WO2017084316A1 - 摄像视角调节方法、系统及电视 - Google Patents

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WO2017084316A1
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camera
current frame
pan
video image
moving target
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PCT/CN2016/085270
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French (fr)
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杜熙
康华
徐珣
彭亮
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Le Holdings Beijing Co Ltd
Leshi Zhixin Electronic Technology Tianjin Co Ltd
Original Assignee
Le Holdings Beijing Co Ltd
Leshi Zhixin Electronic Technology Tianjin Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/61—Control of cameras or camera modules based on recognised objects
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/695—Control of camera direction for changing a field of view, e.g. pan, tilt or based on tracking of objects
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/14—Systems for two-way working

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of implementing a video call by using a television. More specifically, the present invention relates to a camera angle of view adjustment method for adjusting a camera head position during a video call, a camera angle of view adjustment system capable of implementing the method, and The camera of the camera viewing angle adjustment system.
  • smart TV has obvious advantages, because its wifi environment is good, it can ensure the smoothness of video calls, and it has a large screen of family scenes, and the shooting range is large, users can make video calls while Free to move around the living room.
  • the television has a fixed position characteristic, the range of video image acquisition by the camera is limited to a certain angle range of the front side of the television. Therefore, when the user is not in the range of the angle, the person is in the video picture.
  • the location is likely to be at the edge of the image, even disappearing in the video, so if the user wants to be in the center of the video, the user will not be able to move freely while the video is being called, which may limit the video on the TV.
  • the embodiment of the advantages of the call are likely to be at the edge of the image, even disappearing in the video, so if the user wants to be in the center of the video, the user will not be able to move freely while the video is being called, which may limit the video on the TV.
  • An object of the embodiments of the present invention is to provide a new technical solution for performing a video call through a television, which can adjust the camera viewing angle of the camera according to the position of the person.
  • a camera angle of view adjustment method comprising:
  • the control pan/tilt drives the camera to rotate the deflection angle in a horizontal direction.
  • the method further includes:
  • Determining whether there is a moving target in the current frame if yes, determining a position of the moving target in the current frame as a moving target position, and calculating such that the moving target position is located at a central position of the video image The viewing angle deviation.
  • the determining whether the moving target exists in the current frame includes:
  • controlling the pan-tilt driving the camera to rotate the deflection angle in a horizontal direction is specifically:
  • control pan/tilt drives the camera to rotate the deflection angle in the horizontal direction.
  • determining the position of the facial feature in the current frame as the facial feature location is specifically:
  • determining the position of the moving target in the current frame as the moving target position is specifically:
  • a position of the moving target closest to the central position of the video image in the current frame is determined as the moving target position.
  • a camera angle of view adjustment system comprising:
  • An image acquisition module configured to acquire a video image captured by the camera when establishing a video call connection through the television
  • An identification module configured to determine whether a face feature exists in a current frame of the video image, and if there is a face feature, determine a location of the face feature in the current frame as a face feature location;
  • a deflection angle calculation module configured to calculate a viewing angle deviation that is generated by the face feature position at a central position of the video image, and calculate a deflection angle required by the camera according to the viewing angle deviation;
  • An execution module is configured to control the pan/tilt to drive the camera to rotate the deflection angle in a horizontal direction.
  • the identifying module is further configured to determine whether there is a moving target in the current frame when there is no facial feature, and if yes, determine a position of the moving target in the current frame as a motion target location;
  • the deflection angle calculation module is further configured to calculate a viewing angle deviation that causes the moving target position to be located at a central position of the video image.
  • the identifying module is specifically configured to subtract the gray value of the current frame from the corresponding pixel of the previous frame of the video image, if the change of the gray value exceeds the set change amount.
  • the area determines that there is a moving target in the current frame.
  • the execution module is specifically configured to control the pan-tilt to rotate the camera to rotate the deflection angle in a horizontal direction when an absolute value of the deflection angle is greater than a set reference angle.
  • a television having a camera, a video calling system, a pan/tilt having a degree of rotational freedom, a pan/tilt driving system corresponding to the pan/tilt, and a second aspect according to the present invention are provided
  • the camera angle adjustment system, the rotating shaft of the pan/tilt is disposed in a vertical direction, and the camera is mounted on the pan/tilt to drive the camera to rotate in a horizontal direction by the pan/tilt
  • the execution module Specifically, the pan-tilt driving system and the control pan-tilt drive the camera to rotate the deflection angle in a horizontal direction.
  • the inventors of the present invention have found that in the prior art, the use of a television for a video call has a problem that the position of the person in the video picture is likely to be at the edge of the image or even disappear in the video picture due to the fixed position of the camera. Therefore, the technical tasks to be achieved by the present invention or The technical problem to be solved is unexpected or unexpected by those skilled in the art, and the present invention is a new technical solution.
  • An advantageous effect of the present invention is that the camera angle adjustment method, system and television of the present invention can adjust the angle of the camera according to the position of the face feature or the moving target in the video image to adjust the recognized face feature or the moving target.
  • To the central position of the video image so that the user can freely move in a certain area when performing a video call through the television without affecting the focus position of the camera, thereby ensuring that the user is basically at the center of the video picture, The advantages of making video calls over TV are best reflected.
  • FIG. 1 is a flow chart of an embodiment of a camera angle of view adjustment method according to the present invention.
  • FIG. 2 is a block schematic diagram of an implementation structure of a camera angle of view adjustment system in accordance with the present invention.
  • the present invention provides a method for adjusting the angle of view of the camera. As shown in FIG. 1, the method includes the following steps:
  • Step S1 Acquire a video image collected by the camera when establishing a video call connection through the television, wherein the camera is a camera corresponding to the configuration of the television.
  • the act of acquiring a video image continues during the process of establishing a video call connection through the television.
  • Step S2 determining whether there is a face feature in the current frame of the video image. If there is a face feature, step S3 is performed. If there is no face feature, step S2 is continued or other additional determining actions are performed.
  • This step can be made by any facial feature recognition method.
  • the facial feature recognition method may be performed by dividing a current frame based on a human skin color to obtain a binary image, and specifically includes the following steps:
  • Step S201 Dividing the current frame based on the skin color of the human body to obtain a binary image.
  • Step S202 determining whether there is a pixel point corresponding to the skin color of the human body in the binary image. If yes, step S203 is performed, and if not, determining that there is no face feature in the current frame.
  • Step S203 Comparing the connected domain surrounded by the pixel points corresponding to the skin color of the human body with the face contour template. If the similarity satisfies the set percentage, determining that there is a face feature in the current frame, otherwise determining that there is no person in the current frame. Face features.
  • the method of the present invention can also support the user to specify the tracking target, that is, if there are multiple people in the surrounding environment, and the user wants the camera angle adjustment to be based on itself, the user can specify the camera angle adjustment during the video call.
  • Tracking target specifically:
  • Step S204 After receiving the specified tracking target instruction input by the user, acquiring the face image of the specified tracking target as a reference template.
  • the face image may be a photo stored in advance by the user, so that the user only needs to click through the template and select a pre-stored photo as a reference template after inputting the specified tracking target command.
  • the facial image may also be selected after the user inputs a specified tracking target command. Add a template to make the camera capture by taking a photo.
  • Step S205 determining whether there is a face feature matching the reference template in the current frame of the video image. If yes, step S3 is performed. If not, step S205 is continued or other additional determining actions are performed.
  • Step S3 Determine the position of the face feature in the current frame as the face feature position.
  • This may select the position of an arbitrary pixel point of the face feature as the face feature position, or may select the center position of the face feature as the face feature position.
  • Step S4 Calculating a viewing angle deviation that causes the face feature position to be located at a central position of the video image.
  • the central position of the video image may be set, for example, to a position of a column of pixels in the middle of each frame image, and the step S4 may be further defined as: calculating that the face feature position is located at a central position of the video image aligned in the horizontal direction. The angle of view deviation that exists.
  • Step S5 Calculate a deflection angle required by the camera according to the viewing angle deviation, so that the face feature position is located at a central position of the video image after the camera rotates the deflection angle.
  • Step S6 Control the pan/tilt to drive the camera to rotate the deflection angle in the horizontal direction.
  • the camera angle of view adjustment method of the present invention can adjust the angle of the camera according to the position of the face feature in the video image, so as to adjust the recognized face feature to focus to the central position of the video image, so that the user performs the television.
  • it can move freely in a certain area without affecting its focus position on the camera, so that the user can always be in the center of the video picture, so that the advantage of video call through the TV can be best reflected.
  • the method of the present invention further adds a judgment action, that is, if there is no face feature, the following step S7 is performed.
  • Step S7 determining whether there is a moving target in the current frame. If yes, step S8 is performed. If not, step S2 is continued.
  • the moving target is basically a moving human body.
  • Target so here only to determine whether there is a moving target can basically achieve the purpose of judging whether there is a moving human target, and can reduce the amount of calculation and improve the response speed of the camera angle adjustment.
  • This step can be made by any moving target recognition method.
  • the moving object recognition method may be performed by using an image sequence difference method, specifically: subtracting a gray value between a current frame and a corresponding pixel of a previous frame of the video image, if the change of the gray value exceeds a setting change.
  • the area of the quantity determines the presence of a moving target in the current frame.
  • the identified moving target is a moving human target
  • Step S8 Determine the position of the moving target in the current frame as the moving target position.
  • the position of an arbitrary pixel of the moving target may be selected as the moving target position, or the center position of the moving target may be selected as the moving target position.
  • Step S9 Calculate the angle of view deviation in which the moving target position is located at the center position of the video image.
  • This step S9 may be further defined as: calculating a viewing angle deviation such that the moving target position is located at a central position of the video image aligned in the horizontal direction.
  • the step S6 may be further defined as: when the absolute value of the deflection angle is greater than the set reference angle, the pan/tilt is controlled to drive the camera in the horizontal direction. Rotating the deflection angle. That is, if the deflection angle is small (corresponding to the case where the face feature position or the moving target position is close to the center position of the video image), in order to improve the stability of the method implementation, the angle of view deviation can be ignored, and the adjustment of the imaging angle of view is not performed.
  • the camera angle can also be adjusted by the principle of proximity, that is, if there are more than two (including two) face features, the position of the face feature in the current frame is determined as the face in the above step S3.
  • the feature location is specifically:
  • the position of the face feature closest to the center position of the video image in the current frame is determined as the face feature position.
  • determining the position of the moving target in the current frame as the moving target position in the above step S8 is specifically:
  • the position of the moving target closest to the center position of the video image in the current frame is determined as the moving target position.
  • the present invention also provides an imaging angle of view adjustment system capable of implementing the above-described camera angle of view adjustment method, as shown in FIG. 2, which includes an image acquisition module 1, an identification module 2, a deflection angle calculation module 3, and an execution module 4, wherein
  • the image acquisition module 1 is configured to acquire a video image collected by a camera when establishing a video call connection through a television
  • the identification module 2 is configured to determine whether a face feature exists in a current frame of the video image, and if the face feature exists, determine The position of the face feature in the current frame is used as the face feature position
  • the deflection angle calculation module 3 is configured to calculate the angle of view deviation in which the face feature position is located at the central position of the video image, and calculate the deflection required by the camera according to the angle of view deviation Angle
  • the execution module 4 is configured to control the pan/tilt to drive the camera to rotate the deflection angle in a horizontal direction.
  • the above identification module 2 can also be used to determine whether there is a moving target in the current frame when there is no face feature, and if there is, determine the position of the moving target in the current frame as the moving target position; correspondingly, the above-mentioned deflection angle calculation
  • the module 3 is also used to calculate the viewing angle deviation that causes the moving target position to be located at the central position of the video image.
  • the foregoing identification module 2 may be specifically configured to subtract the gray value of the corresponding pixel from the current frame and the corresponding pixel of the previous frame of the video image, and if there is an area where the change of the gray value exceeds the set change amount, determine the current frame. There are moving targets.
  • the above identification module 2 is further configured to: after receiving the specified tracking target instruction input by the user, acquire the facial image of the specified tracking target as a reference template, and determine whether there is a facial feature matching the reference template in the current frame. If present, the location of the face feature in the current frame is determined as the face feature location.
  • the above identification module 2 can also be used to determine the position of the face feature closest to the central position of the video image in the current frame as the face feature position when two or more facial features are recognized.
  • the above identification module 2 can also be used to determine the position of the moving target closest to the central position of the video image in the current frame as the moving target position when two or more motion features are recognized.
  • the above execution module 4 can also be specifically used for the absolute value of the deflection angle being greater than the set reference At the angle, the control pan/tilt drives the camera to rotate the deflection angle in the horizontal direction.
  • the present invention also provides a television, which can track the user's camera angle adjustment when performing a video call through the television.
  • the television has a basic configuration for performing a video call, that is,
  • the utility model further comprises a pan/tilt head having a rotational degree of freedom, a pan/tilt driving system corresponding to the pan/tilt head, and a camera angle adjusting system of the invention, wherein the rotating shaft of the pan/tilt head is arranged in a vertical direction, and the camera is installed in the cloud
  • the execution module 4 controls the deflection angle calculated by the pan/tilt driving the camera in the horizontal direction by the pan/tilt driving system.
  • the invention can be an apparatus, method and/or computer program product.
  • the computer program product can comprise a computer readable storage medium having computer readable program instructions embodied thereon for causing a processor to implement various aspects of the present invention.
  • the computer readable storage medium can be a tangible device that can hold and store the instructions used by the instruction execution device.
  • the computer readable storage medium can be, for example, but not limited to, an electrical storage device, a magnetic storage device, an optical storage device, an electromagnetic storage device, a semiconductor storage device, or any suitable combination of the foregoing.
  • Non-exhaustive list of computer readable storage media include: portable computer disks, hard disks, random access memory (RAM), read only memory (ROM), erasable programmable read only memory (EPROM) Or flash memory), static random access memory (SRAM), portable compact disk read only memory (CD-ROM), digital versatile disk (DVD), memory stick, floppy disk, mechanical encoding device, for example, with instructions stored thereon A raised structure in the hole card or groove, and any suitable combination of the above.
  • a computer readable storage medium as used herein is not to be interpreted as a transient signal itself, such as radio waves or other freely propagating electromagnetic waves, electromagnetic waves propagating through a waveguide or other transmission medium (eg, light pulses through a fiber optic cable), Or an electrical signal transmitted through a wire.
  • the computer readable program instructions described herein can be downloaded from a computer readable storage medium to various computing/processing devices or downloaded to an external computer or external storage device over a network, such as the Internet, a local area network, a wide area network, and/or a wireless network.
  • the network may include copper transmission cables, fiber optic transmissions, wireless transmissions, routers, firewalls, switches, gateway computers, and/or edge servers.
  • a network adapter card or network interface in each computing/processing device receives computer readable program instructions from the network and forwards the computer readable program instructions for storage in a computer readable storage medium in each computing/processing device .
  • Computer program instructions for performing the operations of the present invention may be assembly instructions, instruction set architecture (ISA) instructions, machine instructions, machine related instructions, microcode, firmware instructions, state setting data, or in one or more programming languages.
  • Source code or object code written in any combination including object oriented programming languages such as Smal ltalk, C++, etc., as well as conventional procedural programming languages such as the "C" language or similar programming languages.
  • the computer readable program instructions can execute entirely on the user's computer, partly on the user's computer, as a stand-alone software package, partly on the user's computer, partly on the remote computer, or entirely on the remote computer or server. carried out.
  • the remote computer can be connected to the user's computer through any kind of network, including a local area network (LAN) or wide area network (WAN), or can be connected to an external computer (eg, using an Internet service provider to access the Internet) connection).
  • the customized electronic circuit such as a programmable logic circuit, a field programmable gate array (FPGA), or a programmable logic array (PLA), can be customized by utilizing state information of computer readable program instructions.
  • Computer readable program instructions are executed to implement various aspects of the present invention.
  • the computer readable program instructions can be provided to a general purpose computer, a special purpose computer, or a processor of other programmable data processing apparatus to produce a machine such that when executed by a processor of a computer or other programmable data processing apparatus Generated an implementation flow chart And/or means of function/action specified in one or more of the blocks in the block diagram.
  • the computer readable program instructions can also be stored in a computer readable storage medium that causes the computer, programmable data processing device, and/or other device to operate in a particular manner, such that the computer readable medium storing the instructions includes An article of manufacture that includes instructions for implementing various aspects of the functions/acts recited in one or more of the flowcharts.
  • the computer readable program instructions can also be loaded onto a computer, other programmable data processing device, or other device to perform a series of operational steps on a computer, other programmable data processing device or other device to produce a computer-implemented process.
  • instructions executed on a computer, other programmable data processing apparatus, or other device implement the functions/acts recited in one or more of the flowcharts and/or block diagrams.
  • each block in the flowchart or block diagram can represent a module, a program segment, or a portion of an instruction that includes one or more components for implementing the specified logical functions.
  • Executable instructions can also occur in a different order than those illustrated in the drawings. For example, two consecutive blocks may be executed substantially in parallel, and they may sometimes be executed in the reverse order, depending upon the functionality involved.
  • each block of the block diagrams and/or flowcharts, and combinations of blocks in the block diagrams and/or flowcharts can be implemented in a dedicated hardware-based system that performs the specified function or function. Or it can be implemented by a combination of dedicated hardware and computer instructions. It is well known to those skilled in the art that implementation by hardware, implementation by software, and implementation by a combination of software and hardware are equivalent.

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Abstract

本发明公开了一种摄像视角调节方法、系统及电视，其包括：在通过电视建立视频通话连接时，获取摄像头采集到的视频图像；判断视频图像的当前帧中是否存在人脸特征，如存在人脸特征，则：确定人脸特征在当前帧中的位置作为人脸特征位置；计算使得人脸特征位置位于视频图像的中央位置存在的视角偏差；根据视角偏差计算摄像头所需的偏转角度；控制云台带动摄像头在水平方向上旋转偏转角度。本发明方法、系统及电视能够始终保证用户基本处于视频画面的中央位置，以使通过电视进行视频通话的优势得以最好的体现。

Description

摄像视角调节方法、系统及电视
本申请要求2015年11月17日提交的、申请号为201510790307.0的中国专利申请的优先权。
技术领域
本发明涉及通过电视实现视频通话的技术领域，更具体地，本发明涉及一种在视频通话时进行摄像头方位调整的摄像视角调节方法、一种能够实现该方法的摄像视角调节系统、及设置有该摄像视角调节系统的电视。
背景技术
随着智能终端的普及、以及网络的高速发展，人与人之间的沟通越来越多地利用网络实现，其中的视频通话尤为方便，其可以获得对方仿佛就在自己对面一般的感受。作为实现视频通话的智能终端，智能电视具有明显的优势，因为其wifi环境良好，能够保证视频通话的流畅性，而且其具有家庭场景的大屏，拍摄范围较大，用户可以一边视频通话，一边在客厅范围内自由活动。但是，由于电视具有位置固定的特性，而通过摄像头进行视频图像采集的范围又局限在电视正面的某个夹角范围内，因此，当用户未处在夹角范围内时，人在视频画面中的位置很可能处于图像边缘，甚至在视频画面中消失，这样，如果用户希望自己能够始终处于视频画面的中央位置，则用户将无法在视频通话的同时自由活动，进而很可能限制通过电视进行视频通话的优势的体现。
发明内容
本发明实施例的一个目的是提供一种通过电视进行视频通话的新的技术方案，该方案能够根据人的位置调节摄像头的摄像视角。
根据本发明的第一方面，提供了一种摄像视角调节方法，其包括：
在通过电视建立视频通话连接时，获取摄像头采集到的视频图像；
判断所述视频图像的当前帧中是否存在人脸特征，如存在人脸特征，则：
确定所述人脸特征在所述当前帧中的位置作为人脸特征位置；
计算使得所述人脸特征位置位于所述视频图像的中央位置存在的视角偏差；
根据所述视角偏差计算摄像头所需的偏转角度；
控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。
可选的是，所述方法还包括：
如不存在人脸特征，则：
判断所述当前帧中是否存在运动目标，如存在，则确定所述运动目标在所述当前帧中的位置作为运动目标位置，并计算使得所述运动目标位置位于所述视频图像的中央位置存在的视角偏差。
可选的是，所述判断所述当前帧中是否存在运动目标包括：
将所述当前帧与所述视频图像的上一帧的对应像素点的灰度值相减，如存在灰度值的变化超过设定变化量的区域，则确定所述当前帧中存在运动目标。
可选的是，所述控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度具体为：
在所述偏转角度的绝对值大于设定的基准角度时，控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。
可选的是，如存在两个以上人脸特征，则确定所述人脸特征在所述当前帧中的位置作为人脸特征位置具体为：
确定距离所述视频图像的中央位置最近的人脸特征在所述当前帧中的位置作为人脸特征位置；及/或，
如存在两个以上运动目标，则确定所述运动目标在所述当前帧中的位置作为运动目标位置具体为：
确定距离所述视频图像的中央位置最近的运动目标在所述当前帧中的位置作为运动目标位置。
根据本发明的第二方面，提供了一种摄像视角调节系统，其包括：
图像获取模块，用于在通过电视建立视频通话连接时，获取摄像头采集到的视频图像；
识别模块，用于判断所述视频图像的当前帧中是否存在人脸特征，如存在人脸特征，则确定所述人脸特征在所述当前帧中的位置作为人脸特征位置；
偏转角度计算模块，用于计算使得所述人脸特征位置位于所述视频图像的中央位置存在的视角偏差，并根据所述视角偏差计算摄像头所需的偏转角度；以及，
执行模块，用于控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。
可选的是，所述识别模块还用于在不存在人脸特征时，判断所述当前帧中是否存在运动目标，如存在，则确定所述运动目标在所述当前帧中的位置作为运动目标位置；
所述偏转角度计算模块还用于计算使得所述运动目标位置位于所述视频图像的中央位置存在的视角偏差。
可选的是，所述识别模块具体用于将所述当前帧与所述视频图像的上一帧的对应像素点的灰度值相减，如存在灰度值的变化超过设定变化量的区域，则确定所述当前帧中存在运动目标。
可选的是，所述执行模块具体用于在所述偏转角度的绝对值大于设定的基准角度时，控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。
根据本发明的第三方面，提供了一种电视，其具有摄像头、视频通话系统、具有一个转动自由度的云台、对应所述云台的云台驱动系统、及根据本发明第二方面所述的摄像角度调节系统，所述云台的转轴沿竖直方向设置，所述摄像头安装在所述云台上，以通过所述云台带动所述摄像头在水平方向上转动，所述执行模块具体通过所述云台驱动系统、控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。
本发明的发明人发现，在现有技术中，利用电视进行视频通话存在因摄像头的位置固定而导致人在视频画面中的位置很可能处于图像边缘、甚至在视频画面中消失的问题。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要 解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。
本发明的一个有益效果在于，本发明摄像视角调节方法、系统及电视能够根据人脸特征或者运动目标在视频图像中的位置调节摄像头的角度，以将识别出的人脸特征或者运动目标调节对焦至视频图像的中央位置，这样，用户在通过电视进行视频通话时便可在一定区域内自由运动，而不影响其位于摄像头的焦点位置，进而能够始终保证用户基本处于视频画面的中央位置，以使通过电视进行视频通话的优势得以最好的体现。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1为根据本发明摄像视角调节方法的一种实施方式的流程图；
图2为根据本发明摄像视角调节系统的一种实施结构的方框原理图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步 讨论。
本发明为了解决利用电视进行视频通话时存在的因摄像头的位置固定而导致人在视频画面中的位置很可能处于图像边缘、甚至在视频画面中消失的问题，提供了一种摄像视角调节方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S1：在通过电视建立视频通话连接时，获取摄像头采集到的视频图像，其中，该摄像头即为对应电视配置的摄像头。
该获取视频图像的动作在通过电视建立视频通话连接的过程中持续进行。
步骤S2：判断视频图像的当前帧中是否存在人脸特征，如存在人脸特征，则执行步骤S3，如不存在人脸特征，则或者继续执行步骤S2或者执行其他附加的判断动作。
该步骤可以通过任意的人脸特征识别方法进行该判断。例如，该人脸特征识别方法可以采用基于人体肤色分割当前帧得到二值图像进行，具体可以包括如下步骤：
步骤S201：基于人体肤色分割当前帧得到二值图像。
步骤S202：判断二值图像中是否存在对应人体肤色的像素点，如存在，则执行步骤S203，如不存在则确定当前帧中不存在人脸特征。
步骤S203：将由对应人体肤色的像素点围成的连通域与人脸轮廓模板进行比对，如果相似度满足设定百分比，则确定当前帧中存在人脸特征，否则确定当前帧中不存在人脸特征。
进一步地，本发明方法还可以支持用户指定追踪目标，即在周边环境具有多个人，且用户希望摄像角度调节以自身为基准进行的情况下，其在进行视频通话时可以指定自身为摄像角度调节的追踪目标，具体为：
步骤S204：在接收到用户输入的指定追踪目标指令后，获取被指定的追踪目标的面部图像作为基准模板。
该面部图像可以是用户预先存储的照片，这样，用户在输入指定追踪目标指令后，只需通过点选浏览模板、并选择预先存储的照片作为基准模板即可。该面部图像也可以是在用户输入指定追踪目标指令后，通过点选 添加模板，进而使摄像头通过拍照的方式获取。
步骤S205：判断视频图像的当前帧中是否存在与基准模板相匹配的人脸特征，如存在，则执行步骤S3，如不存在，则或者继续执行步骤S205或者执行其他附加的判断动作。
步骤S3：确定人脸特征在当前帧中的位置作为人脸特征位置。
这可以选定人脸特征的任意像素点的位置作为人脸特征位置，也可以选定人脸特征的中心位置作为人脸特征位置。
步骤S4：计算使得人脸特征位置位于视频图像的中央位置存在的视角偏差。
该视频图像的中央位置例如可以设定为各帧图像的位于中间的一列像素点的位置，而该步骤S4可以进一步限定为：计算使得人脸特征位置位于视频图像的沿水平方向对齐的中央位置存在的视角偏差。
步骤S5：根据该视角偏差计算摄像头所需的偏转角度，以使人脸特征位置在摄像头旋转该偏转角度后位于视频图像的中央位置。
步骤S6：控制云台带动摄像头在水平方向上旋转该偏转角度。
由此可见，本发明摄像视角调节方法能够根据人脸特征在视频图像中的位置调节摄像头的角度，以将识别出的人脸特征调节对焦至视频图像的中央位置，这样，用户在通过电视进行视频通话时便可在一定区域内自由运动，而不影响其位于摄像头的焦点位置，进而能够始终保证用户基本处于视频画面的中央位置，以使通过电视进行视频通话的优势得以最好的体现。
由于用户在通过电视进行视频通话的过程中进行自由活动可能无法始终面对摄像头，这样就会影响人脸特征的可靠识别，进而有可能导致目标追踪的失败，基于该问题，为了提高本发明方法进行目标追踪的适应范围，在本发明的一个具体实施例中，本发明方法还附加了如下判断动作，即如果不存在人脸特征，则执行以下步骤S7。
步骤S7：判断当前帧中是否存在运动目标，如存在，则执行步骤S8，如不存在，则继续执行上述步骤S2。
由于室内环境中如果识别出运动目标，则该运动目标基本是运动人体 目标，所以在此仅判断是否存在运动目标基本可以达到判断是否存在运动人体目标的目的，而且可以减少计算量，提高摄像视角调节的响应速度。
该步骤可以通过任意的运动目标识别方法进行该判断。例如，该运动目标识别方法可以采用图像序列差分法进行，具体为：将当前帧与视频图像的上一帧的对应像素点的灰度值相减，如存在灰度值的变化超过设定变化量的区域，则确定当前帧中存在运动目标。
如果需要进一步确定识别出的运动目标是否为运动人体目标，则只需再将识别出的运动目标与人体模板库中的各模板进行比对即可。
步骤S8：确定运动目标在当前帧中的位置作为运动目标位置。
可以选定运动目标的任意像素点的位置作为运动目标位置，也可以选定运动目标的中心位置作为运动目标位置。
步骤S9：计算使得运动目标位置位于视频图像的中央位置存在的视角偏差。
该步骤S9可以进一步限定为：计算使得运动目标位置位于视频图像的沿水平方向对齐的中央位置存在的视角偏差。
为了提高本发明方法的稳定性，在本发明的一个具体实施例中，上述步骤S6可以进一步限定为：在偏转角度的绝对值大于设定的基准角度时，控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。即如果偏转角度较小(对应人脸特征位置或者运动目标位置靠近视频图像的中央位置的情况)，则为了提高方法实施的稳定性，则可以忽略该视角偏差，不进行摄像视角的调节。
由于在通过电视进行视频通过的过程中，周边环境可能具有多个人，这样就会识别出多个人脸特征或者运动目标，这样，本发明方法可以设置为任意选定一人脸特征或者运动目标为基准进行摄像视角的调节，也可以采用就近原则进行摄像视角的调节，即如存在两个以上(包括两个)人脸特征，则上述步骤S3中确定人脸特征在当前帧中的位置作为人脸特征位置具体为：
确定距离视频图像的中央位置最近的人脸特征在当前帧中的位置作为人脸特征位置。
同理，如存在两个以上运动目标，则上述步骤S8中确定运动目标在当前帧中的位置作为运动目标位置具体为：
确定距离视频图像的中央位置最近的运动目标在当前帧中的位置作为运动目标位置。
本发明还提供了能够实现上述摄像视角调节方法的一种摄像视角调节系统，如图2所示，其包括图像获取模块1、识别模块2、偏转角度计算模块3和执行模块4，其中，该图像获取模块1用于在通过电视建立视频通话连接时，获取摄像头采集到的视频图像；该识别模块2用于判断视频图像的当前帧中是否存在人脸特征，如存在人脸特征，则确定人脸特征在当前帧中的位置作为人脸特征位置；该偏转角度计算模块3用于计算使得人脸特征位置位于视频图像的中央位置存在的视角偏差，并根据视角偏差计算摄像头所需的偏转角度；该执行模块4用于控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。
上述识别模块2还可以用于在不存在人脸特征时，判断当前帧中是否存在运动目标，如存在，则确定运动目标在当前帧中的位置作为运动目标位置；对应地，上述偏转角度计算模块3还用于计算使得运动目标位置位于视频图像的中央位置存在的视角偏差。
上述识别模块2还可以具体用于将当前帧与视频图像的上一帧的对应像素点的灰度值相减，如存在灰度值的变化超过设定变化量的区域，则确定当前帧中存在运动目标。
上述识别模块2还可以用于在接收到用户输入的指定追踪目标指令后，获取被指定的追踪目标的面部图像作为基准模板，并判断当前帧中是否存在与基准模板相匹配的人脸特征，如存在，则确定人脸特征在当前帧中的位置作为人脸特征位置。
上述识别模块2还可以用于在识别出两个以上人脸特征时，确定距离视频图像的中央位置最近的人脸特征在当前帧中的位置作为人脸特征位置。
上述识别模块2还可以用于在识别出两个以上运动特征时，确定距离视频图像的中央位置最近的运动目标在当前帧中的位置作为运动目标位置。
上述执行模块4还可以具体用于在偏转角度的绝对值大于设定的基准 角度时，控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。
在上述摄像视角调节系统的基础上，本发明还提供了一种电视，以通过该电视进行视频通话时能够追踪用户进行摄像视角调节，为此，该电视除具有进行视频通话的基本配置，即摄像头和视频通话系统外，还包括具有一个转动自由度的云台、对应云台的云台驱动系统、及本发明摄像角度调节系统，该云台的转轴沿竖直方向设置，摄像头安装在云台上，以通过云台带动摄像头在水平方向上转动，执行模块4具体通过云台驱动系统控制云台带动摄像头在水平方向上旋转计算出的偏转角度。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。另外，对于系统实施例而言，由于其是与方法实施例相对应，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的对应部分的说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的。
本发明可以是装置、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、 或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smal ltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。
这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图 和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。对于本领域技术人员来说公知的是，通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

  1. 一种摄像视角调节方法，其特征在于，包括：
    在通过电视建立视频通话连接时，获取摄像头采集到的视频图像；
    判断所述视频图像的当前帧中是否存在人脸特征，如存在人脸特征，则：
    确定所述人脸特征在所述当前帧中的位置作为人脸特征位置；
    计算使得所述人脸特征位置位于所述视频图像的中央位置存在的视角偏差；
    根据所述视角偏差计算摄像头所需的偏转角度；
    控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。
  2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
    如不存在人脸特征，则：
    判断所述当前帧中是否存在运动目标，如存在，则确定所述运动目标在所述当前帧中的位置作为运动目标位置，并计算使得所述运动目标位置位于所述视频图像的中央位置存在的视角偏差。
  3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述判断所述当前帧中是否存在运动目标包括：
    将所述当前帧与所述视频图像的上一帧的对应像素点的灰度值相减，如存在灰度值的变化超过设定变化量的区域，则确定所述当前帧中存在运动目标。
  4. 根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度具体为：
    在所述偏转角度的绝对值大于设定的基准角度时，控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。
  5. 根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，如存在两个以上人脸特征，则确定所述人脸特征在所述当前帧中的位置作为人脸特征位置具体为：
    确定距离所述视频图像的中央位置最近的人脸特征在所述当前帧中的位置作为人脸特征位置。
  6. 一种摄像视角调节系统，其特征在于，包括：
    图像获取模块，用于在通过电视建立视频通话连接时，获取摄像头采集到的视频图像；
    识别模块，用于判断所述视频图像的当前帧中是否存在人脸特征，如存在人脸特征，则确定所述人脸特征在所述当前帧中的位置作为人脸特征位置；
    偏转角度计算模块，用于计算使得所述人脸特征位置位于所述视频图像的中央位置存在的视角偏差，并根据所述视角偏差计算摄像头所需的偏转角度；以及，
    执行模块，用于控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。
  7. 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述识别模块还用于在不存在人脸特征时，判断所述当前帧中是否存在运动目标，如存在，则确定所述运动目标在所述当前帧中的位置作为运动目标位置；
    所述偏转角度计算模块还用于计算使得所述运动目标位置位于所述视频图像的中央位置存在的视角偏差。
  8. 根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述识别模块具体用于将所述当前帧与所述视频图像的上一帧的对应像素点的灰度值相减，如存在灰度值的变化超过设定变化量的区域，则确定所述当前帧中存在运动目标。
  9. 根据权利要求6、7或8所述的系统，其特征在于，所述执行模块具体用于在所述偏转角度的绝对值大于设定的基准角度时，控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。
  10. 一种电视，具有摄像头和视频通话系统，其特征在于，所述电视还包括具有一个转动自由度的云台、对应所述云台的云台驱动系统、及权利要求6至9中任一项所述的摄像角度调节系统，所述云台的转轴沿竖直方向设置，所述摄像头安装在所述云台上，以通过所述云台带动所述摄像 头在水平方向上转动，所述执行模块具体通过所述云台驱动系统、控制云台带动摄像头在水平方向上旋转所述偏转角度。
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