[发明专利]基于PTZ摄像头自动优化扫描路径的方法

说明书

本发明提出一种基于PTZ摄像头自动优化扫描路径的方法，属于安防领域。为解决目前基于PTZ摄像头采集人脸信息时会一直根据固定的扫描路径对待检测空间内进行人脸信息检测，浪费扫描时间的问题，本发明包括：首先，确定待检测区域中PTZ摄像头的初始扫描路径并将其作为当前扫描路径，并建立人脸信息列表；其次，PTZ摄像头沿所述当前扫描路径运动，根据扫描画面中的人脸信息更新人脸信息列表；然后，根据更新的人脸信息列表更新所述当前扫描路径，PTZ摄像头会沿更新后的扫描路径运动。本发明能够保证PTZ摄像头采集到每个人足够清晰的人脸信息，不会对待检测空间进行布置限制，并且能优化出适合当前房间人员布局的路线，避免了浪费扫描时间的问题。

技术领域

本发明涉及安防领域，特别涉及一种基于PTZ摄像头自动优化扫描路径的方法。

背景技术

在一些场景下，例如学生在教室上课、一个组织的成员在房间内开会，需要对房间内的人员进行身份确认，如点名。当人员都具有统一的面朝方向，如面向房间的一面墙(黑板、投影屏)时在合适的位置部署摄像头采集房间内所有人员的面部图像，运用人脸识别相关算法可以高效、较为准确地实现点名从而代替人为点名工作。一些原因导致普通摄像头不能很好的完成这个工作：摄像头视角不够宽而无法覆盖整个房间；人员在房间内的位置可能每次都不同；大型房间的远处人脸无法在不变焦的情况下清晰获得，而一旦变焦会进一步缩小镜头视野。

相较于普通的固定摄像头，PTZ摄像头提供水平、竖直两个方向的机械运动能力以调整拍摄角度，一般也具备更强的变焦能力从而能获得更远处的清晰图像。PTZ摄像头提供了解决以上三个问题的可能。

进一步，当PTZ部署在以下场景下总是能够通过机械运动调整拍摄角度以及变焦获取房间内任意一个人脸的清晰图像：

1、房间是矩形或者梯形的，地面平坦；

2、房间内的人员有一个统一的朝向，无论是站立还是坐下。需要PTZ扫描的人员统一面向房间内的一堵墙，在教室的场景下学生面向布置了黑板的墙面，定义这面墙为房间前方的墙。PTZ也部署在这面墙上，部署距地面高度不低于人脸可能出现的距地面高度；

3、PTZ摄像机一般有一个关于人脸的最大探测距离，如20米。房间的尺寸适中，保证距离PTZ最远点不超过这个距离；PTZ还有一个关于人脸的最小探测距离，如1.6米，房间中的人员分布的范围到PTZ摄像头不低于该距离；

4、房间内人员一般统一面向前方墙壁的一个较小范围，例如在教室和会议室场景下教师、主讲人习惯的站立的位置，一般是前方墙壁在水平方向正中或略微偏离正中的位置。PTZ也部署在这个位置，这样在人员面部朝向主讲人时也大致面向PTZ。

PTZ提供机械运动功能，但控制PTZ对房间的扫描一般依赖人工操作。假设房间中有两个距离很远的人脸无法出现在同一个画面中，PTZ摄像头提供网络接口给操纵者。操纵者通过接口调整PTZ的拍摄方向与放大倍数，将其转动到能清晰观察到第一个人脸的位置，定义此时的三元组：(水平电机角度，竖直电机角度，画面放大倍数)为一个PTZ路径点。操纵者随后对第二个人脸进行相同的操作，确定第二个PTZ路径点。PTZ摄像头可以记住这两个路径点，连接着两个点形成一条扫描路径，即在之后的扫描中依次将水平/竖直电机移动到两个路径点定义的位置，将画面放大倍数从前一个点定义的放大倍数均匀地变化为后一个点定义的放大倍数。更一般的，PTZ摄像头支持定义多个PTZ路径点生成更复杂的扫描路径。之后房间中这两个位置附近及之间再次出现人脸时，PTZ可以自动地获取这些人脸的清晰图像无需人为再次干预。这个策略的问题在于不够高效，具体的：

1、对于不同的房间，尤其是尺寸不同的房间，需要分别进行手工定义针对房间的路线；

2、PTZ路径点的定义与房间内的布局高度相关：如果房间增加桌椅，可能需要重新定义PTZ路径点和扫描路线