CN108495057B - 一种摄像机配置方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种摄像机配置方法和装置，包括：在预设的可视化区域中，根据设定的摄像机总数确定预设数量的摄像机配置方式和待测试点的可视摄像机；根据每种摄像机配置方式中待测试点的相邻两个可视摄像机之间的相对位置关系计算每种摄像机配置方式的相对代价值；根据所述相对代价值计算每种摄像机配置方式的配置代价值，并按照所述配置代价值确定最终的摄像机配置方式。在本发明的实施例中，由于包括根据每种摄像机配置方式中每个待测试点的相邻两个可视摄像机之间的相对位置关系计算配置代价值，使计算的配置代价值更合理，从而使摄像机的配置方式也更合理，在保证动作捕捉效果的同时更合理地配置适当数量的动捕摄像机，使摄像机的配置更加经济合理。

Description

一种摄像机配置方法和装置

技术领域

本发明涉及计算机视觉领域，尤其涉及一种摄像机配置方法和装置。

背景技术

在光学动作捕捉过程中，动捕摄像机的价格非常昂贵，在保证动作捕捉效果的同时合理地配置适当数量的动捕摄像机对节约成本非常重要。因此，如何合理配置适当数量的动捕摄像机即成了当前亟待解决的问题。

现有技术公开了一种摄像机布局方案，该摄像机布局方案的思路是：首先随机生成一定数量的摄像机配置方式，然后计算每一种摄像机配置方式中每个待测试点的可视摄像机的数量，最后根据每个待测试点的可视摄像机的数量，计算每种摄像机配置方式的配置代价值。在计算每种摄像机配置方式的配置代价值时，具体是按照预设的转换条件将每个待测试点的可视摄像机的数量转换为对应的配置代价值，并对所有待测试点的配置代价值求和，从而得到每种摄像机配置方式的配置代价值；其中，配置代价值用于标识摄像机配置方式的优劣，以及根据每种摄像机配置方式的配置代价值确定最终的摄像机配置方式。

然而，现有技术中在确定摄像机配置方式时，未考虑影响摄像机配置方式的其他因素，由此可见，在确定摄像机配置方式时，还有改善优化空间。

发明内容

本发明提供一种摄像机配置方法和装置。

根据本发明的第一方面，本发明提供一种摄像机配置方法，包括：

在预设的可视化区域中，根据设定的摄像机总数确定预设数量的摄像机配置方式和待测试点的可视摄像机；

根据每种摄像机配置方式中待测试点的相邻两个可视摄像机之间的相对位置关系计算每种摄像机配置方式的相对代价值；

根据所述相对代价值计算每种摄像机配置方式的配置代价值，并按照所述配置代价值确定最终的摄像机配置方式。

根据本发明的第二方面，本发明提供一种摄像机配置装置，包括：

预设模块，在预设的可视化区域中，根据设定的摄像机总数确定预设数量的摄像机配置方式和待测试点的可视摄像机；

第一处理模块，用于根据每种摄像机配置方式中待测试点的相邻两个可视摄像机之间的相对位置关系计算每种摄像机配置方式的相对代价值；

配置模块，用于根据所述相对代价值计算每种摄像机配置方式的配置代价值，并按照所述配置代价值对应的摄像机配置方式配置摄像机。

根据本发明的第三方面，本发明提供一种摄像机配置装置，包括：

存储器，用于存储程序；

处理器，用于通过执行所述存储器存储的程序以实现上述方法。

由于采用了以上技术方案，使本发明具备的有益效果在于：

在本发明的实施例中，由于包括根据每种摄像机配置方式中每个待测试点的相邻两个可视摄像机之间的相对位置关系计算配置代价值，使计算的配置代价值更合理，从而使摄像机的配置方式也更合理，在保证动作捕捉效果的同时更合理地配置适当数量的动捕摄像机，使摄像机的配置更加经济合理。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的方法的流程图；

图2为本发明实施例二提供的方法的流程图；

图3为相邻两个可视摄像机之间的相对角度对待测试点的定位精度会产生影响的效果示意图；

图4为本发明一种实施例的摄像机分组排列示意图；

图5为本发明实施例三提供的方法的流程图；

图6、7、8分别为本发明实施例中摄像机的可视范围示意图；

图9为本发明实施例五提供的方法的流程图；

图10为本发明实施例提供的装置在一种实施方式中的功能模块示意图；

图11为本发明实施例提供的装置在另一种实施方式中的功能模块示意图；

图12为本发明实施例中计算相机视轴与XZ平面的交点示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。需要说明的是，在本发明所有实施例中，涉及的可视化区域、捕捉区域、采集空间、采集空间区域、捕捉空间等词汇指的均是光学动捕系统的动作采集空间；预设的重点采集空间区域指的是指定的可视化区域内的某个重点区域。而摄像机的镜头平面的法线、摄像机的视轴为同一概念。

实施例一：

图1是本发明实施例一提供的一种摄像机配置方法的流程图，本实施例的执行主体可以是计算机设备或者计算机设备中的一个功能单元，本实施例具体包括步骤S101至S103，详述如下：

S101：在预设的可视化区域中，根据设定的摄像机总数确定预设数量的摄像机配置方式以及待测试点的可视摄像机。

预设的可视化区域可以是用户在光学动作捕捉系统中创建的任意大小，并且包含立柱和墙等障碍物的模拟区域。在预设的可视化区域中，用户可以进一步设置摄像机参数，包括设定总的摄像机数量等。其中，设定的摄像机总数可以实际调整。

摄像机配置方式可以根据用户设置的摄像机参数确定。根据这些摄像机参数计算出摄像机可能的安放位置和摆放角度，并对计算出的不同结果进行组合，确定预设数量的摄像机配置方式，其中，预设数量可以是全部可能的组合方式，也可以是针对应用场景选择的某些组合方式，具体可以根据实际应用的需要进行设置，此处不作限制。

进一步地，由于可视化区域通常都被设置为四边形或者直角矩形的形状，因此可视化区域通常呈现对称性的特征，在这种情况下，只需要用户设置1个摄像机的位置信息，即可对应生成4个或者8个摄像机的位置信息，从而减少用户的摄像机参数的输入量，提高计算预设数量的摄像机配置方式的效率。

可视化区域内的待测试点可以理解为标记点。标记点是特制的标志或者发光点，在被捕捉的对象上粘贴标记点，光学动作捕捉系统通过识别标记点并处理标记点的数据，实现对动作的捕捉。具体地，在预设的可视化区域中，设置预定数目的待测试点，其中，预定数目可以根据应用需要自定义，预定数目越多，需要测试的待测试点就越多，测试时间会增加，但同时测试结果也越准确。

在每一种摄像机配置方式中，确定能够拍摄到同一待测试点的摄像机的数量，从而确定该待测试点对应的可视摄像机的数量。

S102：根据每种摄像机配置方式中每个待测试点的相邻两个可视摄像机之间的相对位置关系计算每种配置方式的相对代价值。

需要说明的是，由于在步骤S101中用户设置的摄像机参数包括摄像机的位置，摄像机的位置不同，进行捕捉的效果也不尽相同。因此在计算每种摄像机配置方式的配置代价值时，需要考虑每个待测试点的相邻两个可视摄像机之间的相对位置关系对捕捉效果的影响。

具体地，可以通过相邻两个可视摄像机之间的相对位置关系标识摄像机配置方式的优劣。每一种摄像机配置方式的相对代价值可以根据所有待测试点的相邻可视摄像机的位置关系计算得到。相对代价值标识待测试点的相邻两个可视摄像机之间的相对位置关系对配置代价值的影响。例如，相邻的可视摄像机的角度在一定范围内，相对代价值较低，超出的一定角度范围，相对代价值越高。

S103：根据相对代价值计算每种摄像机配置方式的配置代价值，并按照配置代价值确定最终的摄像机配置方式。

在根据相对代价值计算每种摄像机配置方式的配置代价值时，可以直接将相对代价值作为该种摄像机配置方式的配置代价值，即此时在计算摄像机配置方式的配置代价值时，仅考虑待测试点的相邻两个可视摄像机之间的相对位置关系对配置代价值的影响。当然，在计算配置代价值时，还可以将相对代价值作为配置代价值的一部分，即此时在计算配置代价值时，还考虑配置代价值的其他影响因素。

即是说，此时除考虑每个待测试点的相邻两个可视摄像机之间的相对位置关系对捕捉效果的影响外，例如还可以考虑每个待测试点的可视摄像机的数量对配置代价值的影响。即在计算配置代价值时，可以考虑相邻两个可视摄像机之间的相对位置关系、待测试点的可视摄像机的数量等因素对配置代价值的影响。即此时配置代价值包括两个部分，即相邻两个可视摄像机之间的相对位置关系对应的相对代价值，以及待测试点可视摄像机的数量对应的可视代价值。将相对代价值和可视代价值进行求和，即可得到该种摄像机配置方式的配置代价值。可以理解的是，在计算配置代价值之前，还需要对应计算待测试点的可视摄像机的数量对应的可视代价值。其中，可视代价值标识待测点的可视摄像机数量对配置代价值的影响。

具体实现时，首先可以根据每个待测试点的可视摄像机的数量计算每个待测试点对应的可视代价值，累计所有待测试点的可视代价值，得到所有待测试点的可视代价值k1(即该种摄像机配置方式的可视代价值)；然后根据待测试点的相邻两个可视摄像机之间的相对位置关系计算该待测试点的相对代价值，累计所有待测试点的相对代价值，得到总的相对代价值K2(即该种摄像机配置方式的相对代价值)，并将可视代价值k1、相对代价值K2进行求和，得到摄像机配置方式的配置代价值。按照此种方式，可以计算确定出的每一种摄像机配置方式的配置代价值，最后根据计算出的每一种摄像机配置方式的配置代价值确定最终的摄像机配置方式，并按照确定出的摄像机配置方式配置摄像机即可。通常确定原则可以是配置代价值越低，对应的摄像机配置方式越佳。

实施例二：

图2是本发明实施例二提供的一种摄像机配置方法的流程图，本实施例的执行主体可以是计算机设备或者计算机设备中的一个功能单元，本实施例具体包括步骤S201至S206，详述如下：

S201：在预设的可视化区域中，根据设定的摄像机总数确定预设数量的摄像机配置方式和待测试点的可视摄像机。

预设的可视化区域可以是用户在光学动作捕捉系统中创建的任意大小，并且包含立柱和墙等障碍物的模拟区域。在预设的可视化区域中，用户可以进一步设置摄像机参数，包括设定总的摄像机数量等。其中，设定的摄像机总数可以实际调整。

摄像机配置方式可以根据用户设置的摄像机参数确定。根据这些摄像机参数计算出摄像机可能的安放位置和摆放角度，并对计算出的不同结果进行组合，确定预设数量的摄像机配置方式，其中，预设数量可以是全部可能的组合方式，也可以是针对应用场景选择的某些组合方式，具体可以根据实际应用的需要进行设置，此处不作限制。

进一步地，由于可视化区域通常都被设置为四边形或者直角矩形的形状，因此可视化区域通常呈现对称性的特征，在这种情况下，只需要用户设置1个摄像机的位置信息，即可对应生成4个或者8个摄像机的位置信息，从而减少用户的摄像机参数的输入量，提高计算预设数量的摄像机配置方式的效率。

待测试点可以理解为标记点。标记点是特制的标志或者发光点，在被捕捉的对象上粘贴标记点，光学动作捕捉系统通过识别标记点并处理标记点的数据，实现对动作的捕捉。具体地，在预设的可视化区域中，设置预定数目的待测试点，其中，预定数目可以根据应用需要自定义，预定数目越多，需要测试的待测试点就越多，测试时间会增加，但同时测试结果也越准确。

在每一种摄像机配置方式中，确定能够拍摄到同一待测试点的摄像机的数量，从而确定该待测试点对应的可视摄像机的数量。

S202：根据所述待测试点的可视摄像机计算每种摄像机配置方式的可视代价值。

具体实现时，可以根据每个待测试点的可视摄像机的数量计算每个待测试点对应的可视代价值，累计所有待测试点的可视代价值，得到所有待测试点的可视代价值(即该种摄像机配置方式的可视代价值)。

S203：在待测试点的可视摄像机中，以相邻两个可视摄像机组成摄像机组，计算摄像机组中两个摄像机分别与所述待测试点之间连线所形成的相对角度。

同一待测试点的多个可视摄像机中，相邻两个可视摄像机分别与所述待测试点之间连线所形成的相对角度(后文简称两个可视摄像机之间的相对角度)对待测试点的定位精度会产生影响，具体影响效果可参见图3。在本实施例中，当相邻两个可视摄像机之间的相对角度为90°时，此时对待测试点进行定位时定位精度最好，当相邻两个可视摄像机之间的相对角度小于40°或大于140°时，此时对待测试点进行定位时误差很大。因此，在计算配置代价值时，需要考虑相邻两个摄像机之间的相对角度对待测试点定位精度的影响。所以，在确定出待测试点的可视摄像机数量之后，还需要计算相邻两个可视摄像机之间的相对角度。

以相邻两个可视摄像机组成摄像机组(顺时针或逆时针均可)，计算可视摄机的摄像机组总数，并计算每一摄像机组中两个摄像机分别与待测试点之间连线形成的相对角度。例如，如图4所示，假定待测试点A有四台可视摄像机，即摄像机1、2、3、4均可以看见待测试点。在此步骤中，则依序(顺时针或逆时针)将相邻两个摄像机组成一个摄像机组(如摄像机1和摄像机2组成摄像机组A，如摄像机2和摄像机3组成摄像机组B、摄像机3和摄像机4组成摄像机组C、摄像机4和摄像机1组成摄像机组D)。计算每一摄像机组中两个摄像机分别与待测试点之间连线形成的相对角度，即计算摄像机组A的相对角度a1，计算摄像机组B的相对角度a2，计算摄像机组C的相对角度a3以及计算摄像机组D的相对角度a4。

S204：根据计算出的相对角度以及预设的相对角度阈值区间设置该待测试点的相对代价值。

S205：累计所有待测试点的相对代价值，得到所述摄像机配置方式的相对代价值。

在本实施例中，预设的相对角度阈值区间范围为[40°，140°]。在根据计算出的相对角度以及预设的相对角度阈值区间设置该待测试点的相对代价值，有两种方式。

第一种方式是：计算所述待测试点的可视摄像机的摄像机组总数；统计相对角度超出预设的相对角度阈值区间的摄像机组数；计算相对角度超出预设的相对角度阈值区间的摄像机组数与摄像机组总数的比值，根据所述比值设置待测试点的相对代价值。具体实现时，在计算出相对角度a1、相对角度a2、相对角度a3、相对角度a4后，判断相对角度a1、相对角度a2、相对角度a3、相对角度a4是否在预设的相对角度阈值区间内。并计算相对角度超出预设的相对角度阈值区间的摄像机组数与组总数的比值，然后根据该比值大小分阶段设置待测试点的相对代价值。在根据比值设置待测试点的相对代价值，一般遵循的原则是：比值越小，相对代价值越小，比值越大，相对代价值越大。

例如，统计得到摄像机总组数为4，若超出预设的相对角度阈值区间的摄像机组数与组总数的比值为1/4，则说明有3组摄像机组之间的相对角度落在预设的阈值区间内，摄像机定位效果较好，此时可以设定其相对代价值为10。若比值为2/4，则说明有2组摄像机组之间的相对角度落在预设的阈值区间内，摄像机定位效果一般，此时可以设定其相对代价值为40；若比值为3/4，则说明有1组摄像机组之间的相对角度落在预设的阈值区间内，摄像机定位效果较差，此时可以设定其相对代价值为80；若比值为1，则说明没有一组摄像机组的相对角度落在预设的阈值区间内，摄像机定位效果非常差，此时可以设定其相对代价值为150。

第二种方式是：判断计算出的相对角度是否超出预设的相对角度阈值区间，当超出时，则加大该摄像机组的组代价值，否则减小该摄像机组的组代价值或保持该摄像机组的组代价值不变，累计所有摄像机组的组代价值，得到该测试点的相对代价值。因为目标是要寻找小的配置代价值，减小摄像机组的组代价值进而减小了待测试点的相对代价值，其实质认为此种配置方式是好的配置方式。

具体实现时，在计算出相对角度a1、相对角度a2、相对角度a3、相对角度a4后，判断相对角度a1、相对角度a2、相对角度a3、相对角度a4是否在预设的相对角度阈值区间内。若不在预设的相对角度阈值区间内，则在预设标准值的基础上加大该摄像组的组代价值，若在预设的相对角度阈值区间内则在预设标准值的基础上减小该摄像组的组代价值，然后累计所有摄像机组的组代价值，即得到该测试点的相对代价值。例如假定预设标准值为80，若相对角度a1在预设的相对角度阈值区间内，则将该摄像机组A的组代价值设定为50，若相对角度a2不在预设的相对角度阈值区间内，则将该摄像机组A的组代价值设定为100，以此类推，然后叠加摄像机组A、叠加摄像机组B、叠加摄像机组C和叠加摄像机组D的组代价值，便得到该测试点A的相对代价值。同理可以求得可视化区域内其它待测试点的相对代价值。对所有测试点的相对代价值进行叠加，即可得到该种摄像机配置方式的相对代价值。

S206：对可视代价值和相对代价值求和，得到每种摄像机配置方式的配置代价值，并按照所述配置代价值确定最终的摄像机配置方式。

根据相邻两个可视摄像机之间的位置关系计算相对代价值，累计待测试点的可视摄像机数量的可视代价值，并对相对代价值和可视代价值进行叠加，得到对应的摄像机配置方式的配置代价值。最后根据计算出的每一种摄像机配置方式的配置代价值确定最终的摄像机配置方式，并按照确定出的摄像机配置方式配置摄像机即可。通常确定原则可以是配置代价值越低，对应的摄像机配置方式越佳。

实施例三：

图5是本发明实施例三提供的一种摄像机配置方法的流程图，实施例三可参考实施例二，其中，步骤S301可参考实施例二中的步骤S201，不再赘述。

S302:设置待测试点的采集权重。

其中，采集权重标识待测试点的采集权重对配置代价值的影响。即是说，在计算摄像机配置方式的配置代价值时，除考虑待测试点的可视摄像机数量，待测试点的相邻两个可视摄像机之间的相对角度等影响因素之外，还考虑待测试点是否属于设定的重点采集空间区域(影响采集权重)。一般情况下，若待测试点属于重点采集空间区域，则说明待测试点落在重点观测区域，此时可设置较大的采集权重；若待测试点不属于重点采集空间区域，此时可设置较小的采集权重。

其中，步骤303至307与实施例二中的步骤S202至S206类似，其区别在于：

由于增加了待测试点的采集权重的步骤，因此在步骤S303中，在计算摄像机配置方式的可视代价值时，具体操作是：

S303：根据待测试点的可视摄像机数量和该待测试点的采集权重计算该待测试点的可视代价值；累计所有待测试点的可视代价值，得到该种摄像机配置方式的可视代价值。

具体实现时，可以根据待测试点的可视摄像机数量按照一定的规则，设定该待测试点初步的可视代价值，将该待测试点的采集权重与初步的可视代价值求积，即得到该待测试点的可视代价值，依次类推得到其他待测试点的可视代价值，然后将该所有待测试点的可视代价值进行求和，即得到每种摄像机配置方式的可视代价值。

同样的，在步骤S306中，在计算摄像机配置方式的相对代价值时，具体操作是：

S306：根据计算出的相对角度以及预设的相对角度阈值区间设置该待测试点的初始相对代价值，并将该初始相对代价值与该待测试点的采集权重求积，得到该待测试点的相对代价值。

需要说明的是，在设置待测试点的采集权重时,即执行步骤S302时，具体可通过如下步骤进行：

S401：判断待测试点是否属于预设的重点采集空间区域内，若是转步骤S402，否则转步骤S403。

重点采集空间区域可以根据需要进行设定。例如在某种游戏应用中，游戏路径所对应的捕捉区域可以设定为重点采集区域。

S402：在设置采集权重时，则增大该待测试点的采集权重。

S403：在设置采集权重时，则减小该待测试点的采集权重或保持该待测试点的采集权重不变。

在设置待测试点的采集权重时，针对特定的应用场景，还考虑待测试点在捕捉区域的具体位置信息对配置代价值的影响。不同位置的待测试点，在计算配置代价值时赋予不同的采集权重。

针对具体的应用场景，侧重的重点采集区域可能不一样。因此，在计算配置代价值时，还可以考虑待测试点的位置信息对配置代价值的影响，具体方式如下：

判断待测试点是否属于预设的重点采集空间区域内，若待测试点属于预设的重点采集空间区域内，在设置待测试点的采集权重时，则在预设标准值的基础上增大该待测试点的采集权重。若待测试点不属于预设的重点采集空间区域内，则在预设标准值的基础上减小该待测试点的采集权重或保持该待测试点的采集权重不变。

实施例四：

本发明实施例四与实施例二的区别在于步骤S201中的待测试点的可视摄像机，具体通过以下步骤进行确定：

若待测试点属于摄像机的可视范围，

继续判断待测试点与摄像机的距离是否在预设的阈值区间内，若在阈值区间内，则认为该摄像机为待测试点的摄像机，否则认为该摄像机不是该待测试点的可视摄像机；和/或

继续判断待测试点与当前摄像机的视轴之间的横向夹角是否在预设的角度阈值区间内，若在角度阈值区间内，则认为该摄像机为待测试点的摄像机，否则则认为该摄像机不是待测试点的可视摄像机。

现有的摄像机布局方案中，计算每一种摄像机配置方式中每个待测试点的可视摄像机的数量时，具体是判断每个待测试点是否属于摄像机的可视范围，并根据判断结果计算每个待测试点的可视摄像机的数量，若待测试点属于摄像机的可视区域，则该可视区域对应的摄像机为该待测试点对应的可视摄像机。在判断每个待测试点是否属于摄像机的可视范围的过程中，采用的判断标准是：

若待测试点不满足以下任一条件，则认为待测试点属于摄像机的可视范围，若待测试点满足以下任一条件，则认为待测试点不属于摄像机的可视范围。具体条件如下：

a1)在以当前摄像机为参照物建立的用户坐标系中，待测试点的第三维坐标值为负数。

a2)待测试点与当前摄像机的镜头平面的中心点的距离大于预设的距离阈值。

a3)被测线与当前摄像机的镜头平面的法线之间的横向夹角大于当前摄像机的可视范围的横轴视场角的二分之一；其中，被测线为待测试点与当前摄像机的镜头平面的中心点的连线。

a4)被测线与当前摄像机的镜头平面的法线之间的纵向夹角大于当前摄像机的可视范围的纵轴视场角的二分之一。

a5)可视化区域中障碍物的位置属于由待测试点与当前摄像机的镜头平面的中心点形成的线段。

现有的布局方案中可视摄像机的判断思路是：当判断待测试点属于某个摄像机的可视范围之时，则判断该当前的摄像机属于该待测试点的可视摄像机。

而本发明的实施例中具体通过以下方法进行判断：

在确定待测试点属于摄像机的可视范围之后，此时不直接认为该摄像机为待测试点的可视摄像机，而是还增加了进一步的判断机制。此时还需要根据待测试点与当前摄像机之间的具体位置关系，以进一步判断该摄像机是否为待测试点的可视摄像机。具体判断方法包括：

方式一：判断待测试点与摄像机的距离，如待测试点与当前摄像机的镜头平面的中心点的距离，是否在预设的阈值区间内，若在阈值区间内，则认为该摄像机为待测试点的摄像机，否则则认为该摄像机不是该待测试点的可视摄像机，如图6所示；三角形ABC所形成的区域为摄像机的可视范围，那么在本步骤中则判断待测试点与当前摄像机的镜头平面的中心点的距离是否在d2与d1之间，或者说待测试点是否在d2与d1所成的梯形区域(斜线区域部分)中，若待测试点在d2与d1所成的梯形区域内，则认为该摄像机是该待测试点的可视摄像机。

或者，

方式二：判断待测试点与当前摄像机的视轴之间的横向夹角是否在预设的角度阈值区间内，若在角度阈值区间内，则认为该摄像机为待测试点的摄像机；否则则认为该摄像机不是待测试点的可视摄像机，如图7所示。图7中，K0为法线，三角形ABC所形成的区域为摄像机的可视范围，那么在本步骤中则判断待测试点与当前摄像机的视轴之间的角度是否在k2与k1之间，若在k2与k1所成的区域内，则认为该摄像机是该待测试点的可视摄像机。若不在k2与k1所成的区域内，则认为该摄像机不是该待测试点的可视摄像机。

或者，将方式二与方式一结合起来：

即，既判断待测试点与当前摄像机的镜头平面的中心点的距离是否在预设的阈值区间内，又判断判断待测试点与当前摄像机的视轴之间的横向夹角是否在预设的角度阈值区间内，只有当两个判断的判断结果均为是时，才认为该摄像机为待测试点的可视摄像机，如图8所示。即只有待测试点落入k2、k1、d2、d1所形成的封闭区域(斜线区域部分)时，才认为该摄像机为待测试点的可视摄像机。

实施例五：

图9是本发明实施例五提供的一种摄像机配置方法的流程图，实施例五可参考实施例三，其中，步骤S904至步骤S909可参考实施例三中的步骤S302至步骤S907，不再赘述。实施例五与实施例三的区别在于，对根据设定的摄像机总数确定预设数量的摄像机配置方式的步骤做了具体详细的描述。本实施例中，根据设定的摄像机总数确定预设数量的摄像机配置方式，具体操作方式包括：步骤：

S901：根据摄像机的高度信息和所述摄像机的视轴与水平面的夹角确定预设数量的有效合理摄像机配置方式。

当前技术中，在根据摄像机的参数确定摄像机可能的安放位置时，具体是固定摄像机的高度信息，即仅考虑摄像机在水平面的位置和方向，然而此种方式明显限制了摄像机配置方式的数量，并且在某些应用场景(全身动作捕捉)过程中，还不利于动作的采集。极端的情况是，某个摄像机根本无法采集可视化区域内的图像。为避免出现摄像机无法采集到可视化区域内的图像的情况，在本发明实施例中，在确定摄像机配置方式时，还需要考虑摄像机的高度信息和摄像机的视轴与水平面的夹角。即需要对摄像机的高度信息和摄像机的视轴与水平面的夹角进行约束，以确定出有效合理的摄像机配置方式。

S902：获取摄像机配置方式中摄像机在可视化区域内的高度，以及获取该种摄像机配置方式摄像机的视轴与水平面的夹角。

获取随机生成的摄像机配置方式中摄像机在可视化区域内的高度，以及获取该种摄像机配置方式摄像机的视轴与水平面的夹角，其目的是用于进一步判断随机生成的摄像机配置方式是否为有效的摄像机配置方式。

S903：根据摄像机的高度和摄像机的视轴与水平面的夹角确定摄像机配置方式是否有效。若摄像机配置方式中每一摄像机均满足以下条件之一，则认为摄像机配置方式有效：

摄像机的高度大于预设的第一阈值且所述摄像机的视轴与水平面的夹角小于预设的第一角度；

摄像机的高度小于预设的第二阈值且所述摄像机的视轴与水平面的夹角大于预设的第二角度；以及，

摄像机的高度属于预设的第三阈值区间且所述摄像机的视轴与水平面的夹角属于预设的第三角度区间。

其中第一阈值及第一角度、第二阈值及第二角度、第三阈值及第三角度均可根据实际情况进行调整。

在可视化区域中，定义XZ轴所在的平面为水平面，那么则可以结合摄像机的Y轴信息(高度)以及摄像机的视轴与XZ平面(水平面)的夹角信息，来确认摄像机配置方式是否有效。可以理解的是，在确定出有效合理的摄像机配置方式之后，对于无效的摄像机配置方式，可以放弃后期处理，即后续的处理流程均针对有效的摄像机配置方式。

举例来说，若摄像机在可视化区域内的Y轴高度大于预设的第一阈值(即摄像机的安放位置接近可视化区域的最高值)，此时，若摄像机的镜头向上，则此时该摄像机根本捕捉不到可视化区域内的图像，因此需要对摄像机的视轴与XZ平面(水平面)的夹角进行约束(摄像机的视轴与水平面的夹角小于预设的第一角度)，使得处于最高值附近的摄像机的镜头尽可能朝下，保证摄像机能够捕捉到可视化区域内的图像。假定摄像机的视角范围为A角度，那么预设的第一角度可以是A/2角度。

又例如，若摄像机在可视化区域内的Y轴高度小于预设的第二阈值(即摄像机的安放位置接近可视化区域的最低值)，若摄像机的镜头向下，则此时该摄像机可能根本捕捉不到可视化区域内的图像，因此需要对摄像机的视轴与XZ平面(水平面)的夹角进行约束(摄像机的视轴与水平面的夹角大于预设的第二角度)，使得处于最低值附近的摄像机的镜头尽可能朝上，保证摄像机能够捕捉到可视化区域内的图像。假定摄像机的视角范围为A角度，那么预设的第二角度可以是A/2角度。

再例如，若摄像机在可视化区域内的Y轴高度属于预设的第三阈值区域(即摄像机的安放位置接近可视化区域的某个设定的中间区域，具体数值可根据具体应用确定)，此时摄像机的镜头方向需要根据具体的捕捉需求设定(摄像机的视轴与水平面的夹角属于预设的第三角度区间，即此时摄像机的镜头可能向上、可能向下、可能平视)，因此需要对摄像机的视轴与水平面的夹角进行约束，使得处于中间区域的摄像机能够捕捉到可视化区域内的图像。

其中，步骤S904至S909可参考实施例三中的步骤S302至S307。类似，其区别在于步骤S904至S909中涉及的可视代价值和相对代价值均为根据有效的摄像机配置方式计算出来的可视代价值和相对代价值。

可以理解的是，在实施例一至实施例五中，在计算摄像机配置方式的配置代价值时，还可以考虑摄像机的视轴与水平面的交点位置对配置代价值的影响。即是说，在计算摄像机配置方式的配置代价值时，还可以考虑摄像机的视轴与水平面的交点(具体是摄像机的视轴与可视化区域XZ平面的交点)对配置代价值的影响。在可视化区域中，定义XZ轴所在的平面为水平面，那么在摄像机的视轴与水平面的交点位置则具体是摄像机的视轴与可视化区域XZ平面的交点位置。其中，落点代价值标识摄像机的视轴与可视化区域XZ平面的交点是否落在可视化区域内对配置代价值的影响。

在计算摄像机配置方式的配置代价值时，具体是将可视代价值、相对代价值以及落点代价值求和，作为摄像机配置方式的配置代价值。因此，需要计算摄像机配置方式的落点代价值。

在计算落点代价值时，具体实现方式可以包括是：

S121：判断所述摄像机的视轴与水平面的交点是否落在可视化区域内。

如图12所示，x，y，z形成的是单个摄像机的坐标系。首先，计算摄像机视轴(如相机镜头平面的法线)与XZ平面的交点q，其中XZ平面为水平面。判断该交点是否落在预设可视化区域的XZ平面区间内，如图3中交点q1落在可视化区域的XZ平面区间内，交点q2未落在可视化区域的XZ平面区间内。其中，相机视轴(如相机镜头平面的法线)与XZ平面的交点可受相机高度、相机拍摄角度等的影响。

S122：摄像机的视轴与水平面的交点落在可视化区域内，减小摄像机的落点代价值。转步骤S124。

若相机视轴与XZ平面的交点q在采集区域的XZ平面区间内，在计算摄像机配置方式的落点代价值时，则在预设标准值的基础上减小该摄像机的落点代价值，因为目标是要寻找小的配置代价值，减小摄像机的落点代价值，其实质认为此种配置方式是好的配置方式。

S123：摄像机的视轴与水平面的交点未落在可视化区域内，则增加摄像机的落点代价值或保持摄像机的落点代价值不变。

若相机视轴与XZ平面的交点q不在采集区域的XZ平面区间内，在计算摄像机配置方式的落点代价值时，则在预设标准值的基础上加大该摄像机的落点代价值或保持该摄像机的落点代价值不变，因为目标是要寻找小的配置代价值，加大或保持摄像机的落点代价值，其实质认为此种配置方式不是好的配置方式。

S124:累计所有摄像机的落点代价值，得到该种摄像机配置方式的落点代价值。

在按照步骤S121至步骤S123计算出每一摄像机的落点代价值之后，对每一种配置方式中所有摄像机的落点代价值进行累加，即可得到某种摄像机配置方式的落点代价值。

实施例六：

图10是本发明实施例六提供的一种摄像机配置装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。图9示例的一种摄像机配置装置可以是前述实施例一提供的摄像机配置方法的执行主体，其可以是计算机设备或者计算机设备中的一个功能单元。包括预设模块、第一处理模块和配置模块。

预设模块，在预设的可视化区域中，根据设定的摄像机总数确定预设数量的摄像机配置方式和待测试点的可视摄像机；

第一处理模块，用于根据每种摄像机配置方式中待测试点的相邻两个可视摄像机之间的相对位置关系计算每种摄像机配置方式的相对代价值；

配置模块，用于根据所述相对代价值计算每种摄像机配置方式的配置代价值，并按照所述配置代价值确定最终的摄像机配置方式。

进一步地，如图11所示，第一处理模块可以包括第一计算单元、第二计算单元和第三计算单元。

第一计算单元，用于在待测试点的可视摄像机中，以相邻两个可视摄像机组成摄像机组，计算摄像机组中两个摄像机分别与待测试点之间连线所形成的相对角度；

第二计算单元，用于根据计算出的相对角度以及预设的相对角度阈值区间设置该待测试点的相对代价值；

第三计算单元，用于累计所有待测试点的相对代价值，得到摄像机配置方式的相对代价值。

进一步地，相对角度的预设阈值区间可以为[40°，140°]；

第二计算单元，还可用于计算待测试点的可视摄像机的摄像机组总数；统计相对角度超出预设的相对角度阈值区间的摄像机组数；计算相对角度超出预设的相对角度阈值区间的摄像机组数与摄像机组总数的比值，根据所述比值设置待测试点的相对代价值；

或者，第二计算单元还可用于判断计算出的相对角度是否超出预设的相对角度阈值区间，当超出时，则加大该摄像机组的组代价值，否则减小该摄像机组的组代价值或保持该摄像机组的组代价值不变，累计所有摄像机组的组代价值，得到该测试点的相对代价值。

进一步地，配置模块还可以包括设置单元，设置单元用于设置待测试点的采集权重；

第四计算单元，可以用于根据相对代价值和待测试点的采集权重计算每种摄像机配置方式的配置代价值。

进一步地，设置单元，还可以用于判断所述待测试点是否属于预设的重点采集空间区域内；若待测试点属于所述重点采集空间区域内，则增大该待测试点的采集权重；否则则减小该待测试点的采集权重或保持该待测试点的采集权重不变。

进一步地，预设模块可以包括第一判断单元和第二判断单元。

第一判断单元，用于在待测试点属于摄像机的可视范围时，判断待测试点与摄像机的距离是否在预设的阈值区间内，若在阈值区间内，则认为该摄像机为待测试点的摄像机，否则认为该摄像机不是该待测试点的可视摄像机；和/或

第二判断单元，用于在待测试点属于摄像机的可视范围时，判断待测试点的被测线与当前摄像机的视轴之间的横向夹角是否在预设的角度阈值区间内，若在角度阈值区间内，则认为该摄像机为待测试点的摄像机，否则则认为该摄像机不是待测试点的可视摄像机。

进一步地，本实施例提供的摄像机配置装置，还包括第二处理模块；

第二处理模块，用于根据摄像机的高度信息和摄像机的视轴与水平面的夹角确定摄像机配置方式是否有效；最终的摄像机配置方式为有效的摄像机配置方式。

进一步地，第二处理模块在摄像机配置方式中的每一摄像机均满足以下条件之一，则认为摄像机配置方式有效：

摄像机的高度大于预设的第一阈值且所述摄像机的视轴与水平面的夹角小于预设的第一角度；

摄像机的高度小于预设的第二阈值且所述摄像机的视轴与水平面的夹角大于预设的第二角度；以及，

摄像机的高度属于预设的第三阈值区间且所述摄像机的视轴与水平面的夹角属于预设的第三角度区间。

实施例七：

一种摄像机配置装置，包括存储器和处理器。存储器，用于存储程序；处理器，用于通过执行存储器存储的程序以实现实施例一至五中的方法。

本领域技术人员可以理解，上述实施例中各种方法的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关硬件完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘或光盘等。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (12)

1.一种摄像机配置方法，其特征在于,包括：

在预设的可视化区域中，根据设定的摄像机总数确定预设数量的摄像机配置方式和待测试点的可视摄像机；

根据每种摄像机配置方式中待测试点的相邻两个可视摄像机之间的相对位置关系计算每种摄像机配置方式的相对代价值；

根据所述相对代价值计算每种摄像机配置方式的配置代价值，并按照所述配置代价值确定最终的摄像机配置方式；

根据每种摄像机配置方式中待测试点的相邻两个可视摄像机之间的相对位置关系计算相对代价值，具体包括：

在待测试点的可视摄像机中，以相邻两个可视摄像机组成摄像机组，计算摄像机组中两个摄像机分别与所述待测试点之间连线所形成的相对角度；

根据计算出的相对角度以及预设的相对角度阈值区间设置该待测试点的相对代价值；

累计所有待测试点的相对代价值，得到所述摄像机配置方式的相对代价值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的相对角度阈值区间为[40°，140°]；所述根据计算出的相对角度以及预设的相对角度阈值区间设置该待测试点的相对代价值，具体包括：

计算所述待测试点的可视摄像机的摄像机组总数；统计相对角度超出预设的相对角度阈值区间的摄像机组数；计算相对角度超出预设的相对角度阈值区间的摄像机组数与摄像机组总数的比值，根据所述比值设置待测试点的相对代价值；或，

判断计算出的相对角度是否超出预设的相对角度阈值区间，当超出时，则加大该摄像机组的组代价值，否则减小该摄像机组的组代价值或保持该摄像机组的组代价值不变，累计所有摄像机组的组代价值，得到该测试点的相对代价值。

3.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：设置待测试点的采集权重；

所述根据所述相对代价值计算每种摄像机配置方式的配置代价值，包括：将待测试点的采集权重与初步的可视代价值求积，得到待测试点的可视代价值；

将所述采集权重与初始相对代价值求积，得到待测试点的相对代价值；

对待测试点的可视代价值和相对代价值求和，得到每种摄像机配置方式的配置代价值。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述设置待测试点的采集权重，包括：

判断所述待测试点是否属于预设的重点采集空间区域内；

若待测试点属于所述重点采集空间区域内，则增大该待测试点的采集权重；否则则减小该待测试点的采集权重或保持该待测试点的采集权重不变。

5.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述待测试点的可视摄像机，具体通过以下步骤进行确定：

若待测试点属于摄像机的可视范围，

判断待测试点与摄像机的距离是否在预设的阈值区间内，若在阈值区间内，则认为该摄像机为待测试点的可视摄像机，否则认为该摄像机不是该待测试点的可视摄像机；

和/或，判断待测试点的被测线与摄像机的视轴之间的横向夹角是否在预设的角度阈值区间内，若在预设的角度阈值区间内，则认为该摄像机为待测试点的可视摄像机，否则则认为该摄像机不是待测试点的可视摄像机，所述待测试点的被测线为待测试点与当前摄像机的镜头平面的中心点的连线。

6.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据设定的摄像机总数确定预设数量的摄像机配置方式，包括：

根据所述摄像机的高度信息和所述摄像机的视轴与水平面的夹角确定摄像机配置方式是否有效；所述最终的摄像机配置方式为有效的摄像机配置方式；

在根据摄像机的高度信息和所述摄像机的视轴与水平面的夹角确定摄像机配置方式是否有效时，若所述摄像机配置方式中的每一摄像机均满足以下条件之一，则认为所述摄像机配置方式有效：

所述摄像机的高度大于预设的第一阈值且所述摄像机的视轴与水平面的夹角小于预设的第一角度，使得处于最高值附近的摄像机的镜头尽可能朝下，保证摄像机能够捕捉到可视化区域内的图像；

所述摄像机的高度小于预设的第二阈值且所述摄像机的视轴与水平面的夹角大于预设的第二角度，使得处于最低值附近的摄像机的镜头尽可能朝上，保证摄像机能够捕捉到可视化区域内的图像；以及，

所述摄像机的高度属于预设的第三阈值区间且所述摄像机的视轴与水平面的夹角属于预设的第三角度区间，使得处于中间区域的摄像机能够捕捉到可视化区域内的图像。

7.一种摄像机配置装置，其特征在于,包括：

预设模块，在预设的可视化区域中，根据设定的摄像机总数确定预设数量的摄像机配置方式和待测试点的可视摄像机；

第一处理模块，用于根据每种摄像机配置方式中待测试点的相邻两个可视摄像机之间的相对位置关系计算每种摄像机配置方式的相对代价值；

配置模块，用于根据所述相对代价值计算每种摄像机配置方式的配置代价值，并按照所述配置代价值确定最终的摄像机配置方式；

所述第一处理模块包括：

第一计算单元，用于在待测试点的可视摄像机中，以相邻两个可视摄像机组成摄像机组，计算摄像机组中两个摄像机分别与所述待测试点之间连线所形成的相对角度；

第二计算单元，用于根据计算出的相对角度以及预设的相对角度阈值区间设置该待测试点的相对代价值；

第三计算单元，用于累计所有待测试点的相对代价值，得到所述摄像机配置方式的相对代价值。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述相对角度的预设阈值区间为[40°，140°]；

所述第二计算单元，还用于计算所述待测试点的可视摄像机的摄像机组总数；统计相对角度超出预设的相对角度阈值区间的摄像机组数；计算相对角度超出预设的相对角度阈值区间的摄像机组数与摄像机组总数的比值，根据所述比值设置待测试点的相对代价值；或，还用于判断计算出的相对角度是否超出预设的相对角度阈值区间，当超出时，则加大该摄像机组的组代价值，否则减小该摄像机组的组代价值或保持该摄像机组的组代价值不变，累计所有摄像机组的组代价值，得到该测试点的相对代价值。

9.如权利要求7至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述配置模块包括：

设置单元，用于判断所述待测试点是否属于预设的重点采集空间区域内；若待测试点属于所述重点采集空间区域内，则增大该待测试点的采集权重；否则则减小该待测试点的采集权重或保持该待测试点的采集权重不变；

第四计算单元，用于将待测试点的采集权重与初步的可视代价值求积，得到待测试点的可视代价值；将所述采集权重与初始相对代价值求积，得到待测试点的相对代价值；对待测试点的可视代价值和相对代价值求和，得到每种摄像机配置方式的配置代价值。

10.如权利要求7至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述预设模块包括：

第一判断单元，用于在待测试点属于摄像机的可视范围时，判断待测试点与摄像机的距离是否在预设的阈值区间内，若在阈值区间内，则认为该摄像机为待测试点的可视摄像机，否则认为该摄像机不是该待测试点的可视摄像机；和/或

第二判断单元，用于在待测试点属于摄像机的可视范围时，判断待测试点的被测线与当前摄像机的视轴之间的横向夹角是否在预设的角度阈值区间内，若在角度阈值区间内，则认为该摄像机为待测试点的可视摄像机，否则则认为该摄像机不是待测试点的可视摄像机，所述待测试点的被测线为待测试点与当前摄像机的镜头平面的中心点的连线。

11.如权利要求7至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二处理模块；

所述第二处理模块，用于在所述摄像机配置方式中的每一摄像机均满足以下条件之一，则认为所述摄像机配置方式有效，所述最终的摄像机配置方式为有效的摄像机配置方式：

所述摄像机的高度大于预设的第一阈值且所述摄像机的视轴与水平面的夹角小于预设的第一角度，使得处于最高值附近的摄像机的镜头尽可能朝下，保证摄像机能够捕捉到可视化区域内的图像；

所述摄像机的高度小于预设的第二阈值且所述摄像机的视轴与水平面的夹角大于预设的第二角度，使得处于最低值附近的摄像机的镜头尽可能朝上，保证摄像机能够捕捉到可视化区域内的图像；以及，

所述摄像机的高度属于预设的第三阈值区间且所述摄像机的视轴与水平面的夹角属于预设的第三角度区间，使得处于中间区域的摄像机能够捕捉到可视化区域内的图像。

12.一种摄像机配置装置，其特征在于包括：

存储器，用于存储程序；

处理器，用于通过执行所述存储器存储的程序以实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。

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