[发明专利]用于PTZ圆顶摄像机的隐私区域算法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及摇摄倾斜变焦(PTZ，Pan Tilt Zoom)圆顶摄像机(dome camera)。具体而言，本发明涉及在PTZ圆顶摄像机上定义和保留隐私区域(privacy zone)。 

背景技术

摇摄倾斜变焦(PTZ)圆顶摄像机在运行期间旋转、倾斜和变焦，以提供对区域的监视。这些PTZ摄像机提供在屏幕、监视器或者其它显示设备上所显示的图像。在摄像机运行时，经常需要遮蔽该摄像机视场内的“隐私区域”，或者特定区域或对象。举例来说，在酒店大堂中，隐私区域可以包括诸如游泳池或衣帽间或更衣室之类的对象。 

在PTZ摄像机的运行过程中，其旋转和变焦特性使得对象随着由该摄像机所显视的区域的改变而看上去“移动”穿过屏幕或者显示设备。因此，当摄像机执行摇摄、倾斜操作时，要被遮蔽的对象(或多个对象)“移动穿过”屏幕，并且在变焦操作时，对象还“放大和/或缩小”。图1示出了当摄像机的倾斜角为0时的现有技术场景。在此低倾斜角下，要被隐藏的对象和隐私区域都看上去水平地移动穿过屏幕。然而，在较高倾斜角(一般来说大于45度)下，对象看上去弧形地移动穿过屏幕并向该屏幕下移动。图2示出了当摄像机倾斜角为70度时的现有技术场景。在此，隐私区域仍然水平地移动穿过屏幕，但对象看上去弧形地移动。因此，与使用低倾斜角时一样，对象不被隐私区域连续地遮蔽。 

如今市场上的已知PTZ圆顶与摄像机组合在该圆顶摄像机运行在较高倾斜角下时并不能良好地处理隐私区域。由于PTZ摄像机旋转的几何性质的原因，在较高倾斜角下，真实对象并不会像在较低倾斜角下那样水平地移动穿过屏幕，而是遵循曲线路径。举例来说，Honeywell KD6i圆顶就没有解决这个问题，并且当把Sony摄像机和KD6i圆顶和在一起使用时，如果所定义的隐私区域的任何部分、甚至是一个尖端(tip)与被显示的新的或下一摄像机屏幕重叠，则整个视频屏幕变成空白。这种 重叠导致屏幕突然变为空白伴有视频的完全丢失，并且用户在移动操纵杆时往往会不知所措和感到迷惑，这是因为他或她由于仅看见完全空白的监视器屏幕而不知道摄像机正在注视何处。 

类似地，由于上述问题，Honeywell Orbiter圆顶和许多其它制造商的圆顶都由于上述问题的原因而不能在较高倾斜角下正确地计及隐私区域。目前，还不存在如下的简单等式和解决方案：其可以由没有浮点支持的低端处理器来执行以获得为了纠正上述问题实时所需的更新率。因此，需要一种系统和方法来保留隐私区域，使得对象在摄像机的各种摇摄/倾斜/变焦条件下总是得以遮蔽。 

发明内容

本发明有利地提供一种装置，通过该装置，可以保留PTZ摄像机上的隐私区域，使得该摄像机的视野内的对象总是被遮蔽或覆盖。 

被开发出以解决这个问题的算法是以几何学为基础的，该算法旨在记住被定义为空间中的区域的隐私区域，由4条射线标记，所述4条射线接触标记区域的四个拐角并且具有绝对摇摄和倾斜角坐标。该隐私区域最初由屏幕上的具有已知像素坐标的矩形来定义。为了按照绝对角坐标来记住隐私区域，屏幕像素坐标被转化成角坐标。然后，当摄像机移动并且准备显示新的屏幕时，要遮蔽的对象在该新屏幕上被定位。通过把原隐私区域的绝对角坐标转化成像素坐标来进行对对象的定位以及显示其隐私区域。 

此外，多个隐私区域可以被显示在一个摄像机屏幕上。还提供了用于执行对多个隐私区域的显示，以及用于预测摄像机的运动的算法。 

根据接下来的描述和以及根据权利要求书，本发明的前述以及其它对象、方面、特征、优点，将变得更加显而易见。 

附图说明

借助于本发明的非限制性的说明性实施例，参考所标记的附图，在下面的详细描述中进一步说明本发明，其中在整个附图中，相同的附图标记表示相同部分。然而，应当理解，此发明并不限于所示出的精确布置和手段。附图： 

图1是摄像机角度为0时的现有技术示意图； 

图2是摄像机角度为70度时的现有技术示意图； 

图3示出了隐私区域的绝对角坐标； 

图4示出了角坐标到像素坐标的映射； 

图5示出了按照像素的对屏幕的X，Y坐标映射； 

图6是图像平面的根据摄像机焦点的3D视图； 

图7示出了图像平面上的具有摇摄和倾斜角的任意点(X1，Y1)； 

图8是图像平面的横截面，其中将该图像平面表示成单条线；以及 

图9示出了如何按照绝对角坐标来找出当前屏幕的界限。 

具体实施方式