[发明专利]球型摄影机自动追踪的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种球型摄影机自动追踪的方法，尤指一种利用运动向量(motion vector)来协助作前景物的切割方式，进而能降低硬件的负担，让球型摄影机的运行更为流畅，并具有优异的追踪效果，而适用于监视器、摄录机、球型摄影机或类似装置。

背景技术

目前监控系统相当多样化，许多室内或室外的影像监控系统在现有的固定式摄影机无法涵盖所有监视范围的限制下多使用环场摄影机，而环场摄影机其监控的范围虽然比传统固定式摄影机大上许多，但是随着监控范围的变大，在影像品质控制上的困难也随的增加。其困难来自于环场摄影机的镜头无法放大或缩小，对于监控画面中的移动物体经常无法正确的撷取，导致影像可能过小或是模糊不清。

因而进一步发展出具有旋转变焦式PTZ(Pan-Tilt-Zoom)摄影机，所谓的PTZ是表示摄影机的镜头可以进行左右转动(Pan)、上下倾斜(Tilt)与改变焦距、放大(Zoom)等不同功能，通过PTZ摄影机不仅可以随时改变拍摄的角度与所涵盖的范围，更能通过焦距的改变调整影像的大小与清晰程度，相较于环场摄影机可以获得更好的监控效果与品质的维持。

而在现有的目标物体追踪技术中，最传统且研发历程也最长的是自动目标物体特征追踪技术(automatic object feature tracking technique)，其主要利用特征抽取(feature extraction)及特征比对(feature matching)的方法，从目标物体中撷取出影像特征，再根据影像特征锁定并追踪目标物体，然而在目标物体的移动中，监视区域的背景通常也跟着变化，而目标物体转动时，影像特征也会变化，加上PTZ摄影机持续扫瞄动作，种种的上述因素皆会造成特征比对方法在实际操作上的困难度。

而另一种现有的目标物体追踪技术，运用两部摄影机，利用外极对应法则(epipolar rule)，根据相对应的成像面的特征点(feature points)以求出投影基本矩阵(projection fundamental matrix)，用以锁定并追踪目标物体，但当其中一部摄影机执行扫描而转动时，对应的成像面也跟着改变，两部摄影机的架设对应关系已经改变，要利用外极对应法则来计算出精准的特征点对应，并不容易。

再者，从关于追踪(tracking)的演算法发展历史来看，也有许多有效的方法被提出，而其中的CamShift演算法是以颜色机率分布来追踪，凭借计算出色彩机率分布并不断的迭代收敛后，以找出该目标的中心及尺寸，进而找出欲追踪的目标物，但其缺点为如果遇到相近颜色的物体，例如追踪中的人物，颜色为红色，而椅子的颜色刚好是红色，当人走到椅子附近，则CamShift演算法可能会跳至颜色相近的椅子上，造成追踪的错误，而且CamShift演算法因需计算色彩机率分布，故需要大量的资料处理及运算，因此需要额外的信号处理集成电路(DSP，Digital Signal Processing数字信号处理)来辅助或是用高效能的电脑来协助运算。

因此，本发明人有鉴于上述缺点，期能提出通过利用运动向量(motionvector)来协助做前景物的切割方式的球型摄影机自动追踪的方法，以降低硬件的负担，让摄影机运行更为流畅，乃潜心研思、设计组制，以提供消费大众使用。

发明内容

本发明的主要目的在提供一种球型摄影机自动追踪的方法，通过利用运动向量(motion vector)来协助作前景物的切割方式，使能快速发现欲追踪的目标物，进而能控制球型摄影机的方向、速度以及焦距来自动跟拍目标物，使具有优异的目标物自动追踪的效果，进而增加整体的实用性及优异性。

本发明的次一目的在提供一种球型摄影机自动追踪的方法，通过场景图像二值化，再从场景图像二值化的雏型中分割出具有运动向量的连通物件(connected components)，且凭借影像分析来排除掉杂讯，以形成欲追踪的目标物，进而增加整体的便利性及快速性。