CN104021571A - 一种增强用户体验的运动目标自动跟踪方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种增强用户体验的运动目标自动跟踪方法及装置，该方法包括：在获取图像中运动目标真实轮廓后，判断所述运动目标在所述图像中是否居中；若不居中，则分别计算镜头在球面空间经度方向和纬度方向的转动速度；根据所述计算得到的转动速度控制镜头转动；在所述镜头转动使所述运动目标居于图像中部后，根据所述运动目标的真实轮廓，获取所述真实轮廓的外接矩形，并根据所述外接矩形，计算镜头变倍倍率；根据所述计算得到的镜头变倍倍率控制所述镜头对所述运动目标进行变倍显示。本发明根据运动目标的真实轮廓控制镜头转动和变倍，使运动目标以适当比例居中显示，获得了更好的显示效果，增强了用户体验。

Description

一种增强用户体验的运动目标自动跟踪方法及装置

技术领域

本发明涉及视频监控技术领域，尤其涉及一种增强用户体验的运动目标自动跟踪方法及装置。

背景技术

随着视频监控的广泛应用，基于视频的运动目标跟踪技术也成为热点。目前，运动目标跟踪技术主要利用运动目标检测算法检测到运动目标后，在目标区域查找一个或者多个角点，然后对角点进行跟踪，该技术方案由于跟踪的是角点，只知道角点的坐标信息，无法精确表达目标框大小和形状。而且，目前运动目标跟踪技术根据跟踪算法计算的结果控制镜头转动，使运动目标出现在镜头拍摄的图像内。此类运动目标跟踪算法的跟踪结果使得被跟踪运动目标在图像中的位置和大小不确定，当运动目标处于图像边缘附近或者离镜头很远从而显示很小时，不能自适应调整，使得运动目标视觉显示效果不好，用户体验不佳。如果想获取更好的跟踪体验效果，需要自适应调整跟踪目标在图像中的大小和变倍，而现有技术装置的自适应变倍大多根据自身的仰角信息，而当仰角接近0度或者90度时，仰角计算存在误差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种增强用户体验的运动目标自动跟踪方法，该方法包括：

在获取图像中运动目标真实轮廓后，判断所述运动目标在所述图像中是否居中；

若不居中，则分别计算镜头在球面空间经度方向和纬度方向的转动速度；

根据所述计算得到的转动速度控制镜头转动；

在所述镜头转动使所述运动目标居于图像中部后，根据所述运动目标的真实轮廓，获取所述真实轮廓的外接矩形，并根据所述外接矩形，计算镜头变倍倍率；

根据所述计算得到的镜头变倍倍率控制所述镜头对所述运动目标进行变倍显示。

本发明还提供了一种增强用户体验的运动目标自动跟踪处理方法，该方法包括：

在获取一帧初始图像后，检测所述初始图像中是否存在运动目标；

若存在，则获取所述运动目标的初始轮廓信息和初始位置信息，其中，所述初始轮廓信息作为获取下一帧图像中所述运动目标真实轮廓信息的历史轮廓信息，所述初始位置信息作为预测下一帧图像中所述运动目标真实位置信息的历史位置信息；

在获取一帧图像作为当前帧图像后，根据所述当前帧图像中所述运动目标的历史位置信息，预测所述运动目标在当前帧图像中的当前位置信息，其中，所述历史位置信息为所述运动目标在上一帧图像中的位置信息；

根据所述当前位置信息、所述运动目标的历史轮廓信息以及所述当前帧图像，获取所述当前帧图像中所述运动目标的真实轮廓信息，其中，所述历史轮廓信息为所述运动目标在上一帧图像中的轮廓信息；

在获取所述运动目标的真实轮廓信息后，判断所述运动目标在当前图像中是否居中；

若不居中，则分别计算镜头在球面空间经度方向和纬度方向的转动速度；

根据所述计算得到的转动速度控制镜头转动；

在所述镜头转动使所述运动目标居于图像中部后，根据所述运动目标的真实轮廓，获取所述真实轮廓的外接矩形，并根据所述外接矩形，计算镜头变倍倍率；

根据所述计算得到的镜头变倍倍率控制所述镜头对所述运动目标进行变倍显示。

本发明还提供了一种增强用户体验的运动目标自动跟踪装置，该装置包括：

居中判断单元，用于在获取图像中运动目标真实轮廓后，判断所述运动目标在所述图像中是否居中；

速度计算单元，用于若所述运动目标在所述图像中不居中，则分别计算镜头在球面空间经度方向和纬度方向的转动速度；

转动控制单元，用于根据所述计算得到的转动速度控制镜头转动；

倍率计算单元，用于在所述镜头转动使所述运动目标居于图像中部后，根据所述运动目标的真实轮廓，获取所述真实轮廓的外接矩形，并根据所述外接矩形，计算镜头变倍倍率；

变倍控制单元，用于根据所述计算得到的镜头变倍倍率控制所述镜头对所述运动目标进行变倍显示。

本发明还提供了一种增强用户体验的运动目标自动跟踪处理装置，该装置包括：

目标检测单元，用于在获取一帧初始图像后，检测所述初始图像中是否存在运动目标；

初始信息获取单元，用于若存在所述运动目标，则获取所述运动目标的初始轮廓信息和初始位置信息，其中，所述初始轮廓信息作为获取下一帧图像中所述运动目标真实轮廓信息的历史轮廓信息，所述初始位置信息作为预测下一帧图像中所述运动目标真实位置信息的历史位置信息；

位置预测单元，用于在获取一帧图像作为当前帧图像后，根据所述当前帧图像中所述运动目标的历史位置信息，预测所述运动目标在当前帧图像中的当前位置信息，其中，所述历史位置信息为所述运动目标在上一帧图像中的位置信息；

真实轮廓获取单元，用于根据所述当前位置信息、所述运动目标的历史轮廓信息以及所述当前帧图像，获取所述当前帧图像中所述运动目标的真实轮廓信息，其中，所述历史轮廓信息为所述运动目标在上一帧图像中的轮廓信息；

居中判断单元，用于在获取图像中运动目标真实轮廓后，判断所述运动目标在所述图像中是否居中；

速度计算单元，用于若所述运动目标在所述图像中不居中，则分别计算镜头在球面空间经度方向和纬度方向的转动速度；

转动控制单元，用于根据所述计算得到的转动速度控制镜头转动；

倍率计算单元，用于在所述镜头转动使所述运动目标居于图像中部后，根据所述运动目标的真实轮廓，获取所述真实轮廓的外接矩形，并根据所述外接矩形，计算镜头变倍倍率；

变倍控制单元，用于根据所述计算得到的镜头变倍倍率控制所述镜头对所述运动目标进行变倍显示。

本发明根据运动目标的真实轮廓控制镜头转动和变倍，使运动目标以适当比例居中显示，获得了更好的显示效果，增强了用户体验。

附图说明

图1是本发明一种实施方式中增强用户体验的运动目标自动跟踪装置的逻辑结构及其基础硬件环境的示意图。

图2是本发明一种实施方式中增强用户体验的运动目标自动跟踪方法的流程图。

图3是本发明一种实施方式中镜头转动和自适应变倍前跟踪显示示意图。

图4是本发明一种实施方式中镜头转动和自适应变倍后跟踪显示示意图。

图5是本发明另一种实施方式中增强用户体验的运动目标自动跟踪装置的逻辑结构及其基础硬件环境的示意图。

图6是本发明另一种实施方式中增强用户体验的运动目标自动跟踪方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明。

本发明提供一种增强用户体验的运动目标自动跟踪装置，以下以软件实现为例进行说明，但是本发明并不排除诸如硬件或者逻辑器件等其他实现方式。如图1所示，该装置运行的硬件环境包括CPU、内存、非易失性存储器以及其他硬件。该增强用户体验的运动目标自动跟踪装置作为一个逻辑层面的虚拟装置，其通过CPU来运行。该装置包括居中判断单元、速度计算单元、转动控制单元、倍率计算单元以及变倍控制单元。请参考图2，该装置的使用和运行过程包括以下步骤：

步骤101，居中判断单元在获取图像中运动目标真实轮廓后，判断所述运动目标在所述图像中是否居中；

步骤102，速度计算单元在所述运动目标不居中时，则分别计算镜头在球面空间经度方向和纬度方向的转动速度；

步骤103，转动控制单元根据所述计算得到的转动速度控制镜头转动；

步骤104，倍率计算单元在所述镜头转动使所述运动目标居于图像中部后，根据所述运动目标的真实轮廓，获取所述真实轮廓的外接矩形，并根据所述外接矩形，计算镜头变倍倍率；

步骤105，变倍控制单元根据所述计算得到的镜头变倍倍率控制所述镜头对所述运动目标进行变倍显示。

本发明通过提取运动目标的真实轮廓，并根据该轮廓信息控制镜头转动及变倍显示，使运动目标以适当的比例居于图像中部，获得更好的跟踪显示效果，其具体实施过程如下。

通过对视频图像的信息处理，提取图像中运动目标的轮廓信息。在根据该轮廓信息进行变倍显示之前，需判断所述运动目标是否居于图像中部，若不居中，则需控制镜头转动使运动目标居中，进而对居中的运动目标进行变倍显示。

本发明通过判断运动目标与图像中心点的距离是否超出预设阈值，来确定运动目标是否居中。具体判断过程为：

假设图像中心点坐标为(X，Y)，运动目标在图像中的坐标为(ObjX，ObjY)，则

ABS(X-ObjX)<＝MaxDX    公式(1)

ABS(Y-ObjY)<＝MaxDY    公式(2)

其中，

MaxDX为水平方向上的预设阈值；

MaxDY为竖直方向上的预设阈值。

如果同时满足，则运动目标在图像中心点的预设区域内，则认为该运动目标居中；否则不居中，需控制镜头转动。

在确定所述运动目标不居中后，通过计算镜头在球面空间经度方向和纬度方向的转动速度控制镜头转动，以获得运动目标居中显示的效果。

为了更加清晰完整地显示运动目标，在运动目标居中后，根据该运动目标的真实轮廓，获取该真实轮廓的外接矩形，并根据该外接矩形，计算镜头变倍倍率，进而控制镜头对运动目标进行变倍显示，获得适当比例的显示效果。

在计算镜头的转动速度时，目前现有计算方法只考虑运动目标与镜头所处球面空间的距离，而没有考虑目标运动速度。本发明进一步考虑了运动目标的运动速度这个因素，能够更好的适应不同运动速度的目标跟踪。具体计算过程如下：

V＝F*D*β    公式(3)

其中，

F为运动目标的运动速度；

D为镜头所处球面空间坐标与运动目标所处球面空间坐标之间的距离；

β为调节因子；

V为镜头转动速度。

β是通过多个场景实际测试得到的最佳值。镜头的转动包括经度和纬度两个方向上的转动，均采用公式(3)计算。

在计算前，首先建立球面坐标系。该球面坐标系以镜头为球面空间的中心，水平面为纬度的0度，向上为负角度，向下为正角度，纬度的取值范围为【-90度～90度】，实际镜头不会往上仰太大，可达到的纬度范围为【-5度～90度】，经度的取值范围为【0度～360度】，经度0度为机芯马达的起始设置位置。

运动目标的运动速度F根据预设时长内运动目标移动的距离计算。该预设时长可根据实际测试结果得到。时间太长，跟踪控制不及时，目标容易出画面；时间太短，运动速度不准确。

初始跟踪时，把画面上目标点(运动目标轮廓外接矩形的中心点)的坐标投射到球面空间上的全局经纬度，初始经度为Longitude0，初始纬度为Latitude0。跟踪预设时长后，把画面上目标点的坐标投射到球面空间上的全局经纬度，结束经度为Longitude1，结束纬度为Latitude1。

计算运动目标经度方向的运动速度F_Longitude为：

F_Longitude＝(Longitude1-Longitude0)/T    公式(4)

运动目标纬度方向的运动速度F_Latitude为：

F_Latitude＝(Latitude1-Latitude0)/T    公式(5)

其中，T为预设时长，运动速度单位为度/秒。

计算镜头所处球面空间坐标与当前运动目标所处球面空间坐标之间的距离D，具体计算过程如下。

获取当前镜头所处球面空间坐标，经度为LongitudeC，纬度为LatitudeC。把画面上目标点的坐标，投射到球面空间上的全局经纬度，经度为LongitudeD，纬度为LatitudeD。

则经度方向的距离D_Longitude为：

D_Longitude＝ABS(LongitudeD-LongitudeC)    公式(6)

如果该值大于某一预设值(该预设值可以比较随意，用于判断异常)，例如，预设值为200，也就是当两个经度值分别位于0度的两侧时，从最短距离方向转动，则经度方向的距离D_Longitude可更新为：

D_Longitude＝360-ABS(LongitudeD-LongitudeC)    公式(7)

纬度方向的距离D_Latitude为：

D_Latitude＝ABS(LatitudeD-LatitudeC)    公式(8)

将上述计算结果分别代入公式(3)，得到镜头在经度和纬度方向的转动速度如下。

镜头在经度方向的转动速度V_Longitude为：

V_Longitude＝F_Longitude*D_Longitude*δ    公式(9)

其中，δ为经度方向调节因子，可根据实际的测试效果调节镜头在经度方向的转动速度。

镜头在纬度方向的转动速度V_Latitude为：

V_Latitude＝F_Latitude*D_Latitude*γ    公式(10)

其中，γ为纬度方向调节因子，可根据实际的测试效果调节镜头在纬度方向的转动速度。

通过公式(9)与公式(10)可看出，镜头的转动速度正比于运动目标的运动速度，正比于镜头与运动目标之间的距离。

镜头根据上述计算的转动速度，分别在经度和纬度方向转动，使运动目标处于图像的居中位置，为变倍调节做准备。

在确认运动目标居中后，根据运动目标的轮廓信息，获取该轮廓信息的外接矩形，并根据该外接矩形，计算镜头的变倍倍率，使运动目标在图像中达到合理大小，具体计算过程为：

SclD＝SclC*MIN(ImgW/ObjW，ImgH/ObjH)*α    公式(11)

其中，

ImgW为图像的宽；

ImgH为图像的高；

ObjW为运动目标真实轮廓的外接矩形的宽；

ObjH为运动目标真实轮廓的外接矩形的高；

SclC为镜头的当前变倍倍率；

α为调节因子；

SclD为镜头的目标变倍倍率。

在实际应用中，α一般为0.4～0.8。该调节因子用于控制目标在画面中显示的比例，可以通过用户界面设置。镜头变倍倍率的计算根据图像的宽、高与运动目标外接矩形对应宽、高的比例，选取两个比例中的最小值作为镜头变倍倍率计算的依据。这是由于对应边的比例越小，则说明运动目标在该方向上的尺寸越接近于图像的尺寸，因此，根据该方向计算的变倍倍率才不会导致变倍后运动目标超出图像范围。

通过上述方法计算的镜头目标变倍倍率与镜头当前的变倍倍率相同时，无需控制镜头变倍，若不同，则下发该目标倍率，控制镜头变倍，使运动目标在图像中达到合理大小。

如图3所示，该图像为镜头转动和变倍前的运动目标图像，图4为镜头转动和变倍后的运动目标图像。可见，通过转动和变倍处理后的图像，运动目标显示更加突出，便于用户观察。

上述对镜头转动速度以及变倍倍率的计算均基于提取的运动目标轮廓信息，本发明采用GVF_Snake(gradient vector flow snake，梯度矢量流主动轮廓线)轮廓跟踪算法，提取运动目标的真实轮廓。GVF_Snake轮廓跟踪算法具有鲁棒性强的特点，适用于运动目标跟踪。

在提取运动目标的边缘轮廓信息时，若边缘轮廓提取失败，说明运动目标的边缘信息不明显，此时，可以根据运动目标的颜色信息获得运动目标的大致轮廓。本发明在使用GVF_Snake算法提取轮廓信息失败后，采用Camshift(Continuously Adaptive Mean-SHIFT，连续自适应均值漂移)算法跟踪图像目标区域内的颜色信息，该颜色信息刚好与边缘轮廓信息互补。Camshift跟踪能自适应调整目标区域大小，获取的轮廓是椭圆形的，与运动目标轮廓存在一定的差异，将此轮廓信息输出显示，并将此轮廓信息与通过该算法得到的位置信息作为后续计算的基础，不会影响后续使用GVF_Snake算法跟踪。

本发明还提供一种增强用户体验的运动目标自动跟踪处理装置，以下以软件实现为例进行说明，但是本发明并不排除诸如硬件或者逻辑器件等其他实现方式。如图5所示，该装置运行的硬件环境包括CPU、内存、非易失性存储器以及其他硬件。该增强用户体验的运动目标自动跟踪装置作为一个逻辑层面的虚拟装置，其通过CPU来运行。该装置包括目标检测单元、初始信息获取单元、位置预测单元、真实轮廓获取单元、居中判断单元、速度计算单元、转动控制单元、倍率计算单元以及变倍控制单元。请参考图6，该装置的使用和运行过程包括以下步骤：

步骤201，目标检测单元在获取一帧初始图像后，检测所述初始图像中是否存在运动目标；

步骤202，初始信息获取单元在存在所述运动目标时，获取所述运动目标的初始轮廓信息和初始位置信息，其中，所述初始轮廓信息作为获取下一帧图像中所述运动目标真实轮廓信息的历史轮廓信息，所述初始位置信息作为预测下一帧图像中所述运动目标真实位置信息的历史位置信息；

步骤203，位置预测单元在获取一帧图像作为当前帧图像后，根据所述当前帧图像中所述运动目标的历史位置信息，预测所述运动目标在当前帧图像中的当前位置信息，其中，所述历史位置信息为所述运动目标在上一帧图像中的位置信息；

步骤204，真实轮廓获取单元根据所述当前位置信息、所述运动目标的历史轮廓信息以及所述当前帧图像，获取所述当前帧图像中所述运动目标的真实轮廓信息，其中，所述历史轮廓信息为所述运动目标在上一帧图像中的轮廓信息；

步骤205，居中判断单元在获取图像中运动目标真实轮廓后，判断所述运动目标在所述图像中是否居中；

步骤206，速度计算单元在所述运动目标不居中时，则分别计算镜头在球面空间经度方向和纬度方向的转动速度；

步骤207，转动控制单元根据所述计算得到的转动速度控制镜头转动；

步骤208，倍率计算单元在所述镜头转动使所述运动目标居于图像中部后，根据所述运动目标的真实轮廓，获取所述真实轮廓的外接矩形，并根据所述外接矩形，计算镜头变倍倍率；

步骤209，变倍控制单元根据所述计算得到的镜头变倍倍率控制所述镜头对所述运动目标进行变倍显示。

本发明在对运动目标进行初始检测时，通过混合高斯模型进行检测。若检测到该运动目标，则根据运动目标的检测框，采用DFAC(Dual-Front ActiveContour，双前沿活动轮廓模型算法)方法进行初始轮廓提取。DFAC方法结合边缘和区域信息，具有鲁棒、计算速度较快的特点，适合于目标初始轮廓的提取。

在后续运动目标的跟踪过程中，根据采集的当前帧图像中运动目标在上一帧图像中的位置信息，预测该运动目标在当前帧图像中的当前位置信息。本发明采用Kalman Filter(卡尔曼滤波器)预测运动目标在当前帧图像中的位置信息。Kalman Filter是一个高效的递归滤波器，它可以实现从一系列的噪声测量中，估计动态系统的状态。目标位置预测普遍采用Kalman Filter。

在得到预测的运动目标在当前帧图像中的位置信息后，根据该当前位置信息、运动目标在上一帧图像中的轮廓信息以及采集的当前帧图像，计算当前帧图像中所述运动目标的真实轮廓。本发明采用GVF_Snake(gradientvector flow snake，梯度矢量流主动轮廓线)轮廓跟踪算法，计算运动目标的边缘轮廓信息以及位置信息，该位置信息作为对下一帧图像中运动目标位置信息的预测依据。GVF_Snake轮廓跟踪算法具有鲁棒性强的特点，适用于运动目标跟踪。

在获得运动目标的真实轮廓后，根据该轮廓信息显示跟踪框，同时，根据该轮廓信息控制镜头转动及变倍显示，使运动目标以适当的比例居于图像中部，获得更好的跟踪显示效果，其具体实施过程已在增强用户体验的运动目标自动跟踪装置中介绍，在此不再赘述。

通过上述处理过程，实现了根据运动目标的轮廓信息显示跟踪框，同时，根据运动目标的轮廓信息进行镜头的转动和变倍，避免了仰角在接近0度或者90度时计算变倍倍率的误差，使运动目标以适当的比例居于图像中部显示，提高了跟踪算法的精确度，获得了更好的体验效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种增强用户体验的运动目标自动跟踪方法，其特征在于，该方法包括：

在获取图像中运动目标真实轮廓后，判断所述运动目标在所述图像中是否居中；

若不居中，则分别计算镜头在球面空间经度方向和纬度方向的转动速度；

根据所述计算得到的转动速度控制镜头转动；

在所述镜头转动使所述运动目标居于图像中部后，根据所述运动目标的真实轮廓，获取所述真实轮廓的外接矩形，并根据所述外接矩形，计算镜头变倍倍率；

根据所述计算得到的镜头变倍倍率控制所述镜头对所述运动目标进行变倍显示。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述转动速度具体计算过程为：

V＝F*D*β

其中，

F为运动目标的运动速度；

D为镜头所处球面空间坐标与运动目标所处球面空间坐标之间的距离；

β为调节因子；

V为镜头转动速度。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述镜头变倍倍率具体计算过程为：

SclD＝SclC*MIN(ImgW/ObjW，ImgH/ObjH)*α

其中，

ImgW为图像的宽；

ImgH为图像的高；

ObjW为运动目标真实轮廓的外接矩形的宽；

ObjH为运动目标真实轮廓的外接矩形的高；

SclC为镜头的当前变倍倍率；

α为调节因子；

SclD为镜头的目标变倍倍率。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

根据轮廓跟踪算法获取所述运动目标的真实轮廓，若获取失败，则根据所述运动目标的颜色信息获取所述运动目标的真实轮廓。

5.一种增强用户体验的运动目标自动跟踪处理方法，其特征在于，该方法包括：

在获取一帧初始图像后，检测所述初始图像中是否存在运动目标；

若存在，则获取所述运动目标的初始轮廓信息和初始位置信息，其中，所述初始轮廓信息作为获取下一帧图像中所述运动目标真实轮廓信息的历史轮廓信息，所述初始位置信息作为预测下一帧图像中所述运动目标真实位置信息的历史位置信息；

在获取一帧图像作为当前帧图像后，根据所述当前帧图像中所述运动目标的历史位置信息，预测所述运动目标在当前帧图像中的当前位置信息，其中，所述历史位置信息为所述运动目标在上一帧图像中的位置信息；

根据所述当前位置信息、所述运动目标的历史轮廓信息以及所述当前帧图像，获取所述当前帧图像中所述运动目标的真实轮廓信息，其中，所述历史轮廓信息为所述运动目标在上一帧图像中的轮廓信息；

在获取所述运动目标的真实轮廓信息后，判断所述运动目标在当前图像中是否居中；

若不居中，则分别计算镜头在球面空间经度方向和纬度方向的转动速度；

根据所述计算得到的转动速度控制镜头转动；

在所述镜头转动使所述运动目标居于图像中部后，根据所述运动目标的真实轮廓，获取所述真实轮廓的外接矩形，并根据所述外接矩形，计算镜头变倍倍率；

根据所述计算得到的镜头变倍倍率控制所述镜头对所述运动目标进行变倍显示。

6.一种增强用户体验的运动目标自动跟踪装置，其特征在于，该装置包括：

居中判断单元，用于在获取图像中运动目标真实轮廓后，判断所述运动目标在所述图像中是否居中；

速度计算单元，用于若所述运动目标在所述图像中不居中，则分别计算镜头在球面空间经度方向和纬度方向的转动速度；

转动控制单元，用于根据所述计算得到的转动速度控制镜头转动；

倍率计算单元，用于在所述镜头转动使所述运动目标居于图像中部后，根据所述运动目标的真实轮廓，获取所述真实轮廓的外接矩形，并根据所述外接矩形，计算镜头变倍倍率；

变倍控制单元，用于根据所述计算得到的镜头变倍倍率控制所述镜头对所述运动目标进行变倍显示。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：

所述速度计算单元计算所述转动速度的具体过程为：

V＝F*D*β

其中，

F为运动目标的运动速度；

D为镜头所处球面空间坐标与运动目标所处球面空间坐标之间的距离；

β为调节因子；

V为镜头转动速度。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于：

所述倍率计算单元计算所述镜头变倍倍率的具体过程为：

SclD＝SclC*MIN(ImgW/ObjW，ImgH/ObjH)*α

其中，

ImgW为图像的宽；

ImgH为图像的高；

ObjW为运动目标真实轮廓的外接矩形的宽；

ObjH为运动目标真实轮廓的外接矩形的高；

SclC为镜头的当前变倍倍率；

α为调节因子；

SclD为镜头的目标变倍倍率。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，在所述居中判断单元之前，还包括：

轮廓获取单元，用于根据轮廓跟踪算法获取所述运动目标的真实轮廓，若获取失败，则根据所述运动目标的颜色信息获取所述运动目标的真实轮廓。

10.一种增强用户体验的运动目标自动跟踪处理装置，其特征在于，该装置包括：

目标检测单元，用于在获取一帧初始图像后，检测所述初始图像中是否存在运动目标；

初始信息获取单元，用于若存在所述运动目标，则获取所述运动目标的初始轮廓信息和初始位置信息，其中，所述初始轮廓信息作为获取下一帧图像中所述运动目标真实轮廓信息的历史轮廓信息，所述初始位置信息作为预测下一帧图像中所述运动目标真实位置信息的历史位置信息；

位置预测单元，用于在获取一帧图像作为当前帧图像后，根据所述当前帧图像中所述运动目标的历史位置信息，预测所述运动目标在当前帧图像中的当前位置信息，其中，所述历史位置信息为所述运动目标在上一帧图像中的位置信息；

真实轮廓获取单元，用于根据所述当前位置信息、所述运动目标的历史轮廓信息以及所述当前帧图像，获取所述当前帧图像中所述运动目标的真实轮廓信息，其中，所述历史轮廓信息为所述运动目标在上一帧图像中的轮廓信息；

居中判断单元，用于在获取图像中运动目标真实轮廓后，判断所述运动目标在所述图像中是否居中；

速度计算单元，用于若所述运动目标在所述图像中不居中，则分别计算镜头在球面空间经度方向和纬度方向的转动速度；

转动控制单元，用于根据所述计算得到的转动速度控制镜头转动；

倍率计算单元，用于在所述镜头转动使所述运动目标居于图像中部后，根据所述运动目标的真实轮廓，获取所述真实轮廓的外接矩形，并根据所述外接矩形，计算镜头变倍倍率；

变倍控制单元，用于根据所述计算得到的镜头变倍倍率控制所述镜头对所述运动目标进行变倍显示。