CN113473024A - 显示设备、云台摄像头和摄像头控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了显示设备、云台摄像头和摄像头控制方法，云台摄像头在采集图像时，实时检测采集到的图像中的运动目标，并分析运动目标的位置信息，当运动目标在图像中的位置偏离预设位置时，云台摄像头自动旋转到目标角度，实现对运动目标的自动跟踪拍摄。

Description

显示设备、云台摄像头和摄像头控制方法

本申请要求在2020年8月21日提交中国专利局、申请号为202010852423.1、发明名称为“云台摄像头、显示设备和摄像头控制方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及摄像头技术领域，尤其涉及一种显示设备、云台摄像头和摄像头控制方法。

背景技术

显示设备可以为用户提供诸如音频、视频、图片等播放画面。如今，显示设备不仅可以为用户提供通过数据广播接收的直播电视节目内容，而且可以为用户提供诸如网络视频、网络游戏等各种应用和服务内容。

为了进一步满足用户的个性化需求，相关技术在显示设备上配置摄像头，通过显示设备的控制器获取摄像头采集的本地图像数据并进行处理、显示，在显示设备上实现视频聊天、拍照、录像等功能。

发明内容

本申请提供一种显示设备、云台摄像头和摄像头控制方法。

第一方面，本申请提供一种显示设备，包括：

显示器，用于显示用户界面；

控制器，用于控制在所述用户界面中显示内容；

云台摄像头，所述云台摄像头被配置为：

采集图像数据，并将所述图像数据输出至控制器，以使控制器控制在所述用户界面中显示相应的图像；

根据所述图像数据识别图像中的运动目标及所述运动在所述图像中的位置；

当所述运动目标在图像中的位置偏离预设位置时，控制摄像头旋转到目标角度，所述目标角度为使运动目标在图像中的位置为所述预设位置的角度。

第二方面，本申请还提供云台摄像头，包括：

图像采集模块，用于采集图像数据；

第一处理模块，用于根据所述图像数据识别图像中的运动目标及所述运动在图像中的位置；

云台控制模块，用于当所述运动目标在图像中的位置偏离预设位置时，控制摄像头旋转到目标角度，所述目标角度为使运动目标在图像中的位置为所述预设位置的角度。

第三方面，本申请提供一种显示设备，包括：

显示器，用于显示用户界面；云台摄像头，用于采集图像数据，根据所述图像数据识别图像中的运动目标及所述运动目标在图像中的位置信息；

可与所述云台摄像头通信的控制器，用于根据所述运动目标在图像中的位置信息判断所述运动目标在图像中的位置是否偏离预设位置；当所述运动目标在图像中的位置偏离预设位置时，控制摄像头旋转到目标角度，所述目标角度为使运动目标在图像中的位置为所述预设位置的角度。

第四方面，本申请提供一种云台摄像头，包括：

图像采集模块，用于采集图像数据；

第一处理模块，用于根据所述图像数据识别图像中的运动目标，并确定所述运动目标在图像中的位置信息；

通信模块，用于将所述运动目标在图像中的位置信息发送给显示设备。

第五方面，本申请还提供一种摄像头控制方法，应用于摄像头，所述摄像头包括镜头，所述方法包括：

采集图像数据；

根据所述图像数据识别图像中的运动目标及所述运动在图像中的位置；

当所述运动目标在图像中的位置偏离预设位置时，控制镜头旋转到目标角度，所述目标角度为使运动目标在图像中的位置为所述预设位置的角度。

第六方面，本申请还提供一种摄像头控制方法，应用于显示设备，所述方法包括：

从摄像头获取运动目标在图像中的位置信息，所述运动目标在图像中的位置信息是由摄像头在采集到图像数据后处理所述图像数据得到的；

根据所述运动目标在图像中的位置信息判断所述运动目标在图像中的位置是否偏离预设位置；

当所述运动目标在图像中的位置偏离预设位置时，控制摄像头旋转到目标角度，所述目标角度为使运动目标在图像中的位置为所述预设位置的角度。

由以上技术方案可知，本申请提供一种显示设备、云台摄像头和摄像头控制方法，云台摄像头在采集图像时，实时检测采集到的图像中的运动目标，并分析运动目标的位置信息，当运动目标在图像中的位置偏离预设位置时，云台摄像头自动旋转到目标角度，实现对运动目标的自动跟踪拍摄。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1中示例性示出了根据一些实施例的显示设备与控制装置之间操作场景的示意图；

图2中示例性示出了根据一些实施例的显示设备200的硬件配置框图；

图3中示例性示出了根据一些实施例的控制设备100的硬件配置框图；

图4中示例性示出了根据一些实施例的显示设备200中软件配置示意图；

图5中示例性示出了根据一些实施例的显示设备200中应用程序的图标控件界面显示示意图；

图6为本申请实施例中显示设备与摄像头布置结构示意图；

图7a至图7f为本申请示例性示出的摄像头所处角度示意图；

图8为本申请示例性示出的一种可能的摄像头配置示意图；

图9为本申请实施例中像素点位置示意图；

图10为本申请实施例中关键点示意图；

图11为本申请实施例中计算旋转角度过程的几何关系示意图；

图12为本申请实施例中调整旋转角度过程示意图；

图13为本申请示例性示出的一种可能的摄像头配置示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、实施方式和优点更加清楚，下面将结合本申请示例性实施例中的附图，对本申请示例性实施方式进行清楚、完整地描述，显然，所描述的示例性实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本申请描述的示例性实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请所附权利要求保护的范围。此外，虽然本申请中公开内容按照示范性一个或几个实例来介绍，但应理解，可以就这些公开内容的各个方面也可以单独构成一个完整实施方式。

需要说明的是，本申请中对于术语的简要说明，仅是为了方便理解接下来描述的实施方式，而不是意图限定本申请的实施方式。除非另有说明，这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。

本申请中说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似或同类的对象或实体，而不必然意味着限定特定的顺序或先后次序，除非另外注明(Unless otherwise indicated)。应该理解这样使用的用语在适当情况下可以互换，例如能够根据本申请实施例图示或描述中给出那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖但不排他的包含，例如，包含了一系列组件的产品或设备不必限于清楚地列出的那些组件，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它组件。

本申请中使用的术语“模块”，是指任何已知或后来开发的硬件、软件、固件、人工智能、模糊逻辑或硬件或/和软件代码的组合，能够执行与该元件相关的功能。

本申请中使用的术语“遥控器”，是指电子设备(如本申请中公开的显示设备)的一个组件，通常可在较短的距离范围内无线控制电子设备。一般使用红外线和/或射频(RF)信号和/或蓝牙与电子设备连接，也可以包括WiFi、无线USB、蓝牙、动作传感器等功能模块。例如：手持式触摸遥控器，是以触摸屏中用户界面取代一般遥控装置中的大部分物理内置硬键。

本申请中使用的术语“手势”，是指用户通过一种手型的变化或手部运动等动作，用于表达预期想法、动作、目的/或结果的用户行为。

图1中示例性示出了根据实施例中显示设备与控制装置之间操作场景的示意图。如图1中示出，用户可通过移动终端300和控制装置100操作显示设备200。

在一些实施例中，控制装置100可以是遥控器，遥控器和显示设备的通信包括红外协议通信或蓝牙协议通信，及其他短距离通信方式等，通过无线或其他有线方式来控制显示设备200。用户可以通过遥控器上按键，语音输入、控制面板输入等输入用户指令，来控制显示设备200。如：用户可以通过遥控器上音量加减键、频道控制键、上/下/左/右的移动按键、语音输入按键、菜单键、开关机按键等输入相应控制指令，来实现控制显示设备200的功能。

在一些实施例中，也可以使用移动终端、平板电脑、计算机、笔记本电脑、和其他智能设备以控制显示设备200。例如，使用在智能设备上运行的应用程序控制显示设备200。该应用程序通过配置可以在与智能设备关联的屏幕上，在直观的用户界面(UI)中为用户提供各种控制。

在一些实施例中，移动终端300可与显示设备200安装软件应用，通过网络通信协议实现连接通信，实现一对一控制操作的和数据通信的目的。如：可以实现用移动终端300与显示设备200建立控制指令协议，将遥控控制键盘同步到移动终端300上，通过控制移动终端300上用户界面，实现控制显示设备200的功能。也可以将移动终端300上显示音视频内容传输到显示设备200上，实现同步显示功能。

如图1中还示出，显示设备200还与服务器400通过多种通信方式进行数据通信。可允许显示设备200通过局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)和其他网络进行通信连接。服务器400可以向显示设备200提供各种内容和互动。示例的，显示设备200通过发送和接收信息，以及电子节目指南(EPG)互动，接收软件程序更新，或访问远程储存的数字媒体库。服务器400可以是一个集群，也可以是多个集群，可以包括一类或多类服务器。通过服务器400提供视频点播和广告服务等其他网络服务内容。

显示设备200，可以液晶显示器、OLED显示器、投影显示设备。具体显示设备类型，尺寸大小和分辨率等不作限定，本领技术人员可以理解的是，显示设备200可以根据需要做性能和配置上一些改变。

显示设备200除了提供广播接收电视功能之外，还可以附加提供计算机支持功能的智能网络电视功能，包括但不限于，网络电视、智能电视、互联网协议电视(IPTV)等。

图2中示例性示出了根据示例性实施例中显示设备200的硬件配置框图。

在一些实施例中，显示设备200中包括控制器250、调谐解调器210、通信器220、检测器230、输入/输出接口(第一接口～第n接口255)、显示器275，音频输出接口285、存储器260、供电电源290、用户接口265、外部装置接口240中的至少一种。

在一些实施例中，显示器275，用于接收源自第一处理器输出的图像信号，进行显示视频内容和图像以及菜单操控界面的组件。

在一些实施例中，显示器275，包括用于呈现画面的显示屏组件，以及驱动图像显示的驱动组件。

在一些实施例中，显示视频内容，可以来自广播电视内容，也可以是说，可通过有线或无线通信协议接收的各种广播信号。或者，可显示来自网络通信协议接收来自网络服务器端发送的各种图像内容。

在一些实施例中，显示器275用于呈现显示设备200中产生且用于控制显示设备200的用户操控UI界面。

在一些实施例中，根据显示器275类型不同，还包括用于驱动显示的驱动组件。

在一些实施例中，显示器275为一种投影显示器，还可以包括一种投影装置和投影屏幕。

在一些实施例中，通信器220是用于根据各种通信协议类型与外部设备或外部服务器进行通信的组件。例如：通信器可以包括Wifi芯片，蓝牙通信协议芯片，有线以太网通信协议芯片等其他网络通信协议芯片或近场通信协议芯片，以及红外接收器中的至少一种。

在一些实施例中，显示设备200可以通过通信器220与外部控制设备100或内容提供设备之间建立控制信号和数据信号发送和接收。

在一些实施例中，用户接口265，可用于接收控制装置100(如：红外遥控器等)红外控制信号。

在一些实施例中，检测器230是显示设备200用于采集外部环境或与外部交互的信号。

在一些实施例中，检测器230包括光接收器，用于采集环境光线强度的传感器，可以通过采集环境光可以自适应性显示参数变化等。

在一些实施例中，检测器230还可以包括图像采集器，如相机、摄像头等，可以用于采集外部环境场景，以及用于采集用户的属性或与用户交互手势，可以自适应变化显示参数，也可以识别用户手势，以实现与用户之间互动的功能。

在一些实施例中，检测器230还可以包括温度传感器等，如通过感测环境温度。

在一些实施例中，显示设备200可自适应调整图像的显示色温。如当温度偏高的环境时，可调整显示设备200显示图像色温偏冷色调，或当温度偏低的环境时，可以调整显示设备200显示图像偏暖色调。

在一些实施例中，检测器230还可声音采集器等，如麦克风，可以用于接收用户的声音。示例性的，包括用户控制显示设备200的控制指令的语音信号，或采集环境声音，用于识别环境场景类型，使得显示设备200可以自适应适应环境噪声。

在一些实施例中，如图2所示，输入/输出接口(第一接口～第n接口255)被配置为，可进行控制器250与外部其他设备或其他控制器250之间的数据传输。如接收外部设备的视频信号数据和音频信号数据、或命令指令数据等。

在一些实施例中，外部装置接口240可以包括，但不限于如下：可以高清多媒体接口HDMI接口、模拟或数据高清分量输入接口、复合视频输入接口、USB输入接口、RGB端口等任一个或多个接口。也可以是上述多个接口形成复合性的输入/输出接口。

在一些实施例中，如图2所示，调谐解调器210被配置为，通过有线或无线接收方式接收广播电视信号，可以进行放大、混频和谐振等调制解调处理，从多多个无线或有线广播电视信号中解调出音视频信号，该音视频信号可以包括用户所选择电视频道频率中所携带的电视音视频信号，以及EPG数据信号。

在一些实施例中，调谐解调器210解调的频点受到控制器250的控制，控制器250可根据用户选择发出控制信号，以使的调制解调器响应用户选择的电视信号频率以及调制解调该频率所携带的电视信号。

在一些实施例中，广播电视信号可根据电视信号广播制式不同区分为地面广播信号、有线广播信号、卫星广播信号或互联网广播信号等。或者根据调制类型不同可以区分为数字调制信号，模拟调制信号等。或者根据信号种类不同区分为数字信号、模拟信号等。

在一些实施例中，控制器250和调谐解调器210可以位于不同的分体设备中，即调谐解调器210也可在控制器250所在的主体设备的外置设备中，如外置机顶盒等。这样，机顶盒将接收到的广播电视信号调制解调后的电视音视频信号输出给主体设备，主体设备经过第一输入/输出接口接收音视频信号。

在一些实施例中，控制器250，通过存储在存储器上中各种软件控制程序，来控制显示设备的工作和响应用户的操作。控制器250可以控制显示设备200的整体操作。例如：响应于接收到用于选择在显示器275上显示UI对象的用户命令，控制器250便可以执行与由用户命令选择的对象有关的操作。

在一些实施例中，所述对象可以是可选对象中的任何一个，例如超链接或图标。与所选择的对象有关操作，例如：显示连接到超链接页面、文档、图像等操作，或者执行与所述图标相对应程序的操作。用于选择UI对象用户命令，可以是通过连接到显示设备200的各种输入装置(例如，鼠标、键盘、触摸板等)输入命令或者与由用户说出语音相对应的语音命令。

如图2所示，控制器250包括随机存取存储器251(Random Access Memory，RAM)、只读存储器252(Read-Only Memory,ROM)、视频处理器270、音频处理器280、其他处理器253(例如：图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)、中央处理器254(CentralProcessing Unit，CPU)、通信接口(Communication Interface)，以及通信总线256(Bus)中的至少一种。其中，通信总线连接各个部件。

在一些实施例中，RAM 251用于存储操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据

在一些实施例中，ROM 252用于存储各种系统启动的指令。

在一些实施例中，ROM 252用于存储一个基本输入输出系统，称为基本输入输出系统(Basic Input Output System，BIOS)。用于完成对系统的加电自检、系统中各功能模块的初始化、系统的基本输入/输出的驱动程序及引导操作系统。

在一些实施例中，在收到开机信号时，显示设备200电源开始启动，CPU运行ROM252中系统启动指令，将存储在存储器的操作系统的临时数据拷贝至RAM 251中，以便于启动或运行操作系统。当操作系统启动完成后，CPU再将存储器中各种应用程序的临时数据拷贝至RAM 251中,然后，以便于启动或运行各种应用程序。

在一些实施例中，CPU处理器254，用于执行存储在存储器中操作系统和应用程序指令。以及根据接收外部输入的各种交互指令，来执行各种应用程序、数据和内容，以便最终显示和播放各种音视频内容。

在一些示例性实施例中，CPU处理器254，可以包括多个处理器。多个处理器可包括一个主处理器以及一个或多个子处理器。主处理器，用于在预加电模式中执行显示设备200一些操作，和/或在正常模式下显示画面的操作。一个或多个子处理器，用于在待机模式等状态下一种操作。

在一些实施例中，图形处理器253，用于产生各种图形对象，如：图标、操作菜单、以及用户输入指令显示图形等。包括运算器，通过接收用户输入各种交互指令进行运算，根据显示属性显示各种对象。以及包括渲染器，对基于运算器得到的各种对象，进行渲染，上述渲染后的对象用于显示在显示器上。

在一些实施例中，视频处理器270被配置为将接收外部视频信号，根据输入信号的标准编解码协议，进行解压缩、解码、缩放、降噪、帧率转换、分辨率转换、图像合成等等视频处理，可得到直接可显示设备200上显示或播放的信号。

在一些实施例中，视频处理器270，包括解复用模块、视频解码模块、图像合成模块、帧率转换模块、显示格式化模块等。

其中，解复用模块，用于对输入音视频数据流进行解复用处理，如输入MPEG-2,则解复用模块进行解复用成视频信号和音频信号等。

视频解码模块，则用于对解复用后的视频信号进行处理，包括解码和缩放处理等。

图像合成模块，如图像合成器，其用于将图形生成器根据用户输入或自身生成的GUI信号，与缩放处理后视频图像进行叠加混合处理，以生成可供显示的图像信号。

帧率转换模块，用于对转换输入视频帧率，如将60Hz帧率转换为120Hz帧率或240Hz帧率，通常的格式采用如插帧方式实现。

显示格式化模块，则用于将接收帧率转换后视频输出信号，改变信号以符合显示格式的信号，如输出RGB数据信号。

在一些实施例中，图形处理器253可以和视频处理器可以集成设置，也可以分开设置，集成设置的时候可以执行输出给显示器的图形信号的处理，分离设置的时候可以分别执行不同的功能，例如GPU+FRC(Frame Rate Conversion))架构。

在一些实施例中，音频处理器280，用于接收外部的音频信号，根据输入信号的标准编解码协议，进行解压缩和解码，以及降噪、数模转换、和放大处理等处理，得到可以在扬声器中播放的声音信号。

在一些实施例中，视频处理器270可以包括一颗或多颗芯片组成。音频处理器，也可以包括一颗或多颗芯片组成。

在一些实施例中，视频处理器270和音频处理器280，可以单独的芯片，也可以于控制器一起集成在一颗或多颗芯片中。

在一些实施例中，音频输出，在控制器250的控制下接收音频处理器280输出的声音信号，如：扬声器286，以及除了显示设备200自身携带的扬声器之外，可以输出至外接设备的发生装置的外接音响输出端子，如：外接音响接口或耳机接口等，还可以包括通信接口中的近距离通信模块，例如：用于进行蓝牙扬声器声音输出的蓝牙模块。

供电电源290，在控制器250控制下，将外部电源输入的电力为显示设备200提供电源供电支持。供电电源290可以包括安装显示设备200内部的内置电源电路，也可以是安装在显示设备200外部电源，在显示设备200中提供外接电源的电源接口。

用户接口265，用于接收用户的输入信号，然后，将接收用户输入信号发送给控制器250。用户输入信号可以是通过红外接收器接收的遥控器信号，可以通过网络通信模块接收各种用户控制信号。

在一些实施例中，用户通过控制装置100或移动终端300输入用户命令，用户输入接口则根据用户的输入，显示设备200则通过控制器250响应用户的输入。

在一些实施例中，用户可在显示器275上显示的图形用户界面(GUI)输入用户命令，则用户输入接口通过图形用户界面(GUI)接收用户输入命令。或者，用户可通过输入特定的声音或手势进行输入用户命令，则用户输入接口通过传感器识别出声音或手势，来接收用户输入命令。

在一些实施例中，“用户界面”，是应用程序或操作系统与用户之间进行交互和信息交换的介质接口，它实现信息的内部形式与用户可以接受形式之间的转换。用户界面常用的表现形式是图形用户界面(Graphic User Interface，GUI)，是指采用图形方式显示的与计算机操作相关的用户界面。它可以是在电子设备的显示屏中显示的一个图标、窗口、控件等界面元素，其中控件可以包括图标、按钮、菜单、选项卡、文本框、对话框、状态栏、导航栏、Widget等可视的界面元素。

存储器260，包括存储用于驱动显示设备200的各种软件模块。如：第一存储器中存储的各种软件模块，包括：基础模块、检测模块、通信模块、显示控制模块、浏览器模块、和各种服务模块等中的至少一种。

基础模块用于显示设备200中各个硬件之间信号通信、并向上层模块发送处理和控制信号的底层软件模块。检测模块用于从各种传感器或用户输入接口中收集各种信息，并进行数模转换以及分析管理的管理模块。

例如，语音识别模块中包括语音解析模块和语音指令数据库模块。显示控制模块用于控制显示器进行显示图像内容的模块，可以用于播放多媒体图像内容和UI界面等信息。通信模块，用于与外部设备之间进行控制和数据通信的模块。浏览器模块，用于执行浏览服务器之间数据通信的模块。服务模块，用于提供各种服务以及各类应用程序在内的模块。同时，存储器260还用存储接收外部数据和用户数据、各种用户界面中各个项目的图像以及焦点对象的视觉效果图等。

图3示例性示出了根据示例性实施例中控制设备100的配置框图。如图3所示，控制设备100包括控制器110、通信接口130、用户输入/输出接口、存储器、供电电源。

控制设备100被配置为控制显示设备200，以及可接收用户的输入操作指令，且将操作指令转换为显示设备200可识别和响应的指令，起用用户与显示设备200之间交互中介作用。如：用户通过操作控制设备100上频道加减键，显示设备200响应频道加减的操作。

在一些实施例中，控制设备100可是一种智能设备。如：控制设备100可根据用户需求安装控制显示设备200的各种应用。

在一些实施例中，如图1所示，移动终端300或其他智能电子设备，可在安装操控显示设备200的应用之后，可以起到控制设备100类似功能。如：用户可以通过安装应用，在移动终端300或其他智能电子设备上可提供的图形用户界面的各种功能键或虚拟按钮，以实现控制设备100实体按键的功能。

控制器110包括处理器112和RAM 113和ROM 114、通信接口130以及通信总线。控制器用于控制控制设备100的运行和操作，以及内部各部件之间通信协作以及外部和内部的数据处理功能。

通信接口130在控制器110的控制下，实现与显示设备200之间控制信号和数据信号的通信。如：将接收到的用户输入信号发送至显示设备200上。通信接口130可包括WiFi芯片131、蓝牙模块132、NFC模块133等其他近场通信模块中至少之一种。

用户输入/输出接口140，其中，输入接口包括麦克风141、触摸板142、传感器143、按键144等其他输入接口中至少一者。如：用户可以通过语音、触摸、手势、按压等动作实现用户指令输入功能，输入接口通过将接收的模拟信号转换为数字信号，以及数字信号转换为相应指令信号，发送至显示设备200。

输出接口包括将接收的用户指令发送至显示设备200的接口。在一些实施例中，可以红外接口，也可以是射频接口。如：红外信号接口时，需要将用户输入指令按照红外控制协议转化为红外控制信号，经红外发送模块进行发送至显示设备200。再如：射频信号接口时，需将用户输入指令转化为数字信号，然后按照射频控制信号调制协议进行调制后，由射频发送端子发送至显示设备200。

在一些实施例中，控制设备100包括通信接口130和输入输出接口140中至少一者。控制设备100中配置通信接口130，如：WiFi、蓝牙、NFC等模块，可将用户输入指令通过WiFi协议、或蓝牙协议、或NFC协议编码，发送至显示设备200.

存储器190，用于在控制器的控制下存储驱动和控制控制设备200的各种运行程序、数据和应用。存储器190，可以存储用户输入的各类控制信号指令。

供电电源180，用于在控制器的控制下为控制设备100各元件提供运行电力支持。可以电池及相关控制电路。

在一些实施例中，系统可以包括内核(Kernel)、命令解析器(shell)、文件系统和应用程序。内核、shell和文件系统一起组成了基本的操作系统结构，它们让用户可以管理文件、运行程序并使用系统。上电后，内核启动，激活内核空间，抽象硬件、初始化硬件参数等，运行并维护虚拟内存、调度器、信号及进程间通信(IPC)。内核启动后，再加载Shell和用户应用程序。应用程序在启动后被编译成机器码，形成一个进程。

参见图4，在一些实施例中，将系统分为四层，从上至下分别为应用程序(Applications)层(简称“应用层”)，应用程序框架(Application Framework)层(简称“框架层”)，安卓运行时(Android runtime)和系统库层(简称“系统运行库层”)，以及内核层。

在一些实施例中，应用程序层中运行有至少一个应用程序，这些应用程序可以是操作系统自带的窗口(Window)程序、系统设置程序、时钟程序、相机应用等；也可以是第三方开发者所开发的应用程序，比如嗨见程序、K歌程序、魔镜程序等。在具体实施时，应用程序层中的应用程序包不限于以上举例，实际还可以包括其它应用程序包，本申请实施例对此不做限制。

框架层为应用程序层的应用程序提供应用编程接口(application programminginterface，API)和编程框架。应用程序框架层包括一些预先定义的函数。应用程序框架层相当于一个处理中心，这个中心决定让应用层中的应用程序做出动作。应用程序通过API接口，可在执行中访问系统中的资源和取得系统的服务

如图4所示，本申请实施例中应用程序框架层包括管理器(Managers)，内容提供者(Content Provider)等，其中管理器包括以下模块中的至少一个：活动管理器(ActivityManager)用与和系统中正在运行的所有活动进行交互；位置管理器(Location Manager)用于给系统服务或应用提供了系统位置服务的访问；文件包管理器(Package Manager)用于检索当前安装在设备上的应用程序包相关的各种信息；通知管理器(NotificationManager)用于控制通知消息的显示和清除；窗口管理器(Window Manager)用于管理用户界面上的括图标、窗口、工具栏、壁纸和桌面部件。

在一些实施例中，活动管理器用于：管理各个应用程序的生命周期以及通常的导航回退功能，比如控制应用程序的退出(包括将显示窗口中当前显示的用户界面切换到系统桌面)、打开、后退(包括将显示窗口中当前显示的用户界面切换到当前显示的用户界面的上一级用户界面)等。

在一些实施例中，窗口管理器用于管理所有的窗口程序，比如获取显示屏大小，判断是否有状态栏，锁定屏幕，截取屏幕，控制显示窗口变化(例如将显示窗口缩小显示、抖动显示、扭曲变形显示等)等。

在一些实施例中，系统运行库层为上层即框架层提供支撑，当框架层被使用时，安卓操作系统会运行系统运行库层中包含的C/C++库以实现框架层要实现的功能。

在一些实施例中，内核层是硬件和软件之间的层。如图4所示，内核层至少包含以下驱动中的至少一种：音频驱动、显示驱动、蓝牙驱动、摄像头驱动、WIFI驱动、USB驱动、HDMI驱动、传感器驱动(如指纹传感器，温度传感器，触摸传感器、压力传感器等)等。

在一些实施例中，内核层还包括用于进行电源管理的电源驱动模块。

在一些实施例中，图4中的软件架构对应的软件程序和/或模块存储在图2或图3所示的第一存储器或第二存储器中。

在一些实施例中，以魔镜应用(拍照应用)为例，当遥控接收装置接收到遥控器输入操作，相应的硬件中断被发给内核层。内核层将输入操作加工成原始输入事件(包括输入操作的值，输入操作的时间戳等信息)。原始输入事件被存储在内核层。应用程序框架层从内核层获取原始输入事件，根据焦点当前的位置识别该输入事件所对应的控件以及以该输入操作是确认操作，该确认操作所对应的控件为魔镜应用图标的控件，魔镜应用调用应用框架层的接口，启动魔镜应用，进而通过调用内核层启动摄像头驱动，实现通过摄像头捕获静态图像或视频。

在一些实施例中，对于具备触控功能的显示设备，以分屏操作为例，显示设备接收用户作用于显示屏上的输入操作(如分屏操作)，内核层可以根据输入操作产生相应的输入事件，并向应用程序框架层上报该事件。由应用程序框架层的活动管理器设置与该输入操作对应的窗口模式(如多窗口模式)以及窗口位置和大小等。应用程序框架层的窗口管理根据活动管理器的设置绘制窗口，然后将绘制的窗口数据发送给内核层的显示驱动，由显示驱动在显示屏的不同显示区域显示与之对应的应用界面。

在一些实施例中，如图5中所示，应用程序层包含至少一个应用程序可以在显示器中显示对应的图标控件，如：直播电视应用程序图标控件、视频点播应用程序图标控件、媒体中心应用程序图标控件、应用程序中心图标控件、游戏应用图标控件等。

在一些实施例中，直播电视应用程序，可以通过不同的信号源提供直播电视。例如，直播电视应用程可以使用来自有线电视、无线广播、卫星服务或其他类型的直播电视服务的输入提供电视信号。以及，直播电视应用程序可在显示设备200上显示直播电视信号的视频。

在一些实施例中，视频点播应用程序，可以提供来自不同存储源的视频。不同于直播电视应用程序，视频点播提供来自某些存储源的视频显示。例如，视频点播可以来自云存储的服务器端、来自包含已存视频节目的本地硬盘储存器。

在一些实施例中，媒体中心应用程序，可以提供各种多媒体内容播放的应用程序。例如，媒体中心，可以为不同于直播电视或视频点播，用户可通过媒体中心应用程序访问各种图像或音频所提供服务。

在一些实施例中，应用程序中心，可以提供储存各种应用程序。应用程序可以是一种游戏、应用程序，或某些和计算机系统或其他设备相关但可以在智能电视中运行的其他应用程序。应用程序中心可从不同来源获得这些应用程序，将它们储存在本地储存器中，然后在显示设备200上可运行。

本申请实施例中，如图6所示，摄像头作为一种检测器可以内置或外接显示设备上，在启动运行后，摄像头可以检测图像数据。摄像头可以通过接口部件与控制器连接，从而将检测的图像数据发送给控制器进行处理。摄像头所处的角度，如其在竖直方向上的俯仰角度或者其在水平方向上的角度，关乎摄像头的视场范围。云台是安装和固定摄像头的支撑装置，分为固定云台和电动云台，其中，电动云台适用于大范围扫描拍摄，它可以扩大摄像头的视场范围。电动云台可以是只能左右旋转的水平旋转云台，也可以是既能左右旋转又能上下旋转的全方位云台。一般，全方位云台内安装两个电动机，分别用于驱动云台在水平方向和垂直方向上旋转，以改变摄像头所处的角度。

云台摄像头，包括镜头组件和云台组件。其中，镜头组件可以是基于CCD(ChargeCoupled Device，电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)的检测原理，以根据用户图像生成电信号的图像数据。对于配置有云台摄像头的显示设备，利用显示设备控制器对电动云台进行控制，可以使摄像头在多个角度下进行拍摄。

需要说明的是，本申请以下实施例中涉及的摄像头，在没有特别指出的情况下，均为云台摄像头。

摄像头在水平方向和/或垂直方向可旋转的极限角度，可以根据需求进行设计。示例性的，摄像头在水平方向上的可旋转角度范围可以为0°～120°，其中，0°和120°分别为在水平方向上的两个旋转方向(向左和向右)对应的极限角度；摄像头在垂直方向上的可旋转角度可以为0°～180°，其中，0°和180°分别为在垂直方向上的两个旋转方向(向上和向下)对应的极限角度。

图7a至图7f为本申请示例性示出的摄像头所处角度示意图，其中，图7a示例性示出了摄像头在垂直方向上的俯仰角度为0°时的状态，图7b示例性示出了摄像头在垂直方向上的俯仰角度为90°时的状态，图7c示例性示出了摄像头在垂直方向上的俯仰角度为105°时的状态，图7d示例性示出了摄像头在水平方向上的水平角度为0°时的状态，图7e示例性示出了摄像头在水平方向上的水平角度为60°时的状态，图7f示例性示出了摄像头在水平方向上的水平角度为120°时的状态。

本申请实施例提供一种显示设备，包括如图1-7f所示实施例中的显示器、云台摄像头以及与云台摄像头连接的控制器。其中，云台摄像头在采集图像时，实时检测采集到的图像中的运动目标，并分析运动目标的位置信息，当运动目标在图像中的位置偏离预设位置时，云台摄像头自动旋转到目标角度，该目标角度根据运动目标在图像中的位置和预设位置确定，该目标角度为使运动目标在图像中的位置为预设位置的角度，该目标角度包括在水平方向上的目标角度和在垂直方向上的目标角度。

应当理解，由于该目标角度根据运动目标的位置信息确定，因此在摄像头工作过程中，若运动目标的位置发生变化，摄像头将转动到根据新的位置信息确定的新的目标角度，进而实现对运动目标的自动追踪拍摄。示例性的，可以以使运动目标位于摄像头所拍摄图像的中心区域为调整目标，根据运动目标的位置信息确定目标角度，从而图像中的运动目标始终位于图像的中心区域。例如，当运动目标的成像位置偏下时，可以通过控制摄像头向下转动，使拍摄范围向下偏移，使运动目标位于摄像头所拍摄图像的中心区域。

需要说明的是，本申请实施例涉及的运动目标可以是人物，即用户，还可以是宠物，还可以是机器人，如扫地机器人等。

在一些实施例中，本申请实施例涉及的运动目标是人物面部。在这些实施例中，本申请实施例中的云台摄像头，用于对人脸进行自动追踪拍摄。

图8为本申请示例性示出的一种可能的摄像头配置示意图，如图8所示，云台摄像头支持linux系统，具体可以包括：图像采集模块、第一处理模块、第二处理模块、编码模块和云台控制模块。摄像头启动运动后，图像采集模块开始采集图像数据流，并将采集的图像数据流分别输出至第一处理模块和第二处理模块。第一处理模块对接收的图像数据流进行处理，以得到用于输出至控制器以在显示器上进行显示的预览数据，将得到的预览数据输出至编码模块，经编码模块编码后，预览数据被输出至控制器；第二处理模块对接收的图像数据流进行处理，以识别图像中的运动目标，并确定运动目标的位置信息，将运动目标的位置信息输出至云台控制模块，云台控制模块根据运动目标的位置信息确定目标角度，将摄像头所处角度调整到目标角度。

在一些可能的实现方式中，第二处理模块包括预先训练好的神经网络模型，以尺寸统一的图像数据作为神经网络模型的输入，通过DSP运行神经网络模型以对输入的图像数据进行处理，输出运动目标在图像中的位置信息。应当理解，使用不同运动目标对应的样本集对初始模型进行训练，可以得到用于识别不同运动目标的神经网络模型。

需要说明的是，在一些实施例中，第二处理模块可以包括一个或者多个处理单元，分别对应于一个或者多个神经网络模型。示例性的，第二处理模块可以包括轮廓识别单元和面部识别单元，由轮廓识别单元首先从图像数据中识别出用户的肢体轮廓，再由面部识别单元根据轮廓识别单元的识别结果进一步识别出用户的面部，最终输出运动目标面部的位置信息。

在一些实施例中，运动目标在图像中的位置可以通过指定关键点在图像中的位置进行表示。在这些实施例中，当指定关键点在图像中的位置与预设位置置不符和/或二者之间的距离足够大(如大于预设阈值)时，确定运动目标在图像中的位置偏离预设位置。

在一些实施例中，运动目标在图像中的位置具体可以根据运动目标在图像中的像素点在指定坐标系中的位置坐标确定或表示。例如，可以根据摄像头的分辨率和可视角度，以图像的左上角为原点，以向右和向下为正方向构建平面直角坐标系，则图像中的各个像素点均能够通过这一直角坐标系进行表示，运动目标的位置信息即为其对应的像素点在该坐标系中的坐标。示例性的，如图9所示，水平方向和垂直方向摄像头可视角度分别为HFOV和VFOV，可视角度可以根据摄像头CameraInfo获取，摄像头预览图像支持1080P，宽度为1920，高度1080像素，则图像中每个像素点的位置都可以为(x，y)，其中x的取值范围为(0，1920)；y的取值范围为(0,1080)。

在运动目标为用户的实施场景中，为了能够准确表达用户在图像中的位置，以用户肢体的关键点或者肢体框在图像中的位置信息作为用户在图像中的位置信息。关键点可以是指人体图像中能够代表人体特征的一系列点。例如，眼睛、耳朵、鼻子、脖子、肩部、手肘、手腕、腰部、膝关节以及踝关节等。关键点的数量可以设置为多个，并且在一次识别过程中需要对多个关键点的全部或部分进行位置提取，从而确定包裹肢体的外框区域。例如，如图10所示，关键点可以包括18个，即2个眼睛点、2个耳朵点、1个鼻子点、1个脖子点、2个肩部点、2个肘部点、2个腕部点、2个腰部点(或臀部点)、2个膝关节点以及2个踝关节点。显然，当用户所处位置发生改变或者姿态发生变化时，部分关键点的位置将发生变化。随着这种变化的出现，摄像头采集的图像中人体相对位置也将发生变化。例如，当人体向左移动位置时，将使摄像头采集的图像中人体位置偏左。因此，在得到用户位置后，还需要对比用户位置与校对图像中的预设区域(如中心位置)，从而确定是否需要调整摄像头的角度，以及需要调整的目标角度。

在一些实施例中，用于代表用户的关键点称为指定关键点，如基于用户面部特征确定的关键点，如鼻子点。

示例性的，用户位置可以通过关键点坐标进行表示，如鼻子点(x，y)。由于摄像头可以在水平和垂直两个方向上旋转，因此在计算获得鼻子点(x，y)坐标后，可以分别对x轴坐标和y轴坐标进行判断，以分别确定鼻子点的x轴坐标是否位于整个图像在水平方向上的中心位置，以及鼻子点的y轴坐标是否位于整个图像在垂直方向上的中心位置。示例性的，对鼻子点的x轴坐标进行判断：当校对图像为分辨率为(1920,1080)时，校对图像的中心位置x轴坐标为960；当判定鼻子点的x轴坐标与960不符或者相差足够大时，说明用户不位于整个图像在水平方向上的中心位置，此时确定需要调整摄像头的角度，并且需要根据脖子点的x轴坐标和校对图像的中心位置x轴坐标确定在水平方向上的目标角度。类似的，对鼻子点的y轴坐标进行判断：当校对图像为分辨率为(1920,1080)时，校对图像的中心位置y轴坐标为540；当判定鼻子点的y轴坐标与540不符或者相差足够大时，说明用户不位于整个图像在垂直方向上的中心位置，此时确定需要调整摄像头的角度，并且需要根据鼻子点的y轴坐标和校对图像的中心位置y轴坐标确定在垂直方向上的目标角度。

具体的，可以先计算用户位置和图像的中心点之间的距离；再根据计算的距离，结合摄像头的最大视角以及图像尺寸计算获得旋转角度；最后将计算的旋转角度以控制指令的形式发送给云台控制模块，使得云台控制模块控制云台电机带动各转轴进行转动，从而调整镜头组件的角度。

示例性的，如图11、图12所示，摄像头的预览分辨率为1920×1080，图像的水平宽度：imgWidth＝1920；图像水平中心位置坐标x＝960；用户位置坐标为(x0，y0)水平中心位置坐标为x0；水平视角为hfov；则用户位置与中心的距离为：hd＝x–x0，则摄像头在水平方向上的旋转角度则按照下式可计算获得：

通过上式，可以计算出在水平方向上的目标角度。再对用户位置与图像中心的坐标数值进行比较，确定用户位置相对于中心位置的方位，从而确定摄像头的旋转方向。即，如果用户位置的水平坐标大于中心位置的水平坐标，则向右转动摄像头；反之向左转动摄像头。

上述实施例是以水平方向坐标为例进行判断、调整，在其他实施例中，通过比较用户位置与图像中心位置之间的竖直方向差异，可以确定在水平方向上的目标角度，具体的调整方法与水平方向的调整方法相同，此处不予赘述。

在一些实施例中，在调整摄像头转动的过程中，利用预置防抖算法来保证图像画面的稳定性。预置防抖算法包括但不限于电子防抖、光学防抖和AI防抖等。

本申请实施例还提供一种显示设备，该包括如图1-7f所示实施例中的显示器、云台摄像头以及与云台摄像头连接的控制器。其中，云台摄像头在采集图像时，实时检测采集到的图像中的运动目标，并分析运动目标的位置信息，将运动目标的位置信息发送给控制器；当控制器确定运动目标在图像中的位置偏离预设位置时，由控制器控制器云台摄像头自动旋转到目标角度，该目标角度根据运动目标在图像中的位置和预设位置确定，该目标角度为使运动目标在图像中的位置为预设位置的角度，该目标角度包括在水平方向上的目标角度和在垂直方向上的目标角度。

基于上述实施例，图13示例性示出的另一种可能的摄像头配置示意图，如图13所示，云台摄像头支持linux系统，具体可以包括：图像采集模块、第一处理模块、第二处理模块、编码模块和通信模块。与图8所示实施例不同的是，第二编码模块得到处理结果数据(即运动目标的位置信息)后，由第二编码模块对其进行编码，并由通信模块将经编码的运动目标的位置信息发送给显示设备控制器，由显示设备控制器根据运动目标的位置信息确定目标角度，将摄像头所处角度调整到目标角度。具体的，摄像头启动运动后，图像采集模块开始采集图像数据流，并将采集的图像数据流分别输出至第一处理模块和第二处理模块。第一处理模块对接收的图像数据流进行处理，以得到用于输出至控制器以在显示器上进行显示的预览数据，将得到的预览数据输出至第一编码模块，经第一编码模块编码后，预览数据被输出至控制器；第二处理模块对接收的图像数据流进行处理，以识别图像中的运动目标，并确定运动目标的位置信息，将运动目标的位置信息输出至第二编码模块，经第二编码模块编码后，运动目标的位置信息由通信模块发送给控制器。

在一些实施例中，第一编码模块和第二编码模块可以为同一个编码模块。

在一些实施例中，通信模块可以为RPC服务(Remote Procedure Call Protocol，远程过程调用协议)，RPC服务客户端通过USB Network Gate网络通道将第二编码模块的输出结果传输到显示设备控制器上的RPC服务，控制器上的RPC服务将接收到的数据分发给多个应用，由应用根据需求进行处理。

在另一些实施例中，显示设备上的应用通过CameraControl服务调用到摄像头端，基于UVC(USB video class)获取运动目标的位置信息，并进行相应的逻辑处理。

本申请实施例还提供一种摄像头控制方法，应用于云台摄像头，该方法可以包括：

步骤141，获取摄像头采集的图像数据；

步骤142，根据所述图像数据识别图像中的运动目标及所述运动在图像中的位置；

步骤143，当所述运动目标在图像中的位置偏离预设位置时，控制摄像头旋转到目标角度，所述目标角度为使运动目标在图像中的位置为所述预设位置的角度。

应当理解，本申请所提供的摄像头控制方法包括上述实施例中云台摄像头执行的部分或全部步骤，其具体实现方式均可参考上述显示设备及云台摄像头的实施例，此处不予赘述。

具体实现中，本发明还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本发明提供的摄像头控制方法的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-only memory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：RAM)等。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中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，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。

以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (9)

1.一种显示设备，其特征在于，包括：

显示器，用于显示用户界面；

控制器，用于控制在所述用户界面中显示内容；

云台摄像头，所述云台摄像头被配置为：

采集图像数据，并将所述图像数据输出至控制器，以使控制器控制在所述用户界面中显示相应的图像；

根据所述图像数据识别图像中的运动目标及所述运动在所述图像中的位置；

当所述运动目标在图像中的位置偏离预设位置时，控制摄像头旋转到目标角度，所述目标角度为使运动目标在图像中的位置为所述预设位置的角度。

2.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述预设位置为所述图像的中心位置，所述运动目标在图像中的位置为所述运动目标的指定关键点在图像中的位置。

3.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，当所述指定关键点在图像中的位置与所述中心位置之间的距离大于预设阈值时，确定所述运动目标在图像中的位置偏离预设位置。

4.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述运动目标为用户，所述指定关键点为基于用户面部特征确定的关键点。

5.一种云台摄像头，其特征在于，包括：

图像采集模块，用于采集图像数据；

第一处理模块，用于根据所述图像数据识别图像中的运动目标，并确定所述运动目标在图像中的位置；

云台控制模块，用于当所述运动目标在图像中的位置偏离预设位置时，控制摄像头旋转到目标角度，所述目标角度为使运动目标在图像中的位置为所述预设位置的角度。

6.一种显示设备，其特征在于，包括：

显示器，用于显示用户界面；云台摄像头，用于采集图像数据，根据所述图像数据识别图像中的运动目标及所述运动目标在图像中的位置信息；

可与所述云台摄像头通信的控制器，用于根据所述运动目标在图像中的位置信息判断所述运动目标在图像中的位置是否偏离预设位置；当所述运动目标在图像中的位置偏离预设位置时，控制摄像头旋转到目标角度，所述目标角度为使运动目标在图像中的位置为所述预设位置的角度。

7.一种云台摄像头，其特征在于，包括：

图像采集模块，用于采集图像数据；

第一处理模块，用于根据所述图像数据识别图像中的运动目标，并确定所述运动目标在图像中的位置信息；

通信模块，用于将所述运动目标在图像中的位置信息发送给显示设备。

8.一种摄像头控制方法，应用于摄像头，所述摄像头包括镜头，其特征在于，所述方法包括：

采集图像数据；

根据所述图像数据识别图像中的运动目标及所述运动在图像中的位置；

当所述运动目标在图像中的位置偏离预设位置时，控制镜头旋转到目标角度，所述目标角度为使运动目标在图像中的位置为所述预设位置的角度。

9.一种摄像头控制方法，其特征在于，应用于显示设备，所述方法包括：

从摄像头获取运动目标在图像中的位置信息，所述运动目标在图像中的位置信息是由摄像头在采集到图像数据后处理所述图像数据得到的；

根据所述运动目标在图像中的位置信息判断所述运动目标在图像中的位置是否偏离预设位置；

当所述运动目标在图像中的位置偏离预设位置时，控制摄像头旋转到目标角度，所述目标角度为使运动目标在图像中的位置为所述预设位置的角度。

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