[发明专利]一种全景位自适应老师图像分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种全景位自适应老师图像分析方法，用于校园专业视频直播和拍 摄。

背景技术

现在教学直播和录制环境当中，需要摄像头跟踪拍摄老师近景图像，老师全景图 像，板书图像等多个画面。传统的拍摄方式包括一种是采用人工的方式进行拍摄，而人工拍 摄不仅耗时耗力，拍摄效果跟踪个人水平高低而水平不一，并且还会严重的影响到正常的 教学流程，干扰老师教学和学生听课；另一种方式是使用红外，超声波等技术进行辅助拍 摄，这种方式需要另外添加设备，并且增加了成本和日常维护的难度。

中国发明专利公开号“103093654A”公开了“一种双摄像机交互式智能跟踪教学系 统”，包括图像采集模块、摄像机控制模块、用户界面交互模块、线程交互模块、教师跟踪模 块、学生检测模块、学生跟踪模块。在教学过程中，控制主机通过双路图像采集卡实时获取 教师与学生摄像机的拍摄图像，通过利用基于图像处理技术的跟踪算法和检测算法的计算 结果，选择适当的控制策略，合理安排信号之间的相互切换，并快速灵活准确的实现现场摄 像机的摇摆和俯仰、缩放和聚焦等功能，保证教师时刻处于拍摄画面的适当位置，实现了对 教师自动跟踪定位、学生全景显示及提问检测和板书时给予特写镜头等功能，从而实现了 跟踪抗外界干扰、动作无特定限制、拍摄无专人值守的自动智能跟踪教学系统。该专利公开 的技术方案所涉及的硬件模块较多，主要涉及七个模块，引入了需要手动操作的用户界面 交互模块和摄像机控制模块，且运用的技术也较为繁琐，需要预设一些数值，例如老师的身 高，教室的尺寸，摄像头的位置和角度等非常具体的数据参数，这些都使得产品显得不够智 能化，实际运用中会严重影响用户体验。

因此需要一种全自动，不安装任何第三方辅助摄设备的技术方案，通过图像内容 分析出老师的各种动作，在无人工干预的情况下，辅助摄像机进行跟踪拍摄。

发明内容

本发明目的在于提供一种能够解决现有技术中存在的上述问题，结构简单，连接 方便的全景位自适应老师图像分析方法。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种全景位自适应老师图像分析方法，其系统包括嵌入式主机、显示器和一个用于拍 摄老师的摄像头，摄像头能够拍摄到老师讲台及黑板所在的整个墙体，嵌入式主机用于分 析判断摄像头传来的数据，并通过显示器显示主画面，摄像头拍摄包括老师全景和老师近 景，其特征在于嵌入式主机对于摄像头的控制方法如下：

控制一，当人物出现在摄像头中时，进行人物特征分析，找出老师所在位置；

控制二，当完成控制一后，需要将老师和背景画面进行分离，通过背景分离算法，计算 出整个讲台区域的背景；

控制三，当完成控制一、二后，将老师和背景进行分离，找出移动的老师，并且摄像头对 老师进行锁定；

控制四，判断人物移动速度是否过快，若老师快速移动至近景显示的边缘，则切换为全 景；通常情况下人在移动的时候，画面也会跟着转动，这样就会出现人走得太快，而画面的 转动没有跟上，人走到画面外以后，就需要切一个全景来过渡一下，这样子就不会出现画 面中没有人的情况，同时画面不能转得太快，太快了眼会花，看得不舒服。

控制五，进一步，判断人物是否从快速移动静止下来，且人物位于摄像头中间，则 切换回近景；

控制六，在近景机位下，进一步判断人物是否移动到屏幕下方，如果移动到下方，发送 切换全景命令，如果重新回到上方，发送切换近景命令；

控制七，判断画面中是否存在多个人物，如果存在多个人物，选择靠屏幕中间的人物进 行跟踪；

控制八，判断画面中是否长期没有人物，如果停留时间超过预设值，则切换到全景位；

控制九，全景下重复检测讲台上是否有老师，有老师则切换到近景。

作为优选，控制一中的人物特征分析是指，对老师做人物识别，将脸部识别和上半 身识别作一个结合，只有两个条件都符合时，才认为老师出现在画面中，且会进行周期性检 测，主要是为了增加人物识别的准确性。

作为优选，控制一中，进一步判断出老师的身高，结合老师身高，进一步调整老师 在摄像头中的上下景位。“上下景位”是指，人物在摄像头中上面和下面的显示区域的大小； 就是通过上下移动镜头，将人物的头顶始终放到离画面上边源20%左右的距离，这样看起来 画面会更舒服。