CN109977770B

CN109977770B - 一种自动跟踪拍摄方法、装置、系统及存储介质

Info

Publication number: CN109977770B
Application number: CN201910130704.3A
Authority: CN
Inventors: 邱鸿
Original assignee: Anker Innovations Co Ltd
Current assignee: Anker Innovations Co Ltd
Priority date: 2019-02-21
Filing date: 2019-02-21
Publication date: 2023-06-27
Anticipated expiration: 2039-02-21
Also published as: CN109977770A

Abstract

本发明提供一种自动跟踪拍摄方法、装置、系统及存储介质，该方法包括确认目标人物并得到所述目标人物的人脸，以及获取实时图像数据；基于所述目标人物的人脸和所述实时图像数据检测所述目标人物；调整所述拍摄角度使所述目标人物始终处于图像的中心位置。根据本发明的方法、装置、系统及存储介质，可以根据人脸识别的人脸中心点跟图像中心点比对来计算调整角度实时调整摄像头位置，让拍摄角度时刻处于最佳角度。

Description

一种自动跟踪拍摄方法、装置、系统及存储介质

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，特别涉及自动跟踪拍摄方法、装置、系统及存储介质。

背景技术

现有很多场景需要使用到摄像头，而在拍摄过程中拍摄目标往往会发生移动，当拍摄目标不停地移动时，在这个过程中存在跟踪摄像的需求，而目前的做法都是拍摄者需要跟着拍摄目标进行移动，并手动来调整捕获人物，造成拍摄画面不稳定或者拍摄效果不好，不能保证拍摄的最佳角度；同时也会导致拍摄者体力消耗很大。

因此，现有技术中存在摄像头需要人手动来调整捕获人物，导致拍摄画面效果不好，不能保证拍摄的最佳角度的问题。

发明内容

考虑到上述问题而提出了本发明。本发明提供了一种自动跟踪拍摄方法、装置、系统及存储介质，以解决摄像头需要人手动来调整捕获人物，不能保证拍摄的最佳角度的问题。

根据本发明一方面，提供了一种自动跟踪拍摄方法，所述方法包括，

获取实时图像，检测所述实时图像中是否存在目标人物；

如果存在目标人物，则确定在所述实时图像中所述目标人物的人脸位置；

根据所述目标人物的人脸位置调整拍摄角度，使所述目标人物始终处于实时图像的中心位置。

示例性地，检测所述实时图像中是否存在目标人物包括：

获取目标人物的人脸参考图像；

将目标人物的人脸参考图像与所述实时图像中检测到的实时人脸图像进行比对；

如果存在与目标人物的人脸参考图像相似度大于或等于相似度阈值的实时人脸图像，则确定存在目标人物；

其中，与目标人物的人脸参考图像相似度最高的实时人脸图像为目标人物的实时人脸图像。

示例性地，获取目标人物的人脸参考图像，包括：

根据目标人物的生物特征确认所述目标人物的身份，并得到所述目标人物的人脸参考图像，或，

直接获取目标人物的人脸参考图像。

示例性地，所述生物特征包括：指纹、虹膜、声纹、人脸特征中的至少一个。

示例性地，

检测所述实时图像中是否存在目标人物还包括：

如果与目标人物的人脸参考图像相似度小于所述相似度阈值则确定所述实时图像中不存在目标人物。

示例性地，根据所述目标人物的人脸位置调整拍摄角度，使所述目标人物始终处于实时图像的中心位置包括：

根据所述实时图像数据中目标人脸确定所述目标人物的实时人脸图像的中心位置；

计算所述目标人物的实时人脸图像的中心位置与实时图像的中心位置的第一距离；

将所述第一距离作为一个圆球的圆弧，以目标人物的实时人脸图像的中心位置到图像的中心位置的方向将拍摄角度旋转第一角度；

计算旋转第一角度后所述目标人物的实时人脸图像的中心位置移动的第二距离；

根据所述第一距离和第二距离计算剩余旋转次数。

示例性地，所述根据所述第一距离和第二距离计算剩余旋转次数包括：利用如下公式计算：剩余旋转次数＝(第一距离/第二距离)-1，其中，所述剩余旋转次数为自然数。

示例性地，所述调整所述拍摄角度使所述目标人物始终处于实时图像的中心位置还包括：每次旋转第一角度后均进行计算剩余旋转的角度进行校准。

示例性地，所述调整所述拍摄角度包括：水平方向360度旋转，垂直方向180度旋转。

根据本发明另一方面，提供了一种自动跟踪拍摄装置，所述自动跟踪拍摄装置包括：

图像获取模块，用于获取实时图像；

人脸识别模块，用于检测所述实时图像中是否存在目标人物；

位置检测模块，用于当存在目标人物时确定在所述实时图像中所述目标人物的人脸位置；

旋转模块，用于根据所述目标人物的人脸位置调整拍摄角度，使所述目标人物始终处于实时图像的中心位置。

示例性地，所述人脸识别模块包括：

参考模块，用于获取目标人物的人脸参考图像；

比对模块，用于将目标人物的人脸参考图像与所述实时图像中检测到的实时人脸图像进行比对，且如果存在与目标人物的人脸参考图像相似度大于或等于相似度阈值的实时人脸图像，则确定存在目标人物；

示例性地，所述参考模块还用于：

直接获取目标人物的人脸参考图像。

示例性地，所述比对模块还用于：

示例性地，所述旋转模块包括：

目标位置确定模块，用于根据所述实时图像中目标人物的人脸位置确定所述目标人物的实时人脸图的中心位置；

距离计算模块，用于计算所述目标人物的实时人脸图像的中心位置与实时图像的中心位置的第一距离；

旋转子模块，用于将所述第一距离作为一个圆球的圆弧，以目标人物的实时人脸图像的中心位置到图像的中心位置的方向将拍摄角度旋转第一角度；

旋转距离计算模块，用于计算旋转第一角度后所述目标人物的实时人脸图像的中心位置移动的第二距离；

旋转次数计算模块，用于根据所述第一距离和第二距离计算剩余旋转次数。

示例性地，所述旋转模块还包括：校准模块，用于每次旋转第一角度后均进行计算剩余旋转的角度进行校准。

示例性地，所述旋转模块还包括：拍摄角度的旋转范围包括水平方向360度旋转，垂直方向180度旋转。

根据本发明另一方面，提供了一种自动跟踪拍摄系统，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上且在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

根据本发明另一方面，提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机执行时实现上述方法的步骤。

根据本发明提供了一种自动跟踪拍摄方法、装置、系统及存储介质，根据目标人物的人脸在图像中的位置实时调整摄像头的方向，让拍摄角度时刻处于最佳角度，提升拍摄效果。

附图说明

通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1是用于实现根据本发明实施例的一种自动跟踪拍摄方法的流程示意图；

图2是用于实现根据本发明实施例的一种自动跟踪拍摄装置的示意框图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。

下面参考图1来描述用于实现本发明实施例的一种自动跟踪拍摄方法的流程示意图。所述自动跟踪拍摄方法包括：

首先,在步骤S110,获取实时图像，检测所述实时图像中是否存在目标人物；

在步骤120，如果存在目标人物，则确定在所述实时图像中所述目标人物的人脸位置；

在步骤130，根据所述目标人物的人脸位置调整拍摄角度，使所述目标人物始终处于实时图像的中心位置。

其中，根据目标人物在实时图像中的人脸位置，通过计算人脸位置与图像采集装置(如摄像头)的实时采集画面中之间的距离，得到图像采集装置分别在在水平方向或垂直方向需要旋转的角度，并根据角度控制图像采集装置在水平方向或垂直方向上进行旋转，使目标人物的人脸位于采集画面的中心；随着目标人物的移动，图像采集装置也随之移动，保证拍摄角度时刻处于最佳角度，从而提升拍摄效果。

在图像采集装置没有检测目标人物时，可以采用周期性地水平180度或360度旋转以检测目标人物，也可以在垂直方向上改变周期性旋转，具体可以根据实际情况或应用场合设置，在此不做限制。

根据本发明的实施例，所述步骤110还可以进一步包括：

获取目标人物的人脸参考图像；

所述获取目标人物的人脸参考图像包括：根据目标人物的生物特征确认所述目标人物的身份，并得到所述目标人物的人脸参考图像，或，直接获取目标人物的人脸参考图像。

其中，目标人物的人脸参考图像可以是已知的，其中，此时如果目标人物的人脸参考图像已知，不论所述目标人物的身份是否知晓，均可以通过所述人脸参考图像在图像采集装置采集的实时图像中检测是否存在目标人物。

在一个实施例中，图像采集装置采集实时图像，当采集到某一人物时，可以将该帧图像中的该人物的人脸图像作为目标人物的参考人脸图像，继续在实时图像中根据这一目标人物的参考人脸图像检测目标人物的人脸位置。

而目标人物的人脸参考图像也可以是未知的，此时，可以通过目标人物的身份特征来获取其人脸参考图像，如通过目标人物的生物特征来确定所述目标人物的身份，进而得到所述目标人物的人脸参考图像。

在一个实施例中，事先建立数据库，所述数据库包括人员的ID号、人脸参考图像等，其中，还可以包括人员的生物特征信息，如指纹、虹膜、声纹等用于身份确认的信息；当需要对数据库中的某一个目标人物进行追踪拍摄时，可以通过目标人物的ID号在数据库中获取对应的目标人物的人脸参考图像，进而实现实时的目标人物的追踪拍摄。

示例性地，通过人脸检测和人脸识别确定图像数据中是否包含目标人脸的处理是图像处理领域中的常见处理，具体的，可以通过诸如模板匹配、SVM(支持向量机)、神经网络等各种本领域中常用的人脸检测方法，从而确定图像数据中包含有目标人脸的各帧图像。上述通过人脸检测和人脸识别确定包含有目标人脸的图像帧的处理是图像处理领域中的常见处理，此处不再对其进行详细描述。

示例性地，所述实时图像可以是单帧图像或连续的多帧图像或不连续的任意选定的多帧图像。

示例性地，所述实时图像还可以是视频数据，当所述实时图像是视频数据时，所述方法还包括对所述视频数据进行视频图像分帧，并对每帧图像进行人脸检测，生成包括至少一张人脸图像的多帧图像。

根据本发明的实施例，所述方法100还可以进一步包括：

根据本发明的实施例，所述步骤120还可以进一步包括：

基于所述目标人物的实时人脸图像，确定所述目标人物的人脸位置。

示例性地，确定所述目标人物的人脸位置可以是将实时图像中的目标人脸标注指示框，其中，所述指示框中包含所述目标人物的实时人脸图像，如方形；还可以是得到所述指示框的坐标集合，所述坐标集合包括至少一个指示框边缘的点坐标。例如指示框的四个顶点的坐标，或任一对角线两个顶点的坐标。

根据本发明的实施例，所述步骤130还可以进一步包括：

根据所述目标人物的人脸位置调整拍摄角度，使所述目标人物始终处于实时图像的中心位置包括：根据所述实时图像中目标人物的人脸位置确定所述目标人物的实时人脸图像的中心位置C1；

计算所述目标人物的实时人脸图像的中心位置C1与实时图像的中心位置的第一距离S1；

将所述距离作为一个圆球的圆弧，以目标人物的实时人脸图像的中心位置到实时图像的中心位置的方向将拍摄角度旋转第一角度A1；

计算旋转第一角度A1后所述目标人物的实时人脸图像的中心位置移动的第二距离S2；

根据所述第一距离S1和第二距离S2计算剩余旋转次数。

其中，所述目标人物的实时人脸图像的中心位置是指所述指示框的中心点位置。通过计算目标人物的实时人脸图像的中心位置与实时图像的中心位置的差距来得到图像采集装置的旋转角度和方向。

示例性地，所述根据所述第一距离和第二距离计算剩余旋转次数包括：利用如下公式计算：剩余旋转次数＝S1/S2-1，其中，所述剩余旋转次数为自然数。

根据本发明的实施例，所述步骤130还可以进一步包括：

根据所述目标人物的人脸位置调整拍摄角度，使所述目标人物始终处于实时图像的中心位置还包括：每次旋转第一角度A1后均进行计算剩余旋转的角度进行校准。

其中，在图像采集装置每次旋转第一角度后进行校准有利于减小误差，进一步提高图像采集装置的追踪拍摄的准确度。

在一个实施例中，一种自动跟踪拍摄方法包括：

首先，根据声纹技术确认目标人物的身份，得到所述目标人物的人脸参考图像；

然后，摄像头360度旋转并基于所述目标人物的人脸参考图像以及人脸识别技术检测实时图像中是否存在目标人物；

下一步，在确定实时图像中的目标人物后，摄像头获取到目标人物的人脸在画面中的位置，并采用方形指示框标注所述目标人物的人脸图像，进而得到所述指示框内所述目标人物的人脸图像的人脸中心点及其坐标；然后跟画面中心点及其坐标进行比对计算需要偏转的角度；

其中，该计算方法包括：

在成像的画面的计算出人脸中心点A和画面中心点B的距离s1，以s1为一个圆球半径为r的圆弧；

然后根据A到B的方向旋转摄像头1度到位置C，位置A到C距离为s2，根据(s1/s2-1)来计算出C到B对应的旋转角度进行摄像头旋转并且每转移1度的时候进行计算接下来需要旋转的角度来进行校准减小误差；

最后，依此来调整摄像头角度，让人物处于中心位置，当人物进行移动的时候，通过人脸识别来获取到人物的实时位置，然后实时计算跟头像跟画面中心点的角度，实时调整摄像头角度，让人物处于中心位置。

其中，如果在画面中没有捕获到人脸，那么摄像头进行水平360度旋转通过人脸识别来捕获人物。

参见图2，根据用于实现本发明的实施例的自动跟踪拍摄装置200，包括：

图像获取模块210，用于获取实时图像；

人脸识别模块220，用于检测所述实时图像中是否存在目标人物；

位置检测模块230，用于当存在目标人物时确定在所述实时图像中所述目标人物的人脸位置；

旋转模块240，用于根据所述目标人物的人脸位置调整拍摄角度，使所述目标人物始终处于图像的中心位置。

示例性地，所述人脸识别模块220包括：

参考模块221，用于获取目标人物的人脸参考图像；

比对模块222，用于将目标人物的人脸参考图像与所述实时图像中检测到的实时人脸图像进行比对，且如果存在与目标人物的人脸参考图像相似度大于或等于相似度阈值的实时人脸图像，则确定存在目标人物；

示例性地，通过人脸检测和人脸识别确定图像数据中是否包含目标人脸的处理是图像处理领域中的常见处理，具体的，可以通过诸如模板匹配、SVM(支持向量机)、神经网络等各种本领域中常用的人脸检测方法在包含目标人脸的起始图像帧中确定该人脸的大小和位置，从而确定图像数据中包含有目标人脸的各帧图像。上述通过人脸检测和人脸识别确定包含有目标人脸的图像帧的处理是图像处理领域中的常见处理，此处不再对其进行详细描述。

示例性地，所述参考模块221还用于根据目标人物的生物特征确认所述目标人物的身份，并得到所述目标人物的人脸参考图像，或，直接获取目标人物的人脸参考图像。

示例性地，所述实时图像包括：单帧图像或连续的多帧图像或不连续的任意选定的多帧图像。

示例性地，所述比对模块222还用于：如果与目标人物的人脸参考图像相似度小于所述相似度阈值则确定所述实时图像中不存在目标人物。

根据本发明实施例，所述位置检测模块230可以进一步用于：

示例性地，所述旋转模块240包括：

目标位置确定模块241，用于根据所述实时图像中目标人物的实时人脸图像确定所述目标人脸的中心位置C1；

距离计算模块242，用于计算所述目标人物的实时人脸图像的中心位置C1与实时图像的中心位置的第一距离S1；

旋转子模块243，用于将所述第一距离作为一个圆球的圆弧，以目标人物的实时人脸图像的中心位置到实时图像的中心位置的方向将拍摄角度旋转第一角度A1；

旋转距离计算模块244，用于计算旋转第一角度A1后所述目标人物的实时人脸图像的中心位置C1移动的第二距离S2；

旋转次数计算模块245，用于根据所述第一距离S1和第二距离S2计算剩余旋转次数。

示例性地，所述根据所述第一距离和第二距离计算剩余旋转次数包括：利用如下公式计算：剩余旋转次数＝S1/S2-1。

示例性地，所述旋转模块240还包括：校准模块246(图中未示出)，用于每次旋转第一角度A1后均进行计算剩余旋转的角度进行校准。

示例性地，所述旋转模块240还包括：拍摄角度的旋转范围包括水平方向360度旋转，垂直方向180度旋转。

本发明实施例中，通过生物特征识别技术来确定目标人物或目标人物已知，然后采用人脸识别技术来在实时图像数据中捕获目标人物，并根据通过人脸识别获取目标人脸中心点和画面中心点，通过移动的距离和旋转的角度来实时计算剩下的距离需要旋转的摄像头角度来调整拍摄角度依此达到最佳效果。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

根据本发明的另一方面，提供一种自动跟踪拍摄系统，包括存储装置、以及处理器；

所述存储装置存储用于实现根据本发明实施例的自动跟踪拍摄方法中的相应步骤的程序代码；

所述处理器用于运行所述存储装置中存储的程序代码，以执行以上根据本发明实施例的自动跟踪拍摄方法的相应步骤。

在一个实施例中，在所述程序代码被所述处理器运行时执行以上根据本发明实施例的前述自动跟踪拍摄方法的相应步骤。

此外，根据本发明的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，在所述存储介质上存储了程序指令，在所述程序指令被计算机或处理器运行时用于执行本发明实施例的自动跟踪拍摄方法的相应步骤，并且用于实现根据本发明实施例的自动跟踪拍摄系统。

示例性地，所述计算机可读存储介质可以是一个或多个计算机可读存储介质的任意组合。

在一个实施例中，所述计算机程序指令在被计算机运行时可以实现根据本发明实施例的前述自动跟踪拍摄方法。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种自动跟踪拍摄方法，其特征在于，所述方法包括：

获取实时图像，检测所述实时图像中是否存在目标人物；

根据所述目标人物的人脸位置调整拍摄角度，使所述目标人物始终处于实时图像的中心位置；

其中，所述根据所述目标人物的人脸位置调整拍摄角度，使所述目标人物始终处于实时图像的中心位置，包括：

计算所述目标人物的实时人脸图像的中心位置与所述实时图像的中心位置的第一距离；

以所述目标人物的实时人脸图像的中心位置到所述实时图像的中心位置为方向将拍摄角度旋转第一角度；

计算旋转所述第一角度后所述目标人物的实时人脸图像的中心位置移动的第二距离；

根据所述第一距离和所述第二距离计算剩余旋转次数并相应旋转，其中，所述剩余旋转次数＝(所述第一距离/所述第二距离)-1，所述剩余旋转次数为自然数，每次旋转对应的旋转方向为所述目标人物的实时人脸图像的中心位置到所述实时图像的中心位置的方向，每次旋转对应的旋转角度为所述第一角度，每次旋转所述第一角度后均计算剩余旋转的次数来进行校准。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，检测所述实时图像中是否存在目标人物包括：

获取目标人物的人脸参考图像；

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，获取目标人物的人脸参考图像，包括：

直接获取目标人物的人脸参考图像。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，检测所述实时图像中是否存在目标人物还包括：

5.一种自动跟踪拍摄装置，其特征在于，所述自动跟踪拍摄装置包括：

图像获取模块，用于获取实时图像；

旋转模块，用于根据所述目标人物的人脸位置调整拍摄角度，使所述目标人物始终处于实时图像的中心位置；

6.一种自动跟踪拍摄系统，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上且在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4中任一项所述方法的步骤。

7.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被计算机执行时实现权利要求1至4中任一项所述方法的步骤。