CN113660456A - 可变焦阵列摄像机协同获取不同分辨率多目标视频方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了可变焦阵列摄像机协同获取不同分辨率多目标视频方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：采用N个可变焦阵列摄像机组成的阵列拍摄同一场景，获取视频流；步骤二：根据获取到的目标信息调节摄像头的角度和位置；步骤三；根据获取到的目标信息调节摄像头的角度和位置：步骤四：读取视频流中的像素和像素数目，计算像素修改的最小深度deep；步骤五：将视频流中N个子流进行融合处理，并反馈给接收终端，从而实现获取目标视频。本发明通过N个可变焦阵列摄像机进行多组拍摄，从而提高了信息采集的效率，同时通过获取模块对视频帧字符串执行至少两种不同分辨率，将分别对应的编码进行读取，进而提高了采集的数据流精准性。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及可变焦阵列摄像机协同获取不同分辨率多目标视频方法。
背景技术
随着社会、经济的发展，人们对安全防范的需求越来越高，视频监控作为安全防护领域中的有效手段，应用越来越普遍，应用要求也在不断地提高。视频监控系统发展了短短二十几年时间，从最早模拟监控到前些年火热的数字监控，再到方兴未艾的网络视频监控，发生了翻天覆地的变化。近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，在视频监控系统中获取高质量视频已经变得引人注意。
然而，在传统的视频监控系统中，对视频的获取往往是在待监控场景中布置几个低分辨率摄像机，每个摄像机相互间是独立的，他们各自采集场景中一个固定区域的视频，并通过网络将处理后的视频传输到远程监控终端的显示器上显示，用户只能在远程监控终端上看到几个单独的低质量视频。而对于单个的低质量视频，用户在使用时经常遇到这样的问题：当被监控场景较大，特别是场景中有多个目标时，感兴趣的目标分辨率过小，不利于观看。
对于这样的情况，若对硬件升级采用高分辨率的摄像机，由于受网络带宽的影响，不得不对高分辨的图像采用较低的码率压缩，而这种处理会使视觉效果大打折扣；另外随着摄像机分辨率的提高，其价格也相应增加。
现有的获取目标视频不能采用多种可变焦阵列摄像机进行获取，视频信息采集效果不是很好，因而需要进一步的改进处理。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供可变焦阵列摄像机协同获取不同分辨率多目标视频方法。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
可变焦阵列摄像机协同获取不同分辨率多目标视频方法，包括以下步骤：
步骤一：采用N个可变焦阵列摄像机组成的阵列拍摄同一场景，获取视频流，N个可变焦低分辨率摄像机阵列中位于中心的一个摄像机拍摄大场景，其余N-1个摄像机拍摄场景中的目标，每个可变焦低分辨率摄像机都有自己的视频处理模块，包括视频存储器、H.264编码器和目标跟踪器，每个可变焦低分辨率摄像机都配有云台，有一定的旋转角度，并且可准确变焦；
步骤二：根据可变焦阵列摄像机组成的列阵所采集到的视频流，获取目标信息，将拍摄的大场景视频图像通过网络传输给接收端，由接收端对图像进行理解与分析，即采用一种基于人类视觉注意系统的图像感兴趣区域自动提取方法获得场景中目标的个数、位置和尺度信息；
步骤三：根据获取到的目标信息调节摄像头的角度和位置，结合N个摄像机的相对位置、焦距和焦比信息，根据小孔成像模型与三角模型计算N-1个拍摄目标摄像机工作参数，并将工作参数通过网络反馈给摄像机进行控制；
步骤四：读取视频流中的像素和像素数目，计算像素修改的最小深度deep；
步骤五：将视频流中N个子流进行融合处理，并反馈给接收终端，从而实现获取目标视频。
优选地，所述获取视频流中可截取视频帧，所述视频帧进行编码获得对应的视频帧字符串，通过读取模块将对应的视频帧字符串读取，并反馈给操作用户。
优选地，将拍摄的大场景视频图像通过网络传输给接收端，由接收端对场景图像进行理解与分析，获得场景中目标的个数、位置和尺度信息，并结合N个摄像机的相对位置、焦距和焦比信息，根据小孔成像模型和三角模型计算拍摄目标摄像机的工作参数，通过网络反馈给操作用户。
优选地，摄像头的调节包括拍摄目标摄像机的工作状态、拍摄目标摄像机的焦距和拍摄目标摄像机的旋转角度。
优选地，所述操作用户可使用手机的显示屏幕进行观看获得的目标视频。
优选地，所述显示屏幕还可以采用电脑的显示屏幕。
优选地，所述读取模块与操作用户通过WIFE无线形式建立联系。
优选地，所述获取模块对视频帧字符串执行至少两种不同分辨率，将分别对应的编码进行读取，以用于得到具有不同分辨率的输出视频。
优选地，所述最小深度通过deep＝floor(L/N)公式得到，其中N为目标图像素数目，floor函数为向下取整。
优选地，所述视频流中N个子流进行融合处理的具体操作步骤为：将N个子流视频流相对应N个视频码率，N个视频码率建立成数据A1，A2，...，An，然后建立的数据采用GIS数字化方法建立研究区域图层，选择网格单元，在GIS中研究区域矢量图层转换为栅格图层，然后再转化为网格中心点图层，最后经过整合处理，得到融合视频流。
有益效果：本发明，有益效果如下：
本发明通过采用了小孔成像模型和三角模型计算拍摄目标摄像机的工作参数，因而能够控制摄像机阵列协同工作，同时拍摄大场景和场景中的多个目标；采用可变焦阵列摄像机，可以获取场景视频和不同分辨率的目标视频，有利于进行图像融合得到高分辨率和高质量的场景视频；
本发明由于仍然使用普通摄像头，没有使用高清摄像头，实现成本低，而且可以在带宽受限的网络条件下工作；通过N个可变焦阵列摄像机进行多组拍摄，从而提高了信息采集的效率，同时通过获取模块对视频帧字符串执行至少两种不同分辨率，将分别对应的编码进行读取，以用于得到具有不同分辨率的输出视频，进而提高了采集的数据流精准性；通过N个子流进行融合能够进一步的将子流数据进行整合，从而使数据流更为精准，进一步的提高了视频方法获取的效率。
附图说明
图1为本发明的流程框图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1示，本发明实施例中可变焦阵列摄像机协同获取不同分辨率多目标视频方法，包括以下步骤：
步骤一：采用N个可变焦阵列摄像机组成的阵列拍摄同一场景，获取视频流，N个可变焦低分辨率摄像机阵列中位于中心的一个摄像机拍摄大场景，其余N-1个摄像机拍摄场景中的目标，每个可变焦低分辨率摄像机都有自己的视频处理模块，包括视频存储器、H.264编码器和目标跟踪器，每个可变焦低分辨率摄像机都配有云台，有一定的旋转角度，并且可准确变焦；
步骤二：根据可变焦阵列摄像机组成的列阵所采集到的视频流，获取目标信息，将拍摄的大场景视频图像通过网络传输给接收端，由接收端对图像进行理解与分析，即采用一种基于人类视觉注意系统的图像感兴趣区域自动提取方法获得场景中目标的个数、位置和尺度信息；
步骤三：根据获取到的目标信息调节摄像头的角度和位置，结合N个摄像机的相对位置、焦距和焦比信息，根据小孔成像模型与三角模型计算N-1个拍摄目标摄像机工作参数，并将工作参数通过网络反馈给摄像机进行控制；
步骤四：读取视频流中的像素和像素数目，计算像素修改的最小深度deep；
步骤五：将视频流中N个子流进行融合处理，并反馈给接收终端，从而实现获取目标视频。
本实施例的获取视频流中可截取视频帧，所述视频帧进行编码获得对应的视频帧字符串，通过读取模块将对应的视频帧字符串读取，并反馈给操作用户。
本实施例将拍摄的大场景视频图像通过网络传输给接收端，由接收端对场景图像进行理解与分析，获得场景中目标的个数、位置和尺度信息，并结合N个摄像机的相对位置、焦距和焦比信息，根据小孔成像模型和三角模型计算拍摄目标摄像机的工作参数，通过网络反馈给操作用户。
本实施例摄像头的调节包括拍摄目标摄像机的工作状态、拍摄目标摄像机的焦距和拍摄目标摄像机的旋转角度
通过N个可变焦阵列摄像机进行多组拍摄，从而提高了信息采集的效率，同时通过获取模块对视频帧字符串执行至少两种不同分辨率，将分别对应的编码进行读取，以用于得到具有不同分辨率的输出视频，进而提高了采集的数据流精准性；
本实施例的操作用户可使用手机的显示屏幕进行观看获得的目标视频，显示屏幕还可以采用电脑的显示屏幕，读取模块与操作用户通过WIFE无线形式建立联系。
本实施例的获取模块对视频帧字符串执行至少两种不同分辨率，将分别对应的编码进行读取，以用于得到具有不同分辨率的输出视频。
本实施例的最小深度通过deep＝floor(L/N)公式得到，其中N为目标图像素数目，floor函数为向下取整。
本实施例的视频流中N个子流进行融合处理的具体操作步骤为：将N个子流视频流相对应N个视频码率，N个视频码率建立成数据A1，A2，...，An，然后建立的数据采用GIS数字化方法建立研究区域图层，选择网格单元，在GIS中研究区域矢量图层转换为栅格图层，然后再转化为网格中心点图层，最后经过整合处理，得到融合视频流。
通过N个子流进行融合能够进一步的将子流数据进行整合，从而使数据流更为精准，进一步的提高了视频方法获取的效率。
工作原理，通过采用了小孔成像模型和三角模型计算拍摄目标摄像机的工作参数，因而能够控制摄像机阵列协同工作，同时拍摄大场景和场景中的多个目标；采用可变焦阵列摄像机，可以获取场景视频和不同分辨率的目标视频，有利于进行图像融合得到高分辨率和高质量的场景视频；本发明由于仍然使用普通摄像头，没有使用高清摄像头，实现成本低，而且可以在带宽受限的网络条件下工作；通过N个可变焦阵列摄像机进行多组拍摄，从而提高了信息采集的效率，同时通过获取模块对视频帧字符串执行至少两种不同分辨率，将分别对应的编码进行读取，以用于得到具有不同分辨率的输出视频，进而提高了采集的数据流精准性；通过N个子流进行融合能够进一步的将子流数据进行整合，从而使数据流更为精准，进一步的提高了视频方法获取的效率。
虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案，以上所述仅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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.可变焦阵列摄像机协同获取不同分辨率多目标视频方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：采用N个可变焦阵列摄像机组成的阵列拍摄同一场景，获取视频流，N个可变焦低分辨率摄像机阵列中位于中心的一个摄像机拍摄大场景，其余N-1个摄像机拍摄场景中的目标，每个可变焦低分辨率摄像机都有自己的视频处理模块，包括视频存储器、H.264编码器和目标跟踪器，每个可变焦低分辨率摄像机都配有云台，有一定的旋转角度，并且可准确变焦；
步骤二：根据可变焦阵列摄像机组成的列阵所采集到的视频流，获取目标信息，将拍摄的大场景视频图像通过网络传输给接收端，由接收端对图像进行理解与分析，即采用一种基于人类视觉注意系统的图像感兴趣区域自动提取方法获得场景中目标的个数、位置和尺度信息；
步骤三：根据获取到的目标信息调节摄像头的角度和位置，结合N个摄像机的相对位置、焦距和焦比信息，根据小孔成像模型与三角模型计算N-1个拍摄目标摄像机工作参数，并将工作参数通过网络反馈给摄像机进行控制；
步骤四：读取视频流中的像素和像素数目，计算像素修改的最小深度deep；
步骤五：将视频流中N个子流进行融合处理，并反馈给接收终端，从而实现获取目标视频。
2.根据权利要求1所述的可变焦阵列摄像机协同获取不同分辨率多目标视频方法，其特征在于，所述获取视频流中可截取视频帧，所述视频帧进行编码获得对应的视频帧字符串，通过读取模块将对应的视频帧字符串读取，并反馈给操作用户。
3.根据权利要求1所述的可变焦阵列摄像机协同获取不同分辨率多目标视频方法，其特征在于，将拍摄的大场景视频图像通过网络传输给接收端，由接收端对场景图像进行理解与分析，获得场景中目标的个数、位置和尺度信息，并结合N个摄像机的相对位置、焦距和焦比信息，根据小孔成像模型和三角模型计算拍摄目标摄像机的工作参数，通过网络反馈给操作用户。
4.根据权利要求1所述的可变焦阵列摄像机协同获取不同分辨率多目标视频方法，其特征在于，摄像头的调节包括拍摄目标摄像机的工作状态、拍摄目标摄像机的焦距和拍摄目标摄像机的旋转角度。
5.根据权利要求2所述的可变焦阵列摄像机协同获取不同分辨率多目标视频方法，其特征在于，所述操作用户可使用手机的显示屏幕进行观看获得的目标视频。
6.根据权利要求5所述的可变焦阵列摄像机协同获取不同分辨率多目标视频方法，其特征在于，所述显示屏幕还可以采用电脑的显示屏幕。
7.根据权利要求2所述的可变焦阵列摄像机协同获取不同分辨率多目标视频方法，其特征在于，所述读取模块与操作用户通过WIFE无线形式建立联系。
8.根据权利要求2所述的可变焦阵列摄像机协同获取不同分辨率多目标视频方法，其特征在于，所述获取模块对视频帧字符串执行至少两种不同分辨率，将分别对应的编码进行读取，以用于得到具有不同分辨率的输出视频。
9.根据权利要求1所述的可变焦阵列摄像机协同获取不同分辨率多目标视频方法，其特征在于，所述最小深度通过deep＝floor(L/N)公式得到，其中N为目标图像素数目，floor函数为向下取整。
10.根据权利要求1所述的可变焦阵列摄像机协同获取不同分辨率多目标视频方法，其特征在于，所述视频流中N个子流进行融合处理的具体操作步骤为：将N个子流视频流相对应N个视频码率，N个视频码率建立成数据A1，A2，...，An，然后建立的数据采用GIS数字化方法建立研究区域图层，选择网格单元，在GIS中研究区域矢量图层转换为栅格图层，然后再转化为网格中心点图层，最后经过整合处理，得到融合视频流。
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