[发明专利]自动视角配置的全景视频监控系统和方法

权利要求书

1、一种全景视频监控中的视角自动配置系统和方法，其特征在于由多个摄像机(CAM1-CAMn)、另一摄像机(CAM0)、视频服务器1(VS1)、视频服务器2(VS2)、传输网络(NET)和监视设备(MTR)组成；其中，摄像机(CAM0)为带有可以水平0-360°(但不局限于此)、垂直0-180°(但不局限于此)转动的云台(YT)；视频服务器(VS1)可以同时接入多路摄像机信号，摄像机(CAM1-CAMn)的视频信号分别接入视频服务器(VS1)的端口(C1)至端口(Cn)，摄像机(CAM0)的视频信号接入视频服务器2(VS2)的端口(C0)，摄像机(CAM0)的云台(YT)接入视频服务器2(VS2)的端口(K1)，端口(K1)的输出信号控制云台(YT)的运动；视频服务器1(VS1)和视频服务器2(VS2)把摄像机传输来的模拟图像信号转化为数字信号，并压缩成某种数据格式，然后传输入传输网络(NET)，传输网络(NET)用于传输信号给监控设备(MTR)；视频服务器(VS1)和(VS2)由硬件和软件组成，硬件包括中央处理单元CPU、存储单元、及接口模块；视频服务器的软件部分则由操作系统OS、设备驱动软件、应用软件及视角自动配置系统(VACS)组成；监控设备(MTR)由硬件和软件组成，硬件包括中央处理单元CPU、存储单元、及接口模块，监控设备(MTR)上运行全景多摄像机监控中心软件，软件包含视角自动配置客户端模块(VACC)

2、根据权利要求1所述的全景视频监控中的视角自动配置系统，其特征在于所述摄像机(CAM1-CAMn)所拍摄到的场景的左上角标记为(UL)，右上角标记为(UR)，设置标记的方法不限。

3、根据权利要求1所述的全景视频监控中的视角自动配置系统和方法，其特征在于所述视角自动配置系统(VACS)为视频服务器的视角自动配置系统。

4、全景视频监控中的视角自动配置系统和方法，使用如权利要求3所述的视角自动配置系统和方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)手动初始化步骤：

(1.1)调整摄像机CAM1-CAMn的方向与角度，使之能够按照用户的需要将视图全景地显示在监控设备MTR上；

(1.2)将摄像头CAM0的变焦倍数设为最小，手动调整摄像机CAM0的云台，使得场景1的左上边角点(UL1)位于CAM0场景的中心位置，存下此时云台的位置YT-UL1，设为预置位1；重复以上步骤，依次记录2-n场景的左上云台位置YT-ULn，并设成云台的预置位2-n。调整摄像机CAM0的云台，使得场景1的右上边角点(UR1)位于CAM0场景的中心位置，存下此时云台的位置YT-UR1，设为预置位n+1。

(1.3)将摄像头CAM0的变焦倍数设为最大，并使得场景1的左上边角点(UL1)与场景0的左上边角点(UL0)重合。记下此时场景0上的右上边角点(UR0)在场景1中的位置，比如为UZ1，然后缩小CAM0的变焦倍数为最小，调整云台使得UZ1位于场景0的中央位置，将该位置设成云台的预置位n+2。

(2)自动初始化步骤

(2.1)VS1服务器中的自动配置模块VACS发送命令触发云台从预置位1移动到预置位n+1，并记录所需的时间Ht，再触发云台从预置位1移动到预置位n+2，并记录所需时间Zt；

(2.2)VACS模块发送命令驱动云台从最小变焦到最大变焦，并记录所需时间Ft；

(3)自动视角移动实现方法

假设上一次选择区域为场景n(1≤n≤8)中的区域1(rx1，ry1，rw1，rh1)，这次选择区域为场景m(1≤m≤8)中的区域2(rx2，ry2，rw2，rh2)。

初始状态下，由于CAM0位于预置位1，而且变焦倍数为最小，所以相当于初次的选择区域为场景1中的区域(0，0，0，0)，即n＝1，rx1＝ry1＝rw1＝rh1＝0。

当选择了场景m(1≤m≤8)中的区域2(rx2，ry2，rw2，rh2)时，监控中心将把该参数以及图像的大小参数(vw，vh)发送给视频服务器的VACS模块，VACS模块将驱动云台转动和变焦，分两种情况：

情况1：m与n相同，即选择的区域在同一场景中，VACS模块将驱动CAM0执行以下步骤：

(3.1)水平移动

如果(rx2+rw2÷2)＞(rx1+rw1÷2)，VACS模块发送水平右移指令，驱动CAM0向右移动，指令持续时间t1通过如下算法得出：

t1＝Ht×(rx2+rw2÷2-rx1-rw1÷2)÷vw

否则，VACS模块发送水平右移指令，驱动CAM0向左移动，指令持续时间t1通过如下算法得出：

t1＝Ht×(rx1+rw1÷2-rx2-rw2÷2)÷vw

(3.2)如果(ry2+rh2÷2)＞(ry1+rh1÷2)，VACS模块发送垂直下移指令，驱动CAM0向下移动，指令持续时间t2通过如下算法得出：

t2＝Ht÷(vw÷vh)×(ry2+rh2÷2-ry1-rh1÷2)÷vh

否则，VACS模块发送垂直上移指令，驱动CAM0向上移动，指令持续时间t2通过如下算法得出：

t2＝Ht÷(vw÷vh)×(ry1+rh1÷2-ry2-rh2÷2)÷vh

该动作完成后，用户选择区域的中心点将居于CAM0的场景中心；

(3.3)放大至全屏：VACS模块发送变焦指令驱动CAM0变焦，初始状态下(即，n＝1，rx1＝ry1＝rw1＝rh1＝0)，指令持续时间t3通过如下算法得出：

如果rh2×(vw÷vh)＞rw2，那么：

t3＝Ft×(vh÷rh2-1)÷(Ht÷Zt-1)

否则

t3＝Ft×(vw÷rw2-1)÷(Ht÷Zt-1)

该动作完成后，用户选择区域将被尽可能的放大至CAM0的场景中。