CN111294548B

CN111294548B - 画面翻转方法、装置、设备与计算机可读存储介质

Info

Publication number: CN111294548B
Application number: CN202010105723.3A
Authority: CN
Inventors: 易旺; 柴亚伟
Original assignee: Shenzhen Pengchuang Software Co ltd
Current assignee: Shenzhen Pengchuang Software Co ltd
Priority date: 2020-02-20
Filing date: 2020-02-20
Publication date: 2021-06-04
Anticipated expiration: 2040-02-20
Also published as: CN111294548A

Abstract

本发明公开了一种画面翻转方法，包括：采集场景画面的第一帧图像和第二帧图像，基于所述第一帧图像和所述第二帧图像，确定所述场景画面是否发生变化；若发生变化，则确定所述场景画面对应的运动目标，并确定所述运动目标的位置；基于所述位置，确定所述场景画面是否需要翻转；若需要翻转，则翻转所述场景画面。本发明还公开了一种画面翻转装置、设备和计算机可读存储介质。本发明通过确定场景画面中是否存在运动目标，若是，则进一步确定运动目标的位置，根据运动目标的位置确定是否翻转场景画面，无需人为介入即可实现场景画面的自动翻转，提高了智能性。

Description

画面翻转方法、装置、设备与计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及画面翻转方法、装置、设备与计算机可读存储介质。

背景技术

会议室安装会议摄像机有两种方式可选：正装和倒装，其中，正装是指将摄像机正立安装在会议桌上；倒装是指将摄像机倒立安装在会议室天花板上。若选择倒立安装，摄像头采集到的图像就是倒立的图像，编码传输的也是一个倒立的图像，为了使得最终成像的是一个正立的正常图像，这个时候需要手动切换图像，使图像上下翻转。手动切换图像一般分为两种方式：一种是进入摄像机菜单，点击相应按钮进行切换；另一种是按压摄像机上的物理开关进行切换。

显然，现有的摄像机在采集图像时，无法根据安装场景自动翻转图像，智能性较低。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种画面翻转方法、装置、设备与计算机可读存储介质，旨在实现图像的自动翻转，提高智能性。

为实现上述目的，本发明提供一种画面翻转方法，所述画面翻转方法包括如下步骤：

采集场景画面的第一帧图像和第二帧图像，基于所述第一帧图像和所述第二帧图像，确定所述场景画面是否发生变化；

若发生变化，则确定所述场景画面对应的运动目标，并确定所述运动目标的位置；

基于所述位置，确定所述场景画面是否需要翻转；

若需要翻转，则翻转所述场景画面。

优选地，所述采集场景画面的第一帧图像和第二帧图像，基于所述第一帧图像和所述第二帧图像，确定所述场景画面是否发生变化的步骤包括：

采集场景画面的第一帧图像和第二帧图像，并对所述第一帧图像和所述第二帧图像进行灰度处理，以得到所述第一帧图像的第一灰度值和所述第二帧图像的第二灰度值；

基于所述第一灰度值和所述第二灰度值，确定所述场景画面是否存在运动目标，其中，若存在，则确定所述场景画面发生变化。

优选地，所述基于所述第一灰度值和所述第二灰度值，确定所述场景画面是否存在运动目标的步骤包括：

将所述第一灰度值与所述第二灰度值做差，以得到所述场景画面对应的差分图像；

基于所述差分图像，确定所述场景画面是否存在运动目标，其中，若所述差分图像的值不为零，则确定所述场景画面存在运动目标。

优选地，所述若发生变化，则确定所述场景画面对应的运动目标，并确定所述运动目标的位置的步骤包括：

若发生变化，则生成所述差分图像对应的二值化图像，并基于所述二值化图像，确定对应的运动点；

基于所述运动点，对所述二值化图像进行连通性分析，以得到运动目标，并确定所述运动目标的位置。

优选地，所述若发生变化，则生成所述差分图像对应的二值化图像，并基于所述二值化图像，确定对应的运动点的步骤包括：

若发生变化，则确定所述差分图像对应的阈值；

基于所述阈值，对所述差分图像进行二值化处理，以得到二值化图像，并将所述二值化图像中灰度值为255的像素点确定为运动点。

优选地，所述位置包括所述运动目标的运动范围，所述基于所述位置，确定所述场景画面是否需要翻转的步骤包括：

确定所述运动范围是否在所述场景画面的预设区域内；

若是，则确定所述场景画面需要翻转。

优选地，所述采集场景画面的第一帧图像和第二帧图像，基于所述第一帧图像和所述第二帧图像，确定所述场景画面是否发生变化的步骤之后，所述画面翻转方法还包括：

若未发生变化，则分别对所述场景画面的顶部区域和底部区域进行识别，以确定所述顶部区域中的第一物品和所述底部区域中的第二物品；

基于所述第一物品和所述第二物品，确定所述顶部区域的第一密度值和所述底部区域的第二密度值；

若所述第一密度值大于所述第二密度值，则翻转所述场景画面。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种画面翻转装置，所述画面翻转装置包括：

采集模块，用于采集场景画面的第一帧图像和第二帧图像，基于所述第一帧图像和所述第二帧图像，确定所述场景画面是否发生变化；

第一确定模块，用于若发生变化，则确定所述场景画面对应的运动目标，并确定所述运动目标的位置；

第二确定模块，用于基于所述位置，确定所述场景画面是否需要翻转；

翻转模块，用于若需要翻转，则翻转所述场景画面。

优选地，所述采集模块用于：

优选地，所述采集模块还用于：

优选地，所述第一确定模块还用于：

若发生变化，则确定所述差分图像对应的阈值；

优选地，所述第二确定模块还用于：

确定所述运动范围是否在所述场景画面的预设区域内；

若是，则确定所述场景画面需要翻转。

优选地，所述翻转装置还包括：

识别模块，用于若未发生变化，则分别对所述场景画面的顶部区域和底部区域进行识别，以确定所述顶部区域中的第一物品和所述底部区域中的第二物品；

第三确定模块，用于基于所述第一物品和所述第二物品，确定所述顶部区域的第一密度值和所述底部区域的第二密度值；

所述翻转模块，还用于若所述第一密度值大于所述第二密度值，则翻转所述场景画面。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种画面翻转设备，所述画面翻转设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的画面翻转程序，所述画面翻转程序被所述处理器执行时实现如上所述的画面翻转方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有画面翻转程序，所述画面翻转程序被处理器执行时实现如上所述的画面翻转方法的步骤。

本发明提出的画面翻转方法，采集场景画面的第一帧图像和第二帧图像，基于所述第一帧图像和所述第二帧图像，确定所述场景画面是否发生变化；若发生变化，则确定所述场景画面对应的运动目标，并确定所述运动目标的位置；基于所述位置，确定所述场景画面是否需要翻转；若需要翻转，则翻转所述场景画面。本发明通过确定场景画面中是否存在运动目标，若是，则进一步确定运动目标的位置，根据运动目标的位置确定是否翻转场景画面，无需人为介入即可实现场景画面的自动翻转，提高了智能性。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图；

图2为本发明画面翻转方法第一实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图。

本发明实施例设备可以是PC机或服务器设备。

如图1所示，该设备可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的设备结构并不构成对设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及画面翻转程序。

其中，操作系统是管理和控制画面翻转设备与软件资源的程序，支持网络通信模块、用户接口模块、画面翻转程序以及其他程序或软件的运行；网络通信模块用于管理和控制网络接口1002；用户接口模块用于管理和控制用户接口1003。

在图1所示的画面翻转设备中，所述画面翻转设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的画面翻转程序，并执行下述画面翻转方法各个实施例中的操作。

基于上述硬件结构，提出本发明画面翻转方法实施例。

参照图2，图2为本发明画面翻转方法第一实施例的流程示意图，所述方法包括：

步骤S10，采集场景画面的第一帧图像和第二帧图像，基于所述第一帧图像和所述第二帧图像，确定所述场景画面是否发生变化；

步骤S20，若发生变化，则确定所述场景画面对应的运动目标，并确定所述运动目标的位置；

步骤S30，基于所述位置，确定所述场景画面是否需要翻转；

步骤S40，若需要翻转，则翻转所述场景画面。

本实施例画面翻转方法运用于画面翻转设备，其中，画面翻转设备可以是摄像机，手机等智能终端，为描述方便，在本实施例中，画面翻转设备以摄像机为例进行说明。在具体实施时，摄像机倒立安装在天花板的时候，正常的场景画面，也就是用户想要的场景画面应该是：场景画面的顶部区域较为空旷且物品相对固定，底部区域物品(包括物体和人)较多且物品会发生变化，如位置的移动等。因此，本实施例将摄像机采集到的场景画面分成若干部分，具体可分为底部区域和顶部区域，若是顶部区域有物品运动，而底部区域物品静止，则判断摄像机是倒立安装，这个时候将摄像机自动切换为倒装模式，具体表现为摄像机将场景画面上下翻转。

需要说明的是，顶部区域和底部区域可以是以中线平分的两个区域，也可以是不平分的两个区域，具体可根据实际情况进行设置。

本实施例通过确定场景画面是否存在运动目标，若存在，则进一步确定运动目标的位置，从而根据运动目标的位置决定是否需要将场景画面进行翻转，若需要，则翻转，若不需要，则不翻转。

以下将对各个步骤进行详细说明：

步骤S10，采集场景画面的第一帧图像和第二帧图像，基于所述第一帧图像和所述第二帧图像，确定所述场景画面是否发生变化。

在本实施例中，摄像机采集场景画面的第一帧图像和第二帧图像，并根据第一帧图像和第二帧图像，确定场景画面是否发生变化，其中，第一帧图像和第二帧图像可以是连续的两帧，也可以是不连续两帧，在具体实施时，优选为连续的两帧，由于摄像机采集的图像序列具有连续性的特征，如果当前场景画面，如会议室，没有运动目标，则相邻连续帧的变化很微弱，如果当前场景画面存在运动目标，则相邻连续帧之间会有明显变化。

在具体实施时，步骤S10包括:

步骤a1，采集场景画面的第一帧图像和第二帧图像，并对所述第一帧图像和所述第二帧图像进行灰度处理，以得到所述第一帧图像的第一灰度值和所述第二帧图像的第二灰度值；

在该步骤中，摄像机采集场景画面的第一帧图像和第二帧图像，并对第一帧图像和第二帧图像进行灰度处理，从而得到第一帧图像的第一灰度值和第二帧图像的第二灰度值。可知的，图像是由像素点矩阵构成的，在图像处理中，用RGB三个分量(R：Red，G：Green，B：Blue)，即红、绿、蓝三原色表示像素点，灰度处理的过程实际是让像素点矩阵中的每一个像素点都满足R＝G＝B，从而得到第一帧图像的第一灰度值和第二帧图像的第二灰度值。

步骤a2，基于所述第一灰度值和所述第二灰度值，确定所述场景画面是否存在运动目标，其中，若存在，则确定所述场景画面发生变化。

然后，根据第一灰度值和第二灰度值，确定场景画面是否存在运动目标，具体的，将第一灰度值与第二灰度值进行比较，也即将第一帧图像的每一个像素点的灰度值与第二帧图像的每一个像素点的灰度值进行比较，若第一灰度值与第二灰度值不相等，则确定场景画面存在运动目标，因此，可确定场景画面发生变化。

进一步地，在另一实施例中，步骤a2包括:

在另一实施例中，可采用帧间差分法(Temporal Difference)识别出运动目标，具体的，将第一帧图像配置为f_n-1，第二帧图像配置为f_n，并对第一帧图像和第二帧图像分别做灰度处理，对应的灰度值分别为第一灰度值f_n-1(x,y)，第二灰度值f_n(x,y)，将第一灰度值与第二灰度值进行相减，并取其绝对值，得到差分图像D_n(x,y)。如下公式表示：

D_n(x,y)＝|f_n(x,y)-f_n-1(x,y)|

然后，根据差分图像，确定场景画面是否存在运动目标，其中，只要差分图像的值不为零，也即第一灰度值与第二灰度值不相等，则确定场景画面存在运动目标。

步骤S20，若发生变化，则确定所述场景画面对应的运动目标，并确定所述运动目标的位置。

在本实施例中，若确定场景画面发生变化，则确定场景画面对应的运动目标，也即确定引起场景画面变化的运动目标，并确定运动目标的位置。

具体的，步骤S20包括

步骤b1，若发生变化，则生成所述差分图像对应的二值化图像，并基于所述二值化图像，确定对应的运动点；

在该步骤中，若确定场景画面发生变化，则生成差分图像对应的二值化图像，也即对每个像素点进行二值化处理，从而得到二值化图像R'_n，从而在二值化图像中确定对应的运动点。

具体的，步骤b1，包括：

若发生变化，则确定所述差分图像对应的阈值；

在该步骤中，若确定场景画面发生变化，则确定差分图像对应的阈值T，其中，该阈值可事先设定，如设为127；也可以通过计算像素点矩阵中的所有像素点的灰度值的平均值avg来确定。

然后，根据确定的预置，对差分图像进行二值化处理，从而得到二值化图像，具体如下公式所示：

也即，将超过阈值的像素点配置为白色，也即将其灰度值配置为255，将小于等于阈值的像素点配置为黑色，也即将其灰度值配置为0，最后，灰度值为255的点即为前景点(运动点)，灰度值为0的点即为背景点。

步骤b2，基于所述运动点，对所述二值化图像进行连通性分析，以得到运动目标，并确定所述运动目标的位置。

在该步骤中，在确定二值化图像中的运动点后，对二值化图像进行连通性分析，具体可采用Two-Pass(两遍扫描法)或者Seed Filling(种子填充法)，从而得到运动目标，并且，由于各个像素点的位置可知，因此，可确定目标运动的位置。

步骤S30，基于所述位置，确定所述场景画面是否需要翻转。

在本实施例中，根据运动目标的位置，确定场景画面是否需要翻转，具体的，确定运动目标的位置是否在顶部区域，若是则确定当前摄像机倒装，所采集到的场景画面是倒转的，因此需要对场景画面进行翻转。

进一步地，在另一实施例中，运动目标的位置包括运动目标的运动范围，因此，步骤S30包括：

确定所述运动范围是否在所述场景画面的预设区域内；

若是，则确定所述场景画面需要翻转。

在另一实施例中，通过确定运动目标的运动范围是否在预设区域内，来确定场景画面是否需要翻转，其中，预设区域可根据实际情况进行设置，如上所述的顶部区域等。若确定运动目标的运动范围在预设范围内，则确定场景画面需要翻转，若确定运动目标的运动范围不在预设范围内，如在底部区域，则确定场景画面不需要翻转，当前采集到的场景画面正常。

步骤S40，若需要翻转，则翻转所述场景画面。

在本实施例中，若确定当前场景画面需要翻转，则翻转场景画面，具体为上下翻转，使得摄像机即使是倒立安装，也能像正立安装的摄像头那样，采集到正常的场景画面。

本实施例的摄像机，在检测到到运动目标，且运动目标在预设区域内时，才会触发翻转指令，从而根据翻转指令将场景画面上下翻转，若场景画面中未存在运动目标，也即摄像机采集到的场景画面是静止画面，则即使场景画面是倒立的也无需对其翻转，可以理解的，在会议室无人使用时，会议室没有人，摄像机采集到的场景画面一般保持不变，此时的场景画面并没有价值，因此，即使摄像机是倒立安装，采集到的场景画面倒转，也无需对其进行翻转。

本实施例采集场景画面的第一帧图像和第二帧图像，基于所述第一帧图像和所述第二帧图像，确定所述场景画面是否发生变化；若发生变化，则确定所述场景画面对应的运动目标，并确定所述运动目标的位置；基于所述位置，确定所述场景画面是否需要翻转；若需要翻转，则翻转所述场景画面。本发明通过确定场景画面中是否存在运动目标，若是，则进一步确定运动目标的位置，根据运动目标的位置确定是否翻转场景画面，无需人为介入即可实现场景画面的自动翻转，提高了智能性。

进一步地，基于本发明画面翻转方法第一实施例，提出本发明画面翻转方法第二实施例。

画面翻转方法的第二实施例与画面翻转方法的第一实施例的区别在于，步骤S10之后，画面翻转方法还包括：

步骤c，若未发生变化，则分别对所述场景画面的顶部区域和底部区域进行识别，以确定所述顶部区域中的第一物品和所述底部区域中的第二物品；

步骤d，基于所述第一物品和所述第二物品，确定所述顶部区域的第一密度值和所述底部区域的第二密度值；

步骤e，若所述第一密度值大于所述第二密度值，则翻转所述场景画面。

本实施例根据具体的实施场景可知正常场景画面的顶部区域较为空旷，而底部区域物品较多，因此，可通过识别顶部区域和底部区域的物品，来确定场景画面是否需要翻转。

以下将对各个步骤进行详细说明：

步骤c，若未发生变化，则分别对所述场景画面的顶部区域和底部区域进行识别，以确定所述顶部区域中的第一物品和所述底部区域中的第二物品。

在本实施例中，若确定场景画面未发生变化，即当前场景画面是静止的，未存在运动目标，则分别对场景画面的顶部区域和底部区域进行识别，从而确定顶部区域中的第一物品和底部区域中的第二物品。具体识别方式可通过聚类算法，将rgb值相等的像素点聚成一个簇，即为一个物品。

步骤d，基于所述第一物品和所述第二物品，确定所述顶部区域的第一密度值和所述底部区域的第二密度值。

在本实施例中，根据确定的第一物品和第二物品，以及顶部区域和底部区域的面积，确定顶部区域的第一密度值和第二密度值，具体的，确定第一物品的第一数量，并以第一数量除以顶部区域的面积，从而得到第一密度值，同样的，确定第二物品的第二数量，并以第二数量除以底部区域的面积，从而得到第二密度值。需要说明的是，在本实施例中，顶部区域和底部区域的面积相等。

在本实施例中，若第一密度值大于第二密度值，说明顶部区域的物品较多，而正常的会议室中，摄像机拍摄到的正常场景画面顶部区域应当较为空旷，也即物品较少，因此可确定当前场景画面是倒的，则上下翻转场景画面，从而得到正常的场景画面。

可以理解的，若第一密度值不大于第二密度值，则说明当前场景画面正常，无需对其进行翻转。

本实施例在画面翻转过程中，在检测到运动目标时，且运动目标位于预设区域时翻转之外，还可以通过识别顶部区域和底部区域的物品的密度值，从而确定是否需要翻转，最终得到正常的场景画面，实现场景画面的自动翻转，提高了智能性。

本发明还提供一种画面翻转装置。本发明画面翻转装置包括：

翻转模块，用于若需要翻转，则翻转所述场景画面。

进一步地，所述采集模块用于：

进一步地，所述采集模块还用于：

进一步地，所述第一确定模块还用于：

若发生变化，则确定所述差分图像对应的阈值；

进一步地，所述第二确定模块还用于：

确定所述运动范围是否在所述场景画面的预设区域内；

若是，则确定所述场景画面需要翻转。

进一步地，所述翻转装置还包括：

本发明还提供一种计算机可读存储介质。

本发明计算机可读存储介质上存储有画面翻转程序，所述画面翻转程序被处理器执行时实现如上所述的画面翻转方法的步骤。

其中，在所述处理器上运行的画面翻转程序被执行时所实现的方法可参照本发明画面翻转方法各个实施例，此处不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书与附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种画面翻转方法，其特征在于，所述画面翻转方法包括如下步骤：

基于所述位置与所述场景画面的顶部区域的位置关系，确定所述场景画面是否需要翻转；

若需要翻转，则翻转所述场景画面；

2.如权利要求1所述的画面翻转方法，其特征在于，所述采集场景画面的第一帧图像和第二帧图像，基于所述第一帧图像和所述第二帧图像，确定所述场景画面是否发生变化的步骤包括：

3.如权利要求2所述的画面翻转方法，其特征在于，所述基于所述第一灰度值和所述第二灰度值，确定所述场景画面是否存在运动目标的步骤包括：

4.如权利要求3所述的画面翻转方法，其特征在于，所述若发生变化，则确定所述场景画面对应的运动目标，并确定所述运动目标的位置的步骤包括：

5.如权利要求4所述的画面翻转方法，其特征在于，所述若发生变化，则生成所述差分图像对应的二值化图像，并基于所述二值化图像，确定对应的运动点的步骤包括：

若发生变化，则确定所述差分图像对应的阈值；

6.如权利要求1所述的画面翻转方法，其特征在于，所述位置包括所述运动目标的运动范围，所述基于所述位置与所述场景画面的顶部区域的位置关系的步骤包括：

确定所述运动范围是否在所述场景画面的顶部区域内；

若是，则确定所述场景画面需要翻转。

7.一种画面翻转装置，其特征在于，所述画面翻转装置包括：

第二确定模块，用于基于所述位置与所述场景画面的顶部区域的位置关系，确定所述场景画面是否需要翻转；

翻转模块，用于若需要翻转，则翻转所述场景画面；

8.一种画面翻转设备，其特征在于，所述画面翻转设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的画面翻转程序，所述画面翻转程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的画面翻转方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有画面翻转程序，所述画面翻转程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的画面翻转方法的步骤。