均值相对于图像的中心位置的方向确定为位移方向。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将与图像中表示已变化的变化状态信息相对应的位置集中的方向确定为位移方向为：

判断用于确定每一个位移方向所依据的表示已变化的状态信息个数，并将多个位移方向中所依据状态信息变化个数多的一个作为最终确定的位移方向；

或者，判断用于确定每一个位移方向所依据的表示已变化的状态信息个数，并计算多个位移方向中，所依据变化状态信息表示变化的个数大于/大于等于预设阈值的一个或多个方向相对于水平或垂直方向的夹角平均值，将所述计算的夹角平均值对应的方向确定为位移方向。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步设置至少4个图像块，每个图像块分别对应一个方向并包括至少1个位置；

所述判断用于确定每一个位移方向所依据的表示已变化的状态信息个数为：判断每个方向所对应的每个图像块中，所有位置的变化状态信息表示已变化的个数。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述与将图像中表示已变化的变化状态信息相对应的位置集中的方向确定为位移方向之前，该方法进一步包括：从寄存器中的各存储位读取每个位置的变化状态信息。

6、如权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

获取图像清晰度信息；

根据连续获取的图像清晰度信息确定图像清晰度变化趋势；

根据确定的图像清晰度趋势，控制与摄像头相连的调焦装置进行焦距调整。

7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据确定的图像清晰度趋势，控制与摄像头相连的调焦装置进行焦距调整包括：

将当前得到的图像清晰度信息与上一次得到的图像清晰度信息进行比较；

在当前获取的图像清晰度信息是否小于上一次获取的图像清晰度信息的情况下，判断上一次获取的图像清晰度信息与当前得到的图像清晰度信息的差，是否大于预先设置的清晰度变化阈值，如果是，则控制与摄像头相连的调焦装置进行焦距调整；否则，继续执行所述获取图像清晰度信息。

8、一种视频监控中的自动跟踪控制装置，其特征在于，包括：位移运算单元、调焦运算单元和控制信号单元，其中，

所述位移运算单元，用于接收并存储图像位置信息；根据图像位置信息确定位移方向，生成位移方向信息并输出给控制信号单元；

所述调焦运算单元，用于接收并存储图像清晰度信息；将当前接收到的图像清晰度信息与上一次接收到并存储的图像清晰度信息进行比较，在当前接收到的图像清晰度信息小于上一次接收到的图像清晰度信息的情况下，判断上一次接收到图像清晰度信息与当前接收到的累加结果的差，是否大于预先设置的清晰度变化阈值，如果是，则生成焦距调整信号输出给控制信号单元；

所述控制信号单元，用于根据位移运算单元输出的位移方向信息，输出控制信号；根据调焦运算单元输出的焦距调整信号，向视频监控系统中与摄像头相连的调焦装置输出调焦控制信号。

9、如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述位移运算单元包括：变化状态信息子单元和位移方向判断子单元，其中，

所述变化状态信息子单元，用于接收并存储图像检测单元输出的图像位置信息；将存储的图像位置信息提供给位移方向判断子单元；

所述位移方向判断子单元，用于根据变化状态信息子单元提供的图像位置信息确定位移方向，并生成位移方向信息输出给所述控制信号单元。

10、如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述调焦运算单元包括：信息比较子单元和清晰度判断子单元，其中，

所述信息比较子单元，用于接收存储图像清晰度信息，并提供给清晰度判断子单元；

所述清晰度判断子单元，用于将当前获取的图像清晰度信息与上一次获取的图像清晰度信息进行比较，在当前接收到的图像清晰度信息小于上一次接收到的图像清晰度信息的情况下，判断上一次接收到图像清晰度信息与当前接收到的图像清晰度信息的差是否大于预先设置的清晰度变化阈值，如果是，则生成焦距调整信号输出给控制信号单元。

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