[发明专利]自动视角配置的全景视频监控系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于信息与通信技术领域，具体涉及一种多镜头视频监控中的运动摄像机的视角与变焦度的自动配置系统和方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展，社会公共安全受到政府及其普通百姓的日益关注。社会公共安全包括人们在公共场合及私有场合中的生命财产安全。人们需要对这些场合中所发生的情况进行实时的了解。视频监控技术为人们提供了对所关注的场合进行远距离的实时图像监控。视频监控技术的具体实现称为视频监控系统。

最基本的视频监控系统由三部分组成：1、视频摄像机；2、传输网络；3、视频监视器。

如图1所示。视频监控的基本原理是：视频摄像机把拍摄到的场景，转换成电学视频信号，通过传输网络把视频信号传输到视频监视器，而视频监视器把视频信号还原成一连串的图像，呈现在视频监视器的显示屏上，在视觉上感觉到现场活动场景，从而达到在异地监视现场的目的。

视频监控系统的另一功能是控制，从监控设备发出指令，通过传输网络，指令到达摄像机，控制摄像机运动，从而获取所关心的场景，达到监控的目的。

随着电子及通讯技术的进步，视频监控技术从最初的模拟闭路电视逐步发展到目前的数字网络监控系统。数字网络监控系统如图2所示。数字网络视频监控系统的基本原理为：摄像机把场景转化为视频信号，并传输入视频数字编码器，数字编码器则把模拟的视频信号转换成数字信号，并以一种指定的编码方式进行编码，指定的编码方式通常为MPEG-4，H.264等，通过这种方式编码后，视频信号的数据量就大为压缩，被编码压缩后的数字信号通过网络接入设备以一定的方式接到传输网络，传输网络通常为局域网/广域网或无线网络或两者并用。与传输网络联结的监控设备通常为专用监视器、电脑或无线手持设备，监控设备则把编码压缩后的数字信号还原成视频信号并显示出来。

数字传输网络的速度通常受网络的带宽制约，当网络中的信息流量超过网络带宽时，信息流速度就要降低，造成视频信息流的延迟。在传输网络严重延迟的情况下，在监控端要追踪运动目标变得很困难。发明专利“低速移动网络中追踪运动目标的视频监控系统和方法(中国专利申请受理号：200710039401.8)”提供了一种采用二个摄像机的方法，使得在传输网络延迟情况下能够有效地追踪运动目标。该方法采用双摄像机分区方法，使得一个摄像机监视全景，而另一个摄像机能够快速指向一个指定的区域，对目标进行清晰的监视。发明专利“双镜头视频监控中的视角自动配置系统和方法(中国专利申请受理号：200710093810.6)”提供了一种自动设置摄像机快速指向一个指定区域的转角及其参数的方法。这两个专利都只是局限在一定视觉范围内的监控，而且同一时刻只有一个镜头可以切换到监控中心。

本专利提出一种在由多个摄像头组成的全景监控系统中进行自动视角配置的方法，使得用户在监看全景画面的同时，可以通过一个独立的摄像机对局部画面进行自动放大显示，该方法采用了云台预置位与命令触发的持续时间来保证视角和放大倍数的自动化。

发明内容

本发明提供了一种在全景视频监控系统中对摄像机的转角和焦距进行自动配置的系统和方法，技术实现方案如下：

如图3所示，本发明技术实现方案由以下部分组成。摄像机CAM1-CAMn(n≥1)和摄像机CAM0，摄像机CAM0为带有云台的可以左右0-360°、上下大于0°小于180°运动，并且，摄像头具备一定倍数的放大/缩小(变焦)功能。摄像机CAM1-CAMn为不带云台的摄像机，用户可以根据需要为这些摄像机配置不同的视角，原则上CAM1-CAMn的场景必须是CAM0可以完全覆盖的区域，但不局限于此。

视频服务器VS1和VS2的功能是把一路或多路摄像机传输来的模拟图像信号转化为数字信号，并压缩编码成某种数据格式，然后传输入传输网络。视频服务器VS1和VS2也能够直接从传输网络获取信息，即视频服务器VS1和VS2可以接收监控端的控制信号。

视频服务器VS1和VS2的硬件和软件结构如图4(A)和图4(C)所示。硬件结构中的CPU为中央处理单元，其功能与一般计算机中的CPU相同，存储单元用来存储计算机程序及CPU执行过程中的指令及数据；网络设备是用来连接网络的设备，即与网络进行信息通信的软件与硬件设备；视频服务器VS2带有云台控制接口，可以通过该接口驱动云台按要求转动及变焦等功能；视频服务器的软件部分则由操作系统OS、设备驱动机程序、应用程序及本发明中的视角自动配置模块VACS组成。