[发明专利]一种基于视觉的自动追踪拍摄系统及方法

说明书

本发明设计了一种基于视觉的自动追踪拍摄系统及方法，所述系统包括深度获取设备，可动跟踪摄像设备以及中央处理器。所述方法的主要步骤包括：确定初始目标位置，初始化追踪目标的深度特征；在上一帧的目标位置附近，利用深度特征寻找目标在当前帧的位置；根据追踪目标在当前帧的位置，控制对追踪目标的跟踪拍摄。本发明显著有效提高拍摄系统的智能性，减少人为控制相机的次数，降低拍摄操作的复杂程度，具有广泛应用前景。

技术领域

本发明涉及计算机及视觉领域，具体涉及一种基于视觉的自动追踪拍摄系统及方法。

背景技术

随着摄像设备的普及和性能的提升，越来越多的场合开始使用到摄像设备进行直播或记录活动的画面，如公共演讲，网络教育，在线直播等等。这些场景大都使用固定摄像头，往往无法得到满意的拍摄效果。特别当拍摄的主要目标不是静止的物体而是活动的人或其他目标时，一般需要专业的拍摄人员对所述主要目标进行跟踪拍摄，这在很大程度上限制了此类活动的推广。如果使用自动追踪拍摄系统，只需要完成设备的架设和初始目标的确定后，就可以将后续的拍摄工作交给自动追踪拍摄系统来完成，这将极大地减轻拍摄人员的压力，推动高质量拍摄活动的普及。

基于图像信息的目标追踪是自动追踪拍摄系统的关键内容。它是指在连续获取的图像序列中，建立目标特征信息，根据建立的目标特征信息确定目标在每一帧图像中所处的位置，最终得到目标在追踪时间内完整的运动轨迹。除了应用于自动追踪拍摄系统中，目标追踪在其他的工作、生活领域中还有着广泛的应用。利用目标追踪，可以在智能监控中锁定危险人员或物体的方位；在自动驾驶中绘制其他车辆、行人的运动轨迹用于规划行驶路径；机器人亦可利用该技术锁定跟从目标，完成跟随动作等。

目前的追踪方法大都是基于图像的二维信息。二维信息主要包含颜色、梯度、亮度等特征。这些特征在大多数简单场景下能够满足基本的追踪需求。但是当目标处于包含复杂背景的场景中，或者目标被大面积遮挡时，这些特征信息往往会被干扰甚至完全消失，此时目标跟踪就将会有很大的可能性失败。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明提出了一种基于视觉的自动追踪拍摄系统及方法，结合计算机视觉技术的发展以及固定双目、多目摄像设备，本发明提出了通过利用计算机能够通过图像来获得场景的深度信息，基于深度信息构建追踪目标的追踪算法及追踪方法、追踪系统，且进一步提出了基于深度信息且结合二维信息特征的追踪算法及追踪方法、追踪系统，从而提升追踪算法的准确性和稳定性。本发明这一系统及方法将减少视频拍摄人员所需具备的专业摄影知识，削减录制影片的成本，提升使用者与相机的交互程度，降低操作难度。

本发明提出的一种基于视觉的自动追踪拍摄系统，包括：

两台或两台以上位置相对固定的摄像机组成的双目或多目深度获取设备；

由一台或一台以上可变焦摄像机和一自由度以上的可动设备组成的可动跟踪摄像设备；以及

中央处理器。

其中，所述可变焦摄像机安置在所述可动设备上，所述深度获取设备、所述可动跟踪摄像设备均与所述中央处理器相连接。

其中，所述中央处理器可以进行各类图像相关的处理并能够对可动跟踪摄像设备进行控制。

本发明还提出了一种基于视觉的自动追踪拍摄方法，其包含以下步骤：

1)确定追踪目标的初始位置，结合当前帧场景的深度信息确定所述追踪目标的初始深度特征信息；

2)利用上一帧中的所述追踪目标的位置、深度特征信息以及当前帧场景的深度信息，获得当前帧的有效深度区域，再根据有效深度区域，更新所述追踪目标在当前帧的标志位置及深度特征信息；

3)根据所述追踪目标在当前帧的标志位置，调控可动跟踪摄像设备对所述跟踪目标进行跟踪拍摄。