CN105898136A - 摄像视角调节方法、系统及电视 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摄像视角调节方法、系统及电视，其包括：在通过电视建立视频通话连接时，获取摄像头采集到的视频图像；判断视频图像的当前帧中是否存在人脸特征，如存在人脸特征，则：确定人脸特征在当前帧中的位置作为人脸特征位置；计算使得人脸特征位置位于视频图像的中央位置存在的视角偏差；根据视角偏差计算摄像头所需的偏转角度；控制云台带动摄像头在水平方向上旋转偏转角度。本发明方法、系统及电视能够始终保证用户基本处于视频画面的中央位置，以使通过电视进行视频通话的优势得以最好的体现。

Description

摄像视角调节方法、系统及电视

技术领域

本发明涉及通过电视实现视频通话的技术领域，更具体地，本发明涉及一种在视频通话时进行摄像头方位调整的摄像视角调节方法、一种能够实现该方法的摄像视角调节系统、及设置有该摄像视角调节系统的电视。

背景技术

随着智能终端的普及、以及网络的高速发展，人与人之间的沟通越来越多地利用网络实现，其中的视频通话尤为方便，其可以获得对方仿佛就在自己对面一般的感受。作为实现视频通话的智能终端，智能电视具有明显的优势，因为其wifi环境良好，能够保证视频通话的流畅性，而且其具有家庭场景的大屏，拍摄范围较大，用户可以一边视频通话，一边在客厅范围内自由活动。但是，由于电视具有位置固定的特性，而通过摄像头进行视频图像采集的范围又局限在电视正面的某个夹角范围内，因此，当用户未处在夹角范围内时，人在视频画面中的位置很可能处于图像边缘，甚至在视频画面中消失，这样，如果用户希望自己能够始终处于视频画面的中央位置，则用户将无法在视频通话的同时自由活动，进而很可能限制通过电视进行视频通话的优势的体现。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够在通过电视进行视频通话时调节摄像头的摄像视角的摄像视角调节方法。

根据本发明的第一方面，提供了一种摄像视角调节方法，其包括：

在通过电视建立视频通话连接时，获取摄像头采集到的视频图像；

判断所述视频图像的当前帧中是否存在人脸特征，如存在人脸特征，则：

确定所述人脸特征在所述当前帧中的位置作为人脸特征位置；

计算使得所述人脸特征位置位于所述视频图像的中央位置存在的视角偏差；

根据所述视角偏差计算摄像头所需的偏转角度；

控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。

优选的是，所述方法还包括：

如不存在人脸特征，则：

判断所述当前帧中是否存在运动目标，如存在，则确定所述运动目标在所述当前帧中的位置作为运动目标位置，并计算使得所述运动目标位置位于所述视频图像的中央位置存在的视角偏差。

优选的是，所述判断所述当前帧中是否存在运动目标包括：

将所述当前帧与所述视频图像的上一帧的对应像素点的灰度值相减，如存在灰度值的变化超过设定变化量的区域，则确定所述当前帧中存在运动目标。

优选的是，所述控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度具体为：

在所述偏转角度的绝对值大于设定的基准角度时，控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。

优选的是，如存在两个以上人脸特征，则确定所述人脸特征在所述当前帧中的位置作为人脸特征位置具体为：

确定距离所述视频图像的中央位置最近的人脸特征在所述当前帧中的位置作为人脸特征位置；及/或，

如存在两个以上运动目标，则确定所述运动目标在所述当前帧中的位置作为运动目标位置具体为：

确定距离所述视频图像的中央位置最近的运动目标在所述当前帧中的位置作为运动目标位置。

本发明的另一个目的是提供一种能够实现摄像视角调节方法的摄像视角调节系统。

根据本发明的第二方面，提供了一种摄像视角调节系统，其包括：

图像获取模块，用于在通过电视建立视频通话连接时，获取摄像头采集到的视频图像；

识别模块，用于判断所述视频图像的当前帧中是否存在人脸特征，如存在人脸特征，则确定所述人脸特征在所述当前帧中的位置作为人脸特征位置；

偏转角度计算模块，用于计算使得所述人脸特征位置位于所述视频图像的中央位置存在的视角偏差，并根据所述视角偏差计算摄像头所需的偏转角度；以及，

执行模块，用于控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。

优选的是，所述识别模块还用于在不存在人脸特征时，判断所述当前帧中是否存在运动目标，如存在，则确定所述运动目标在所述当前帧中的位置作为运动目标位置；

所述偏转角度计算模块还用于计算使得所述运动目标位置位于所述视频图像的中央位置存在的视角偏差。

优选的是，所述识别模块具体用于将所述当前帧与所述视频图像的上一帧的对应像素点的灰度值相减，如存在灰度值的变化超过设定变化量的区域，则确定所述当前帧中存在运动目标。

优选的是，所述执行模块具体用于在所述偏转角度的绝对值大于设定的基准角度时，控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。

本发明的第三个目的是提供一种能够根据人的位置对摄像头的摄像视角进行调节的电视。

根据本发明的第三方面，提供了一种电视，其具有摄像头、视频通话系统、具有一个转动自由度的云台、对应所述云台的云台驱动系统、及上述摄像角度调节系统，所述云台的转轴沿竖直方向设置，所述摄像头安装在所述云台上，以通过所述云台带动所述摄像头在水平方向上转动，所述执行模块具体通过所述云台驱动系统、控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。

本发明的发明人发现，在现有技术中，利用电视进行视频通话存在因摄像头的位置固定而导致人在视频画面中的位置很可能处于图像边缘、甚至在视频画面中消失的问题。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

本发明的一个有益效果在于，本发明摄像视角调节方法、系统及电视能够根据人脸特征或者运动目标在视频图像中的位置调节摄像头的角度，以将识别出的人脸特征或者运动目标调节对焦至视频图像的中央位置，这样，用户在通过电视进行视频通话时便可在一定区域内自由运动，而不影响其位于摄像头的焦点位置，进而能够始终保证用户基本处于视频画面的中央位置，以使通过电视进行视频通话的优势得以最好的体现。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为根据本发明摄像视角调节方法的一种实施方式的流程图；

图2为根据本发明摄像视角调节系统的一种实施结构的方框原理图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明为了解决利用电视进行视频通话时存在的因摄像头的位置固定而导致人在视频画面中的位置很可能处于图像边缘、甚至在视频画面中消失的问题，提供了一种摄像视角调节方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S1：在通过电视建立视频通话连接时，获取摄像头采集到的视频图像，其中，该摄像头即为对应电视配置的摄像头。

该获取视频图像的动作在通过电视建立视频通话连接的过程中持续进行。

步骤S2：判断视频图像的当前帧中是否存在人脸特征，如存在人脸特征，则执行步骤S3，如不存在人脸特征，则或者继续执行步骤S2或者执行其他附加的判断动作。

该步骤可以通过任意的人脸特征识别方法进行该判断。例如，该人脸特征识别方法可以采用基于人体肤色分割当前帧得到二值图像进行，具体可以包括如下步骤：

步骤S201：基于人体肤色分割当前帧得到二值图像。

步骤S202：判断二值图像中是否存在对应人体肤色的像素点，如存在，则执行步骤S203，如不存在则确定当前帧中不存在人脸特征。

步骤S203：将由对应人体肤色的像素点围成的连通域与人脸轮廓模板进行比对，如果相似度满足设定百分比，则确定当前帧中存在人脸特征，否则确定当前帧中不存在人脸特征。

进一步地，本发明方法还可以支持用户指定追踪目标，即在周边环境具有多个人，且用户希望摄像角度调节以自身为基准进行的情况下，其在进行视频通话时可以指定自身为摄像角度调节的追踪目标，具体为：

步骤S204：在接收到用户输入的指定追踪目标指令后，获取被指定的追踪目标的面部图像作为基准模板。

该面部图像可以是用户预先存储的照片，这样，用户在输入指定追踪目标指令后，只需通过点选浏览模板、并选择预先存储的照片作为基准模板即可。该面部图像也可以是在用户输入指定追踪目标指令后，通过点选添加模板，进而使摄像头通过拍照的方式获取。

步骤S205：判断视频图像的当前帧中是否存在与基准模板相匹配的人脸特征，如存在，则执行步骤S3，如不存在，则或者继续执行步骤S205或者执行其他附加的判断动作。

步骤S3：确定人脸特征在当前帧中的位置作为人脸特征位置。

这可以选定人脸特征的任意像素点的位置作为人脸特征位置，也可以选定人脸特征的中心位置作为人脸特征位置。

步骤S4：计算使得人脸特征位置位于视频图像的中央位置存在的视角偏差。

该视频图像的中央位置例如可以设定为各帧图像的位于中间的一列像素点的位置，而该步骤S4可以进一步限定为：计算使得人脸特征位置位于视频图像的沿水平方向对齐的中央位置存在的视角偏差。

步骤S5：根据该视角偏差计算摄像头所需的偏转角度，以使人脸特征位置在摄像头旋转该偏转角度后位于视频图像的中央位置。

步骤S6：控制云台带动摄像头在水平方向上旋转该偏转角度。

由此可见，本发明摄像视角调节方法能够根据人脸特征在视频图像中的位置调节摄像头的角度，以将识别出的人脸特征调节对焦至视频图像的中央位置，这样，用户在通过电视进行视频通话时便可在一定区域内自由运动，而不影响其位于摄像头的焦点位置，进而能够始终保证用户基本处于视频画面的中央位置，以使通过电视进行视频通话的优势得以最好的体现。

由于用户在通过电视进行视频通话的过程中进行自由活动可能无法始终面对摄像头，这样就会影响人脸特征的可靠识别，进而有可能导致目标追踪的失败，基于该问题，为了提高本发明方法进行目标追踪的适应范围，在本发明的一个具体实施例中，本发明方法还附加了如下判断动作，即如果不存在人脸特征，则执行以下步骤S7。

步骤S7：判断当前帧中是否存在运动目标，如存在，则执行步骤S8，如不存在，则继续执行上述步骤S2。

由于室内环境中如果识别出运动目标，则该运动目标基本是运动人体目标，所以在此仅判断是否存在运动目标基本可以达到判断是否存在运动人体目标的目的，而且可以减少计算量，提高摄像视角调节的响应速度。

该步骤可以通过任意的运动目标识别方法进行该判断。例如，该运动目标识别方法可以采用图像序列差分法进行，具体为：将当前帧与视频图像的上一帧的对应像素点的灰度值相减，如存在灰度值的变化超过设定变化量的区域，则确定当前帧中存在运动目标。

如果需要进一步确定识别出的运动目标是否为运动人体目标，则只需再将识别出的运动目标与人体模板库中的各模板进行比对即可。

步骤S8：确定运动目标在当前帧中的位置作为运动目标位置。

可以选定运动目标的任意像素点的位置作为运动目标位置，也可以选定运动目标的中心位置作为运动目标位置。

步骤S9：计算使得运动目标位置位于视频图像的中央位置存在的视角偏差。

该步骤S9可以进一步限定为：计算使得运动目标位置位于视频图像的沿水平方向对齐的中央位置存在的视角偏差。

为了提高本发明方法的稳定性，在本发明的一个具体实施例中，上述步骤S6可以进一步限定为：在偏转角度的绝对值大于设定的基准角度时，控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。即如果偏转角度较小(对应人脸特征位置或者运动目标位置靠近视频图像的中央位置的情况)，则为了提高方法实施的稳定性，则可以忽略该视角偏差，不进行摄像视角的调节。

由于在通过电视进行视频通过的过程中，周边环境可能具有多个人，这样就会识别出多个人脸特征或者运动目标，这样，本发明方法可以设置为任意选定一人脸特征或者运动目标为基准进行摄像视角的调节，也可以采用就近原则进行摄像视角的调节，即如存在两个以上(包括两个)人脸特征，则上述步骤S3中确定人脸特征在当前帧中的位置作为人脸特征位置具体为：

确定距离视频图像的中央位置最近的人脸特征在当前帧中的位置作为人脸特征位置。

同理，如存在两个以上运动目标，则上述步骤S8中确定运动目标在当前帧中的位置作为运动目标位置具体为：

确定距离视频图像的中央位置最近的运动目标在当前帧中的位置作为运动目标位置。

本发明还提供了能够实现上述摄像视角调节方法的一种摄像视角调节系统，如图2所示，其包括图像获取模块1、识别模块2、偏转角度计算模块3和执行模块4，其中，该图像获取模块1用于在通过电视建立视频通话连接时，获取摄像头采集到的视频图像；该识别模块2用于判断视频图像的当前帧中是否存在人脸特征，如存在人脸特征，则确定人脸特征在当前帧中的位置作为人脸特征位置；该偏转角度计算模块3用于计算使得人脸特征位置位于视频图像的中央位置存在的视角偏差，并根据视角偏差计算摄像头所需的偏转角度；该执行模块4用于控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。

上述识别模块2还可以用于在不存在人脸特征时，判断当前帧中是否存在运动目标，如存在，则确定运动目标在当前帧中的位置作为运动目标位置；对应地，上述偏转角度计算模块3还用于计算使得运动目标位置位于视频图像的中央位置存在的视角偏差。

上述识别模块2还可以具体用于将当前帧与视频图像的上一帧的对应像素点的灰度值相减，如存在灰度值的变化超过设定变化量的区域，则确定当前帧中存在运动目标。

上述识别模块2还可以用于在接收到用户输入的指定追踪目标指令后，获取被指定的追踪目标的面部图像作为基准模板，并判断当前帧中是否存在与基准模板相匹配的人脸特征，如存在，则确定人脸特征在当前帧中的位置作为人脸特征位置。

上述识别模块2还可以用于在识别出两个以上人脸特征时，确定距离视频图像的中央位置最近的人脸特征在当前帧中的位置作为人脸特征位置。

上述识别模块2还可以用于在识别出两个以上运动特征时，确定距离视频图像的中央位置最近的运动目标在当前帧中的位置作为运动目标位置。

上述执行模块4还可以具体用于在偏转角度的绝对值大于设定的基准角度时，控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。

在上述摄像视角调节系统的基础上，本发明还提供了一种电视，以通过该电视进行视频通话时能够追踪用户进行摄像视角调节，为此，该电视除具有进行视频通话的基本配置，即摄像头和视频通话系统外，还包括具有一个转动自由度的云台、对应云台的云台驱动系统、及本发明摄像角度调节系统，该云台的转轴沿竖直方向设置，摄像头安装在云台上，以通过云台带动摄像头在水平方向上转动，执行模块4具体通过云台驱动系统控制云台带动摄像头在水平方向上旋转计算出的偏转角度。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。另外，对于系统实施例而言，由于其是与方法实施例相对应，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的对应部分的说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种摄像视角调节方法，其特征在于，包括：

在通过电视建立视频通话连接时，获取摄像头采集到的视频图像；

判断所述视频图像的当前帧中是否存在人脸特征，如存在人脸特征，则：

确定所述人脸特征在所述当前帧中的位置作为人脸特征位置；

计算使得所述人脸特征位置位于所述视频图像的中央位置存在的视角偏差；

根据所述视角偏差计算摄像头所需的偏转角度；

控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如不存在人脸特征，则：

判断所述当前帧中是否存在运动目标，如存在，则确定所述运动目标在所述当前帧中的位置作为运动目标位置，并计算使得所述运动目标位置位于所述视频图像的中央位置存在的视角偏差。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述判断所述当前帧中是否存在运动目标包括：

将所述当前帧与所述视频图像的上一帧的对应像素点的灰度值相减，如存在灰度值的变化超过设定变化量的区域，则确定所述当前帧中存在运动目标。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度具体为：

在所述偏转角度的绝对值大于设定的基准角度时，控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。

5.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，如存在两个以上人脸特征，则确定所述人脸特征在所述当前帧中的位置作为人脸特征位置具体为：

确定距离所述视频图像的中央位置最近的人脸特征在所述当前帧中的位置作为人脸特征位置。

6.一种摄像视角调节系统，其特征在于，包括：

图像获取模块，用于在通过电视建立视频通话连接时，获取摄像头采集到的视频图像；

识别模块，用于判断所述视频图像的当前帧中是否存在人脸特征，如存在人脸特征，则确定所述人脸特征在所述当前帧中的位置作为人脸特征位置；

偏转角度计算模块，用于计算使得所述人脸特征位置位于所述视频图像的中央位置存在的视角偏差，并根据所述视角偏差计算摄像头所需的偏转角度；以及，

执行模块，用于控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述识别模块还用于在不存在人脸特征时，判断所述当前帧中是否存在运动目标，如存在，则确定所述运动目标在所述当前帧中的位置作为运动目标位置；

所述偏转角度计算模块还用于计算使得所述运动目标位置位于所述视频图像的中央位置存在的视角偏差。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述识别模块具体用于将所述当前帧与所述视频图像的上一帧的对应像素点的灰度值相减，如存在灰度值的变化超过设定变化量的区域，则确定所述当前帧中存在运动目标。

9.根据权利要求6、7或8所述的系统，其特征在于，所述执行模块具体用于在所述偏转角度的绝对值大于设定的基准角度时，控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。

10.一种电视，具有摄像头和视频通话系统，其特征在于，所述电视还包括具有一个转动自由度的云台、对应所述云台的云台驱动系统、及权利要求6至9中任一项所述的摄像角度调节系统，所述云台的转轴沿竖直方向设置，所述摄像头安装在所述云台上，以通过所述云台带动所述摄像头在水平方向上转动，所述执行模块具体通过所述云台驱动系统、控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。