摄像装置的控制方法、控制器和摄像系统与流程

1.本发明涉及图像处理技术领域，尤其是涉及一种摄像装置的控制方法、控制器和摄像系统。


背景技术：

2.随着人脸识别技术的提升，人脸识别技术的应用越来越广泛。常规的人脸识别设备通常采用单目摄像头，并且位置固定，为了满足人脸识别精度，常规人脸识别设备既要兼顾摄像头视场角足够大，又要保证所识别人脸的像素值满足要求。但是，如果摄像头的视场角过大，则摄像头边缘畸变会引起拍摄图像变形，导致实际人脸的识别精度降低；而如果摄像头的视场角过小，则人脸识别区域狭窄，导致捕捉的图像出现人脸显示不全。
3.因此，现有的人脸识别设备在进行人脸识别时，往往需要被识别人主动配合，将人脸调整到识别视场角内，例如：高个子需要弯腰、矮个子需要垫脚，距离近了需要后退、距离远了需要靠近，以配合设备完成人脸识别。整体来说，现有的人脸识别设备使用便捷性较差、识别精度也较差。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种摄像装置的控制方法、控制器和摄像系统，可以自动适配不同人的身高和远近距离，快速锁定人脸，提高了人脸识别的精度，使用更加便捷。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种摄像装置的控制方法，该方法应用于控制器；该控制器分别与第一摄像装置、第二摄像装置和摄像云台通信连接；该第一摄像装置和该第二摄像装置安装在摄像云台上；该方法包括：从第一摄像装置采集的第一图像中，确定目标对象；如果该目标对象在第一图像中的位置不满足预设位置条件，根据该目标对象在第一图像中的位置确定用于调整该摄像云台的云台姿势控制参数；根据该云台姿势控制参数，调整该摄像云台的姿势；通过第二摄像装置采集包含有该目标对象的第二图像。
6.在本发明较佳的实施例中，上述从该第一摄像装置采集的第一图像中，确定目标对象的步骤，包括：如果该第一摄像装置采集的第一图像中存在多个对象，将多个对象中，占据图像区域最大的对象，确定为目标对象。
7.在本发明较佳的实施例中，上述将多个对象中，占据图像区域最大的对象，确定为目标对象的步骤之后，该方法还包括：根据目标对象所占据的图像区域，确定用于跟踪目标对象的跟踪区域；在第一图像之后由该第一摄像装置采集的后续图像中，在跟踪区域内，跟踪目标对象在图像中的位置。
8.在本发明较佳的实施例中，上述预设位置条件包括：目标对象的中心点与第一图像的中心点的距离小于预设的距离阈值。
9.在本发明较佳的实施例中，上述摄像云台上设置有水平姿势控制装置和垂直姿势控制装置；上述根据该目标对象在第一图像中的位置确定用于调整摄像云台的云台姿势控
制参数的步骤，包括：根据目标对象在第一图像中的位置，确定水平姿势控制装置的水平控制参数和垂直姿势控制装置的垂直控制参数。
10.在本发明较佳的实施例中，上述根据该目标对象在该第一图像中的位置，确定水平姿势控制装置的水平控制参数和垂直姿势控制装置的垂直控制参数的步骤，包括：根据目标对象在第一图像中的位置，计算目标对象的中心点与第一图像的中心点之间的水平偏差和垂直偏差；将该水平偏差确定为水平姿势控制装置的水平控制参数，将该垂直偏差确定为垂直姿势控制装置的垂直控制参数。
11.在本发明较佳的实施例中，上述根据云台姿势控制参数，调整该摄像云台的姿势的步骤，包括：将目标对象在第一图像中的位置对应的云台姿势控制参数确定为目标控制参数；根据该目标控制参数，计算摄像云台的待偏转角度；根据该待偏转角度调整该摄像云台的姿势；判断该目标对象在第一摄像装置采集的图像中的位置是否满足上述预设位置条件；如果是，结束该摄像云台的姿势调整；如果否，根据该目标对象在第一摄像装置采集的图像中的位置更新上述目标控制参数，并继续执行上述根据该目标控制参数，计算摄像云台的待偏转角度的步骤，直至该目标对象在第一摄像装置采集的图像中的位置满足预设位置条件。
12.在本发明较佳的实施例中，在上述通过该第二摄像装置采集包含有该目标对象的第二图像的步骤之后，该方法还包括：对第二图像中的目标对象进行识别。
13.第二方面，本发明实施例还提供了一种控制器，该控制器分别与外设的第一摄像装置、第二摄像装置和摄像云台通信连接；该第一摄像装置和该第二摄像装置安装在摄像云台上；该控制器包括：目标对象确定模块，用于从第一摄像装置采集的第一图像中，确定目标对象；云台姿势控制参数确定模块，用于如果该目标对象在第一图像中的位置不满足预设位置条件，根据该目标对象在第一图像中的位置确定用于调整该摄像云台的云台姿势控制参数；摄像云台姿势调整模块，用于根据该云台姿势控制参数，调整摄像云台的姿势；图像采集模块，用于通过该第二摄像装置采集包含有上述目标对象的第二图像。
14.第三方面，本发明实施例还提供了一种控制器，该控制器包括处理器和存储器，该存储器存储有能够被该处理器执行的计算机可执行指令，该处理器执行该计算机可执行指令以实现上述摄像装置的控制方法。
15.第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现上述摄像装置的控制方法。
16.第五方面，本发明实施例还提供了一种摄像系统，包括第一摄像装置、第二摄像装置、摄像云台，以及上述第二方面提供的控制器；其中，该控制器分别与该第一摄像装置、该第二摄像装置和该摄像云台通信连接；该第一摄像装置和该第二摄像装置安装在该摄像云台上。
17.在本发明较佳的实施例中，上述第一摄像装置包括广角摄像头，上述第二摄像装置包括长焦摄像头。
18.本发明实施例带来了以下有益效果：
19.本发明实施例提供的一种摄像装置的控制方法、控制器和摄像系统，该方法应用于控制器；该控制器分别与第一摄像装置、第二摄像装置和摄像云台通信连接；该第一摄像
装置和该第二摄像装置安装在摄像云台上；首先从第一摄像装置采集的第一图像中，确定目标对象；如果该目标对象在第一图像中的位置不满足预设位置条件，根据该目标对象在第一图像中的位置确定用于调整该摄像云台的云台姿势控制参数；然后根据该云台姿势控制参数，调整该摄像云台的姿势；进而通过第二摄像装置采集包含有该目标对象的第二图像。该方式中，通过设置两个摄像装置，其中一个摄像装置捕获目标对象，并基于该目标对象在所采集图像中的位置，调整摄像云台的姿势，从而使目标对象处于被采集图像中的较佳位置，然后由另一摄像装置采集该目标对象的图像，可以自动适配不同人的身高和远近距离，快速锁定人脸，使用更加便捷。此外，通过在上述摄像系统中设置广角摄像头用于捕获目标对象，并且设置长焦摄像头用于采集目标对象的图像，有效提高了人脸识别的精度和效率。
20.本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。
21.为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本发明实施例提供的一种摄像装置的控制方法的流程示意图；
24.图2为本发明实施例提供的另一种摄像装置的控制方法的流程示意图；
25.图3为本发明实施例提供的一种控制器的结构示意图；
26.图4为本发明实施例提供的一种摄像系统的结构示意图；
27.图5为本发明实施例提供的另一种摄像系统的结构示意图；
28.图6为本发明实施例提供的另一种控制器的结构示意图。
29.图标：31-目标对象确定模块；32-云台姿势控制参数确定模块；33-摄像云台姿势调整模块；34-图像采集模块；400-摄像系统；41-第一摄像装置；42-第二摄像装置；43-摄像云台；44-控制器；50-云台安装面板；501-长焦摄像头；502-广角摄像头；51-云台运动机构；511-水平运动电机；512-垂直运动电机；513-云台支架；61-处理器；62-存储器；63-总线；64-通信接口。
具体实施方式
30.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.考虑到现有的人脸识别设备使用便捷性较差、识别精度也较差的问题，本发明实施例提供的一种摄像装置的控制方法、控制器和摄像系统，该技术可以应用于对象识别(例
如人脸识别)的各种应用场景中。
32.为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种摄像装置的控制方法进行详细介绍。
33.参见图1，所示为一种摄像装置的控制方法的流程示意图，该方法应用于控制器，其中，该控制器分别与第一摄像装置、第二摄像装置和摄像云台通信连接，并且，该第一摄像装置和该第二摄像装置安装在摄像云台上。由图1可见，该方法包括以下步骤：
34.步骤s102：从第一摄像装置采集的第一图像中，确定目标对象。
35.这里，第一摄像装置、第二摄像装置中的“第一”、“第二”仅用于描述区分目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，同理，第一图像和下述第二图像也仅为描述的区分。
36.其中，上述目标对象可以是人、动物或者其他事物，例如汽车、飞行器等等。并且，上述第一摄像装置采集的图像对应为第一图像，从该第一图像中确定目标对象。例如，以目标对象为人脸为例，上述从第一图像中确定目标对象的方式可以是，通过人脸识别自动从第一图像中识别出人脸。
37.另外，如果上述第一摄像装置采集的第一图像中存在多个对象，则可以将多个对象中，占据图像区域最大的对象，确定为目标对象。仍以人脸识别为例，当从第一图像中识别出多张人脸时，在其中一种实施方式中，可以根据每张人脸对应的人脸检测框，确定各张人脸对应的图像区域大小，从而将占据图像区域最大的人脸确定为目标人脸。
38.在实际操作中，由于目标对象可能会在图像采集的过程中发生移动，例如人脸识别时被采集人可能会摆动，或者周边有人走动形成干扰，因此，为了持续锁定该被采集人(且防止摄像云台因位置调整频繁而抖动)，以采集到其符合要求的人脸图像，需要对该目标人脸进行跟踪。在至少一种可能的实施方式中，可以通过下述步骤21-22跟踪目标对象：
39.(21)根据目标对象所占据的图像区域，确定用于跟踪目标对象的跟踪区域。
40.仍以人脸识别为例，假设将图像中人脸对应的人脸检测框的大小视作该人脸所占据的图像区域，在其中一种可能的实施方式中，可以对确定的目标人脸周边进行扩展，例如，以该目标人脸对应的人脸检测框边界为基线，按其高度和宽度往上下左右各扩展50％区域，将扩展后的区域作为目标对象的跟踪区域。
41.这里，假设目标人脸对应的人脸检测框的大小对应为宽6像素，高8像素的矩形区域，则往上下左右各扩展50％后，对应跟踪区域的大小为宽12像素，高16像素的矩形区域。
42.(22)在第一图像之后由该第一摄像装置采集的后续图像中，在跟踪区域内，跟踪目标对象在图像中的位置。
43.由于上述第一摄像装置拍摄的视频帧图像是连续的，在跟踪目标对象时，在第一图像中确定出目标对象以及该目标对象的跟踪区域后，在第一图像之后由该第一摄像装置采集的后续图像中，均从该跟踪区域内跟踪该目标对象在图像中的位置。
44.步骤s104：如果该目标对象在第一图像中的位置不满足预设位置条件，根据该目标对象在第一图像中的位置确定用于调整该摄像云台的云台姿势控制参数。
45.在本实施例中，为了采集到该目标对象的符合预设要求(例如，清晰度、完整度等)的图像，预先设置了位置条件，使得该目标对象满足该位置条件时，符合预设的要求。因此，在实际操作中，当检测到该目标对象在第一图像中的位置不满足预设位置条件时，需要目标对象作出位置调整，或者，该第一摄像装置的拍摄角度进行调整，使得目标对象在第一图
像中的位置调整到满足预设位置条件。
46.在现有技术中，通常需要目标对象自己作出位置调整，例如，在人脸检测时，假设预设位置条件为要求目标人脸在显示图像的中间位置，如果目标人脸在图像中的位置太偏左，则人需要向右移动以调整位置；如果因人的身高较矮，使得目标人脸未拍摄完全，则需要人后退或踮起脚尖。这种方式使得人脸识别的效率比较低，识别精度也较差，客户体验也较差。
47.在本实施例中，无需目标对象作出位置调整，而是根据该目标对象在第一图像中的位置，相应调整摄像云台的云台姿势，使得该第一摄像装置的拍摄角度得以调整，从而使得目标对象在第一图像中的位置满足预设位置条件。
48.在其中一种可能的实施方式中，上述预设位置条件可以是：目标对象的中心点与第一图像的中心点的距离小于预设的距离阈值。例如，可以以目标对象的识别框的中心点作为该目标对象的中心点，如果该目标对象的中心点与第一图像的中心点的距离小于预设的距离阈值，表明目标对象当前处在该第一图像的中心区域范围，此时，目标对象的中心处于以第一图像的中心点为原点，以上述预设距离阈值为半径的圆形区域范围内。
49.在实际操作中，可以通过调整该摄像云台的云台姿势控制参数进行云台姿势调整。在至少一种可能的实施方式中，上述摄像云台上设置有水平姿势控制装置和垂直姿势控制装置，并且，可以根据目标对象在第一图像中的位置，确定水平姿势控制装置的水平控制参数，以及垂直姿势控制装置的垂直控制参数。其中，该水平姿势控制装置用于调整摄像云台的水平姿势，例如，水平旋转；并且，该垂直姿势控制装置用于调整摄像云台的垂直姿势，例如，垂直旋转；从而实现该摄像云台调整到空间任意角度。
50.这里，可以通过下述步骤31-32获取上述水平控制参数和垂直控制参数：
51.(31)根据目标对象在第一图像中的位置，计算目标对象的中心点与第一图像的中心点之间的水平偏差和垂直偏差。
52.(32)将该水平偏差确定为水平姿势控制装置的水平控制参数，将该垂直偏差确定为垂直姿势控制装置的垂直控制参数。
53.以人脸检测为例，假设以第一图像的左上角为平面坐标原点，以目标人脸的检测框的中心作为该目标人脸的中心点，计算该目标人脸的中心点坐标为(60,80)，而该第一图像的中心点的坐标为(100,100)，则计算得到水平偏差为40像素，垂直偏差为20像素。因此，相应确定水平控制参数为40像素，垂直控制参数为20像素。
54.这样，通过上述方式即确定了用于调整该摄像云台的云台姿势控制参数。
55.步骤s106：根据该云台姿势控制参数，调整该摄像云台的姿势。
56.控制器根据确定出的云台姿势控制参数，调整该摄像云台的姿势，使得调整姿势后，上述目标对象在第一摄像装置所采集的第一图像中的位置满足预设位置条件。
57.步骤s108：通过第二摄像装置采集包含有该目标对象的第二图像。
58.在其中一种可能的实施方式中，可以将上述第一摄像装置和第二摄像装置并排固定设置在该摄像云台上，当该摄像云台转动时，上述两个摄像装置也随之位置发生调整，并且，当目标对象在第一摄像装置所采集的第一图像中的位置满足预设位置条件时，相应地，该目标对象在第二摄像装置所采集的图像中也符合拍摄位置要求。此时，通过第二摄像装置采集包含有该目标对象的第二图像。
59.在实际操作中，第一摄像装置可以是广角摄像头，并且，上述第二摄像装置可以是长焦摄像头，并且该广角摄像头和该长焦摄像头均固定并排设置在摄像云台上，控制器分别与该广角摄像头、长焦摄像头和摄像云台通信连接。当进行人脸检测是，控制器控制广角摄像头采集第一图像，并从采集的第一图像中确定出目标人脸，并对该目标人脸进行跟踪。并且，如果检测到该目标人脸在第一图像中的位置不满足预设位置条件时，计算目标人脸的中心点与第一图像的中心点之间的水平偏差和垂直偏差，并根据该水平偏差调整摄像云台的水平角度，以及根据该垂直偏差调整摄像云台的垂直角度。最终，通过调整摄像云台的角度，将目标人脸调整在第一图像中满足位置条件的区域，此时，认为该目标人脸也处于上述长焦摄像头的较佳采集区域，控制器控制上述长焦摄像头采集图像，得到包含目标人脸的第二图像。
60.这样，由于广角摄像头的拍摄范围大，更利于捕捉和跟踪目标对象，而长焦摄像头的拍摄精度更高，可以获得目标对象更清晰的图像，因此，通过上述控制器，控制摄像云台调整到合适的姿势，使得摄像头有合适的拍摄角度，并控制广角摄像头和长焦摄像头相互配合进行图像采集，可以根据目标对象的高矮远近，自动且高效地采集到该目标对象的清晰图像。相比于现有人脸识别方式，无需被采集人进行位置调整，使用更加的便捷。
61.本发明实施例提供的一种摄像装置的控制方法，该方法应用于控制器；该控制器分别与第一摄像装置、第二摄像装置和摄像云台通信连接；该第一摄像装置和该第二摄像装置安装在摄像云台上；首先从第一摄像装置采集的第一图像中，确定目标对象；如果该目标对象在第一图像中的位置不满足预设位置条件，根据该目标对象在第一图像中的位置确定用于调整该摄像云台的云台姿势控制参数；然后根据该云台姿势控制参数，调整该摄像云台的姿势；进而通过第二摄像装置采集包含有该目标对象的第二图像。该方式中，通过设置两个摄像装置，其中一个摄像装置捕获目标对象，并基于该目标对象在所采集图像中的位置，调整摄像云台的姿势，从而使目标对象处于被采集图像中的较佳位置，然后由另一摄像装置采集该目标对象的图像，可以自动适配不同人的身高和远近距离，快速锁定人脸，使用更加便捷，且有效提高了人脸识别精度和识别效率。
62.在图1所示摄像装置的控制方法的基础上，本实施例提供了另一种摄像装置的控制方法，该方法重点描述了上述步骤s106(根据该云台姿势控制参数，调整该摄像云台的姿势)的具体实现过程。如图2所示，其为另一种摄像装置的控制方法的流程示意图，由图2可见，该方法包括以下步骤：
63.步骤s202：从第一摄像装置采集的第一图像中，确定目标对象。
64.步骤s204：如果该目标对象在第一图像中的位置不满足预设位置条件，根据该目标对象在第一图像中的位置确定用于调整该摄像云台的云台姿势控制参数。
65.这里，本实施例中的步骤s202与步骤s204，对应前述实施例中的步骤s102和步骤s104，相关内容可以参照前述实施例中的对应描述，在此不再赘述。
66.步骤s206：将目标对象在第一图像中的位置对应的云台姿势控制参数确定为目标控制参数。
67.在前述实施例中，介绍了摄像云台上设置水平姿势控制装置和垂直姿势控制装置的实施方式，并且，根据目标对象在第一图像中的位置，确定出水平姿势控制装置的水平控制参数(例如，目标对象的中心点与第一图像的中心点之间的水平偏差)，以及垂直姿势控
制装置的垂直控制参数(例如，目标对象的中心点与第一图像的中心点之间的垂直偏差)。也即，该云台姿势控制参数包括水平控制参数和垂直控制参数。本实施例中，将该水平控制参数和垂直控制参数确定为目标控制参数。
68.步骤s208：根据该目标控制参数，计算摄像云台的待偏转角度。
69.在其中一种可能的实施方式中，假设通过电机驱动该摄像云台进行水平方向和垂直方向的转动，则可以通过pid(proportion integral differential，比例积分微分)算法计算出摄像云台的待偏转角度。
70.这里，假设水平姿势控制装置中设置有水平电机，垂直姿势控制装置设置有垂直电机，则根据目标对象的中心点与第一图像的中心点之间的水平偏差，也即水平控制参数，通过pid算法计算出摄像云台的水平待偏转角度；同理，根据上述垂直偏差，通过pid算法计算出摄像云台的垂直待偏转角度。
71.这里，通过pid算法计算待偏转角度的公式为：
[0072][0073][0074]
式中，为水平待偏转角度；为垂直待偏转角度；k
p
,k
i
,k
d
分别称为比例常数、积分常数与微分常数；为该摄像云台的水平方向控制系数；为该摄像云台的垂直方向控制系数；δx
t
为t时刻的水平偏差；δy
t
为t时刻的垂直偏差。
[0075]
步骤s210：根据该待偏转角度调整该摄像云台的姿势。
[0076]
例如，在前述包含水平姿势控制装置和垂直姿势控制装置的实施方式中，可以分别根据计算出的水平待偏转角度和垂直待偏转角度，相应调整该摄像云台的水平姿势和垂直姿势。
[0077]
步骤s212：判断该目标对象在第一摄像装置采集的图像中的位置是否满足上述预设位置条件；如果是，执行步骤s214；如果否，执行步骤s216。
[0078]
如果调整该摄像云台的姿势之后，该目标对象在第一摄像装置采集的图像中的位置满足上述预设位置条件，则结束该摄像云台的姿势调整。
[0079]
如果调整该摄像云台的姿势之后，该目标对象在第一摄像装置采集的图像中的位置不满足上述预设位置条件，例如，目标对象又再次移动了，则根据该目标对象在第一摄像装置采集的图像中的位置更新上述目标控制参数，并继续执行继续执行上述根据该目标控制参数，计算摄像云台的待偏转角度的步骤，直至该目标对象在第一摄像装置采集的图像中的位置满足预设位置条件。
[0080]
步骤s214：结束该摄像云台的姿势调整。
[0081]
此时，目标对象的当前位置满足预设位置条件，不需要再调整摄像云台姿势。
[0082]
步骤s216：根据该目标对象在第一摄像装置采集的图像中的位置更新上述目标控制参数；并继续执行继续执行上述根据该目标控制参数，计算摄像云台的待偏转角度的步骤，直至该目标对象在第一摄像装置采集的图像中的位置满足预设位置条件。
[0083]
在实际操作中，由于在采集目标对象的过程中，目标对象可能再次发生移动，因而，通过持续获取该目标对象在第一摄像装置采集的图像中的位置，并基于该位置更新上
述目标控制参数，相应计算摄像云台的待偏转角度，可以持续地跟踪目标对象，并使得目标对象在第一摄像装置中采集到的图像中的位置，始终满足预设的位置条件。
[0084]
步骤s218：通过第二摄像装置采集包含有该目标对象的第二图像。
[0085]
摄像云台的姿势调整结束后，表明目标对象的当前位置满足预设的位置条件，因而通过第二摄像装置采集包含有该目标对象的第二图像。
[0086]
在其中一种可能的实施方式中，假设需要识别出目标对象的身份，此时，在采集到包含有该目标对象的第二图像之后，还对第二图像中的目标对象进行识别。例如，在人脸识别的应用场景中，在通过第二摄像装置采集到保护目标人脸的第二图像后，还可以对该目标人脸进行识别，以获得该目标人脸对应的身份属性等。
[0087]
本实施例提供的摄像装置的控制方法，可以自动适配不同人的身高和远近距离，快速锁定人脸，有效提高了人脸识别的精度和效率。
[0088]
对应与前述摄像装置的控制方法，本实施例还提供了一种控制器，其中，该控制器分别与外设的第一摄像装置、第二摄像装置和摄像云台通信连接。参见图3，所示为一种控制器的结构示意图，由图3可见，该控制器包括依次连接的目标对象确定模块31、云台姿势控制参数确定模块32、摄像云台姿势调整模块33和图像采集模块34，其中，各个模块的功能如下：
[0089]
目标对象确定模块31，用于从第一摄像装置采集的第一图像中，确定目标对象；
[0090]
云台姿势控制参数确定模块32，用于如果该目标对象在第一图像中的位置不满足预设位置条件，根据该目标对象在第一图像中的位置确定用于调整该摄像云台的云台姿势控制参数；
[0091]
摄像云台姿势调整模块33，用于根据该云台姿势控制参数，调整摄像云台的姿势；
[0092]
图像采集模块34，用于通过该第二摄像装置采集包含有上述目标对象的第二图像。
[0093]
本发明实施例提供的一种控制器，首先从第一摄像装置采集的第一图像中，确定目标对象；如果该目标对象在第一图像中的位置不满足预设位置条件，根据该目标对象在第一图像中的位置确定用于调整该摄像云台的云台姿势控制参数；然后根据该云台姿势控制参数，调整该摄像云台的姿势；进而通过第二摄像装置采集包含有该目标对象的第二图像。该控制器通过控制两个摄像装置，使其中一个摄像装置捕获目标对象，并基于该目标对象在所采集图像中的位置，调整摄像云台的姿势，从而使目标对象处于被采集图像中的较佳位置，然后控制另一摄像装置采集该目标对象的图像，可以自动适配不同人的身高和远近距离，快速锁定人脸，提高人脸识别的精度和效率。
[0094]
在其中一种可能的实施方式中，上述目标对象确定模块31还用于：如果该第一摄像装置采集的第一图像中存在多个对象，将多个对象中，占据图像区域最大的对象，确定为目标对象。
[0095]
在另一种可能的实施方式中，上述控制器还包括对象跟踪模块，用于根据目标对象所占据的图像区域，确定用于跟踪目标对象的跟踪区域；在第一图像之后由该第一摄像装置采集的后续图像中，在跟踪区域内，跟踪目标对象在图像中的位置。
[0096]
在另一种可能的实施方式中，上述预设位置条件包括：目标对象的中心点与第一图像的中心点的距离小于预设的距离阈值。
[0097]
在另一种可能的实施方式中，上述摄像云台上设置有水平姿势控制装置和垂直姿势控制装置；上述云台姿势控制参数确定模块32还用于：根据目标对象在第一图像中的位置，确定水平姿势控制装置的水平控制参数和垂直姿势控制装置的垂直控制参数。
[0098]
在另一种可能的实施方式中，上述云台姿势控制参数确定模块32还用于：根据目标对象在第一图像中的位置，计算目标对象的中心点与第一图像的中心点之间的水平偏差和垂直偏差；将该水平偏差确定为水平姿势控制装置的水平控制参数，将该垂直偏差确定为垂直姿势控制装置的垂直控制参数。
[0099]
在另一种可能的实施方式中，上述摄像云台姿势调整模块33还用于：将目标对象在第一图像中的位置对应的云台姿势控制参数确定为目标控制参数；根据该目标控制参数，计算摄像云台的待偏转角度；根据该待偏转角度调整该摄像云台的姿势；判断该目标对象在第一摄像装置采集的图像中的位置是否满足上述预设位置条件；如果是，结束该摄像云台的姿势调整；如果否，根据该目标对象在第一摄像装置采集的图像中的位置更新上述目标控制参数，并继续执行上述根据该目标控制参数，计算摄像云台的待偏转角度的步骤，直至该目标对象在第一摄像装置采集的图像中的位置满足预设位置条件。
[0100]
在另一种可能的实施方式中，上述控制器还包括对象识别模块，用于：对第二图像中的目标对象进行识别。
[0101]
本发明实施例提供的控制器，其实现原理及产生的技术效果和前述摄像装置的控制方法实施例相同，为简要描述，控制器的实施例部分未提及之处，可参考前述摄像装置的控制方法实施例中相应内容。
[0102]
参见图4，所示为一种摄像系统的结构示意图，其中，该摄像系统400包括第一摄像装置41、第二摄像装置42、摄像云台43，以及前述实施例中提供的控制器44；其中，该控制器44分别与该第一摄像装置41、该第二摄像装置42和该摄像云台43通信连接，并且，该第一摄像装置41和该第二摄像装置42安装在该摄像云台43上。
[0103]
在其中一种可能的实施方式中，上述第一摄像装置41包括广角摄像头，并且，上述第二摄像装置42包括长焦摄像头。在实际操作中，上述控制器44控制广角摄像头采集第一图像，并从采集的第一图像中确定出目标对象，并对该目标对象进行跟踪。并且，如果检测到该目标对象在第一图像中的位置不满足预设位置条件时，计算目标对象的中心点与第一图像的中心点之间的水平偏差和垂直偏差，并根据该水平偏差调整摄像云台43的水平角度，以及根据该垂直偏差调整摄像云台43的垂直角度。最终，通过调整摄像云台43的角度，将目标对象调整在第一图像中满足位置条件的区域，此时，控制器44控制上述长焦摄像头采集图像，得到包含目标对象的第二图像。
[0104]
为了更清楚理解该摄像系统的工作过程，下面通过一个应用实例进行说明。
[0105]
参见图5，其为该应用实例中的摄像系统的结构示意图，在本实施例中，该摄像系统用于人脸识别。由图5可见，该摄像系统包括云台安装面板50，设置在该云台安装面板50上的长焦摄像头501(对应第二摄像装置)和广角摄像头502(对应第一摄像装置)，以及设置在该安装面板内的控制器。
[0106]
其中，该云台安装面板50固定在云台运动机构51上，该云台运动机构51包括云台支架513，以及设置在云台支架513上的水平运动电机511和垂直运动电机512。并且，该控制器为rk3399芯片，这里，rk3399是瑞芯微推出的一款低功耗、高性能的应用处理器芯片，该
芯片基于big.little架构，具有独立的neon协同处理器的双核cortex-a72及四核cortex-a53组合架构，主要应用于计算机、个人互联网移动设备、vr、广告机等智能终端设备。此外，rk3399芯片还内置多个高性能硬件处理引擎，能够支持多种格式的视频解码。
[0107]
在实际操作中，该摄像系统通过下述步骤进行人脸识别。
[0108]
s1、启动摄像系统。
[0109]
s2、系统初始化，将摄像云台的水平和垂直方向复位到中间位置。
[0110]
这里，系统初始化后，广角摄像头502和长焦摄像头501均并行运行，并且，长焦摄像头501也持续捕捉图像，但仅在目标人脸在采集图像中的位置满足预设的位置条件时，才进行人脸识别，以节省cpu负荷。
[0111]
s3、提取广角摄像头502的视频帧图像，并将图像发送到rk3399芯片进行预处理。
[0112]
s4、rk3399芯片进行人脸检测。
[0113]
s5、判断是否存在人脸，如果不存在，则返回步骤s3，如果存在，则进入下一步骤。
[0114]
s6、选择画面中多个人脸中检测框像素面积最大的人脸进行跟踪。
[0115]
这里，人脸检测采用mtcnn(multi-task convolutional neural network，多任务卷积神经网络)人脸检测算法，对于每张人脸，输出其位置信息和人脸大小，包括宽w
i
和高h
i
；其中，i为不同人脸计数，人脸最大的像素面积值为w
i
×
h
i
的数值，并且，选择像素面积最大值对应的人脸作为目标人脸，并跟踪该目标人脸。
[0116]
s7、锁定持续在人脸检测框周边进行目标人脸检测。
[0117]
其中，以该目标人脸对应的人脸检测框边界为基线，按其高度和宽度往上下左右各扩展50％区域，将扩展后的区域作为目标对象的跟踪区域。
[0118]
s8、若目标人脸丢失，则返回步骤s3；若目标人脸未丢失，则进入下一步骤。
[0119]
s9、计算目标人脸中心位置和广角摄像头502画面中心位置在水平和垂直方向的像素差值。
[0120]
在本实施例中，以广角摄像头502采集图像的左上角为坐标原点，检测得到目标人脸的位置信息[l,t,w,h]，其中，l为left，即左边坐标值；t为top，即高度坐标值；w为width，即宽度值；h为height，即高度值。计算目标人脸在图像坐标系中的中心坐标[x,y]，公式如下：
[0121][0122][0123]
然后，计算人脸中心位置距离图像画面中心位置的变化量[δx,δy]：
[0124]
δx＝x
o-x
ꢀꢀꢀ
(公式5)
[0125]
δy＝y
o-y
ꢀꢀꢀ
(公式6)
[0126]
其中，(x
o
,y
o
)表示广角摄像头502所采集图像的画面中心坐标，δx为水平方向像素差值，δy为垂直方向像素差值。
[0127]
在实际操作中，可以通过上述水平方向像素差值δx以及垂直方向像素差值δy，确定目标人脸的在广角摄像头502所采集图像中的位置是否满足预设的位置条件。例如，如果检测到目标人脸的中心点位置距离图像画面中心位置在水平方向像素差值小于阈值δ
xmin，且该目标人脸的中心点位置距离图像画面中心位置在垂直方向像素差值小于阈值δymin时，则确定该目标人脸在该采集图像中的位置满足预设位置条件。否则，确定该目标人脸在该采集图像中的位置不满足预设位置条件，此时调整摄像云台的云台姿势，使得该广角摄像头502的拍摄角度得以调整，从而使得目标人脸在该广角摄像头502采集图像中的位置满足预设位置条件。
[0128]
s10、将水平和垂直方向像素差值分别输入上述水平运动电机511和垂直运动电机512。
[0129]
这里，将上述水平方向像素差值δx作为水平运动电机511的输入，将上述垂直方向像素差值δy作为垂直运动电机512的输入，并分别通过pid算法计算出对应的偏转角度，其中，计算公式参照前述实施例中的公式1和公式2。
[0130]
s11、水平运动电机511和垂直运动电机512通过各自的pid算法计算出各自需要偏转的角度。
[0131]
在本实施例中，对pid算法中的比例项系数k
p
、积分项系数k
i
与微分项系数k
d
，通过下述方式进行调整：
[0132]
首先，由于比例项系数k
p
越大，系统响应越快，调节精度也越高；但k
p
过大时，易造成系统超调，甚至不稳定。因此，在误差较大时，采用大k
p
值，以提高系统响应速度；在接近稳态区域时，需减小k
p
值以防止系统超调；而处于稳态时，k
p
值应适中。
[0133]
其次，对于积分项系数k
i
，由于积分的作用主要是消除稳态误差，以提高系统的调节精度；因此，k
i
值越大，误差消除能力越强；但是，在系统启动过程中易出现积分饱和现象，调节超调量增加。因此，要求k
i
在误差较大时取值为0，以消除积分饱和现象；在中误差时，采用较小的积分系数；在进入稳态区域时，相对增大积分系数。这样，可实现变系数积分，既保证稳态时对积分的要求，又避免了积分饱和现象。
[0134]
另外，对于微分项系数k
d
，其主要作用是通过它对系统变化的抑制，达到改善系统动态特性的目的，即起阻尼作用。因此，k
d
值大，阻尼性增强，因此，在大误差时应使k
d
取值为零，从而去掉阻尼作用以加快系统响应；当误差接近稳态区域时，应使k
d
值为最大，以抑制变化趋势，从而起到减少超调的目的；而当系统进入稳态区域时，则应选择适当的k
d
使控制稳定。
[0135]
s12、向云台运动机构51发送水平方向和垂直方向的角度偏转控制指令，云台运动机构51执行该控制指令。
[0136]
s13、当检测到目标人脸中心位置和广角摄像头502画面中心位置的像素差值满足预设位置条件，说明长焦摄像头501的位置也达到对准识别目标人脸的位置条件，此时，提取长焦摄像头501视频帧，并进行图像预处理和人脸识别。
[0137]
s14、判断用户是否选择停止人脸识别；如果否，则执行步骤s15；如果是，则进入s16。
[0138]
s15、若目标人脸检测跟踪丢失或者识别完成，则返回步骤s3。
[0139]
s16、结束。
[0140]
这样，通过上述步骤s1至步骤s16，即实现了根据该摄像系统自动适配不同人的身高和远近距离，快速锁定和跟踪目标人脸，并采集目标人脸的高清图像，并完成人脸识别。该方式有效提高了人脸识别的精度和效率。
only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0149]
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0150]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0151]
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。