CN104202529A - 一种相机状态控制方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于智能视频教学领域，提供了一种相机状态控制的方法及其装置。所述方法包括以下步骤：获取相机拍摄的图片中预设格式的彩色图像；对所述彩色图像进行灰度预处理；根据预设算法和所述进行灰度预处理的彩色图像判断所述相机的状态是否满足状态切换触发条件；如果满足,则发送与所述状态对应的状态切换指令，以控制所述相机进行状态切换。本发明实施例提供的方法和装置能够高效的进行复杂场景切换的逻辑控制和状态切换控制。

Description

一种相机状态控制方法及其装置

技术领域

本发明涉及智能教学视频录播领域，尤其涉及一种相机状态控制方法及其装置。

背景技术

教学录播中，教师授课跟踪拍摄的场景存在多个，不同的教室可能需要的拍摄场景也不同，场景之间有可能存在切换关系，场景的切换也存在一定的方向性，如场景A不可切换至场景B，反之则可切换，若场景表示为节点，场景之间的切换关系用带有方向的线段来表达，那么场景之间的切换可表示为一个有向图，实际中场景之间的切换需要一段时间，所以需要算法判断相机停止并让相机平滑的移动到指定的场景。有向图实现的方式较多，如直接采用硬编码的方式可以简单的实现它。

但是，这样的实现方式过于繁杂，设计思路不够清晰；一种更好的方式是采用设计模式中的状态设计模式就可以实现它，这样的实现方式扩展性好，易于实现。但是，直接采用状态设计模式是不能完全解决所提出的问题，因场景切换过程中，还需要判断相机是否停止至稳定的状态，场景之间的切换的触发算法亦可能有所不同，因此仅仅直接采用状态设计模式是不能解决所述的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种相机状态控制方法，旨在解决现有相机追踪技术不能进行复杂场景切换的逻辑控制和触发切换的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：一种相机状态控制的方法，所述方法包括以下步骤：

获取相机拍摄的图片中预设格式的彩色图像；

对该彩色图像进行灰度预处理；

根据预设算法和该进行灰度预处理的彩色图像判断该相机的状态是否满足状态切换触发条件；

如果满足,则发送与该状态对应的状态切换指令，以控制该相机进行状态切换。

优选地，该对该彩色图像进行灰度预处理的步骤包括：

将该彩色图像转换为单通道灰度图像；

通过归一化算法将该单通道灰度图像转换为标准灰度图像；

对该标准灰度图像进行均值滤波平滑处理，以得到平滑灰度图像。

优选地，该根据预设算法和该进行灰度预处理的彩色图像判断该相机的状态是否满足状态切换触发条件的步骤包括：

初始化该相机的状态集合，该状态集合包括该相机的运行状态和全景场景状态；

获取该平滑灰度图像；

控制该相机进入与该平滑灰度图像对应状态，并根据预设场景切换触发算法判断该平滑灰度图像对应状态是否为运动状态；

如果是，则执行与该运动状态对应的第一预设触发判断算法；

如果否，则执行与该平滑灰度图像对应状态对应的第二预设触发判断算法。

优选地，在该执行与该运动状态对应的第一预设触发判断算法的步骤之后还包括：

判断该相机是否静止；

如果是，则将该相机的运动状态变量设置为静止时场景对应的状态变量并返回以获取该平滑灰度图像；

如果否，则直接返回获取该平滑灰度图像。

优选地，在该执行与该平滑灰度图像对应状态对应的第二预设触发判断算法的步骤之后还包括：

判断该平滑灰度图像对应状态是否满足状态切换触发条件；

如果是，则将该平滑灰度图像对应状态变量设置为临时场景对应状态变量并返回获取该平滑灰度图像。

如果否，则返回获取该平滑灰度图像。

优选地，该根据预设场景切换触发算法判断该平滑灰度图像对应状态是否为运动状态的步骤包括：

根据以下算式计算当前平滑灰度图像帧的运动前景二值图B_t；

$B_t(x,y)=\left\{\begin{array}{c}1,|G_t(x,y)-G_{t-1}(x,y)|+|G_{t-2}(x,y)-G_{t-1}(x,y)|>T\\ 0,|G_t(x,y)-G_{t-1}(x,y)|+|G_{t-2}(x,y)-G_{t-1}(x,y)|\≤T\end{array}\right.$

根据以下算式计算感兴趣区域的前景面积占比Ar；

$\mathrm{Ar}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^w{\mathrm{\Σ}}_{j=1}^h{B}_t(x+i,y+j)}{w\×h}$

根据以下算式统计满足前景面积占比Ar的持续帧数count；

$\mathrm{count}=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{count}+1,\mathrm{Ar}<\mathrm{Tr}\\ \max (0,\mathrm{count}-1),\mathrm{Ar}\&GreaterEqual;\mathrm{Tr}\end{array}\right.$

判断该持续帧数是否大于预设触发帧数阈值；

其中，G_t-2,G_t-1,G_t分别表示第t-2帧、第t-1帧、第t帧的平滑灰度图像，t为正整数，x,y分别表示图像像素列、行的位置，T表示二值化的阈值，Tr∈[0.1,1]，x、y、w、h分别表示区域在图像中的左上角顶点的横坐标，纵坐标，区域的宽和区域的高，i、j分别表示区域的宽起点和区域的高起点。

本发明的目的还在于提供一种相机状态控制的装置，该装置包括：

获取单元，用于获取相机拍摄的图片中预设格式的彩色图像；

预处理单元，用于对该彩色图像进行灰度预处理；

判断单元，用于根据预设算法和该进行灰度预处理的彩色图像判断该相机的状态是否满足状态切换触发条件；

发送单元，用于在该相机的状态满足状态切换触发条件时，发送与该状态对应的状态切换指令，以控制该相机进行状态切换。

优选地，该预处理单元包括：

第一转换子单元，用于将该彩色图像转换为单通道灰度图像；

第二转换子单元，用于通过归一化算法将该单通道灰度图像转换为标准灰度图像；

平滑处理子单元，用于对该标准灰度图像进行均值滤波平滑处理，以得到平滑灰度图像。

优选地，该判断单元包括：

初始化子单元，用于初始化该相机的状态集合，该状态集合包括该相机的运行状态和全景场景状态；

获取子单元，用于获取该平滑灰度图像；

控制子单元，用于控制该相机进入与该平滑灰度图像对应状态；

第一判断子单元，用于根据预设场景切换触发算法判断该平滑灰度图像对应状态是否为运动状态；

第一执行子单元，用于在该平滑灰度图像对应状态为运动状态时，执行与该运动状态对应的第一预设触发判断算法；

第二执行子单元，用于在该平滑灰度图像对应状态不是运动状态时，执行与该平滑灰度图像对应状态对应的第二预设触发判断算法。

优选地，该判断单元还包括：

第二判断子单元，用于判断该相机是否静止；

第一设置子单元，用于在该相机静止时，将该相机的运动状态变量设置为静止时场景对应的状态变量并返回获取该平滑灰度图像；

第二设置子单元，用于在该相机不是静止时，返回获取该平滑灰度图像。

优选地，该判断单元还包括：

第三判断子单元，用于判断该平滑灰度图像对应状态是否满足状态切换触发条件；

第三设置子单元，用于在所述平滑灰度图像对应状态满足状态切换触发条件时，将所述平滑灰度图像对应状态变量设置为临时场景对应状态变量并返回以获取所述平滑灰度图像。

如果否，则直接返回获取该平滑灰度图像。

优选地，该第一判断子单元具体用于：

根据以下算式计算当前平滑灰度图像帧的运动前景二值图B_t；

$B_t(x,y)=\left\{\begin{array}{c}1,|G_t(x,y)-G_{t-1}(x,y)|+|G_{t-2}(x,y)-G_{t-1}(x,y)|>T\\ 0,|G_t(x,y)-G_{t-1}(x,y)|+|G_{t-2}(x,y)-G_{t-1}(x,y)|\&le;T\end{array}\right.$

根据以下算式计算感兴趣区域的前景面积占比Ar；

$\mathrm{Ar}=\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_{i=1}^w{\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^h{B}_t(x+i,y+j)}{w\&times;h}$

根据以下算式统计满足前景面积占比Ar的持续帧数count；

$\mathrm{count}=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{count}+1,\mathrm{Ar}<\mathrm{Tr}\\ \max (0,\mathrm{count}-1),\mathrm{Ar}\&GreaterEqual;\mathrm{Tr}\end{array}\right.$

判断该持续帧数是否大于预设触发帧数阈值；

其中，G_t-2,G_t-1,G_t分别表示第t-2帧、第t-1帧、第t帧的平滑灰度图像，t为正整数，x,y分别表示图像像素列、行的位置，T表示二值化的阈值，Tr∈[0.1,1]，x、y、w、h分别表示区域在图像中的左上角顶点的横坐标，纵坐标，区域的宽和区域的高，i、j分别表示区域的宽起点和区域的高起点。

在本发明实施例，通过获取相机拍摄的图片中预设格式的彩色图像并对所述彩色图像进行灰度预处理得到相机当前的状态，根据预设算法和所述进行灰度预处理的彩色图像判断所述相机的状态是否满足状态切换触发条件，根据判断结果对相机的状态进行切换。本发明实施例提供的方法和装置能够高效的进行复杂场景切换的逻辑控制和状态切换控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1为本发明实施例提供的相机状态控制方法的流程图；

图2为本发明第一实施例的相机状态控制方法的实现流程图；

图3为本发明第二实施例的相机状态控制方法的实现流程图；

图4为本发明第三实施例的相机状态控制方法的实现流程图；

图5为本发明实施例提供的相机状态控制装置的框架结构图；

图6为本发明实施例提供的预处理单元的框架结构图；

图7为本发明实施例提供的判断单元的框架结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

图1示出了本发明实施例提供的相机状态控制方法的流程，具体包括以下步骤：

步骤S101，获取相机拍摄的图片中预设格式的彩色图像。

在本发明实施例中，该相机用于教学录播***中的教师跟踪，彩色图像源来于相机拍摄的图片，从相机拍摄的图片中获取第i帧YUVY格式(预设格式)的彩色图像I_i,其中图像宽高分别为R′,C′。

步骤S102,对该彩色图像进行灰度预处理。

如图2所示，步骤S102的具体包括以下步骤：

步骤S201，将彩色图像I_i转换为单通道灰度图像G′_i；

步骤S202，通过归一化算法将该单通道灰度图像G′_i转换为(宽R和高C)标准灰度图像G″_i。在本实施例中,优选地，R＝352和C＝288。

步骤S203，对该标准灰度图像G″_i进行(a×a)均值滤波平滑处理，以得到平滑灰度图像G_i。在本实施例中，优选a＝3(a为正整数)。

步骤S103，根据预设算法和进行灰度预处理的彩色图像判断该相机的状态是否满足状态切换触发条件。

如果是，则执行步骤S104；如果否，则循环执行步骤S103。

在本发明实施例中，在教学录播中，相机的状态是有多个的，例如相机的运动状态，相机的全景拍摄状态，相机的特写拍摄状态，而特写拍摄又可以有多个场景，通过进行灰度预处理的彩色图像判断相机的状态，而通过预设算法来判断该状态是否满足状态切换触发条件，当教师在某个场景下走动，如果没有触发场景切换的条件，那么相机将会一直处于该场景，而不需要切换到其他场景中去，若满足状态切换触发条件，例如教师从场景中走出，则会切换到合适的场景来记录老师的教学过程，场景切换过程中会产生相机的运动，判断相机是否停止有助于图像的分析。

如图3所示，作为本发明一优选实施例，步骤S103具体包括以下步骤：

步骤S301，初始化相机的状态集合，该状态集合包括相机的运行状态和全景场景状态。

在本发明实施例中，相机的状态集合记为S，S＝{s₀,s₁,…,s_K},该状态集合包括了相机运动状态(记为s₀，相机运动状态可以有多个，在本实施例中，假设只有一个相机运动状态)，相机全景场景状态(记为s₁，全景状态可以有多个，在本实施例中，假设仅有一个全景拍摄的场景)，相机特写场景状态(记为s₂,…,s_K)。场景状态s₁,…,s_K分别对应了相机的姿态p₁,…,p_K，其中p_i＝{pan_i,tilt_i,zoom_i},i=1,2,…,K，其中pan_i,tilt_i,zoom_i分别表示场景状态s_i下相机的水平旋转角，相机与水平线倾斜角，相机的缩放倍率。因相机安装的高度固定，故三个参数即可确定相机的姿态。由于在启动教师教学录播算法时需要判断相机是否已经停止稳定下来，因此假设相机的初始化的状态为运动状态，记相机的状态s为运动状态s₀。场景状态的临时变量st＝s₁，即相机运动停止到稳定状态后，将切换到全景触发场景s₁。

步骤S302，(从步骤S102中)获取该平滑灰度图像G_i。

步骤S303，控制相机进入与该平滑灰度图像G_i对应的状态S，并根据预设场景切换触发算法判断该平滑灰度图像对应状态S是否为运动状态S₀。

如果是，则执行步骤S304；如果否，则执行步骤S305。

步骤S304，(当该平滑灰度图像对应状态S为运动状态S₀时，不满足状态切换触发条件)执行与该运动状态S₀对应的第一预设触发判断算法，并执行步骤S306；

步骤S305，(当该平滑灰度图像对应状态S不是运动状态S₀时，满足状态切换触发条件)执行与该平滑灰度图像G_i对应状态S对应的第二预设触发判断算法，并执行步骤S308。

步骤S306，判断相机是否静止。

如果是，则执行步骤S307；如果否，则执行步骤S302。

步骤S307，将相机的运动状态变量设置为静止时场景对应的状态变量(状态S设置为状态s_t)，并返回执行步骤S302。

在本发明实施例中，步骤S307表示相机已经稳定，已经成功切换至状态s_t。

步骤S308，判断该平滑灰度图像对应状态S是否满足状态切换触发条件；

如果是，则执行步骤S309，如果否，则执行步骤S302。

步骤S309，将该平滑灰度图像对应状态S变量设置为临时场景对应状态变量(状态S设置为S₀)，并返回执行步骤S302。

在本实施例中，相机运动状态的触发预设算法采用两种策略，第一种是固定时间的判断策略，由于算法获取图像是固定的，比如以25fps，那么算法会每隔40毫秒执行一次，只要算法在40毫秒内执行完成那么就可以保证实时性，因此若假设图像获取帧率为m fps，设定maxT秒后满足触发条件，则算法执行maxT×m次后满足触发条件，即执行步骤S307。

第二种是查询相机姿态的判断策略，由于已知切换的Pan，Tilt和Zoom的值，因此可通过不断查询相机当前的cP、cT和cZ值，然后比较Pan，Tilt和Zoom的值，即要求满足条件：

|Pan-cP|<Tp且|Tilt-cT|<Tt且|Zoom-cZ|<Tz

其中，cP表示相机当前的水平转角，单位与Pan相同，cT表示相机当前的垂直转角，单位与Tilt相同，cZ表示相机当前的焦距，单位与Zoom相同，Tp∈[0,360),Tt∈[0,90],Tz∈[0,10]。在本实例中优选Tp＝0.1，Tt＝0.1，Tz＝0.01。若满足上式子条件，则执行步骤S307。

全景场景状态的触发算法。在本实施例中，设计一种简单有效的触发算法，感兴趣图像的区域为(x,y,w,h)，x、y、w、h分别表示区域在图像中的左上角顶点的横坐标，纵坐标，区域的宽和区域的高,感兴趣区域也可以为其它不规则的区域，本实例中的感兴趣区域为矩形。感兴趣区域的不同，意味着如果在该感兴趣区域内检测到满足了触发的条件，那么相机将从全景场景切换至其它特写的场景。

如图4所示，作为本发明一优选实施例，步骤S303包括以下步骤：

步骤S401，计算当前平滑灰度图像帧的运动前景二值图。根据以下算式计算当前平滑灰度图像帧的运动前景二值图B_t：

$B_t(x,y)=\left\{\begin{array}{c}1,|G_t(x,y)-G_{t-1}(x,y)|+|G_{t-2}(x,y)-G_{t-1}(x,y)|>T\\ 0,|G_t(x,y)-G_{t-1}(x,y)|+|G_{t-2}(x,y)-G_{t-1}(x,y)|\&le;T\end{array}\right.$

在本实施例中，获取当前平滑灰度图像帧的运动前景，假设执行至第t帧，获得灰度图像G_t-2,G_t-1,G_t，其中x,y表示平滑灰度图像的像素列，行的位置，T表示二值化的阈值。

步骤S402，计算感兴趣区域的前景面积占比。根据以下算式计算感兴趣区域的前景面积占比Ar：

$\mathrm{Ar}=\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_{i=1}^w{\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^h{B}_t(x+i,y+j)}{w\&times;h}$

在本实施例中，由公式可知，Ar表示了在指定感兴趣区域中的占比(活动范围)，取值范围在0到1之间，值越大说明活动范围越大，反之则越小。

另外，在本实施例中，感兴趣图像的区域为(x,y,w,h)，x,y,w,h分别表示区域在图像中的左上角顶点的横坐标，纵坐标，区域的宽和区域的高,i、j分别表示区域的宽起点和区域的高起点，感兴趣区域也可以为其他不规则的区域，本实例中的感兴趣区域为矩形。感兴趣区域的不同，意味着如果在该感兴趣区域内检测到满足了触发的条件，那么相机将从全景场景切换至其他特写的场景。

步骤S403，统计满足前景面积占比Ar的持续帧数。根据以下算式统计满足前景面积占比Ar的持续帧数count：

$\mathrm{count}=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{count}+1,\mathrm{Ar}<\mathrm{Tr}\\ \max (0,\mathrm{count}-1),\mathrm{Ar}\&GreaterEqual;\mathrm{Tr}\end{array}\right.$

在本实施例中，Tr为活动度的阈值，取值范围在0.1至1之间，本实例中我们优选0.4，可以达到准确地判断给定的区域内的目标的活动范围,全景触发最为合理。max(v1,v2)函数表示获得输入实数v1，v2中的最大值。

步骤S404，判断该持续帧数count是否大于预设触发帧数阈值Tc。

在本实施例中，若count大于某一正整数的阈值Tc,本实例中优选为Tc＝10，则满足状态切换触发条件。

需要说明的是，在本发明实施例中，特写场景中的目标较大，可对运动目标进行跟踪，并根据目标运动的轨迹，分析在该特写场景下是否满足触发的条件，在摄像机静止的情况下，可采用较成熟的触发算法，例如w4跟踪算法(W4:Real-Time Surveillance of People and Their Activities，IsmailHaritaoglu,David Harwood,Larry S.Davis)等。

步骤S104，发送与该状态对应的状态切换指令，以控制相机进行状态切换。

在本发明实施例中，完成步骤S309，那么意味着场景将发生切换，需要发送新的相机控制指令，摄像机的移动速度{vpan_j,vtilt_j}和新的姿态p_j＝{pan_j,titl_j,zoom_j}，使得相机运动至新的场景。假设上一场景的相机姿态为p_o＝{pan_o,tilt_o,zoom_o}，当前查询到的相机姿态为p_c＝{pan_c,tilt_c,zoom_c}，则当前相机移动的速度计算公式如下：

${\mathrm{vpan}}_j=|{\mathrm{pan}}_j-{\mathrm{pan}}_o|e^{-\mathrm{\&alpha;}*\mathrm{sgn}({\mathrm{pan}}_j-{\mathrm{pan}}_o)*|{\mathrm{pan}}_c-0.5|{\mathrm{pan}}_j-{\mathrm{pan}}_o\left|\right|}$

${\mathrm{vtilt}}_j=|{\mathrm{tilt}}_j-{\mathrm{tilt}}_o|e^{-\mathrm{\&beta;}*\mathrm{sgn}({\mathrm{tilt}}_j-{\mathrm{tilt}}_o)*|{\mathrm{tilt}}_c-0.5|{\mathrm{tilt}}_j-{\mathrm{tilt}}_o\left|\right|}$

其中α，β分别表示水平旋转速度的衰减因子和垂直旋转速度的衰减因子,sgn(x)为符号函数，即若x≥0,sgn(x)＝1，否则sgn(x)＝-1。本实例中优选为α＝2,β＝1。

根据以上公式计算得到相机运动速度后，发送给相机的指令为{vpan_j,vtilt_j,pan_j,tilt_j,zoom_j}，相机接收到参数后，将按照给定的速度进行平滑的移动，解决了画面不平滑的问题。

在本发明实施例中，通过获取相机拍摄的图片中预设格式的彩色图像并对所述彩色图像进行灰度预处理得到相机当前的状态，根据预设算法和所述进行灰度预处理的彩色图像判断所述相机的状态是否满足状态切换触发条件，根据判断结果对相机的状态进行切换。本发明实施例提供的方法和装置能够高效的进行复杂场景切换的逻辑控制和状态切换控制。

本发明实施例的目的还在于提供一种相机状态控制的装置1，包括获取单元10、预处理单元20、判断单元30以及发送单元40。

在本发明实施例中，获取单元10用于获取相机拍摄的图片中预设格式的彩色图像；预处理单元20用于对该彩色图像进行灰度预处理；判断单元30用于根据预设算法和该进行灰度预处理的彩色图像判断相机的状态是否满足状态切换触发条件；发送单元40用于在相机的状态满足状态切换触发条件时，发送与该状态对应的状态切换指令，以控制相机进行状态切换。

作为本发明一优选实施例，预处理单元20包括第一转换子单元201、第二转换子单元202、平滑处理子单元203。

在本发明实施例中，第一转换子单元201用于将该彩色图像转换为单通道灰度图像；第二转换子单元202用于通过归一化算法将该单通道灰度图像转换为标准灰度图像；平滑处理子单元203用于对该标准灰度图像进行均值滤波平滑处理，以得到平滑灰度图像。

作为本发明一优选实施例，判断单元30包括初始化子单元301、获取子单元302、控制子单元303、第一判断子单元304、第一执行子单元305、第二执行子单元306、第二判断子单元307、第一设置子单元308、第二设置子单元309、第三判断子单元310以及第三设置子单元311。

在本发明实施例中，初始化子单元301用于初始化相机的状态集合，该状态集合包括相机的运行状态和全景场景状态；获取子单元302用于获取该平滑灰度图像；控制子单元303用于控制相机进入与该平滑灰度图像对应状态；第一判断子单元304用于根据预设场景切换触发算法判断该平滑灰度图像对应状态是否为运动状态；第一执行子单元305用于在该平滑灰度图像对应状态为运动状态时，执行与该运动状态对应的第一预设触发判断算法；第二执行子单元306用于在该平滑灰度图像对应状态不是运动状态时，执行与该平滑灰度图像对应状态对应的第二预设触发判断算法；第二判断子单元307用于判断相机是否静止；第一设置子单元308用于在相机静止时，将相机的运动状态变量设置为静止时场景对应的状态变量并返回获取该平滑灰度图像；第二设置子单元309用于在相机不是静止时，返回获取该平滑灰度图像；第三判断子单元310用于判断该平滑灰度图像对应状态是否满足状态切换触发条件；第三设置子单元311用于在平滑灰度图像对应状态满足状态切换触发条件时，将该平滑灰度图像对应状态变量设置为临时场景对应状态变量并返回以获取该平滑灰度图像。

作为本发明一优选实施例，该第一判断子单元304具体用于：

根据以下算式计算当前平滑灰度图像帧的运动前景二值图B_t；

$B_t(x,y)=\left\{\begin{array}{c}1,|G_t(x,y)-G_{t-1}(x,y)|+|G_{t-2}(x,y)-G_{t-1}(x,y)|>T\\ 0,|G_t(x,y)-G_{t-1}(x,y)|+|G_{t-2}(x,y)-G_{t-1}(x,y)|\&le;T\end{array}\right.$

根据以下算式计算感兴趣区域的前景面积占比Ar；

$\mathrm{Ar}=\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_{i=1}^w{\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^h{B}_t(x+i,y+j)}{w\&times;h}$

根据以下算式统计满足前景面积占比Ar的持续帧数count；

$\mathrm{count}=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{count}+1,\mathrm{Ar}<\mathrm{Tr}\\ \max (0,\mathrm{count}-1),\mathrm{Ar}\&GreaterEqual;\mathrm{Tr}\end{array}\right.$

判断该持续帧数是否大于预设触发帧数阈值；

其中，G_t-2,G_t-1,G_t分别表示第t-2帧、第t-1帧、第t帧的平滑灰度图像，t为正整数，x,y分别表示图像像素列、行的位置，T表示二值化的阈值，Tr∈[0.1,1]，x、y、w、h分别表示区域在图像中的左上角顶点的横坐标，纵坐标，区域的宽和区域的高，i、j分别表示区域的宽起点和区域的高起点。

本发明实施例提供的相机状态控制装置与上述相机状态控制的方法的实施例相对应，其工作原理和方式均对应适用，这里就不再赘述。

在本发明实施例中，通过获取相机拍摄的图片中预设格式的彩色图像并对所述彩色图像进行灰度预处理得到相机当前的状态，根据预设算法和所述进行灰度预处理的彩色图像判断所述相机的状态是否满足状态切换触发条件，根据判断结果对相机的状态进行切换。本发明实施例提供的方法和装置能够高效的进行复杂场景切换的逻辑控制和状态切换控制。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (12)

1.一种相机状态控制的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

获取相机拍摄的图片中预设格式的彩色图像；

对所述彩色图像进行灰度预处理；

根据预设算法和所述进行灰度预处理的彩色图像判断所述相机的状态是否满足状态切换触发条件；

如果满足,则发送与所述状态对应的状态切换指令，以控制所述相机进行状态切换。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述彩色图像进行灰度预处理的步骤包括：

将所述彩色图像转换为单通道灰度图像；

通过归一化算法将所述单通道灰度图像转换为标准灰度图像；

对所述标准灰度图像进行均值滤波平滑处理，以得到平滑灰度图像。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据预设算法和所述进行灰度预处理的彩色图像判断所述相机的状态是否满足状态切换触发条件的步骤包括：

初始化所述相机的状态集合，所述状态集合包括所述相机的运行状态和全景场景状态；

获取所述平滑灰度图像；

控制所述相机进入与所述平滑灰度图像对应状态，并根据预设场景切换触发算法判断所述平滑灰度图像对应状态是否为运动状态；

如果是，则执行与所述运动状态对应的第一预设触发判断算法；

如果否，则执行与所述平滑灰度图像对应状态对应的第二预设触发判断算法。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述执行与所述运动状态对应的第一预设触发判断算法的步骤之后还包括：

判断所述相机是否静止；

如果是，则将所述相机的运动状态变量设置为静止时场景对应的状态变量并返回以获取所述平滑灰度图像；

如果否，则直接返回获取所述平滑灰度图像。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述执行与所述平滑灰度图像对应状态对应的第二预设触发判断算法的步骤之后还包括：

判断所述平滑灰度图像对应状态是否满足状态切换触发条件；

如果是，则将所述平滑灰度图像对应状态变量设置为临时场景对应状态变量并返回获取所述平滑灰度图像。

如果否，则返回获取所述平滑灰度图像。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据预设场景切换触发算法判断所述平滑灰度图像对应状态是否为运动状态的步骤包括：

根据以下算式计算当前平滑灰度图像帧的运动前景二值图B_t；

$B_t(x,y)=\left\{\begin{array}{c}1,|G_t(x,y)-G_{t-1}(x,y)|+|G_{t-2}(x,y)-G_{t-1}(x,y)|>T\\ 0,|G_t(x,y)-G_{t-1}(x,y)|+|G_{t-2}(x,y)-G_{t-1}(x,y)|\&le;T\end{array}\right.$

根据以下算式计算感兴趣区域的前景面积占比Ar；

$\mathrm{Ar}=\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_{i=1}^w{\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^h{B}_t(x+i,y+j)}{w\&times;h}$

根据以下算式统计满足前景面积占比Ar的持续帧数count；

$\mathrm{count}=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{count}+1,\mathrm{Ar}<\mathrm{Tr}\\ \max (0,\mathrm{count}-1),\mathrm{Ar}\&GreaterEqual;\mathrm{Tr}\end{array}\right.$

判断所述持续帧数是否大于预设触发帧数阈值；

其中，G_t-2,G_t-1,G_t分别表示第t-2帧、第t-1帧、第t帧的平滑灰度图像，t为正整数，x,y分别表示图像像素列、行的位置，T表示二值化的阈值，Tr∈[0.1,1]，x、y、w、h分别表示区域在图像中的左上角顶点的横坐标，纵坐标，区域的宽和区域的高，i、j分别表示区域的宽起点和区域的高起点。

7.一种相机状态控制的装置，其特征在于，所述装置包括：

获取单元，用于获取相机拍摄的图片中预设格式的彩色图像；

预处理单元，用于对所述彩色图像进行灰度预处理；

判断单元，用于根据预设算法和所述进行灰度预处理的彩色图像判断所述相机的状态是否满足状态切换触发条件；

发送单元，用于在所述相机的状态满足状态切换触发条件时，发送与所述状态对应的状态切换指令，以控制所述相机进行状态切换。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述预处理单元包括：

第一转换子单元，用于将所述彩色图像转换为单通道灰度图像；

第二转换子单元，用于通过归一化算法将所述单通道灰度图像转换为标准灰度图像；

平滑处理子单元，用于对所述标准灰度图像进行均值滤波平滑处理，以得到平滑灰度图像。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述判断单元包括：

初始化子单元，用于初始化所述相机的状态集合，所述状态集合包括所述相机的运行状态和全景场景状态；

获取子单元，用于获取所述平滑灰度图像；

控制子单元，用于控制所述相机进入与所述平滑灰度图像对应状态；

第一判断子单元，用于根据预设场景切换触发算法判断所述平滑灰度图像对应状态是否为运动状态；

第一执行子单元，用于在所述平滑灰度图像对应状态为运动状态时，执行与所述运动状态对应的第一预设触发判断算法；

第二执行子单元，用于在所述平滑灰度图像对应状态不是运动状态时，执行与所述平滑灰度图像对应状态对应的第二预设触发判断算法。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述判断单元还包括：

第二判断子单元，用于判断所述相机是否静止；

第一设置子单元，用于在所述相机静止时，将所述相机的运动状态变量设置为静止时场景对应的状态变量并返回获取所述平滑灰度图像；

第二设置子单元，用于在所述相机不是静止时，返回获取所述平滑灰度图像。

11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述判断单元还包括：

第三判断子单元，用于判断所述平滑灰度图像对应状态是否满足状态切换触发条件；

第三设置子单元，用于在所述平滑灰度图像对应状态满足状态切换触发条件时，将所述平滑灰度图像对应状态变量设置为临时场景对应状态变量并返回以获取所述平滑灰度图像。

12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一判断子单元具体用于：

根据以下算式计算当前平滑灰度图像帧的运动前景二值图B_t；

$B_t(x,y)=\left\{\begin{array}{c}1,|G_t(x,y)-G_{t-1}(x,y)|+|G_{t-2}(x,y)-G_{t-1}(x,y)|>T\\ 0,|G_t(x,y)-G_{t-1}(x,y)|+|G_{t-2}(x,y)-G_{t-1}(x,y)|\&le;T\end{array}\right.$

根据以下算式计算感兴趣区域的前景面积占比Ar；

$\mathrm{Ar}=\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_{i=1}^w{\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^h{B}_t(x+i,y+j)}{w\&times;h}$

根据以下算式统计满足前景面积占比Ar的持续帧数count；

$\mathrm{count}=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{count}+1,\mathrm{Ar}<\mathrm{Tr}\\ \max (0,\mathrm{count}-1),\mathrm{Ar}\&GreaterEqual;\mathrm{Tr}\end{array}\right.$

判断所述持续帧数是否大于预设触发帧数阈值；

其中，G_t-2,G_t-1,G_t分别表示第t-2帧、第t-1帧、第t帧的平滑灰度图像，t为正整数，x,y分别表示图像像素列、行的位置，T表示二值化的阈值，Tr∈[0.1,1]，x、y、w、h分别表示区域在图像中的左上角顶点的横坐标，纵坐标，区域的宽和区域的高，i、j分别表示区域的宽起点和区域的高起点。