CN104065923A - 一种在线同步课堂跟踪控制方法及系统 - Google Patents

一种在线同步课堂跟踪控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种在线同步课堂跟踪控制方法及系统。包括以下步骤：图像分析摄像机收集运动目标的视频数据信息并进行分析，获取分析结果并将所述分析结果发送至跟踪控制器；所述跟踪控制器根据获得的所述分析结果，确定对应的跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄；若所述对应的跟踪摄像机存储容量达到预警值，则向所述跟踪控制器发送报警请求；所述跟踪控制器接收所述报警请求后，确定删除的目标内容并通知所述对应的跟踪摄像机；所述跟踪控制器或所述对应的跟踪摄像机根据预设策略选择切换后的目标跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄。本发明实现了跟踪资源的共享，实现了跟踪摄像机的负载均衡，同时对老师、学生进行准确的跟踪拍摄。

Description

一种在线同步课堂跟踪控制方法及系统
技术领域
本发明属于在线同步课堂领域，尤其涉及一种在线同步课堂跟踪控制方法及系统。
背景技术
在精品课堂的录制、同步课堂的实际应用中，需要实现摄像机对老师和学生的实时跟踪。目前的解决方案有两种：一种是手动跟踪，由操作员手动控制摄像机对老师进行跟踪；另外一种是通过系统实现自动跟踪。为了实现跟踪，一般情况下是在教室的讲台端安装跟踪摄像机，正对着学生，用于跟踪学生；在教室的另一端安装跟踪摄像机，正对着讲台，用于跟踪老师。
上述方案存在以下问题：
1、老师跟踪摄像机不跟踪学生，学生摄像机不跟踪老师，导致跟踪资源无法共享，要想对老师进行多角度跟踪，必须要增加老师跟踪摄像机，而很可能此时学生跟踪摄像机处于闲置状态(无学生的运动需要跟踪)
2、当老师走下讲台进入学生区域与学生互动时，老师站立的方向不一定总是正对着老师跟踪摄像机，这就导致跟踪的老师画面可能是背面或侧面，严重影响使用效果
3、在精品课堂的录制、同步课堂的实际应用中，老师需要把手中的资料(手写的文字、教材页面、胶片等)展现给学生看，为了使学生看清楚，老师需要把这些资料输入电脑通过投影仪展示出来，或者通过实物投影仪转投到墙面上观看；如果是同步课堂，则可以把电脑中的资料同步传输给远端的教室进行展现。但是，老师讲课时，往往会即兴发挥，临时需要展现一些资料，但老师准备的资料并不方便输入电脑或放入实物投影仪，这就给老师展现资料带来极大的不变。
发明内容
本发明提供一种在线同步课堂跟踪控制方法及系统，以解决上述问题。
本发明提供一种在线同步课堂跟踪控制方法。上述方法包括以下步骤：
图像分析摄像机收集运动目标的视频数据信息并进行分析，获取分析结果并将所述分析结果发送至跟踪控制器；
所述跟踪控制器根据获得的所述分析结果，确定对应的跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄；
若所述对应的跟踪摄像机存储容量达到预警值，则向所述跟踪控制器发送报警请求；
所述跟踪控制器接收所述报警请求后，确定删除的目标内容并通知所述对应的跟踪摄像机；
所述跟踪控制器或所述对应的跟踪摄像机根据预设策略选择切换后的目标跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄；其中，所述跟踪摄像机为多个。
本发明还提供一种在线同步课堂智能跟踪系统，包括：多个跟踪摄像机、一个或多个图像分析摄像机、跟踪控制器；其中，所述跟踪控制器分别与所述跟踪摄像机、所述图像分析摄像机相连；
所述图像分析摄像机，用于收集运动目标的视频数据信息并进行分析，获取分析结果并将所述分析结果发送至跟踪控制器；
所述跟踪控制器，用于根据获得的所述分析结果，确定对应的跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄；
若所述对应的跟踪摄像机存储容量达到预警值，则向所述跟踪控制器发送报警请求；
所述跟踪控制器，还用于接收所述报警请求后，确定删除的目标内容并通知所述对应的跟踪摄像机；
所述跟踪控制器或所述对应的跟踪摄像机，还用于根据预设策略选择切换后的目标跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄；其中，所述跟踪摄像机为多个。
相较于先前技术，根据本发明提供的在线同步课堂智能跟踪方法及系统，实现了跟踪资源的共享，实现了跟踪摄像机的负载均衡，同时对老师、学生进行准确的跟踪拍摄。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1所示为本发明实施例1的在线同步课堂跟踪控制系统结构图；
图2所示为本发明实施例2的在线同步课堂跟踪控制系统结构图；
图3所示为本发明实施例3的在线同步课堂跟踪控制方法处理流程图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提供了一种在线同步课堂跟踪控制方法，包括以下步骤：
图像分析摄像机收集运动目标的视频数据信息并进行分析，获取分析结果并将所述分析结果发送至跟踪控制器；
所述跟踪控制器根据获得的所述分析结果，确定对应的跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄；
若所述对应的跟踪摄像机存储容量达到预警值，则向所述跟踪控制器发送报警请求；
所述跟踪控制器接收所述报警请求后，确定删除的目标内容并通知所述对应的跟踪摄像机；
所述跟踪控制器或所述对应的跟踪摄像机根据预设策略选择切换后的目标跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄；其中，所述跟踪摄像机为多个。
其中，所述预设策略是指：所述跟踪控制器或所述对应的跟踪摄像机根据跟踪摄像机空闲内存及时间片分配对照表，确定目标跟踪摄像机并由所述目标跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄，其中，所述跟踪控制器或所述跟踪摄像机预先配置跟踪摄像机空闲内存及时间片分配对照表。
其中，所述跟踪控制器根据获得的所述分析结果，确定对应的跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄的过程为：
若仅有一个跟踪摄像机可对目标对象进行跟踪拍摄，则跟踪控制器确定该跟踪摄像机为目标跟踪摄像机并由所述目标跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄；
若有多个跟踪摄像机均可对目标对象进行跟踪拍摄，则跟踪控制器根据预设策略选择目标跟踪摄像机并由所述目标跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄。
其中，所述视频数据信息包括：运动信息；运动目标的行为信息；运动目标的人脸信息。
其中，所述分析结果包括：运动目标的运动方向；运动目标的行为方式；人脸识别结果。
其中，所述运动目标的行为方式包括：老师面对学生方向且展示画板、资料页、书籍。
本发明还提供了一种在线同步课堂跟踪控制系统，包括：多个跟踪摄像机、一个或多个图像分析摄像机、跟踪控制器；其中，所述跟踪控制器分别与所述跟踪摄像机、所述图像分析摄像机相连；
所述图像分析摄像机，用于收集运动目标的视频数据信息并进行分析，获取分析结果并将所述分析结果发送至跟踪控制器；
所述跟踪控制器，用于根据获得的所述分析结果，确定对应的跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄；
若所述对应的跟踪摄像机存储容量达到预警值，则向所述跟踪控制器发送报警请求；
所述跟踪控制器，还用于接收所述报警请求后，确定删除的目标内容并通知所述对应的跟踪摄像机；
所述跟踪控制器或所述对应的跟踪摄像机，还用于根据预设策略选择切换后的目标跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄；其中，所述跟踪摄像机为多个。
图1所示为本发明实施例1的在线同步课堂跟踪控制系统结构图，包括：跟踪摄像机A、跟踪摄像机B、跟踪摄像机C、跟踪摄像机D；图像分析摄像机E、图像分析摄像机F；跟踪控制器。
跟踪摄像机A、跟踪摄像机B、跟踪摄像机C、跟踪摄像机D分布在教室的多个位置，例如：讲台一侧的墙上、讲台对面的墙上、教室两侧的墙上，具体位置根据需要可以灵活确定。
图像分析摄像机E、图像分析摄像机F可在教室的多个位置安装，用于收集运动目标(包括：老师、学生)的视频数据信息(包括：运动信息；运动目标的行为信息；运动目标的人脸信息)并进行分析，获取分析结果并将分析结果发送至跟踪控制器；其中，分析结果包括：运动目标的运动方向；人脸识别结果；其中，如果运动方向是向上运动，表示学生起立；如果是向下运动的，表示学生坐下；如果是非上下运动，表示老师或学生的走动，可能是前行、也可能是后退。若检测出人脸，表示运动目标面对图像分析摄像机；若没有检测出人脸，则表示运动目标背对或侧对着图像分析摄像机。本实施例中采用两个图像分析摄像机，实际部署时，根据需要可以部署一个或多个。
如图2(图2所示为本发明实施例2的在线同步课堂跟踪控制系统结构图)所示，运动时，面对方向的识别：
1)图像分析摄像机F从收集的视频数据信息中得出运动目标向A方向运动且从图像分析摄像机E提供的视频数据信息中没有检测出运动目标的人脸数据，则可以判断该运动目标是面向A方向且向前运动的，此时不考虑运动目标是横向运动的(如果考虑运动目标的横向运动，则在图像分析摄像机E的对面墙上再安装一个图像分析摄像机G或在图像分析摄像机F的对面墙上再安装一个图像分析摄像机H，图像分析摄像机G或H同样收集、分析该运动目标的人脸信息，以便确定该运动目标是面向哪个方向的)。
2)图像分析摄像机F从收集的视频数据信息中得出运动目标向C方向运动且没有检测出人脸数据；图像分析摄像机E从收集的视频数据信息中得出目标向B方向运动且检测出人脸数据，则可以判断该运动目标是向右后方前进的。
分析结果还包括：运动目标的行为方式，例如：老师面对学生方向且展示画板、资料页、书籍等资料，此时，跟踪控制器确定对应的跟踪摄像机给老师一个特写镜头，从而可以从拍摄的画面中看清楚老师展示的资料中的信息。
跟踪控制器根据获得的所述分析结果，确定对应的跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄。
其中，所述跟踪控制器根据获得的所述分析结果，确定对应的跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄的过程为：
若仅有一个跟踪摄像机可对目标对象进行跟踪拍摄，则跟踪控制器确定该跟踪摄像机为目标跟踪摄像机并由所述目标跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄；
若有多个跟踪摄像机均可对目标对象进行跟踪拍摄，则跟踪控制器根据预设策略选择目标跟踪摄像机并由所述目标跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄。
若所述对应的跟踪摄像机存储容量达到预警值，则向所述跟踪控制器发送报警请求；
所述跟踪控制器接收所述报警请求后，确定删除的目标内容并通知所述对应的跟踪摄像机；
所述跟踪控制器或所述对应的跟踪摄像机根据预设策略选择切换后的目标跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄；其中，所述跟踪摄像机为多个。
其中，所述预设策略是指：所述跟踪控制器或所述对应的跟踪摄像机根据跟踪摄像机空闲内存及时间片分配对照表，确定目标跟踪摄像机并由所述目标跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄，其中，所述跟踪控制器或所述跟踪摄像机预先配置跟踪摄像机空闲内存及时间片分配对照表。
跟踪摄像机空闲内存X(单位：G) 时间片分配 跟踪摄像机 优先级
0＜X≤1 2秒 跟踪摄像机1 第三优先级
1＜X≤2 6秒 跟踪摄像机2、3 第二优先级
X＞2 10秒 跟踪摄像机4 第一优先级
表1：跟踪摄像机空闲内存及时间片分配对照表
其中，表中跟踪摄像机空闲内存X的范围、时间片分配可以根据实际需要进行数值的设置，在此不做任何的限定。
如上表所述，先由第一优先级的跟踪摄像机4对目标对象进行跟踪拍摄10秒，若10秒内拍摄完毕，则结束；若10秒内还未拍摄完毕，则由第二优先级的跟踪摄像机2或3中之一对目标对象进行跟踪拍摄6秒，若6秒内拍摄完毕，则结束；若6秒内还未拍摄完毕，则由第三优先级的跟踪摄像机1对目标对象进行拍摄2秒。
若由第一优先级的跟踪摄像机4对目标对象进行跟踪拍摄10秒，当拍摄至第8秒时，跟踪摄像机4存储容量达到预警值，则向跟踪控制器发送报警请求；跟踪控制器接收所述报警请求后，确定删除的目标内容(例如：存储时间最久的内容)并通知跟踪摄像机4；
跟踪控制器或跟踪摄像机4选择第二优先级的跟踪摄像机2或3作为切换后的目标跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄。
图3所示为本发明实施例3的在线同步课堂跟踪控制方法处理流程图，包括以下步骤：
步骤301：图像分析摄像机收集运动目标的视频数据信息并进行分析，获取分析结果并将所述分析结果发送至跟踪控制器；
步骤302：所述跟踪控制器根据获得的所述分析结果，确定对应的跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄；
步骤303：若所述对应的跟踪摄像机存储容量达到预警值，则向所述跟踪控制器发送报警请求；
步骤304：所述跟踪控制器接收所述报警请求后，确定删除的目标内容并通知所述对应的跟踪摄像机；
步骤305：所述跟踪控制器或所述对应的跟踪摄像机根据预设策略选择切换后的目标跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄。
相较于先前技术，根据本发明提供的在线同步课堂智能跟踪方法及系统，实现了跟踪资源的共享，实现了跟踪摄像机的负载均衡，同时对老师、学生进行准确的跟踪拍摄。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种在线同步课堂跟踪控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
图像分析摄像机收集运动目标的视频数据信息并进行分析，获取分析结果并将所述分析结果发送至跟踪控制器；
所述跟踪控制器根据获得的所述分析结果，确定对应的跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄；
若所述对应的跟踪摄像机存储容量达到预警值，则向所述跟踪控制器发送报警请求；
所述跟踪控制器接收所述报警请求后，确定删除的目标内容并通知所述对应的跟踪摄像机；
所述跟踪控制器或所述对应的跟踪摄像机根据预设策略选择切换后的目标跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄；其中，所述跟踪摄像机为多个。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述预设策略是指：所述跟踪控制器或所述对应的跟踪摄像机根据跟踪摄像机空闲内存及时间片分配对照表，确定目标跟踪摄像机并由所述目标跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄，其中，所述跟踪控制器或所述跟踪摄像机预先配置跟踪摄像机空闲内存及时间片分配对照表。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述跟踪控制器根据获得的所述分析结果，确定对应的跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄的过程为：
若仅有一个跟踪摄像机可对目标对象进行跟踪拍摄，则跟踪控制器确定该跟踪摄像机为目标跟踪摄像机并由所述目标跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄；
若有多个跟踪摄像机均可对目标对象进行跟踪拍摄，则跟踪控制器根据预设策略选择目标跟踪摄像机并由所述目标跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：
所述视频数据信息包括：运动信息；运动目标的行为信息；运动目标的人脸信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：
所述分析结果包括：运动目标的运动方向；运动目标的行为方式；人脸识别结果。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：
所述运动目标的行为方式包括：老师面对学生方向且展示画板、资料页、书籍。
7.一种在线同步课堂跟踪控制系统，其特征在于，包括：多个跟踪摄像机、一个或多个图像分析摄像机、跟踪控制器；其中，所述跟踪控制器分别与所述跟踪摄像机、所述图像分析摄像机相连；
所述图像分析摄像机，用于收集运动目标的视频数据信息并进行分析，获取分析结果并将所述分析结果发送至跟踪控制器；
所述跟踪控制器，用于根据获得的所述分析结果，确定对应的跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄；
若所述对应的跟踪摄像机存储容量达到预警值，则向所述跟踪控制器发送报警请求；
所述跟踪控制器，还用于接收所述报警请求后，确定删除的目标内容并通知所述对应的跟踪摄像机；
所述跟踪控制器或所述对应的跟踪摄像机，还用于根据预设策略选择切换后的目标跟踪摄像机对目标对象进行跟踪拍摄；其中，所述跟踪摄像机为多个。
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