[发明专利]一种跟踪摄像教学系统

权利要求书

1.一种跟踪摄像教学系统，包括远景跟踪摄像模块、中央处理模块、人工操作模块、近点摄像模块、存储器模块、角度调节装置模块以及传输装置模块，其特征在于，所述远景跟踪摄像模块与中央处理模块双向电性连接，所述近点摄像模块与中央处理模块双向电性连接，所述人工操作模块与中央处理模块单向电性连接，所述存储器模块与中央处理模块双向电性连接，所述角度调节装置模块单向连接中央处理模块，所述传输装置模块与存储器模块双向电性连接，所述远景跟踪摄像模块安装于教室后方天花板上，所述近点摄像模块设于讲桌上方；

所述人工操作模块用于人工操作，并将人工操作输入中央处理模块中；

所述近点摄像模块用于拍摄讲师讲桌桌面情况；

所述存储器模块用于存储视频以及各种信息和资料库；

所述角度调节装置模块包括水平转动电机以及竖直转动电机，其用于调节远景摄像机的摄像头角度；

所述传输装置模块用于将信息传输至远程端口，所述远程端口包括学生端以及教师端；

所述远景跟踪摄像模块包括距离探测器、远景摄像机以及眼球视线捕捉装置；

所述距离探测器用于探测远景摄像机与黑板之间的距离；

所述远景摄像机用于拍摄教师以及黑板上的内容；

所述眼球视线捕捉装置用于捕捉教师的眼睛视线；

所述中央处理模块用于接收和分析摄像信息同时连接各个模块并处理各个模块的信息同时用于调度角度调节装置模块使远景跟踪摄像模块可以实时跟踪讲课教师，所述中央处理模块跟踪摄像工作步骤包括追踪对象录入步骤、对象识别拍摄步骤以及追踪拍摄步骤；

所述追踪对象录入步骤，具体如下：

步骤一：当设备启动时，使用人工操作模块将远景摄像机对准所要跟踪的教师以及所要摄录的黑板讲台；

步骤二：远景摄像机以及距离探测器启动，摄像机拍摄视频，距离探测器则将远景摄像机距离黑板的距离数据记录下来，并将拍摄的视频信息与距离数据一同传送至中央处理模块中；

步骤三：信息传输至中央处理模块后，处理器对信息进行分解，将数据分解为教师的身高体宽图像、远景摄像机距离黑板的距离数据以及教师的面部特征图像；

步骤四：处理器通过教师的身高体宽图像，得出教师的身高体宽数据，并将身高体宽数据打包记为Lx，并将Lx作为一个数据存入存储器的身高库中；

步骤五：处理器将远景摄像机距离黑板的距离数据记为Sy，并将Sy作为一个数据存入存储器的对焦库中；

步骤六：处理器从教师的面部特征图像中提取出教师的面部特征，并将教师的面部特征转化为几何特征模型；

步骤七：处理器将几何特征模型的数据记下，并标记为Zi；

步骤八：处理器将几何特征模型的数据Zi作为一个数据存入存储器的追踪库中；

步骤九：将Lx以及Zi打包作为一个数据，记为Gg，所述Gg作为一个数据存入教师资料数据库中；

步骤十：追踪对象录入步骤结束；

所述对象识别拍摄步骤在追踪对象录入步骤结束之后则开始进行，其具体步骤如下：

步骤一：将Lx与远景摄像机拍摄的屏幕高度L比较，通过公式计算出远景摄像机镜头所要缩放的倍数，然后远景摄像机镜头按照的倍数缩放；

步骤二：根据追踪对象录入步骤所提供的Sy数据，远景摄像机实现进一步的精准对焦；

步骤三：远景摄像机启动，并将拍摄的视频传递至中央处理模块中；

步骤四：中央处理模块的处理器对视频图像进行分析，从视频中提出视频中教师的面部特征；

步骤五：将教师的面部特征生成几何特征模型，并将其模型数据记为X；

步骤六：将X与对象追踪库中的数据进行比较，从追踪库中提出与X相同的数据Zi；

步骤七：将Zi作为捕捉对象，使摄像机始终对Zi进行捕捉；

所述追踪拍摄步骤在对象识别拍摄步骤完成时开始进行，其具体步骤如下：

步骤一：远景摄像机将视频信息传输至中央处理模块中；

步骤二：中央处理模块的处理器对视频图像进行分析，从视频图像中提取Zi数据；

步骤三：处理器对捕捉的Zi数据位置进行判断；

步骤四：捕捉的Zi数据位于摄像机中间位置，则视频信息直接进入存储器中保存，于此同时，传输装置还将存储器中的视频传输至外部设备；

步骤五：捕捉的Zi数据偏离摄像机中间位置，则处理器开始计算Zi数据距离视频中间位置的距离，并将距离记为s；

步骤六：通过公式得出角度θ；

步骤七：处理器会向角度调节装置发送信号，使水平转动电机转动θ,使Zi始终位于视频中心位置；

步骤八：视频信息直接进入存储器中保存，于此同时，传输装置还将存储器中的视频传输至外部设备。