CN110244775A - 基于移动设备夹持云台的自动跟踪方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于移动设备夹持云台的自动跟踪方法，移动设备夹持云台通过设置的夹持部件夹持移动设备，移动设备夹持云台上还设有摄像模块，获取人脸人形图像信息，包括以下步骤：获取当前人脸人形图像信息；对当前人脸人形图像信息进行人脸图像提取，并对人脸图像进行坐标标定得出人脸图像的当前空间坐标；根据人脸图像的当前空间坐标判断人脸是否移动，若是，则向电机发送控制信号，控制电机的工作使得云台转动到指定位置。本发明通过利用云台自身的摄像模块可以判断人脸是否发生移动，进而根据人脸移动的方位来控制云台的自动跟踪，进而实现夹持在云台上的移动设备的转动，大大方便了用户的使用。本发明还公开了一种电子设备及存储介质。
Description
技术领域
本发明涉及一种云台跟踪系统，尤其涉及一种基于移动设备夹持云台的自动跟踪方法、电子设备及存储介质。
背景技术
目前，在云台会议视频追踪应用产品，一般是基于外部控制，比如通过安装在其他设备上的APP向电机发送控制信号，通过驱动电机控制云台的转动实现云台转动到指定位置。而对于电机的控制一般是通过外部设备向电机发送红外信号、蓝牙信号、WIFI信号等，实现控制电机的工作。由于信号在发送的过程很容易受到其他无线信号的干扰等的问题，导致操作延迟；另外，上述方式还需要人工进行控制云台APP与拍摄、直播、视频会议等APP之间切换的手动操作，操作较为复杂，不便于控制。
针对其他普遍存在的移动设备夹持云台的设备来说，用户通过将移动设备夹持在对应云台上。当需要转动移动设备时，需要通过在移动设备上安装该云台APP，然后通过云台APP来控制云台的转动，实现移动设备的转动，但是由于需要在移动设备上启动对应的云台APP来实现对云台的转动控制，导致用户必须停下移动设备的其他拍摄、录像、直播、视频通话等功能，打开云台APP来控制云台的转动；当云台转动到一定位置后，用户再退出云台APP，打开其他的应用比如拍摄、录像、直播、视频会议等软件进行自拍、录像、直播和视频会议等操作，因此对于云台的转动控制需要用户随时中断操作来实现，影响用户使用移动设备进行自拍、录像、直播、视频通话等，对于现如今越来越流行的短视频拍摄、直播、视频对话等场景，现有普遍存在的移动设备夹持云台的控制给用户的操作造成了极大的不便。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供基于移动设备夹持云台的自动跟踪方法，其解决现有技术中的移动设备夹持云台中对于云台跟踪需要在通过智能手机、平板电脑等移动设备上安装云台APP来控制云台，影响用户操作其他手机APP，造成用户操作不便的问题。
本发明的目的之二在于提供一种电子设备，其解决现有技术中的移动设备夹持云台中对于云台跟踪需要在通过智能手机、平板电脑等移动设备上安装云台APP来控制云台，影响用户操作其他手机APP，造成用户操作不便的问题。
本发明的目的之三在于提供一种可读存储介质，其解决现有技术中的移动设备夹持云台中对于云台跟踪需要在通过智能手机、平板电脑等移动设备上安装云台APP来控制云台，影响用户操作其他手机APP，造成用户操作不便的问题。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
基于移动设备夹持云台的自动跟踪方法，所述移动设备夹持云台设有夹持部件，并通过夹持部件夹持移动设备，所述移动设备夹持云台上还设有摄像模块，所述摄像模块用于获取人脸人形图像信息，包括以下步骤：
提取步骤：对摄像模块获取的当前人脸人形图像信息进行人脸图像提取，并对人脸图像进行坐标标定得出人脸图像的当前空间坐标；
判断步骤：根据人脸图像的当前空间坐标判断人脸是否移动，若是，则执行控制步骤；
控制步骤：根据移动设备屏幕朝向与摄像模块采集到的人脸人形方位之间的位置关系，向电机发送控制信号控制电机的工作使得移动设备夹持云台转动到指定位置，进而实现移动设备的自动跟踪。
进一步地，还包括预处理步骤：对当前人脸人形图像信息进行预处理，并判断当前人脸人形图像信息中是否存在人脸图像，若存在，则执行提取步骤。
进一步地，所述判断步骤还包括：判断人脸图像的当前空间坐标与系统存储的空间坐标是否一致，若否，则执行控制步骤。
进一步地，所述系统存储的空间坐标为初始坐标或前一次计算出的人脸图像的空间坐标。
进一步地，所述控制步骤之后还包括：更新步骤：根据人脸图像的当前空间坐标更新系统存储的空间坐标。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述移动设备夹持云台设有夹持部件，并通过夹持部件夹持移动设备，所述移动设备夹持云台上还设有摄像模块，所述摄像模块用于获取人脸人形图像信息；
所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
提取步骤：对摄像模块获取的当前人脸人形图像信息进行人脸图像提取，并对人脸图像进行坐标标定得出人脸图像的当前空间坐标；
判断步骤：根据人脸图像的当前空间坐标判断人脸是否移动，若是，则执行控制步骤；
控制步骤：根据移动设备屏幕朝向与摄像模块采集到的人脸人形方位之间的位置关系，向电机发送控制信号控制电机的工作使得移动设备夹持云台转动到指定位置，进而实现移动设备的自动跟踪。
进一步地，还包括预处理步骤：对当前人脸人形图像信息进行预处理，并判断当前人脸人形图像信息中是否存在人脸图像，若存在，则执行提取步骤。
进一步地，所述判断步骤还包括：判断人脸图像的当前空间坐标与系统存储的空间坐标是否一致，若否，则执行控制步骤。
进一步地，所述系统存储的空间坐标为初始坐标或前一次计算出的人脸图像的空间坐标。
本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明目的之一所述基于人脸识别的云台自动跟踪方法的步骤。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明是应用于移动设备夹持云台中，通过利用该云台自身的摄像模块对人脸人形图像进行采集，以及根据采集到的人脸人形图像进行处理并判断人脸是否移动，若是，则根据云台上夹持的移动设备，比如手机、平板电脑、运动相机、单反相机等，与摄像模块之间的位置关系，控制电机的工作使得该云台转动到制定位置，实现该云台的自动转动，也即是实现移动设备的自动跟踪。本发明通过使用该云台内嵌的摄像模块来实现该云台的自动转换，进而使得夹持的移动设备的自动跟踪，不影响用户中断其他手机APP的操作，比如摄像、录像、直播等，就可以实现该云台的自动跟踪，即移动设备的自动跟踪，大大方便了用户的使用。
附图说明
图1为本发明提供基于移动设备夹持云台的自动跟踪方法的流程图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例一：
本发明是应用于移动设备夹持云台(以下简称云台)中，通过利用该云台自身的摄像模块来对人脸人形图像进行采集、处理，判断人脸是否移动，进而实现对该云台的自动跟踪，进而实现夹持在该云台上的移动设备的自动跟踪，无需在移动设备上安装对应的APP来实现对云台的控制，不需要中断移动设备上其他的手机APP的操作，大大方便了用户的使用。尤其特别是针对现如今越来越多的人使用拍照和录制视频原生或特色APP、录制短视频、直播、视频会话等场景，可大大方便用户的使用。
本发明提供了一种基于移动设备夹持云台的自动跟踪方法，如图1所示，具体包括以下步骤：
步骤S1、获取人脸人形图像。该人脸人形图像是通过安装在云台上的摄像模块采集得到，比如安装在云台上的光学摄像头来实现对人脸人形图像的采集。
步骤S2、对人脸人形图像进行预处理。比如去除图像中的一些干扰数据等。请给出预处理的相关处理方法。比如涉及到的图像处理技术、工具、算法等。比如二值化处理。
步骤S3：判断人脸人形图像中是否存在人脸图像，若是，则执行步骤S4；若否，执行其他操作或结束。
一般来说，人脸是始终对准云台摄像头的正中心。当人脸移动时，就可以通过获取的人脸人形图像中的人脸的相对位置坐标来对云台的指向位置进行调整。若拍摄到的人脸人形图像中并不存在人脸图像、或者当存在其他的图像时，就无法判断人脸是否移动，可执行其他操作，比如重新获取人脸人形图像，或结束当前操作。另外，移动设备夹持云台设有夹持部件，通过夹持部件夹持移动设备。比如用户在录制短视频、直播等时，需要保证移动设备的摄像头实时与用户的人脸保持一致。而由于移动设备夹持在云台上，移动设备的摄像头与云台的摄像模块的位置相对固定的，比如将移动设备的摄像头与云台的摄像模块均与用户的人脸保持一致。因此，本发明通过对云台的转动控制，实现云台摄像模块的转动，进而实现移动设备的转动，也即是移动设备的摄像头的转动，使得移动设备的摄像头实时与用户的人脸保持一致。
通过对采集的人脸人形图像进行处理，判断人脸人形图像中是否存在人脸图像，若不存在，则无需对电机进行操作，若存在，则进行一步判断。
步骤S4、对人脸人形图像中的人脸图像进行标定得出人脸人形图像的当前空间坐标。通过对人脸图像中人脸图像进行RGB图像数据的映射，进而将人脸人形图像映射为(0，1)范围之间的坐标值，并将其输入到预先训练好的神经网络模型(该神经网络模型为通过对大量的人脸图像进行训练可得出人脸图像与空间坐标之间的对应关系)，进而可匹配得出人脸人形图像的当前空间坐标。
步骤S5、判断人脸图像的当前空间坐标与系统存储的空间坐标是否一致，若不一致，执行步骤S6；若否，则执行其他操作或结束。这里的系统存储的空间坐标是指上一次计算出的人脸图像的空间坐标或初始坐标。系统首次开始计算时，该系统存储的空间坐标为初始坐标，是由工作人员预先给出一个初始坐标。通过判断人脸图像的当前空间坐标与上一次计算出的人脸图像的空间坐标之间的变化来判断人脸是否移动，若是，则就需要对云台进行转动。图像的位置变化值时前后两幅图像数据差异对应的相对位置产生了空间坐标变化值，因此本发明通过根据当前的人脸图像的当前空间坐标与上一次计算出来的人脸图像的空间坐标之间的变化来判断人脸图像是否移动。
步骤S6、向云台的电机发送控制信号，控制电机的工作使得云台转动到指定位置，进而实现移动设备的转动。由于整个方法的处理过程均是在云台的控制系统中完成的，因此对于电机的控制不需要通过单独的外部控制设备，就不会受到其他的信号干扰，导致操作延迟的问题出现。由于云台在转动的过程中是通过自身的控制来完成的，因此不需要在移动设备上安装对应的APP来实现对云台的控制，因此也不需要中断用户对于移动设备的其他操作，可大大方便用户的使用。
另外，指定位置可以是计算出人脸图像的当前空间坐标，也可以是根据人脸图像的当前空间坐标进行变换得到的坐标。在云台控制中，人脸需要始终对准云台的摄像机的正中心。若检测得出人脸移动时，通过控制电机的工作来使得云台转动到相应位置，进而使得人脸对准摄像机的正中心，由于移动设备被夹持在云台上，因此移动设备的位置与云台的摄像模块的位置相对固定，比如将云台的摄像模块与移动设备的摄像头固定在同一水平面上，当根据摄像模块检测到人脸移动，则移动设备的摄像头中人脸也必然会移动，因此当云台自动转动时，就可以实现移动设备的转动。
本发明利用人脸识别的方式来通过采用安装在云台上的摄像模块对人脸人形图像进行采集，并对人脸人形图像中的人脸图像进行识别，进而计算得出人脸图像的移动坐标变化，然后根据人脸图像的移动坐标变换控制电机的工作，实现云台的自动跟踪，进而实现夹持在云台上的移动设备的转动，不需要在移动设备上安装对应的APP来实现对云台的控制而导致用户中断对移动设备的其他操作，大大方便了用户的使用。比如应用于直播场景、录制短视频、视频通话，以及无法安装APP的微单相机、单反相机、运动相机等各种场景中。
另外，当云台转动到指定位置后，还根据人脸图像的当前空间坐标来更新系统存储的空间坐标，便于下一次人脸移动时的人脸图像的空间坐标与系统存储的空间坐标进行对比，来判断人脸是否移动。
也即是说，本发明还包括步骤S7：根据人脸图像的当前空间坐标更新系统存储的空间坐标。通过实时更新系统中存储的空间坐标，便于做人脸的前后位置对比，若前后位置有变化，则说明人脸移动。
实施例二：
本发明还提供了一种电子设备，其包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理上运行的计算机程序，所述移动设备夹持云台设有夹持部件，并通过夹持部件夹持移动设备，所述移动设备夹持云台上还设有摄像模块，所述摄像模块用于获取人脸人形图像信息；
所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
提取步骤：对摄像模块获取的当前人脸人形图像信息进行人脸图像提取，并对人脸图像进行坐标标定得出人脸图像的当前空间坐标；
判断步骤：根据人脸图像的当前空间坐标判断人脸是否移动，若是，则执行控制步骤；
控制步骤：根据移动设备屏幕朝向与摄像模块采集到的人脸人形方位之间的位置关系，向电机发送控制信号控制电机的工作使得移动设备夹持云台转动到指定位置，进而实现移动设备的自动跟踪。
进一步地，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：预处理步骤：对当前人脸人形图像信息进行预处理，并判断当前人脸人形图像信息中是否存在人脸图像，若存在，则执行提取步骤。
进一步地，所述判断步骤还包括：判断人脸图像的当前空间坐标与系统存储的空间坐标是否一致，若否，则执行控制步骤。
进一步地，所述系统存储的空间坐标为初始坐标或前一次计算出的人脸图像的空间坐标。
进一步地，所述控制步骤之后所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
更新步骤：根据人脸图像的当前空间坐标更新系统存储的空间坐标。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：所述移动设备夹持云台设有夹持部件，并通过夹持部件夹持移动设备，所述移动设备夹持云台上还设有摄像模块，所述摄像模块用于获取人脸人形图像信息；
计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
提取步骤：对摄像模块获取的当前人脸人形图像信息进行人脸图像提取，并对人脸图像进行坐标标定得出人脸图像的当前空间坐标；
判断步骤：根据人脸图像的当前空间坐标判断人脸是否移动，若是，则执行控制步骤；
控制步骤：根据移动设备屏幕朝向与摄像模块采集到的人脸人形方位之间的位置关系，向电机发送控制信号控制电机的工作使得移动设备夹持云台转动到指定位置，进而实现移动设备的自动跟踪。
进一步，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：预处理步骤：对当前人脸人形图像信息进行预处理，并判断当前人脸人形图像信息中是否存在人脸图像，若存在，则执行提取步骤。
进一步，所述判断步骤还包括：判断人脸图像的当前空间坐标与系统存储的空间坐标是否一致，若否，则执行控制步骤。
进一步，所述系统存储的空间坐标为初始坐标或前一次计算出的人脸图像的空间坐标。
进一步，所述控制步骤之后，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：更新步骤：根据人脸图像的当前空间坐标更新系统存储的空间坐标。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.基于移动设备夹持云台的自动跟踪方法，所述移动设备夹持云台设有夹持部件，并通过夹持部件夹持移动设备，其特征在于，所述移动设备夹持云台上还设有摄像模块，所述摄像模块用于获取人脸人形图像信息，包括以下步骤：
提取步骤：对摄像模块获取的当前人脸人形图像信息进行人脸图像提取，并对人脸图像进行坐标标定得出人脸图像的当前空间坐标；
判断步骤：根据人脸图像的当前空间坐标判断人脸是否移动，若是，则执行控制步骤；
控制步骤：根据移动设备屏幕朝向与摄像模块采集到的人脸人形方位之间的位置关系，向电机发送控制信号控制电机的工作使得移动设备夹持云台转动到指定位置，进而实现移动设备的自动跟踪。
2.根据权利要求1所述基于移动设备夹持云台的自动跟踪方法，其特征在于，还包括预处理步骤：对当前人脸人形图像信息进行预处理，并判断当前人脸人形图像信息中是否存在人脸图像，若存在，则执行提取步骤。
3.根据权利要求1所述基于移动设备夹持云台的自动跟踪方法，其特征在于，所述判断步骤还包括：判断人脸图像的当前空间坐标与系统存储的空间坐标是否一致，若否，则执行控制步骤。
4.根据权利要求3所述基于移动设备夹持云台的自动跟踪方法，其特征在于，所述系统存储的空间坐标为初始坐标或前一次计算出的人脸图像的空间坐标。
5.根据权利要求3所述基于移动设备夹持云台的自动跟踪方法，其特征在于，所述控制步骤之后还包括：更新步骤：根据人脸图像的当前空间坐标更新系统存储的空间坐标。
6.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述移动设备夹持云台设有夹持部件，并通过夹持部件夹持移动设备，所述移动设备夹持云台上还设有摄像模块，所述摄像模块用于获取人脸人形图像信息；
所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
提取步骤：对摄像模块获取的当前人脸人形图像信息进行人脸图像提取，并对人脸图像进行坐标标定得出人脸图像的当前空间坐标；
判断步骤：根据人脸图像的当前空间坐标判断人脸是否移动，若是，则执行控制步骤；
控制步骤：根据移动设备屏幕朝向与摄像模块采集到的人脸人形方位之间的位置关系，向电机发送控制信号控制电机的工作使得移动设备夹持云台转动到指定位置，进而实现移动设备的自动跟踪。
7.根据权利要求6所述一种电子设备，其特征在于，还包括预处理步骤：对当前人脸人形图像信息进行预处理，并判断当前人脸人形图像信息中是否存在人脸图像，若存在，则执行提取步骤。
8.根据权利要求6所述一种电子设备，其特征在于，所述判断步骤还包括：判断人脸图像的当前空间坐标与系统存储的空间坐标是否一致，若否，则执行控制步骤。
9.根据权利要求8所述一种电子设备，其特征在于，所述系统存储的空间坐标为初始坐标或前一次计算出的人脸图像的空间坐标。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述基于移动设备夹持云台的自动跟踪方法的步骤。
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