CN111885303A - 一种主动跟踪录摄像视觉方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种主动跟踪录摄像视觉方法，包括以下步骤：1)打开主动跟踪录摄APP，利用图像算法获取人物脸部的特征和大小信息；2)打开视频聊天或者拍照APP，将手机固定到支架上，并对准目标人物；3)后台主动跟踪录摄APP对屏幕进行录制；4)对录制的图像进行算法处理；5)在整个拍照或视频周期内的所有录制画面，进行以上的图像识别人物锁定和主动视角调整操作。本发明与现有技术相比的优点在于：利用了图像处理技术和对三维云台的控制，实现了设备视角的主动调整和成像焦距的调整，在平时生活中有效的解决了视频和拍照操作中的痛点，解放了人们的双手，让视频和拍照更加智能化，让生活更美好。

Description

一种主动跟踪录摄像视觉方法
技术领域
本发明涉及移动设备拍摄领域，具体是指一种主动跟踪录摄像视觉方法。
背景技术
现在人们在用手机或者PAD等设备进行自拍、视频聊天时，一般采用手持、固定三脚架或者自拍杆的办法来操作设备。在长时间的使用过程中经常容易产生疲劳，并且由于拍摄设备视场、焦距的主动调整智能水平的限制，在人物移动的过程中，目标容易跑出画面，成像结果忽大忽小，拍照效果和体验差。出现这个问题的主要原因有以下方面：
1、电子设备的前、后视镜头的视角有限，人物在移动的时候很容易跑出视场，需要实时的调整视角；
2、当设备固定在固定位置时时，人们在远离或靠近镜头时，设备的镜头无法主动调整焦距，成像结果忽大忽小，效果不佳。
目前缺少一种可以代替手动操作，主动改变视角的跟踪人物、主动调整焦距的设备，来解放双手，可以让自己在一定范围内自由活动，拥有更好的拍摄视角，更好的享受生活的乐趣。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对以上问题提供一种能够进行目标自动对焦和调整视角的录摄方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种主动跟踪录摄像视觉方法，包括以下步骤：
1)打开主动跟踪录摄APP，通过摄像头获取需要跟踪的人物的图像或者通过导入人物图片文件以确定需要跟踪的人物，利用图像算法获取人物脸部的特征和大小信息；
2)打开视频聊天或者拍照APP，将手机固定到支架上，并对准目标人物；
3)后台主动跟踪录摄APP对屏幕进行录制；
4)对录制的图像进行算法处理；
5)在整个拍照或视频周期内的所有录制画面，进行以上的图像识别人物锁定和主动视角调整操作，达到人物在视场范围内的最佳成像位置和成像大小。
本发明与现有技术相比的优点在于：利用了图像处理技术和对三维云台的控制，实现了设备视角的主动调整和成像焦距的调整，在平时生活中有效的解决了视频和拍照操作中的痛点，解放了人们的双手，让视频和拍照更加智能化，让生活更美好。
作为优选的，所述步骤4)的具体操作为：
①获取图像的特征，并与初始的目标人物特征进行比对，用以确定目标人物；
②确定目标人物头像的成像位置，如果偏离位置，则通过USB信号线输出信号通知云台调整角度，为简化算法复杂度，可以采用逐步跟进的办法，即如果图像超出范围的左侧，则云台向左调整一个单位的角度，直到图像处于设定范围，超出右侧、上部或者下部可以采用同样的进行处理；
③人物的面部可能会偏转，导致无法和初始画面人物特征匹配，这种情况时，可以通过比较前后帧图像的相似度来判断是否目标图像，并判断是否超出设定范围；
④在成像过程中，除了角度，还要对成像大小进行分析，以人物目标的头部面积在成像画面中的面积为依据，如果小于设定的面积，则调小焦距，反之则调大；
⑤可能出现人物同时偏离视场的情况，则同时进行二和四的描述操作。
作为优选的，步骤2)所述的支架包括底座，所述底座上安装有支撑杆，所述支撑杆端部安装有旋转轴，所述旋转轴上安装有旋转杆，所述旋转杆远离旋转轴的一端安装有三维云台，所述三维云台上安放有电子录摄设备，所述电子录摄设备为智能平板或者智能手机，电子录摄设备通过数据线和三维云台连接。
作为优选的，三维运动云台主要是接收设备的指令信号，进行上下左右调整设备方向；支架用于固定设备，三维云台可以根据手机的对焦点自动进行俯仰和左右四个方向的动作。
附图说明
图1是一种主动跟踪录摄像视觉方法的整体结构示意图。
图2是一种主动跟踪录摄像视觉方法的导入人像示意图。
图3是一种主动跟踪录摄像视觉方法的使用情况示意图。
如图所示：1、底座，2、支撑杆，3、旋转轴，4、旋转杆，5、三维云台，6、电子录摄设备，7、数据线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
本发明在具体实施时，本发明提出的一种主动跟踪人物，主动调整视角和焦距的智能方案，包括了设备端安装的APP及图像处理算法、三维运动的云台、设备安装的支架，整体结构如图1所示。
其中设备端的APP主要处理以下内容：
(1)打开本发明的APP，通过摄像头获取需要跟踪的人物的图像或者通过导入人物图片文件以确定需要跟踪的人物，利用图像算法获取人物脸部的特征和大小信息，如图2所示。
(2)打开视频聊天或者拍照APP，将手机固定到支架上，并对准目标人物；
(3)后台本发明APP对屏幕进行录制(可以进行采样，如5到10帧每秒，减少设备功耗，缺点是移动速度过快时，影响跟踪效果)；
(4)对录制的图像进行算法处理：
一、获取图像的特征，并与初始的目标人物特征进行比对，用以确定目标人物，如图2所示；
二、确定目标人物头像的成像位置，如果偏离位置，则通过USB信号线输出信号通知云台调整角度，为简化算法复杂度，可以采用逐步跟进的办法，即如果图像超出范围的左侧，则云台向左调整一个单位的角度，直到图像处于设定范围，超出右侧、上部或者下部可以采用同样的进行处理，如图3情况1。
三、人物的面部可能会偏转，导致无法和初始画面人物特征匹配，这种情况时，可以通过比较前后帧图像的相似度来判断是否目标图像，并判断是否超出设定范围。
四、在成像过程中，除了角度，还要对成像大小进行分析，以人物目标的头部面积在成像画面中的面积为依据，如果小于设定的面积，则调小焦距，反之则调大，如图3情况2；
五、可能出现人物同时偏离视场的情况，如图3情况3，则同时进行二和四的描述操作。
(5)在整个拍照或视频周期内的所有录制画面，进行以上的图像识别人物锁定和主动视角调整操作，达到人物在视场范围内的最佳成像位置和成像大小。
步骤2)所述的支架包括底座1，所述底座1上安装有支撑杆2，所述支撑杆2端部安装有旋转轴3，所述旋转轴3上安装有旋转杆4，所述旋转杆4远离旋转轴3的一端安装有三维云台5，所述三维云台5上安放有电子录摄设备6，所述电子录摄设备6为智能平板或者智能手机，电子录摄设备6通过数据线7和三维云台5连接。
三维运动云台主要是接收设备的指令信号，进行上下左右调整设备方向；支架用于固定设备，三维云台可以根据手机的对焦点自动进行俯仰和左右四个方向的动作。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种主动跟踪录摄像视觉方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)打开主动跟踪录摄APP，通过摄像头获取需要跟踪的人物的图像或者通过导入人物图片文件以确定需要跟踪的人物，利用图像算法获取人物脸部的特征和大小信息；
2)打开视频聊天或者拍照APP，将手机固定到支架上，并对准目标人物；
3)后台主动跟踪录摄APP对屏幕进行录制；
4)对录制的图像进行算法处理；
5)在整个拍照或视频周期内的所有录制画面，进行以上的图像识别人物锁定和主动视角调整操作，达到人物在视场范围内的最佳成像位置和成像大小。
2.根据权利要求1所述的一种主动跟踪录摄像视觉方法，其特征在于，所述步骤4)的具体操作为：
①获取图像的特征，并与初始的目标人物特征进行比对，用以确定目标人物；
②确定目标人物头像的成像位置，如果偏离位置，则通过USB信号线输出信号通知云台调整角度，为简化算法复杂度，可以采用逐步跟进的办法，即如果图像超出范围的左侧，则云台向左调整一个单位的角度，直到图像处于设定范围，超出右侧、上部或者下部可以采用同样的进行处理；
③人物的面部可能会偏转，导致无法和初始画面人物特征匹配，这种情况时，可以通过比较前后帧图像的相似度来判断是否目标图像，并判断是否超出设定范围；
④在成像过程中，除了角度，还要对成像大小进行分析，以人物目标的头部面积在成像画面中的面积为依据，如果小于设定的面积，则调小焦距，反之则调大；
⑤可能出现人物同时偏离视场的情况，则同时进行二和四的描述操作。
3.根据权利要求1所述的一种主动跟踪录摄像视觉方法，其特征在于：步骤2)所述的支架包括底座(1)，所述底座(1)上安装有支撑杆(2)，所述支撑杆(2)端部安装有旋转轴(3)，所述旋转轴(3)上安装有旋转杆(4)，所述旋转杆(4)远离旋转轴(3)的一端安装有三维云台(5)，所述三维云台(5)上安放有电子录摄设备(6)。
4.根据权利要求3所述的一种主动跟踪录摄像视觉方法，其特征在于：三维运动云台主要是接收设备的指令信号，进行上下左右调整设备方向；支架用于固定设备。
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