CN111355887A - 一种高速球型摄像机目标跟踪聚焦的优化方法 - Google Patents

一种高速球型摄像机目标跟踪聚焦的优化方法 Download PDF

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林嘉华
莫平华
刘军
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

本发明安防摄像技术领域，具体公开了一种高速球型摄像机目标跟踪聚焦的优化方法,包括以下步骤：步骤S1、跟踪目标确定选择；步骤S2、目标位置容差计算，判断容差是否在r范围内，若是则将放大倍数置零，跳转到步骤S5，否则执行步骤S3；步骤S3、放大倍数计算；步骤S4、低通滤波，平滑放大倍数；步骤S5、输出放大倍数，本发明采用容差和低通平滑滤波双重叠加算法操作来缓解目标定位误差带来的上述问题发生，降低突兀变化带来影响，可在高速球型跟踪摄像头移动跟踪下，解决目标跟踪聚焦失步问题。

Description

一种高速球型摄像机目标跟踪聚焦的优化方法
技术领域
本发明属于安防摄像技术领域，涉及一种摄像机目标跟踪方法，尤其涉及一种高速球型摄像机目标跟踪聚焦的优化方法。
背景技术
在高速球型跟踪摄像机的目标跟踪实现中，由于收到检测算法和摄像机移动带来的场景变换影响，目标位置和大小与实际图像会有一个偏差值，而根据目标在图像位置计算出来的焦距或者说放大倍数及移动的距离也会因这个偏差值存在收到影响，从而为实际部署环境中带来较差使用效果以及由于摄像机不断重复放大缩小而带来的机械负担。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，从而提出一种高速球型摄像机目标跟踪聚焦的优化方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高速球型摄像机目标跟踪聚焦的优化方法，包括以下步骤：
步骤S1、跟踪目标确定选择；
步骤S2、目标位置容差计算，判断容差是否在r范围内，若是则将放大倍数置零，跳转到步骤S5，否则执行步骤S3；
步骤S3、放大倍数计算；
步骤S4、低通滤波，平滑放大倍数；
步骤S5、输出放大倍数。
优选的，所述步骤S1中，所述跟踪目标确定选择在高速球型摄像机监控范围内，选择需要跟踪目标。
优选的，所述步骤S2中，所述的目标位置容差计算，计算选定目标位置的几何中心，判断其中心与上一帧位置的距离是否在r的范围内，若在则置零输出放大倍数值。
优选的，所述步骤S3中，根据目标在高速球型监控区域内的图像坐标位置obj(xt，yt，wt，ht)，计算目标放大倍数为：
Figure BDA0002392573840000021
其中x和y表示目标在图像中的像素位置，t表示时刻，w表示宽，h表示高。
优选的，所述步骤S4中，设置低通滤波器，过滤异常的放大值，设置outt-1(out0，out1，out2，out3，…，outt-1)为t-1时间内每一次放大输出值，做低通滤波平滑放大输出值，具体包括以下步骤：
步骤S41、计算t-1时间内放大次数，输出倍数值大于0为放大，小于0为缩小：
Figure BDA0002392573840000022
步骤S42、若步骤41条件满足，则当前输出值置零输出
优选的，所述步骤S5中，所述重新搜索目标输出最终放大值。
本发明的有益效果是：
本发明采用容差和低通平滑滤波双重叠加算法操作来缓解目标定位误差带来的上述问题发生，利用目标在原位置之间的跳动范围，设置一个容差值，当目标中心位置在容差范围内则认为变化是由于误检带来的，之后使用一个低通滤波器过滤异常的放大倍数值，降低突兀变化带来影响。本发明综合两个算法优缺点，在实际部署环境中能够有效降低由于目标检测误差带来的聚焦失步问题，从而导致高速球型摄像机在不断重复放大缩小，解决实际使用带来的体验差问题和降低设备因反复聚焦操作带来的负担。
附图说明
图1为本发明提出的高速球型摄像机下目标跟踪聚焦失步优化方法的流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例
请参照图1，本实施例提供一种高速球型摄像机目标跟踪聚焦的优化方法，其包括以下步骤：
步骤S1、跟踪目标确定选择；
步骤S2、目标位置容差计算，判断容差是否在r范围内，若是则将放大倍数置零，跳转到步骤S5，否则执行步骤S3；
步骤S3、放大倍数计算；
步骤S4、低通滤波，平滑放大倍数；
步骤S5、输出放大倍数。
优选的，所述步骤S1中，所述跟踪目标确定选择在高速球型摄像机监控范围内，选择需要跟踪目标。在具体实施过程中，所述步骤S1中，使用高速球型摄像机作为目标获取和跟踪设备、使用行人检测深度学习模型作为目标检测算法对行人目标进行检测，同时计算每一个目标在摄像机图像下的坐标信息，选取距离图像中心最近且目标框最大作为选取目标输出。
优选的，所述步骤S2中，所述的目标位置容差计算，计算选定目标位置的几何中心，判断其中心与上一帧位置的距离是否在r的范围内，若在则置零输出放大倍数值。在具体的实施过程中，所述步骤S2中，若为初次选择目标，则直接计算在当前位置下应该放大倍数后输出，否则计算选出来的目标几何中心位置和上一帧目标所在位置几何中心距离:
d＝||obj(xt,yt,wt,ht)-obj(xt-1,yt-1,wt-1,ht-1)||。
判断这个距离d是否在容差r范围内，如果是则将输出放大倍数置零输出，否则跳转到步骤S3,在具体实施例中，r选取为(wt+wt-1+α)/2，其中α为调整因子。
优选的，所述步骤S3中，根据目标在高速球型监控区域内的图像坐标位置obj(xt，yt，wt，ht)，计算目标放大倍数为：
Figure BDA0002392573840000051
其中x和y表示目标在图像中的像素位置，t表示时刻，w表示宽，h表示高。
优选的，所述步骤S4中，设置低通滤波器，过滤异常的放大值，设置outt-1(out0，out1，out2，out3，…，outt-1)为t-1时间内每一次放大输出值，做低通滤波平滑放大输出值，具体包括以下步骤：
步骤S41、计算t-1时间内放大次数，输出倍数值大于0为放大，小于0为缩小：
Figure BDA0002392573840000052
步骤S42、若步骤4.1条件满足，则当前输出值置零输出
优选的，所述步骤S5中，所述重新搜索目标输出最终放大值。
本发明采用容差和低通平滑滤波双重叠加算法操作来缓解目标定位误差带来的上述问题发生，利用目标在原位置之间的跳动范围，设置一个容差值，当目标中心位置在容差范围内则认为变化是由于误检带来的，之后使用一个低通滤波器过滤异常的放大倍数值，降低突兀变化带来影响。本发明综合两个算法优缺点，在实际部署环境中能够有效降低由于目标检测误差带来的聚焦失步问题，从而导致高速球型摄像机在不断重复放大缩小，解决实际使用带来的体验差问题和降低设备因反复聚焦操作带来的负担。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高速球型摄像机目标跟踪聚焦的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、跟踪目标确定选择；
步骤S2、目标位置容差计算，判断容差是否在r范围内，若是则将放大倍数置零，跳转到步骤S5，否则执行步骤S3；
步骤S3、放大倍数计算；
步骤S4、低通滤波，平滑放大倍数；
步骤S5、输出放大倍数。
2.根据权利要求1所述的高速球型摄像机目标跟踪聚焦的优化方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述跟踪目标确定选择在高速球型摄像机监控范围内，选择需要跟踪目标。
3.根据权利要求1所述的高速球型摄像机目标跟踪聚焦的优化方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述的目标位置容差计算，计算选定目标位置的几何中心，判断其中心与上一帧位置的距离是否在r的范围内，若在则置零输出放大倍数值。
4.根据权利要求1所述的高速球型摄像机目标跟踪聚焦的优化方法，其特征在于，所述步骤S3中，根据目标在高速球型监控区域内的图像坐标位置obj(xt，yt，wt，ht)，计算目标放大倍数为：
Figure FDA0002392573830000011
其中x和y表示目标在图像中的像素位置，t表示时刻，w表示宽，h表示高。
5.根据权利要求1所述的高速球型摄像机目标跟踪聚焦的优化方法，其特征在于，所述步骤S4中，设置低通滤波器，过滤异常的放大值，设置outt-1(out0，out1，out2，out3，…，outt-1)为t-1时间内每一次放大输出值，做低通滤波平滑放大输出值，具体包括以下步骤：
步骤S41、计算t-1时间内放大次数，输出倍数值大于0为放大，小于0为缩小：
Figure FDA0002392573830000021
步骤S42、若步骤41条件满足，则当前输出值置零输出。
6.根据权利要求1所述的高速球型摄像机目标跟踪聚焦的优化方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述重新搜索目标输出最终放大值。
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