[发明专利]教师讲课的运动目标实时跟踪录课装置

权利要求书

1.一种教师讲课的运动目标实时跟踪录课装置，其特征在于摄像头采集模拟视频信号，通过视频解码器SAA7115转换为高速的数字信号，送入数字信号处理器TMS320DM642进行处理；需要处理的数字视频存储于同步动态随机存储器SDRAM中，随时与DSP进行数据交换；算法处理与实现主要通过数字信号处理器与其外围电路现场可编程逻辑门阵列FPGA、外部锁存器、闪存FLASH来完成；数字信号处理器的时钟CLOCK为外部存储器配置的原始值；经过DSP输出的标准数字视频信号通过视频编码器SAA7105处理后直接送入显示器CRT上进行显示；而其处理后的控制云台跟踪运动目标的控制命令则通过串行通信接口RS232转换为串行信号，输出到云台控制器，通过控制云台的转动来达到实时跟踪运动目标的目的。

2.根据权利要求1所述的教师讲课的运动目标实时跟踪录课装置，其特征在于所述的运动目标检测算法流程为：

(1)采集数字视频流数据，对其进行预处理，即将其转变为灰度图像；

(2)使用高斯模型建立背景图像，对其进行中值滤波，边缘增强，得到图像B(x，y)；

(3)对当前图像也进行中值滤波，边缘增强，得到图像F(x，y)；

(4)执行差分二值化计算：D(x,y)=1F(x,y)-B(x,y)≥T0F(x,y)-B(x,y)<T]]>

阈值T的大小会影响到检测的精确度，如T值太大会使系统检测不到一些物体的细微运动，而T值太小则会检测到微小物体的扰动，因此阈值T的选取应根据实际情况，通过多次实验获取最佳值；

(5)对背景图像进行更新，转到步骤(2)。

3.根据权利要求1所述的教师讲课的运动目标实时跟踪录课装置，其特征在于所述的实时跟踪流程为：

(1)提取前景目标，并建立运动目标的运动模型；

(2)先对运动目标所在位置进行预测，由于检测识别算法的执行会造成短暂的延迟，因此在初始化位置预测时需根据目标运动的方向进行相应像素单位距离的加减；

(3)进行模板匹配，搜索检测目标：在以搜索点为中心的搜索范围内，以直方图为目标模式进行匹配；

(4)判断是否找到目标：若存在运动目标，且计算得到的运动目标相似系数对应的直方图相似系数大于设定的最小相似阈值，则认为目标处于运动状态；若直方图相似系数大于设定的最大相似阈值，则认为目标处于静止状态；否则认为运动目标丢失，重新开始搜索；

(5)若找到运动目标，则将其修正后的运动速度，搜索范围及位置参数输入滤波器，更新目标的运动状态，同时更新目标的直方图模式；

(6)得到运动目标后，判断其位置与模板中心的距离：若距离大于设定值，则根据目标运动方向和速度转动云台；若目标是静止的，则云台不转动；云台静止后，继续进行检测，循环工作，达到实时跟踪的目的。