CN113099099A - 一种摄像头云台、电子设备和摄像头驱动方法 - Google Patents

一种摄像头云台、电子设备和摄像头驱动方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种摄像头云台、电子设备和摄像头驱动方法，其中，摄像头云台，包括：拾音组件，包括至少两个第一拾音单元和至少两个第二拾音单元，所述至少两个第一拾音单元沿重力方向间隔分布，所述至少两个第二拾音单元沿水平方向间隔分布；识别模块，与所述拾音组件连接，用于根据所述拾音组件中每一拾音单元识别的声音信息以及每一拾音单元的位置确定音源所在的方向，其中，所述声音信息包括接收到声音的时间；驱动模块，用于驱动摄像头旋转至朝向所述音源所在的方向。本发明实施例可以驱动摄像头对音源主体进行追踪拍摄，减少了拍摄的成本。

Description

一种摄像头云台、电子设备和摄像头驱动方法
技术领域
本发明涉及图像采集技术领域，尤其涉及一种摄像头云台、电子设备和摄像头驱动方法。
背景技术
随着科技的发展，采用摄像头进行视频监控的技术已经得到越来越广泛的应用。
采用摄像头进行视频监控的应用中，随着人类的活动或者环境的变换，往往需要切换摄像头的拍摄角度，以获取更加有效的拍摄画面。在相关技术中，通过人工进行远程控制的方式控制摄像头旋转或者通过设置多个不同角度的摄像头的方式，以获取更加有效的拍摄画面。但是，采用人工进行远程监控则提升了视频监控的人力成本，而设置多个不同角度的摄像头则提升了视频监控的设备成本。
由此可见，相关技术中通过人力或者设置多个摄像头的方式以对多个角度进行监控的方式提升了视频监控的成本的缺陷。
发明内容
本发明实施例提供一种摄像头云台、电子设备和摄像头驱动方法，以解决相关技术中的摄像头云台存在的提升了视频监控成本的问题。
为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种摄像头云台，包括：
拾音组件，包括至少两个第一拾音单元和至少两个第二拾音单元，所述至少两个第一拾音单元沿重力方向间隔分布，所述至少两个第二拾音单元沿水平方向间隔分布；
识别模块，与所述拾音组件连接，用于根据所述拾音组件中每一拾音单元识别的声音信息以及每一拾音单元的位置确定音源所在的方向，其中，所述声音信息包括接收到声音的时间；
驱动模块，用于驱动摄像头旋转至朝向所述音源所在的方向。
第二方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括摄像头和本发明实施例第一方面提供的所述摄像头云台，所述摄像头云台用于驱动所述摄像头旋转。
第三方面，本发明实施例还提供了一种摄像头驱动方法，应用于本发明实施例第二方面提供的所述电子设备，所述方法包括：
获取声音信息组，其中，所述声音信息组中包括每个拾音单元获取的声音信息；
根据所述声音信息组和获取每一声音信息的拾音单元的位置，确定音源的方位信息；
基于摄像头的当前朝向，驱动摄像头云台旋转，以使所述摄像头朝向所述音源的方向。
第四方面，本发明实施例还提供一种电子设备，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计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例第三方面提供的所述摄像头驱动方法中的步骤。
第五方面，本发明实施例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计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例第三方面提供的所述摄像头驱动方法中的步骤。
本发明实施例提供的摄像头云台，包括：拾音组件，包括至少两个第一拾音单元和至少两个第二拾音单元，所述至少两个第一拾音单元沿重力方向间隔分布，所述至少两个第二拾音单元沿水平方向间隔分布；识别模块，与所述拾音组件连接，用于根据所述拾音组件中每一拾音单元识别的声音信息以及每一拾音单元的位置确定音源所在的方向，其中，所述声音信息包括接收到声音的时间；驱动模块，用于驱动摄像头旋转至朝向所述音源所在的方向。本发明实施例可以根据沿重力方向间隔分布的拾音单元获取到音源发出的声音的时间间隔，确定音源沿重力方向的位置；并通过沿水平方向间隔分布的拾音单元获取到音源发出的声音的时间间隔，确定音源沿水平方向的位置，据此将摄像头旋转至朝向音源所在的方位，从而实现对音源的追踪拍摄，避免了通过设置多个摄像头或者通过人工控制摄像头旋转的方式以对处于任一方位的音源进行拍摄，而造成的提升拍摄成本的问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种摄像头云台的结构图；
图2是本发明实施例中拾音组件的结构图；
图3是本发明实施例中摄像头当前朝向与音源方位的示意图；
图4是本发明实施例中识别模块的结构框图；
图5是本发明实施例提供的摄像头驱动方法的流程图；
图6是本发明实施例提供的一种电子设备的结构图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
不让你发明实施例提供的摄像头云台可以应用于视频监控，用于驱动摄像头跟随音源的移动或者变换而转动，从而实现对音源的追踪拍摄。
请参见图1和图2，其中，图1是本发明实施例提供的摄像头云台的结构图；图2是本发明实施例提供的摄像头云台中拾音组件的结构示意图，如图1所示，该摄像头云台包括：拾音组件11、识别模块12和驱动模块13。
其中，如图2所示，拾音组件11，包括至少两个第一拾音单元111和至少两个第二拾音单元112，至少两个第一拾音单元111沿重力方向间隔分布，至少两个第二拾音单元112沿水平方向间隔分布；识别模块12与拾音组件11连接，用于根据拾音组件11中每一拾音单元识别的声音信息以及每一拾音单元的位置，确定音源所在的方向，其中，所述声音信息包括接收到声音的时间；驱动模块13，用于驱动摄像头10旋转至朝向所述音源所在的方向。
需要说明的是，如图1所示实施例中，摄像头10为枪机，该枪机与摄像头云台驱动连接，在追踪拍摄过程中，摄像头云台可以驱动摄像头10沿任一方向旋转360度，从而实现全方位的拍摄角度；当然，在具体实施中，上述摄像头10与摄像头云台还可以是呈一体结构的球机，其结构与工作原理与本实施例提供的枪机相似，在此不再赘述。另外，图2中仅以拾音组件11包括：2个间隔分布的第一拾音单元111和6个均匀间隔分布的第二拾音单元112为例，对拾音组件11的结构进行举例说明，在具体实施中，第一拾音单元111或第二拾音单元112的数量还可以是3个、4个或者8个等其他任意大于2的数量，在此不作具体限定。
在应用过程中，摄像头同一时间仅能对一个方位进行拍摄，当被拍摄的主体发声位移时，本发明实施例提供的摄像头云台能够驱动安装于其上的摄像头转动至朝向该主体的方向，以使其持续拍摄该主体。例如：某一房间内安装有一个摄像头，有行人进入该房间走动，则可以获取其行走过程中发出的声音，并据此判断该行人的位置，并据此驱动摄像头跟随行人的走动而改变其朝向，实现对该行人的追踪拍摄。
在具体实施中，上述第一拾音单元111和第二拾音单元112可以是麦克风。
优选的，第一拾音单元111和第二拾音单元112为硅麦克风。
这样，可以采用提升第一拾音单元和第二拾音单元获取的声音信息和精确度，从而更加准确的根据该声音信息确定音源的方位，进而使摄像头更加准确的对音源进行拍摄。
另外，上述拾别模块12可以包括处理器、存储器以及模数转换器。在实施中，第一拾音单元111和第二拾音单元112分别获取声音模拟信号，通过模数转换器将声音模拟信号转换为TDM数字音频信号，并传递至处理器，处理器基于该TDM数字音频信号以及获取该TDM数字音频信号对应的声音模拟信号的拾音单元的位置信息，采用方位识别算法确定音源的方位。
而且，上述驱动模块13可以包括电动机，可以驱动与其连接的摄像头10在水平方向和垂直方向分别旋转。
在具体实施中，根据声音的传播距离不同，则声音的传播时间不同，使不同位置的适应单元获取到同一音源发出的声音的时间不同，并根据不同时间获取到声音信息的拾音单元的位置，便可以确定该拾音单元的方位。本实施方式中，根据沿重力方向间隔分布的第一拾音单元111和第二拾音单元112获取到声音的时间间隔，可以确定音源在重力方向的方位；根据沿水平方向间隔分布的第二拾音单元112获取到声音的时间间隔，可以确定音源在水平方向的方位。结合所述音源在重力方向的方位和其在水平方向的方位，便能够确定该音源的具体方位，从而驱动摄像头10朝向该方位，以对该音源的发声主体进行拍摄。
作为一种可选的实施方式，如图2所示，所述第二识音单元112的数量为6个，6个第二识音单元112呈正六边形分布，且至少两个第一拾音单元111分布于所述正六边形所在平面的相对两侧。
其中，通过6个呈正六边形分布第二识音单元112，分别识别音源发出的声音信息，并据此进行水平方位计算，可以更加准确的确定出音源的水平位置。
另外，第一拾音单元111分布于第二识音单元112所在平面的相对两侧，在计算音源的垂直方位时，可以结合第二识音单元112识别的音源信息和第一拾音单元111识别的音源信息，以计算音源的垂直方位，提升确定出的音源垂直方位的准确性。
另外，在驱动摄像头10旋转至朝向所述音源所在的方向的过程中，可以先获取摄像头10当前的朝向，并根据该当前朝向与音源方位之间的角度差，旋转摄像头10达到驱动摄像头10旋转至朝向所述音源所在的方向。例如：如图3所示，通过确定摄像头10当前朝向的三维坐标(x,y,z)，与音源方位的三维坐标(x1,y1,z1)之间的差值(Δx,Δy,Δz)，确定摄像头10分别沿x轴，y轴和z轴的旋转角度，其中，Δx＝x-x1，Δy＝y-y1，Δz＝z-z1。
可选的，第一拾音单元111的数量为两个，且两个第一拾音单元111在所述正六边形所在平面上的正投影位于所述正六边形的中心。
通过上述方式，可以使拾音组件11呈对称结构，便于其安装和提升结构可靠性。
进一步的，两个第一音别单元111和6个第二识音单元112位于同一球面上。
在实施中，可以将两个第一音别单元111和6个第二识音单元112固定于球面支撑结构上，从而将拾音组件11连接成一体结构，使其便于安装。
作为一种可选的实施方式，如图4所示，识别模块12包括：通信连接的模数转换单元121和处理器122，所述处理器122与所述驱动模块13连接，其中，所述模数转换单元131用于分别将所述拾音组件11中每一拾音单元识别的模拟音源信号转换成数字音频信号，所述处理器122用于根据所述数字音频信号确定所述音源的角度。
其中，处理器122与第一存储器123和第二存储器124(如图4中所示DDR3和NandFlash)连接，并从第一存储器123中获取立体声源算法计算模型、个拾音单元的位置信息等，当然，在具体实施中，摄像头云台中每一拾音单元的位置是固定的，可以通过出厂设置的方法，确定与各拾音单元的位置对应的立体声源算法计算模型，在追踪拍摄的使用过程中，仅需将各拾音单元识别到声音的时间差值等输入至该立体声源算法计算模型便可以得出声源的方位信息。另外，处理器122还可以将摄像头10的拍摄数据存储于第二存储器124中。
在具体实施中，处理器122还可用于根据所述数字音频信号确定所述音源的距离，并据此调节摄像头10的焦距，以使摄像头10的焦距与音源的距离相匹配，从而使摄像头10的拍摄画面更清晰。
需要说明的是，图4中所示MIC1至MIC8分别表示拾音组件11中的各个拾音单元，且驱动组件13与处理器122之间通过通用异步收发传输器(Universal AsynchronousReceiver Transmitter，UART)进行信号传输。
本发明实施例提供的摄像头云台，包括：拾音组件，包括至少两个第一拾音单元和至少两个第二拾音单元，所述至少两个第一拾音单元沿重力方向间隔分布，所述至少两个第二拾音单元沿水平方向间隔分布；识别模块，与所述拾音组件连接，用于根据所述拾音组件中每一拾音单元识别的声音信息以及每一拾音单元的位置确定音源所在的方向，其中，所述声音信息包括接收到声音的时间；驱动模块，用于驱动摄像头旋转至朝向所述音源所在的方向。本发明实施例可以根据沿重力方向间隔分布的拾音单元获取到音源发出的声音的时间间隔，确定音源沿重力方向的位置；并通过沿水平方向间隔分布的拾音单元获取到音源发出的声音的时间间隔，确定音源沿水平方向的位置，据此将摄像头旋转至朝向音源所在的方位，从而实现对音源的追踪拍摄，避免了通过设置多个摄像头或者通过人工控制摄像头旋转的方式以对处于任一方位的音源进行拍摄，而造成的提升拍摄成本的问题。
请参阅图1，本发明实施例还提供一种电子设备，包括摄像,10和上一发明实施例中提供的摄像头云台，所述摄像头云台用于驱动摄像头10旋转。
本发明实施例提供的摄像头云台能够对音源进行追踪拍摄，能够取得与上一发明实施例中提供的摄像头云台相同的有益效果，为避免重复，在此不再赘述。
请参阅图5，本发明实施例还提供一种摄像头驱动方法，应用于上一发明实施例提供的电子设备，所述方法包括以下步骤：
步骤501、获取声音信息组，其中，所述声音信息组中包括每个拾音单元获取的声音信息。
在具体实施中，上述声音信息可以包括识别到声音的时间，根据声音到达不同位置的拾音单元的时间差值，可以确定出音源的方位。
步骤502、根据所述声音信息组和获取每一声音信息的拾音单元的位置，确定音源的方位信息。
另外，具体实施中，上述声音信息还可以包括与获取该声音信息的识别单元对应的位置信息或者标识信息。
这样，可以区分该声音信息是哪一个拾音单元获取的，从而将该声音信息与对应的拾音单元关联，避免声音信息与拾音单元的对应关系紊乱而使据此得出的音源方位信息不准确，从而提升了上述摄像头驱动方法的准确性。
步骤503、基于摄像头的当前朝向，驱动摄像头云台旋转，以使所述摄像头朝向所述音源的方向。
可选的，所述根据所述声音信息组和获取每一声音信息的拾音单元的位置，确定音源的方位信息的步骤，包括：
基于所述声音信息组和获取每一声音信息的拾音单元的位置，采用立体声源识别算法确定音源的方位信息。
在具体实施中，可以基于拾音组件中每一拾音单元的位置，预先确定立体声源识别算法模型，在拍摄过程中，仅需将声音信息输入至相应拾音单元对应的参数，便可以得出音源的方位信息。
可选的，所述音源的方位信息包括音源水平方位信息和音源竖直方位信息，所述基于所述声音信息组和获取每一声音信息的拾音单元的位置，采用立体声源识别算法确定音源的方位信息的步骤，包括：
基于第一拾音单元和第二拾音单元获取的声音信息及其相对位置，采用立体声源识别算法确定所述音源竖直方位信息，并基于第二拾音单元获取的声音信息及其相对位置，采用所述立体声源识别算法确定所述音源水平方位信息。
其中，上述音源竖直方位信息可以是指：音源沿重力方向的角度，例如：摄像头至音源之间的直线与水平面的夹角。
另外，上述音源水平方位信息可以是指：音源在水平面上的角度，例如：若水平面坐标为x轴和y轴，则所述音源在水平面上的角度可以包括：摄像头至音源之间的直线与x轴的夹角，以及摄像头至音源之间的直线与y轴的夹角。
可选的，所述摄像头的当前朝向包括当前水平角度和当前竖直角度，所述基于摄像头的当前朝向，驱动摄像头云台旋转，以使所述摄像头朝向所述音源的方向的步骤，包括：
根据所述音源水平方位信息与所述当前水平角度之间的差值，确定第一调整角度值，并根据所述音源竖直方位信息与所述当前竖直角度之间的差值，确定第二调整角度值；
驱动所述摄像头云台沿水平方向旋转所述第一调整角度值，并驱动所述摄像头云台沿竖直方向旋转所述第二调整角度值，以使所述摄像头朝向所述音源的方向。
其中，上述当前水平角度与上述音源水平方位信息的确定方法相似，且上述当前竖直角度与上述音源竖直方位信息的确定方法相似，在此不再赘述。
需要说明的是，本发明实施例提供的摄像头驱动方法能够实现本发明实施例提供的摄像头云台的各项功能，并取得相同的有益效果，在此不再赘述。
参见图6，本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器601、第一处理器602及存储在第一存储器601上并可在第一处理器602上运行的第一计算机程序6011，第一计算机程序6011被第一处理器602执行时可实现图5对应的方法实施例中的任意步骤及达到相同的有益效果，此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法的全部或者部分步骤是可以通过程序指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取介质中。本发明实施例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第二计算机程序，所述第二计算机程序被第二处理器执行时可实现上述任一方法实施例的摄像头驱动方法，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述物联网流计算调度方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种摄像头云台，其特征在于，包括：
拾音组件，包括至少两个第一拾音单元和至少两个第二拾音单元，所述至少两个第一拾音单元沿重力方向间隔分布，所述至少两个第二拾音单元沿水平方向间隔分布；
识别模块，与所述拾音组件连接，用于根据所述拾音组件中每一拾音单元识别的声音信息以及每一拾音单元的位置确定音源所在的方向，其中，所述声音信息包括接收到声音的时间；
驱动模块，用于驱动摄像头旋转至朝向所述音源所在的方向。
2.根据权利要求1所述的摄像头云台，其特征在于，所述第二识音单元的数量为6个，6个所述第二识音单元呈正六边形分布，且所述至少两个第一拾音单元分布于所述正六边形所在平面的相对两侧。
3.根据权利要求2所述的摄像头云台，其特征在于，所述第一拾音单元的数量为两个，且所述两个第一拾音单元在所述正六边形所在平面上的正投影位于所述正六边形的中心。
4.根据权利要求3所述的摄像头云台，其特征在于，所述两个第一音别单元和所述6个第二识音单元位于同一球面上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的摄像头云台，其特征在于，所述识别模块包括：通信连接的模数转换单元和处理器，所述处理器与所述驱动模块连接，其中，所述模数转换单元用于分别将所述拾音组件中每一拾音单元识别的模拟音源信号转换成数字音频信号，所述处理器用于根据所述数字音频信号确定所述音源的角度。
6.根据权利要求1所述的摄像头云台，其特征在于，所述第一拾音单元和所述第二拾音单元为硅麦克风。
7.一种电子设备，包括摄像头，其特征在于，还包括如权利要求1至6中任一项所述的摄像头云台，所述摄像头云台用于驱动所述摄像头旋转。
8.一种摄像头驱动方法，其特征在于，应用于如权利要求7所述的电子设备，所述方法包括：
获取声音信息组，其中，所述声音信息组中包括每个拾音单元获取的声音信息；
根据所述声音信息组和获取每一声音信息的拾音单元的位置，确定音源的方位信息；
基于摄像头的当前朝向，驱动摄像头云台旋转，以使所述摄像头朝向所述音源的方向。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述声音信息组和获取每一声音信息的拾音单元的位置，确定音源的方位信息的步骤，包括：
基于所述声音信息组和获取每一声音信息的拾音单元的位置，采用立体声源识别算法确定音源的方位信息。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述音源的方位信息包括音源水平方位信息和音源竖直方位信息，所述基于所述声音信息组和获取每一声音信息的拾音单元的位置，采用立体声源识别算法确定音源的方位信息的步骤，包括：
基于第一拾音单元和第二拾音单元获取的声音信息及其相对位置，采用立体声源识别算法确定所述音源竖直方位信息，并基于第二拾音单元获取的声音信息及其相对位置，采用所述立体声源识别算法确定所述音源水平方位信息。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述摄像头的当前朝向包括当前水平角度和当前竖直角度，所述基于摄像头的当前朝向，驱动摄像头云台旋转，以使所述摄像头朝向所述音源的方向的步骤，包括：
根据所述音源水平方位信息与所述当前水平角度之间的差值，确定第一调整角度值，并根据所述音源竖直方位信息与所述当前竖直角度之间的差值，确定第二调整角度值；
驱动所述摄像头云台沿水平方向旋转所述第一调整角度值，并驱动所述摄像头云台沿竖直方向旋转所述第二调整角度值，以使所述摄像头朝向所述音源的方向。
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