CN111093050A - 一种目标监控方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种目标监控方法及装置，所述目标监控方法包括在云台摄像机当前的监控画面中确定跟踪目标，并将所述当前的监控画面保存为背景图像；控制所述云台摄像机对所述跟踪目标进跟踪拍摄，使所述跟踪目标位于拍摄到的跟踪图像的参考位置；在跟踪拍摄的过程中，根据所述云台摄像机当前的转动参数确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置，并在所述背景图像中标识所述当前位置。如此，可以通过单台云台摄像机实现对目标的全景监控和跟踪拍摄，从而节约了硬件及软件成本，安装空间更为自由且完成安装后无需调试。

Description

一种目标监控方法及装置

技术领域

本发明涉及安防技术领域，具体而言，涉及一种目标监控方法及装置。

背景技术

相关技术中，在对跟踪目标进行监控时，为了使用户通过监控画面能够观察到跟踪目标在全景区域中的位置以及跟踪目标的局部细节，一般采用枪球联动方案。在该方案中，由枪机负责对全景区域进行监控，枪机如果在监控画面中确定跟踪目标，则向云台摄像机(通常为球机)发送跟踪目标在枪机的监控画面中的位置。云台摄像机根据枪机该位置以及枪机和云台摄像机的相对位置进行相应的转动以使跟踪目标处于云台摄像机监控画面的中心，同时对镜头放大倍率进行适当调整，以使跟踪目标清晰地呈现在监控画面的中心。如此，用户在枪机的监控画面中可以观察到跟踪目标在全景区域中的位置，在云台摄像机的监控画面中可以观察到跟踪目标的局部细节。

然而，上述方案需要通过至少两台设备(枪机和云台摄像机)实现，具有如下不足：硬件及软件成本较高；枪机和云台摄像机由于需要配合使用，因而对安装空间有较高的要求；由于不同的安装情况会导致枪机和云台摄像机的相对位置不同，因此在安装后需要经过调试确定该相对位置；枪机向云台摄像机发送跟踪目标位置的过程受限于枪机和云台摄像机间的传输条件，欠佳的传输条件会影响云台摄像机对跟踪目标的实时跟踪。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种目标监控方法，以通过单台云台摄像机实现对目标的全景监控和跟踪拍摄。

第一方面，本发明实施例提供一种目标监控方法，所述目标监控方法包括：

在云台摄像机当前的监控画面中确定跟踪目标，并将所述当前的监控画面保存为背景图像；

控制所述云台摄像机对所述跟踪目标进跟踪拍摄，使所述跟踪目标位于拍摄到的跟踪图像的参考位置；

在跟踪拍摄的过程中，根据所述云台摄像机当前的转动参数确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置，并在所述背景图像中标识所述当前位置。

可选地，所述根据所述云台摄像机当前的转动参数确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置，包括：

根据所述云台摄像机当前的转动角度，确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置。

可选地，所述参考位置为所述跟踪图像的中心，所述目标监控方法还包括：

在确定所述跟踪目标时，保存所述云台摄像机当前的视场角和镜头分辨率；

所述根据所述云台摄像机当前的转动角度，确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置，包括：

根据所述转动角度和所述视场角的相对关系以及所述镜头分辨率，得到所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置和所述背景图像的参考点的相对位置关系；

根据所述参考点心在所述背景图像中的位置及所述相对位置关系，确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置。

可选地，所述转动角度包括水平转动角度和竖直转动角度，所述视场角包括水平视场角和竖直视场角，所述镜头分辨率包括水平分辨率和竖直分辨率；

根据所述转动角度和所述视场角的相对关系以及所述镜头分辨率，得到所述跟踪目标被在所述背景图像中的当前位置与所述背景图像的参考点的相对位置关系，包括：

计算所述水平转动角度的正切值和所述水平视场角的正切值的比值，将得到的比值和所述水平分辨率的乘积作为所述当前位置与所述背景图像的画面中心在水平方向上的第一相对距离；

计算所述竖直转动角度和所述竖直视场角的正切值的比值，将得到的比值和所述竖直分辨率的乘积作为所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置与所述画面中心在竖直方向上的第二相对距离；

所述根据所述参考点在所述背景图像中的位置及所述相对位置关系，确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置，包括：

根据所述画面中心在所述背景图像的水平方向上的位置和所述第一相对距离，得到所述跟踪目标在所述背景图像的水平方向上的当前位置；

根据所述画面中心在所述背景图像的竖直方向上的位置和所述第二相对距离，得到所述跟踪目标在所述背景图像的竖直方向上的当前位置。

可选地，所述参考位置为所述跟踪图像的中心，所述目标监控方法还包括：

在确定所述跟踪目标时，保存所述云台摄像机当前的焦距；

所述根据所述转动角度得出所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置，包括：

根据所述焦距和所述转动角度得到所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置与所述背景图像的参考点的相对位置关系；

根据所述参考点在所述背景图像中的位置及所述相对位置关系，确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置。

可选地，所述转动角度包括水平转动角度和竖直转动角度；

所述根据所述焦距和所述转动角度得到所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置与所述背景图像的参考点之间的相对位置关系，包括：

计算所述水平转动角度的正切值与所述焦距的乘积，将得到的乘积作为所述跟踪目标在所述背景图像的当前位置与所述背景图像的画面中心在水平方向上的第一相对距离；

计算所述竖直转动角度的正切值与所述焦距的乘积，将得到的乘积作为所述跟踪目标在所述背景图像的当前位置与所述画面中心在竖直方向上的第二相对距离；

所述根据所述参考点在所述背景图像中的位置及所述相对位置关系，确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置，包括：

根据所述画面中心在所述背景图像的水平方向上的位置及所述第一相对距离，确定所述跟踪目标在所述背景图像的水平方向上的当前位置；

根据所述画面中心在所述背景图像的竖直平方向上的位置及所述第二相对距离，确定所述跟踪目标在所述背景图像的竖直方向上的当前位置。

可选地，所述参考位置为所述跟踪图像的中心；

所述根据所述云台摄像机当前的转动角度，确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置，包括：

计算所述转动角度包括的预设单位角度的数量；

根据所述数量及与所述预设单位角度对应的所述预设单位长度确定所述跟踪目标被跟踪拍摄时在所述背景图像中的位置。

可选地，所述在所述背景图像中标识所述当前位置，包括：

当所述当前位置超出所述背景图像的边界时，在所述背景图像中标识所述当前位置所在的方位。

可选地，所述目标监控方法还包括：

在跟踪拍摄的过程中，当接收到预设用户指令时，控制所述云台摄像机恢复到确定所述跟踪目标时的状态。

第二方面，本发明实施例还提供一种目标监控装置，所述目标监控装置包括：

全景监控模块，用于在云台摄像机当前的监控画面中确定跟踪目标，并将所述当前的监控画面保存为背景图像；

跟踪模块，用于控制所述云台摄像机对所述跟踪目标进跟踪拍摄，使所述跟踪目标位于拍摄到的跟踪图像的参考位置；

处理模块，用于在跟踪拍摄的过程中，根据所述云台摄像机当前的转动参数确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置，并在所述背景图像中标识所述当前位置。

相对于现有技术而言，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例提供一种目标监控方法及装置，所述目标监控方法包括在云台摄像机当前的监控画面中确定跟踪目标，并将所述当前的监控画面保存为背景图像；控制所述云台摄像机对所述跟踪目标进跟踪拍摄，使所述跟踪目标位于拍摄到的跟踪图像的参考位置；在跟踪拍摄的过程中，根据所述云台摄像机当前的转动参数确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置，并在所述背景图像中标识所述当前位置。如此，可以通过单台云台摄像机实现对目标的全景监控和跟踪拍摄，从而节约了硬件及软件成本，安装空间更为自由且完成安装后无需调试。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种监控设备的方框示意图；

图2为本发明实施例提供的一种目标监控方法的流程示意图；

图3为云台摄像机的一种近似的成像模型；

图4为图3所示成像模型的另一示意图；

图5为本发明实施例提供的一种目标监控装置的功能模块框图。

图标：100-监控设备；110-机器可读存储介质；120-处理器；130-通信单元；200-目标监控装置；210-全景监控模块；220-跟踪模块；230-处理模块。

具体实施方式

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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

如图1所示，是本发明实施例提供的一种监控设备100的方框示意图。所述监控设备100可以是云台摄像机，或是与云台摄像机通信连接的、具有图像处理功能的设备，例如服务器。

监控设备100包括目标监控装置200、机器可读存储介质110及处理器120。

其中，机器可读存储介质110及处理器120各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。其中，目标监控装置200包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储在机器可读存储介质110中或固化在监控设备100的操作***(Operating System，OS)中的软件功能模块。处理器120用于执行存储在机器可读存储介质110中的可执行模块，例如目标监控装置200所包括的软件功能模块及计算机程序等。

机器可读存储介质110可以是，但不限于，随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EEPROM)等。

处理器120可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。所述处理器120也可以是通用处理器，如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)、微处理器等；还可以是数字信号处理器(DSP))、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件；所述处理器130还可以是任何常规的处理器，可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。

应当理解，图1所示结构仅为示意，监控设备100还可以具有比图1所示更多或更少的组件，或是具有与图1所示完全不同的配置，例如，监控设备100还可以包括通信单元130。此外，图1所示的各组件可以软件、硬件或其组合实现。

如图2所示，是本发明实施例提供的一种目标监控方法的流程示意图，所述目标监控方法可以应用于图1所示的监控设备100，下面结合图2所示的步骤及具体流程做详细阐述。

步骤S201：在云台摄像机当前的监控画面中确定跟踪目标，并将所述当前的监控画面保存为背景图像。

在本实施例中，所述跟踪目标可以是所述云台摄像机当前的监控画面中的人、车辆或其他运动目标，此外也可以是符合特定条件的其他目标，比如特定颜色的物体、特定形状的物体等，本实施例对此不做限制。

可选地，在实施时可以通过多种方式确定所述跟踪目标。例如，可以由用户在云台摄像机当前的监控画面中指定一物体作为所述跟踪目标，比如用户通过指针操作在监控画面中框选出所述跟踪目标；又如，可以在监控设备100中预设用于确定所述跟踪目标的规则，当在云台摄像机当前的监控画面中检测到触发所述规则的目标时，将该目标确定为所述跟踪目标，其中，所述规则可以包括区域入侵、拌线、车牌、人脸、特定颜色、特定形状等。

详细地，所述规则可以预存在所述监控设备100中，当所述监控设备100为云台摄像机时，所述云台摄像机可以直接根据该规则在当前的监控画面中确定所述跟踪目标；当所述监控设备100为与云台摄像机通信的服务器时，所述服务器可以获取所述云台摄像机当前的监控画面并根据所述规则在所述当前的监控画面中确定所述跟踪目标。

在未确定跟踪目标的情况下，本发明实施例中的云台摄像机用于进行全景监控，当确定跟踪目标之后，通过一定变换对所述跟踪目标进行跟踪监控，以获得所述跟踪目标的局部情况。由于在确定所述跟踪目标时的监控画面中的区域场景即用户所要监控的目标区域场景。因此，要使用户观察到跟踪目标被跟踪拍摄时在目标区域场景中的位置，首先可以将显示有目标区域场景的背景图像保存，后续再确定所述跟踪目标被跟踪拍摄时在所述背景图像中的位置并在所述背景图像中标识该位置。

步骤S202：控制所述云台摄像机对所述跟踪目标进行跟踪拍摄，使所述跟踪目标位于拍摄到的跟踪图像的参考位置。

其中，在对所述跟踪目标进行跟踪拍摄的过程中，通常会控制云台摄像机转动，直至对准所述跟踪目标，以使所述跟踪目标位于拍摄到的跟踪图像的参考位置。在具体的实施方式中，该参考位置可以是所述跟踪图像的中心。

由此可见，通过控制所述云台摄像机转动，所述云台摄像机所拍摄的跟踪图像的参考位置，从背景图像的参考位置改变为所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置。因此，跟踪目标在背景图像中的当前位置与所述云台摄像机的转动参数存在对应关系。

基于上述描述，本实施例通过步骤S203实现对所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置的确定。

步骤S203：在跟踪拍摄的过程中，根据所述云台摄像机当前的转动参数确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置，并在所述背景图像中标识所述当前位置。

在此值得说明的是，当所述参考位置为所述跟踪图像的中心时，在跟踪拍摄的过程中，为了获得更多的局部信息，还可以对所述云台摄像机的放大倍率进行调整。但放大倍率无论作何调整，显示于画面中心的物体仍然显示于画面中心，即放大倍率的调整不会影响使所述跟踪目标显示在画面(例如所述跟踪图像)中心时所述云台摄像机的转动，因而步骤S203中所述当前的转动参数不会受调整放大倍率的影响而改变。因此，当所述参考位置为所述跟踪图像的中心时，即便在跟踪拍摄过程中所述云台摄像机的放大倍率发生了改变，仍旧可以通过上述步骤S203实现根据所述转动参数确定所述当前位置。

可选地，所述云台摄像机当前的转动参数可以通过不同的形式来表示，例如，可以通过转动角度来表示；又如，可以通过转动距离来表示；又如，在一些所述云台摄像机中具有控制所述云台摄像机转动的电机，在此情况下，可以通过所述云台摄像机的电机的转动参数来表示，其中，所述电机的转动参数可以是所述电机转动的圈数、时长等。

下面结合图3和图4，对上述步骤进行详细说明。

如图3所示，平面ABCD为所述云台摄像机的成像平面，在成像平面ABCD上所形成的画面即为所述云台摄像机的监控画面。U-V-Z为所述云台摄像机的相机坐标系，该相机坐标系可以是如坐标系U-V-Z所示的空间直角坐标系，还可以是空间球坐标系、空间极坐标系等。其中，坐标系U-V-Z的原点F为所述云台摄像机的光心，线段OF的长度为所述云台摄像机的焦距，Z轴为所述云台摄像机的光轴。可以确定，光轴(Z轴)垂直于成像平面ABCD，且Z轴与成像平面ABCD的交点O为所述监控画面的中心。

基于上述成像模型：对于三维空间中的任一点P，点P与光心F的连线FP与成像平面ABCD的交点P’，即为点P在所述成像平面ABCD上的成像点。

现假设将所述云台摄像机的监控画面中的点P’为跟踪目标，则所述云台摄像机会转动至对准点P。当所述参考位置为跟踪图像的中心时，所述云台摄像机会转动至点P’位于拍摄到的跟踪图像的中心。参照图3所示的模型，要使点P’位于拍摄到的跟踪图像的中心，所述云台摄像机当前的转动参数需要满足：光轴(Z轴)转动至对准点P。

以所述转动参数是转动角度为例，在确定所述云台摄像机当前的转动角度的情况下，即可获知在所述背景图像中点P’相对所述背景图像的画面中心O的方位。那么，在确定所述云台摄像机拍摄所述背景图像时的镜头参数(比如，镜头分辨率、视场角、焦距等)的情况下，可以根据获知的方位计算出点P’在所述背景图像中的当前位置与所述背景图像中的任一参考点(包括点O)之间的相对位置关系，进而根据该参考点在所述背景图像中的位置和该相对位置关系计算出所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置。

在一种可选的方式中，可以在所述背景图像上以点O为原点建立平面坐标系，此时，若以点O为参考点，则根据所述云台摄像机当前的转动角度计算点P’在背景图像中的当前位置与所述背景图像中的点O(即，画面中心)之间的相对位置关系，可以直接用于表示点P’在背景图像中的位置。

根据具体应用场景的不同，可以有不同的计算方式根据所述云台摄像机当前的转动角度确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置。

在一种具体实施方式中，在未确定跟踪目标前的全景监控状态中，所述云台摄像机所采用的放大倍率不一定，会导致镜头参数不同，导致背景图像的尺寸也有所不同。在此情况下，本实施例提供的目标监控方法还可以包括以下步骤，以确定拍摄背景图像时的镜头参数：

在确定所述跟踪目标时，保存所述云台摄像机当前的视场角和镜头分辨率。

其中，在实施时，可以将在不同的放大倍率下的视场角数据和镜头分辨率数据预存在监控设备100中，监控设备100则通过确定拍摄所述背景图像时的放大倍率确定拍摄所述背景图像时所述云台摄像机的的视场角和镜头分辨率。

基于上述描述当所述云台摄像机确定所述背景图像时的放大倍率可能被调整时，还可以通过相关参数确定图3所示的成像模型的几何参数，因此本实施例提供的目标监控方法还包括：

对应地，步骤S203可以包括如下子步骤：

第一，根据所述转动角度和所述视场角的相对关系以及所述镜头分辨率，得到所述跟踪目标当前在所述背景图像中的位置和所述背景图像的参考点的相对位置关系。

其中，可选地，所述转动角度包括水平转动角度和竖直转动角度，所述视场角包括水平视场角和竖直视场角，所述镜头分辨率包括水平分辨率和竖直分辨率。

相应地，上述步骤可以通过以下次子步骤实现：

计算所述水平转动角度的正切值和所述水平视场角的正切值的比值，将得到的比值和所述水平分辨率的乘积作为所述跟踪目标当前在所述背景图像中的位置与所述背景图像的画面中心在水平方向上的第一相对距离；

计算所述竖直转动角度和所述竖直视场角的正切值的比值，将得到的比值和所述竖直分辨率的乘积作为所述跟踪目标当前在所述背景图像中的位置与所述画面中心在竖直方向上的第二相对距离。

下面结合图4对上述步骤进行详细说明：

图4为图3所示的成像模型的另一种示意图，相同字母含义与图3一致，不再赘述。矩形ABCD的四条边表示所述背景图像的边界，在所述背景图像上以中心O为原点建立二维的图像坐标系，其中，X轴方向表示水平方向，Y轴方向表示竖直方向，分别与相机坐标系的U轴方向和V轴方向(为了简化图4未标出)一致。仍旧以上述跟踪目标是点P为例，点P与光心F的连线PF与所述背景图像(成像平面ABCD)的交点P’在X轴和Y轴的投影分别为点P_x和点P_y，分别对应所述跟踪目标在所述背景图像水平方向上的当前位置和竖直方向上的当前位置。

基于上述描述，图4所示的∠P_xFO即为所述水平转动角度，P_x图4所示的∠PyFO即为所述竖直转动角度，且所述∠P_xFO和所述∠P_yFO满足如下比例关系：

假设存在位于水平方向的边界处的点K₁，则云台摄像机需要在水平方向上转动水平视场角的二分之一才能使K₁位于所拍摄的跟踪图像的中心。现假设拍摄所述背景图像时所述云台摄像机的水平视场角为2α，拍摄所述背景图像时所述云台摄像机的水平分辨率为2X_m，其中，即为点K₁在背景图像中的横坐标的绝对值即为X_m，即点K₁和点O在水平方向上的第一相对距离。参照图4，存在如下关系：

如此，结合上述计算式(1)和(3)，可以确定：

进而，可以求得：

其中，计算出的P'Py即为点P’和点O在水平方向上的第一相对距离。

对应地，假设存在位于竖直方向的边界处的点K₂，则云台摄像机需要在水平方向上转动竖直视场角的二分之一才能使点K₂位于所拍摄的跟踪图像的中心，现假设拍摄所述背景图像时所述云台摄像机的竖直视场角为2β，拍摄所述背景图像时所述云台摄像机的竖直分辨率为2Y_m，则点K₂在背景图像中的纵坐标的绝对值即为Y_m，即点K₂和点O在竖直方向上的第二相对距离，在此情况下，存在如下比例关系：

那么，结合计算式(2)和(4)，可以确定：

进而，可以求得：

其中，计算出的P'P_x即为点P’和点O在竖直方向上的第二相对距离。

第二，根据所述参考点在所述背景图像中的位置及所述相对位置关系，即可确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置。

相应地，上述步骤可以通过以下次子步骤实现：

根据所述画面中心在所述背景图像的水平方向上的位置和所述第一相对位置关系，得到所述跟踪目标在所述背景图像的水平方向上的当前位置；

根据所述画面中心在所述背景图像的竖直方向上的位置和所述第二相对位置关系，得到所述跟踪目标在所述背景图像的竖直方向上的当前位置。

在本实施例中，可以直接将背景图像的画面中心O点作为图像坐标系的原点，在此情况下，P'P_y可以直接表示点P’在背景图像中的横坐标的绝对值，P'P_x可以直接表示点P’在背景图像中的纵坐标的绝对值。进一步地，可以根据点P’所处的象限确定该横坐标和该纵坐标的正负。例如，如图3所示，当点P’处于第二象限时，点P’的坐标为(-P'P_y，-P'P_x)。

当然，也可以将所述背景图像的一个顶点作为图像坐标系的原点。

在另一种实施方式中，根据计算式(1)和(2)可以确定：

OP_x＝OF*tan∠P_xFO

OP_y＝OF*tan∠P_yFO

从而，得出点P’和点O在水平方向上的第一相对距离P'P_y和点P’和点O在竖直方向上的第二相对距离P'P_x分别满足：

P'P_y＝OP_x＝OF*tan∠P_xFO

P'P_x＝OP_y＝OF*tan∠P_yFO

在此情况下，本实施例提供的目标监控方法还可以包括：

在确定所述跟踪目标时，保存所述云台摄像机当前的焦距。

其中，所述监控设备100中可以保存有不同放大倍率对应的焦距，在实施时，可以根据所述云台摄像机在确定所述跟踪目标时的放大倍率，查找到所述云台摄像机当前的焦距并保存。

对应地，步骤S203还可以包括以下子步骤：

第一，根据所述焦距和所述转动角度得到所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置与所述背景图像的参考点的相对位置关系。

其中，可选地，所述转动角度包括水平转动角度和竖直转动角度。

因此，上述步骤可以通过以下次子步骤实现：

计算所述水平转动角度的正切值和所述焦距的乘积，将得到的乘积作为所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置与所述背景图像的画面中心在水平方向上的第一相对距离；

计算所述竖直转动角度的正切值和所述焦距的乘积，将得到的乘积作为所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置与所述背景图像的画面中心在竖直方向上的第二相对距离；

第二，根据所述参考点在所述背景图像中的位置及所述相对位置关系，确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置。

相应地，步骤S203可以通过以次子步骤实现：

根据所述画面中心在所述背景图像的水平方向上的位置及所述第一相对距离，确定所述跟踪目标在所述背景图像的水平方向上的当前位置；

根据所述画面中心在所述背景图像的竖直平方向上的位置及所述第二相对距离，确定所述跟踪目标在所述背景图像的竖直方向上的当前位置。

在又一具体实施方式中，在未确定跟踪目标前的全景监控状态中，所述云台摄像机通常会采用固定的倍率，比如通常采用最小倍率，以确保监控视野最大化。在此基础上，当所述参考位置为跟踪图像的中心时，可以预先获取最小倍率下的视场角和镜头分辨率，将视场角等分为多个预设单位角度，将镜头分辨率等分为多个预设单位长度，建立预设单位角度和预设单位长度之间的对应关系并保存。

在此情况下，步骤S203可以包括以下子步骤：

计算所述转动角度包括的预设单位角度的数量；

根据所述数量及与所述预设单位角度对应的预设单位长度确定所述跟踪目标当前在所述背景图像中的位置。

若在未确定跟踪目标前的全景监控状态中，所述云台摄像机所采用的放大倍率不一定，与采用固定倍率的情况类似，对于每一种放大倍率，预先获取该倍率下的视场角和镜头分辨率，将视场角等分为多个预设单位角度，将镜头分辨率等分为多个预设单位长度，建立预设单位角度和预设单位长度之间的对应关系并保存。此时，只需在确定所述跟踪目标时再确定所述云台摄像机当前的放大倍率，即可按上述子步骤所述的方式确定所述跟踪目标当前在所述背景图像中的位置。

可选地，在本实施例中，云台摄像机的转动角度和云台摄像机的电机的参数(所述电机转动的圈数、时间等)之间存在一定对应关系，因此，云台摄像机的转动角度也可以用云台摄像机的电机的参数来表示。在此情况下，可以直接根据云台摄像机的电机的参数确定跟踪目标在背景图像中的位置。可选地，在所述背景图像中标识所述当前位置的方式可以有多种，本实施例对此不做限制。例如，可以根据步骤S203中确定的所述当前位置在所述背景图像中叠加所述跟踪目标的标识图形，所述标识图形可以是方框、圆点、三角形等。在具体的实现方式中，还可以直接将缩放后的跟踪图像作为所述标识图形显示于所述背景图像中的所述当前位置上，以画中画的方式在所述背景图像中标识所述跟踪目标的当前位置。其中，该标识图形可以以亮色突出显示。按照以上方式，还可以在所述背景图像中持续标识所述跟踪目标的当前位置，以在所述背景图像中显示所述跟踪目标的运动轨迹。

可选地，当确定的所述跟踪目标当前在所述背景图像中的位置超出背景图像的边界时，在所述背景图像中标识所述跟踪目标当前的位置的方式包括在所述背景图像中标识所述跟踪目标相对所述背景图像的画面中心的方位。

此外，在本发明的一些实施例中，在跟踪拍摄的过程中，用户可以通过预设用户指令使所述云台摄像机恢复至全景监控状态。即，在对所述跟踪目标进行跟踪拍摄的过程中，当监控设备100接收到用户指令时，控制所述云台摄像机恢复到拍摄所述背景图像时的状态。具体地，可以恢复到所述背景图像时的放大倍率以及拍摄角度，以在同一全景区域(即所述背景图像中显示的全景区域)内重新确定跟踪目标，并在再次确定出新的跟踪目标时，通过本实施例提供的目标监控方法对所述新的跟踪目标进行跟踪监控。

通过上述过程，通过所述背景图像能够显示所述跟踪目标在全景区域的位置，通过所述跟踪图像能够显示所述跟踪目标的局部细节。相比现有的枪球联动方案，本发明实施例提供的一种目标监控方法至少包括下列有益效果：节约了硬件及软件成本；安装空间更为自由；完成安装后无需调试。

如图5所示，是本发明实施例提供的一种的目标监控装置200，该装置目标监控装置200包括全景监控模块210、跟踪模块220和处理模块230。

其中，全景监控模块210用于在所述云台摄像机当前的监控画面中确定跟踪目标，并将所述当前的监控画面保存为背景图像。

在本实施例中，关于全景监控模块210的描述具体可参考对图2所示步骤S201的详细描述，即步骤S201可以由全景监控模块210执行。

跟踪模块220用于控制所述云台摄像机对所述跟踪目标进跟踪拍摄，使所述跟踪目标位于拍摄到的跟踪图像的参考位置。

本实施例中，关于跟踪模块220的描述具体可参考对图2所示步骤S202的详细描述，即步骤S202可以由跟踪模块220执行。

处理模块230用于在跟踪拍摄的过程中，根据所述所述云台摄像机当前的转动参数确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置，并在所述背景图像中标识所述当前位置。

本实施例中，关于处理模块230的描述具体可参考对图2所示步骤S203的详细描述，即步骤S203可以由处理模块230执行。

综合上述，本发明实施例提供一种目标监控方法及装置，所述目标监控方法包括在所述云台摄像机当前的监控画面中确定跟踪目标，将当前的监控画面保存为背景图像，控制所述云台摄像机对跟踪目标进行跟踪拍摄，使跟踪目标位于拍摄到的跟踪图像的参考位置，根据所述云台摄像机在跟踪拍摄时的转动参数，确定跟踪目标当前在背景图像中的位置，并在背景图像中标识跟踪目标当前的位置，将标识有跟踪目标当前的位置的背景图像及跟踪图像发送给所述显示终端进行显示。如此，基于单所述云台摄像机实现对跟踪目标在全景区域的位置及跟踪目标局部特征的同时获取，节约了硬件及软件成本，安装空间更为自由且完成安装后无需调试。

在本发明实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，电子设备，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-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。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的选定实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种目标监控方法，其特征在于，所述目标监控方法包括：

在云台摄像机当前的监控画面中确定跟踪目标，并将所述当前的监控画面保存为背景图像；

控制所述云台摄像机对所述跟踪目标进跟踪拍摄，使所述跟踪目标位于拍摄到的跟踪图像的参考位置；

在跟踪拍摄的过程中，根据所述云台摄像机当前的转动参数确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置，并在所述背景图像中标识所述当前位置。

2.根据权利要求1所述的目标监控方法，其特征在于，所述根据所述云台摄像机当前的转动参数确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置，包括：

根据所述云台摄像机当前的转动角度，确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置。

3.根据权利要求2所述的目标监控方法，其特征在于，所述参考位置为所述跟踪图像的中心，所述目标监控方法还包括：

在确定所述跟踪目标时，保存所述云台摄像机当前的视场角和镜头分辨率；

所述根据所述云台摄像机当前的转动角度，确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置，包括：

根据所述转动角度和所述视场角的相对关系以及所述镜头分辨率，得到所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置和所述背景图像的参考点的相对位置关系；

根据所述参考点在所述背景图像中的位置及所述相对位置关系，确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置。

4.根据权利要求3所述的目标监控方法，其特征在于，所述转动角度包括水平转动角度和竖直转动角度，所述视场角包括水平视场角和竖直视场角，所述镜头分辨率包括水平分辨率和竖直分辨率；

根据所述转动角度和所述视场角的相对关系以及所述镜头分辨率，得到所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置与所述背景图像的参考点的相对位置关系，包括：

计算所述水平转动角度的正切值和所述水平视场角的正切值的比值，将得到的比值和所述水平分辨率的乘积作为所述当前位置与所述背景图像的画面中心在水平方向上的第一相对距离；

计算所述竖直转动角度和所述竖直视场角的正切值的比值，将得到的比值和所述竖直分辨率的乘积作为所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置与所述画面中心在竖直方向上的第二相对距离；

所述根据所述参考点在所述背景图像中的位置及所述相对位置关系，确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置，包括：

根据所述画面中心在所述背景图像的水平方向上的位置和所述第一相对距离，得到所述跟踪目标在所述背景图像的水平方向上的当前位置；

根据所述画面中心在所述背景图像的竖直方向上的位置和所述第二相对距离，得到所述跟踪目标在所述背景图像的竖直方向上的当前位置。

5.根据权利要求2所述的目标监控方法，其特征在于，所述参考位置为所述跟踪图像的中心，所述目标监控方法还包括：

在确定所述跟踪目标时，保存所述云台摄像机当前的焦距；

所述根据所述转动角度得出所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置，包括：

根据所述焦距和所述转动角度得到所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置与所述背景图像的参考点的相对位置关系；

根据所述参考点在所述背景图像中的位置及所述相对位置关系，确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置。

6.根据权利要求5所述的目标监控方法，其特征在于，所述转动角度包括水平转动角度和竖直转动角度；

所述根据所述焦距和所述转动角度得到所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置与所述背景图像的参考点之间的相对位置关系，包括：

计算所述水平转动角度的正切值与所述焦距的乘积，将得到的乘积作为所述跟踪目标在所述背景图像的当前位置与所述背景图像的画面中心在水平方向上的第一相对距离；

计算所述竖直转动角度的正切值与所述焦距的乘积，将该乘积作为所述跟踪目标在所述背景图像的当前位置与所述画面中心在竖直方向上的第二相对距离；

所述根据所述参考点在所述背景图像中的位置及所述相对位置关系，确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置，包括：

根据所述画面中心在所述背景图像的水平方向上的位置及所述第一相对距离，确定所述跟踪目标在所述背景图像的水平方向上的当前位置；

根据所述画面中心在所述背景图像的竖直平方向上的位置及所述第二相对距离，确定所述跟踪目标在所述背景图像的竖直方向上的当前位置。

7.根据权利要求2所述的目标监控方法，其特征在于，所述参考位置为所述跟踪图像的中心；

所述根据所述云台摄像机当前的转动角度，确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置，包括：

计算所述转动角度包括的预设单位角度的数量；

根据所述数量及与所述预设单位角度对应的所述预设单位长度确定所述跟踪目标被跟踪拍摄时在所述背景图像中的位置。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的目标监控方法，其特征在于，所述在所述背景图像中标识所述当前位置，包括：

当所述当前位置超出所述背景图像的边界时，在所述背景图像中标识所述当前位置所在的方位。

9.根据权利要求1-7中任意一项所述的目标监控方法，其特征在于，所述目标监控方法还包括：

在跟踪拍摄的过程中，当接收到预设用户指令时，控制所述云台摄像机恢复到确定所述跟踪目标时的状态。

10.一种目标监控装置，其特征在于，所述目标监控装置包括：

全景监控模块，用于在云台摄像机当前的监控画面中确定跟踪目标，并将所述当前的监控画面保存为背景图像；

跟踪模块，用于控制所述云台摄像机对所述跟踪目标进跟踪拍摄，使所述跟踪目标位于拍摄到的跟踪图像的参考位置；

处理模块，用于在跟踪拍摄的过程中，根据所述云台摄像机当前的转动参数确定所述跟踪目标在所述背景图像中的当前位置，并在所述背景图像中标识所述当前位置。

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