CN101448142A - 影像追踪装置及其影像追踪方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种影像追踪装置，其包括取像装置、转动装置、及底盘，所述取像装置设置在所述转动装置上，所述转动装置设置在所述底盘上。所述取像装置内设置有显示单元、输入单元、驱动单元及追踪控制单元。所述追踪控制单元包括影像轮廓获取模块，存储模块，寻找模块以及位移量计算模块。该影像装置通过其追踪控制单元内的各个功能模块的相互协调运作控制驱动单元驱动转动装置转动，从而调整取像装置的取像角度，使得目标影像位于取像装置的显示单元所显示的当前影像画面的中心。

Description

影像追踪装置及其影像追踪方法
技术领域
本发明关于一种影像追踪装置，尤其涉及一种应用于便携式电子产品中的影像追踪装置及该影像追踪装置的影像追踪方法。
背景技术
现有的小型化便携式电子产品中大多都集成了摄像组件，然而，这些摄像组件不能进行影像的自动追踪，当需要进行一些运动的景物的拍摄时只能依靠使用者自身的控制来转动摄像装置拍摄，当时使用者手动拍摄运动的景物时其移动的速度不均匀，且会产生抖动；而且在一些移动空间有限的环境中，使用者无法有效地将摄像组件准确的对准被摄物体从而不能得到想要的画面；这些缺陷无疑使使用者使用电子产品拍照时的便利性及趣味性大打折扣。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可进行自动追踪影像的影像追踪装置。
还有必要提供一种利用该影像追踪装置进行影像追踪的方法。
一种影像追踪装置，其包括取像装置、转动装置以及底盘，所述取像装置设置在所述转动装置上，所述转动装置设置在所述底盘上。所述取像装置内设置有显示单元、输入单元、驱动单元及追踪控制单元；
所述显示单元用于将取像装置所获取的影像显示在显示单元上；
所述输入单元用于接收使用者的输入指令在显示单元显示的影像上勾勒出目标影像的影像轮廓；
所述追踪控制单元包括：
影像轮廓获取模块，运用图像识别技术截取由所述输入单元在所述显示单元中所勾勒出的目标影像轮廓，将该目标影像的影像轮廓经过边界运算后获得目标影像的真实影像轮廓。
存储模块，存储所述目标影像的影像轮廓；
寻找模块，在所述取像装置获取到的图像中寻找与预存的影像轮廓相同的目标影像；
位移量计算模块，计算目标影像相对当前影像画面中心的位移量，所述驱动单元根据位移量驱动转动装置转动从而带动取像装置转动以调整取像装置的取像角度，使目标影像位于取像单元所获取的当前影像画面的中心位置。
一种影像追踪装置的影像追踪方法，其包括以下步骤：
获取由取像装置感测到的影像，将该影像预存在存储模块中，并将该影像送至显示单元中，由显示单元显示影像画面；
设定目标轮廓，用户通过输入单元在所述显示单元中显示的影像画面中勾勒出所需追踪的影像轮廓，并通过边界运算得出所需追踪影像的真实影像轮廓，并将该影像轮廓取代预存在存储模块中的影像画面；
获取由取像装置感测到的当前影像；
在当前影像中寻找并判断当前影像中是否存在与预存的影像轮廓具有相似轮廓特征的目标影像；
若当前影像中存在与存储在存储模块中的真实影像轮廓相同的目标影像，对该目标影像进行分析演算，寻找出该目标影像相对当前影像画面中心的平均距离点，比较该目标影像的平均距离点与由显示单元所显示的当前影像画面中心点的相对位移量；
根据所述相对位移量驱动影像追踪装置的转动装置转动，并带动取像装置转动，以调整取像装置的取像角度，将目标影像置于显示单元所显示的当前影像画面中心。
本发明影像追踪装置及其追踪方法可实现对目标影像的自动追踪，通过输入单元将所需要的影像轮廓存储在存储模块中，通过追踪控制单元中的寻找模块在由取像装置所取得的当前影像中寻找具有与预存在存储模块中的影像轮廓相同的目标影像，并通过位移量计算模块将所寻找到的目标影像的中心位置与由显示单元显示的当前影像的影像画面中心比较分析，得出目标影像与影像画面中心的位移量，并根据所述位移量控制驱动单元驱动转动装置转动，从而带动取像装置转动以调整所述取像装置的取像角度，使得目标影像始终位于整个当前影像画面的中心位置，从而实现对目标影像的自动追踪拍摄，提高拍摄质量，扩大了适用范围。
附图说明
图1是本发明影像追踪装置的示意图；
图2是本发明影像追踪装置的追踪控制单元的功能模块图；
图3是本发明影像追踪装置的影像追踪方法流程图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明影像追踪装置100包括一个取像装置110、一个固定座120、一个转动装置130以及一个底盘140。
所述取像装置110具有成像所需的镜头、感测装置如CCD(电荷耦合感应器)或CMOS(互补金属半导体氧化物)等光学元件。此外，该取像装置110中还具有追踪控制单元112、显示单元114、输入单元116以及一个驱动单元118。
所述追踪控制单元112包括多个功能模块用以处理由取像装置110的光学元件所取得影像信号，并对影像信号进行分析计算使得目标影像始终位于由显示单元114所显示的影像画面的中心。
所述显示单元114与追踪控制单元112相连接，用以显示由该取像装置110所感测到的影像画面。
所述输入单元116为设置在显示单元114上的触控面板(图未示)，用以允许使用者在显示单元114所显示的影像画面勾勒出所需要追踪的目标影像的大致影像轮廓。
所述驱动单元118，用于与追踪控制单元112相连接，在追踪控制单元112的指令控制下驱动所述转动装置130转动，调整所述取像装置110的取像角度。
所述固定座120用以固定所述取像装置110，同时将所述取像装置110与所述第一转动装置132相互连接。
所述所述转动装置130包括一个第一转动装置132以及一个第二转动装置134。所述第一转动装置132通过一内置的马达(图未示)驱动其沿着与水平面相垂直的方向转动，所述取像装置110通过固定座120连接在该转动装置130上，以通过该转动装置130的转动来改变取像装置的取像角度。所述第二转动装置134通过一内置的马达(图未示)驱动其沿着水平面的方向转动，该第二转动装置134与所述第一转动装置132的相固接，并与所述第一转动装置132一同构成一个可驱动取像装置110做三维转动的驱动系统。
所述底盘140与所述第二转动装置134相固接，将所述第二转动装置134、第一转动装置132、连接装置120以及取像装置110支撑在其上。
该影像追踪装置100可通过设置在其取像装置110内的追踪控制单元112控制所述驱动单元118驱动所述转动装置130的第一转动装置132以及第二转动装置134带动取像装置110进行目标影像的自动追踪，将目标影像始终显示在显示单元114所显示的当前影像画面的中心。
请参阅图2，本发明影像追踪装置100中的追踪控制单元112的功能模块图，该追踪控制单元112的功能模块包括影像轮廓获取模块101、存储模块103、寻找模块105、位移量计算模块107以及变焦调整模块109。
所述影像轮廓获取模块101运用图像识别技术依据所述影像追踪装置100的输入单元116上在显示单元114中显示的影像画面中勾勒的需追踪的目标影像的影像轮廓截取所述目标影像画面，将该目标影像画面经过边界运算后获得目标影像的真实的影像轮廓，并将所述影像轮廓存储在所述存储模块103中。
所述存储模块103，用以存储由所述轮廓获取模块101所获取的目标影像的影像轮廓。
所述寻找模块105用于在取像装置110所获得的当前影像中寻找是否存在与预存在存储模块103中的影像轮廓具有相同轮廓特征的目标影像。该寻找模块105在取像装置110所获取的当前影像中寻找与所述预存影像轮廓相同的目标影像时，可采用一种模糊分析机制，即在所述感测到的图形中寻找基本特征与所述预存的影像轮廓相同的目标影像，在此过程中，所述轮廓获取模块先通过边界运算得出当前影像中各图像的大致轮廓，再根据模糊分析机制找到与预存的影像轮廓具有相同轮廓特征的目标影像。例如，当预存的影像轮廓为一辆轿车的轮廓，则将该轿车的两个车轮及车轮上的车身为特征。若在当前的影像轮廓中找到类似的具有与两个车轮及车身相似的影像轮廓，且所述特征的相互位置大概与轿车的轮廓特征的位置关系相似时则认为找到了与预存的影像轮廓相同的目标影像，紧接着可根据所找到的目标影像进行影像追踪。
位移量计算模块107用于计算目标影像相对当前影像画面中心的位移量，根据位移量控制驱动单元驱动转动装置转动从而带动取像装置转动，使目标影像位于取像单元所获取的当前影像画面的中心位置。该位移量计算模块107的计算位移量的方法如下：
以将影像的画面中心作为参考点，在经过该参考点的同一直线上测得目标影像与该参考点的最近距离及最远距离，将所得到的最近的距离及最远的距离相加后求得所述目标影像与该参考点的平均距离，并在所述测距直线上标记目标影像的平均距离点，计算并获取目标影像的平均距离点与参考点也就是画面中心的相对位移量，并根据该位移量发出指令给驱动单元118，驱动单元118在该指令的控制下驱动所述转动装置130转动，从而带动所述取像装置110转动，以调整所述取像装置110的取像角度，从而将目标影像始终保持在显示单元114所显示的当前影像画面的中心位置。
变焦调整模块109用于计算目标影像相对于显示单元114所显示的整个当前影像画面的大小，并根据计算结果调整取像装置110进行变焦，调整目标影像使其适合当前影像画面的大小。
请参阅图3，本发明影像追踪装置100的影像追踪方法，其包括步骤；
S200：获取由取像装置110感测到的影像，将该影像预存在成存储模块103中，并将该影像送至显示单元114中，由显示单元114显示影像画面；
S210：设定目标轮廓，用户通过输入单元116在所述显示单元114中显示的影像画面中勾勒出所需要追踪的影像轮廓，并通过边界运算得出所需追踪影像的真实影像轮廓，并将该影像轮廓存储在存储模块103中；
S220：获取由取像装置110感测到的当前影像；
S230：在当前影像中寻找具有与预存的真实影像轮廓具有相似特征的目标影像。
S240：若当前影像中存在与存储在存储模块中的真实影像轮廓具有相同轮廓的目标影像，对该目标影像进行分析演算，寻找出该目标影像相对当前影像画面中心的平均距离点，比较该目标影像的平均距离点与由显示单元114所显示的整个当前影像画面中心点的相对位移量；
S250：根据所述相对位移量驱动影像追踪装置100的转动装置130转动，并带动取像装置110转动，以调整取像装置110的取像角度，将目标影像置于显示单元114所显示的当前影像画面中心。所述取像装置110转动后获取新的当前影像，取代已有的影像，并重复S230至S250的步骤。
S270：当经过步骤230后若未发现与存储在存储模块105中的影像轮廓相似轮廓的目标影像存在，该影像追踪装置100结束影像追踪。
S280：在步骤S230与S240之间还可设置一变焦步骤，若当前影像中存在与存储在存储模块中的真实影像轮廓具有相同轮廓的目标影像，则通过变焦调整模块109运用比较算法计算出当前影像中的目标影像与预存的真实影像轮廓的大小比值是否在预定的比值范围内；
S290：若目标影像大小与显示单元所显示的整个当前影像画面的大小比值不在预定比值范围内，变焦调整模块109将控制取像装置110进行相应的变焦动作，接着进行S240至S270之间的步骤。
本发明影像追踪装置100及其追踪方法可实现对目标影像的自动追踪，通过输入单元116将所需要的影像轮廓存储在存储模块103中，通过追踪控制单元中112的寻找模块105在由取像装置110所取得的当前影像中寻找具有与预存在存储模块103中的影像轮廓相似的目标影像，并通过位移量计算模块109将所寻找到的目标影像的中心位置与由显示单元显示的当前影像的影像画面中心比较分析，得出目标影像与影像画面中心的位移量，并根据所述位移量控制驱动单元118驱动转动装置130转动，从而带动取像装置110转动以调整所述取像装置110的取像角度，使得目标影像始终位于整个当前影像画面的中心位置，从而实现对目标影像的自动追踪拍摄，提高拍摄质量，扩大了适用范围。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效果，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (8)

  1. 【权利要求1】一种影像追踪装置，其包括取像装置、转动装置、及底盘，所述取像装置设置在转动装置上，所述转动装置设置在所述底盘上，所述取像装置内设置有显示单元、输入单元、驱动单元及追踪控制单元；
    所述显示单元用于将取像装置所获取的影像显示在显示单元上；
    所述输入单元用于接收使用者的输入指令在显示单元显示的影像上勾勒出目标影像的影像轮廓；
    所述追踪控制单元包括：
    影像轮廓获取模块，运用图像识别技术截取由所述输入单元在所述显示单元中所勾勒出的目标影像轮廓，将该目标影像的影像轮廓经过边界运算后获得目标影像的真实影像轮廓。
    存储模块，存储所述目标影像的真实影像轮廓；
    寻找模块，在所述取像装置获取到的图像中寻找与预存的真实影像轮廓相同的目标影像；
    位移量计算模块，计算目标影像相对当前影像画面中心的位移量，所述驱动单元根据位移量驱动转动装置转动从而带动取像装置转动以调整取像装置的取像角度，使目标影像位于取像单元所获取的当前影像画面的中心位置。
  2. 【权利要求2】如权利要求1所述的影像追踪装置，其特征在于，所述追踪控制单元还包括变焦调整模块，用于计算目标影像相对于整个当前影像画面的大小，并根据计算结果调整取像装置进行变焦，调整目标影像使其适合当前影像画面的大小。
  3. 【权利要求3】如权利要求1所述的影像追踪装置，其特征在于：所述输入单元为设置在所述显示单元上的触控面板。
  4. 【权利要求4】如权利要求1所述的影像追踪装置，其特征在于：所述驱动装置包括一第一驱动装置及一第二驱动装置，所述第一转动装置带动所述取像装置沿着与水平面相垂直的方向转动，所述第二转动装置带动所述取像装置沿着水平面的方向转动。
  5. 【权利要求5】如权利要求1所述的影像追踪装置，其特征在于：所述寻找模块采用边界运算得出当前影像中的图像的大致轮廓，再根据模糊分析机制找到与预存的影像轮廓具有相同轮廓特征的目标影像。
  6. 【权利要求6】如权利要求1所述影像追踪装置，其特征在于：所述位移量计算模块的位移量计算方法为：
    以当前影像的画面中心作为参考点，在经过该参考点的同一直线上测得目标影像轮廓与该参考点的最近距离及最远距离，将所得到的最近的距离及最远的距离相加后求得所述目标影像与该参考点的平均距离，并在所述测距直线上标记目标影像的平均距离点，计算并获取目标影像的平均距离点与参考点的相对位移量。
  7. 【权利要求7】一种影像追踪装置的影像追踪方法，其特征在于，所述影像追踪方法包括以下步骤：
    获取由取像装置感测到的影像，将该影像预存在存储模块中，并将该影像送至显示单元中，由显示单元显示该影像画面；
    设定目标轮廓，用户通过输入单元在所述显示单元中显示的影像画面中勾勒出所需追踪的影像轮廓，并通过边界运算得出所需追踪影像的真实影像轮廓，并将该影像轮廓取代预存在存储模块中的影像画面；
    获取由取像装置感测到的当前影像；
    在当前影像中寻找并判断当前影像中是否存在与预存的影像轮廓具有相似轮廓特征的目标影像；
    若当前影像中存在与存储在存储模块中的真实影像轮廓相同的目标影像，对该目标影像进行分析演算，寻找出该目标影像相对当前影像画面中心的平均距离点，比较该目标影像的平均距离点与由显示单元所显示的当前影像画面中心点的相对位移量；
    根据所述相对位移量驱动影像追踪装置的转动装置转动，并带动取像装置转动，以调整取像装置的取像角度，将目标影像置于显示单元所显示的当前影像画面中心。
  8. 【权利要求8】如权利要求7所述的影像追踪装置的影像追踪方法，其特征在于：
    在经过寻找目标影像的步骤后，还包括一变焦步骤，其包括：
    若当前影像中存在与存储在存储模块中的真实影像轮廓具有相同轮廓的目标影像，则通过变焦调整模块运用比较算法计算出当前影像中的目标影像与预存的真实影像轮廓的大小比值是否在预定的比值范围内；
    若目标影像的与预存的真实影像轮廓大小比值不在预定的比值范围内，变焦调整模块控制取像装置进行相应的变焦动作，接着回到计算位移量步骤中。
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