CN111131701B - 一种智能追踪头像***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能追踪头像***及方法，所述***包括：摄像设备，用于获取图像视频数据，并将采集的图像视频数据发送至单片机；单片机，用于对采集的图像视频数据按帧进行分析，追踪目标对象的行为特征，以获取特征标记图像；当所述特征标记图像满足高度计算需求时，确定目标对象的高度；根据目标对象的高度确定移动指令并发送至升降运动设备；升降运动设备，用于根据所述移动指令进行移动，以带动所述摄像设备调整至拍摄的最佳位置。本发明的***检测精度高，反应快，安装维护方便；增加自助类设备的体验感，靠近设备即可快速将摄像头移动至最佳配设位；同时，无需要其它装置辅助检测，不增加上位***的负荷，更有效的保障上位机的稳定运行。

Description

一种智能追踪头像***及方法
技术领域
本发明涉及智能控制技术领域，并且更具体地，涉及一种智能追踪头像***及方法。
背景技术
随着人脸技术的普及，各自自助设备都需要采集使用者头像信息，如使用一靠近设备即可拍摄到完整有效的头像，这时我们就需要一种能智能监测到人体身高，并可将摄像头移动到合适的拍摄位置的方法和***，来保障***能采集到完整有效的头像。
由于使用群体的身高参差不齐，单个摄像头受视角范围限定，无法适用全部群里。通常做法单个摄像头安装在一定的位置，拍摄角度适用于使用群体的平均身高；另一种方式采用多个摄像头，每个摄像头覆盖不同的身高群体，综合起来覆盖全部群体。单个摄像头检测方式，需要使用者配合，如使用者身高不够，则需要垫脚，或者借助其它物品垫高，一旦遇到无法借助外物的情况下，这类群体的人将无法使用。由于此摄像头只适用于某一段身高的人，在这部分的群体中偏高或者偏低身高的人，看摄像头时会出现仰头或者低头现象，拍摄出的图像将不是正面头像，不能适用所有的应用。多个摄像头检测方式，由于采用多个摄像头的缘故，会占用更多的***资源，影响***运行的稳定性。另外存在由于使用者面对多个摄像头，会造成使用者不知道配合哪一个摄像头进行拍照处理，这样用户的体验感会大大降低。
发明内容
本发明提出一种智能追踪头像***及方法，以解决如何准确地拍摄目标对象的完整头像的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种智能追踪头像***，其特征在于，所述***包括：单片机、摄像设备和升降运动设备，所述摄像设备，安装于所述升降运动设备上，并与所述单片机相连接，用于获取图像视频数据，并将采集的图像视频数据发送至单片机；
所述单片机，用于对采集的图像视频数据按帧进行分析，追踪目标对象的行为特征，以获取特征标记图像；当所述特征标记图像满足高度计算需求时，确定目标对象的高度；根据目标对象的高度确定移动指令并发送至升降运动设备；
所述升降运动设备，与所述单片机相连接，用于根据所述移动指令进行移动，以带动所述摄像设备调整至拍摄的最佳位置。
优选地，其中所述单片机，对采集的图像视频数据按帧进行分析，追踪目标对象的行为特征，以获取特征标记图像，包括：
分析采集的图像视频数据中的帧图像，监测帧图像中是否包含预设的部位特征；
当所述帧图像中包含预设的部位特征时，根据部位特征在所述帧图像中的位置，按照预设的图像截取参数进行截图，以获取头像图像；
对所述头像图像进行模型匹配，当所述头像图像中包含预设个数的部位特征时，在所述帧图像中进行特征部位的坐标位置标记，以获取特征标记图像。
优选地，其中所述单片机，当所述特征标记图像满足高度计算需求时，确定目标对象的高度，包括：
根据特征部位的坐标位置对所述特征标记图像进行分割；
若确定分割后的图像中头像区域在预置的参数区域内并且为正脸图像，则利用特征部位之间的比例和摄像设备的高度确定目标对象与摄像设备的距离；
根据目标对象与摄像设备的距离、模型设备与摄像设备的距离和摄像设备的高度确定目标对象的高度。
优选地，其中所述单片机，根据目标对象的高度确定移动指令并发送至升降运动设备，包括：
根据目标对象的高度按照预设的调整策略确定摄像设备的移动高度和方向；
根据移动高度确定升降运动的电机的运动数据，并根据所述运动数据和方向确定移动指令，发送至升降运动设备。
优选地，其中所述单片机，还用于：
当确定分割后的图像中头像区域不在预置的参数区域内或不为正脸图像时，根据特征部位的坐标位置计算中心坐标位置，并根据中心坐标位置和摄像设备的相对位置关系，发送移动控制命令至升降运动设备。
根据本发明的另一个方面，提供了一种使用如上所述的智能追踪头像***追踪头像的方法，所述方法包括：
获取图像视频数据，并将采集的图像视频数据发送至单片机；
对采集的图像视频数据按帧进行分析，追踪目标对象的行为特征，以获取特征标记图像；
当所述特征标记图像满足高度计算需求时，确定目标对象的高度；
根据目标对象的高度确定移动指令并发送至升降运动设备；
升降运动设备根据所述移动指令进行移动，以带动所述摄像设备调整至拍摄的最佳位置。
优选地，其中所述对采集的图像视频数据按帧进行分析，追踪目标对象的行为特征，以获取特征标记图像，包括：
分析采集的图像视频数据中的帧图像，监测帧图像中是否包含预设的部位特征；
当所述帧图像中包含预设的部位特征时，根据部位特征在所述帧图像中的位置，按照预设的图像截取参数进行截图，以获取头像图像；
对所述头像图像进行模型匹配，当所述头像图像中包含预设个数的部位特征时，在所述帧图像中进行特征部位的坐标位置标记，以获取特征标记图像。
优选地，其中所述当所述特征标记图像满足高度计算需求时，确定目标对象的高度，包括：
根据特征部位的坐标位置对所述特征标记图像进行分割；
若确定分割后的图像中头像区域在预置的参数区域内并且为正脸图像，则利用特征部位之间的比例和摄像设备的高度确定目标对象与摄像设备的距离；
根据目标对象与摄像设备的距离、模型设备与摄像设备的距离和摄像设备的高度确定目标对象的高度。
优选地，其中所述根据目标对象的高度确定移动指令并发送至升降运动设备，包括：
根据目标对象的高度按照预设的调整策略确定摄像设备的移动高度和方向；
根据移动高度确定升降运动的电机的运动数据，并根据所述运动数据和方向确定移动指令，发送至升降运动设备。
优选地，其中所述方法还包括：
当确定分割后的图像中头像区域不在预置的参数区域内或不为正脸图像时，根据特征部位的坐标位置计算中心坐标位置；
根据中心坐标位置和摄像设备的相对位置关系，发送移动控制命令至升降运动设备。
本发明提供了一种智能追踪头像***及方法，所述***包括：摄像设备，用于获取图像视频数据，并将采集的图像视频数据发送至单片机；单片机，用于对采集的图像视频数据按帧进行分析，追踪目标对象的行为特征，以获取特征标记图像；当所述特征标记图像满足高度计算需求时，确定目标对象的高度；根据目标对象的高度确定移动指令并发送至升降运动设备；升降运动设备，用于根据所述移动指令进行移动，以带动所述摄像设备调整至拍摄的最佳位置。本发明的***能够控制升降运动设备调整摄像设备的位置，通过摄像设备抓拍的视频影像,准确判别靠近的人身高，随着人靠近，单片机控制升降机构调整摄像设备的高度，保障摄像设备始终可以拍摄到使用者的完整头像；检测精度高，反应快，安装维护方便，弥补传统单个摄像头的局限性，多个摄像头的资源浪费；增加自助类设备的体验感，无需使用者配合，靠近设备即可快速将摄像头移动至最佳配设位；同时，无需要其它装置辅助检测，不增加上位***的负荷，更有效的保障上位机的稳定运行。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明实施方式的智能追踪头像***100的结构示意图；
图2为根据本发明实施方式的智能追踪头像***的结构示意图；
图3为根据本发明实施方式的确定目标对象的高度的示意图；
图4为根据本发明实施方式的摄像设备移动方向示意图；以及
图5为根据本发明实施方式的智能追踪头像方法500的流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施方式的智能追踪头像***100的结构示意图。如图1所示，本发明实施方式提供的智能追踪头像***，能够控制升降运动设备调整摄像设备的位置，通过摄像设备抓拍的视频影像,准确判别靠近的人身高，随着人靠近，单片机控制升降机构调整摄像设备的高度，保障摄像设备始终可以拍摄到使用者的完整头像；检测精度高，反应快，安装维护方便，弥补传统单个摄像头的局限性，多个摄像头的资源浪费；增加自助类设备的体验感，无需使用者配合，靠近设备即可快速将摄像头移动至最佳配设位；同时，无需要其它装置辅助检测，不增加上位***的负荷，更有效的保障上位机的稳定运行。本发明实施方式提供的智能追踪头像***100，包括：单片机101，分别与所述单片机相连接的摄像设备102和升降运动设备103，并且所述摄像设备102安装于升降运动设备103上。
优选地，所述摄像设备102，用于获取图像视频数据，并将采集的图像视频数据发送至单片机。
优选地，所述单片机101，用于对采集的图像视频数据按帧进行分析，追踪目标对象的行为特征，以获取特征标记图像；当所述特征标记图像满足高度计算需求时，确定目标对象的高度；根据目标对象的高度确定移动指令并发送至升降运动设备。
优选地，其中所述单片机，对采集的图像视频数据按帧进行分析，追踪目标对象的行为特征，以获取特征标记图像，包括：
分析采集的图像视频数据中的帧图像，监测帧图像中是否包含预设的部位特征；
当所述帧图像中包含预设的部位特征时，根据部位特征在所述帧图像中的位置，按照预设的图像截取参数进行截图，以获取头像图像；
对所述头像图像进行模型匹配，当所述头像图像中包含预设个数的部位特征时，在所述帧图像中进行特征部位的坐标位置标记，以获取特征标记图像。
图2为根据本发明实施方式的智能追踪头像***的结构示意图。如图2所示，单片机1分别与摄像头2和升降运动设备3相连接，升降运动设备3包括：电机驱动控制器和电机和升降运动机构。所述摄像头2安装在升降运动设备3的一段，升降运动设备3可上下移动摄像头2。其中，所述单片机1是视频检测***的核心，主要接收视频源数据、视频源分析、控制升降运动设备；所述摄像头2负责实施采集视频影像；所述升降运动设备3负责移动摄像头上下位置；所诉特征追踪算法4集成在单片机1中，负责分析视频信息，追踪靠近人的数据信息。
在本发明的实施方式中，摄像设备为摄像头，摄像头直接抓取图像视频数据并发送至单片机。单片机分析摄像头视频数据每一个帧图像中的人体形态，并追踪人体行为特征，监测人体的部位特征是否在拍摄范围内。其中，部位特征包括：头型特征、额头特征、眼睛特征、鼻子特征和颈部肩部特征等。如未检测到部位特征，则继续抓拍图像。如果检测到部位特征，则根据特征部位所在图像位置和预先配置的截取图像大小参数，对帧图像进行裁剪，以获取头像图像。
然后，对裁剪图像进行模型匹配，判断头像图像中是否存在多个人体的部位特征，若存在，则标记特征点存在图片中所在的坐标位，获取特征标记图像。其中，至少标识2组不同部位特征的位置，如标识位少于2组，则继续抓拍图像。
优选地，其中所述单片机，当所述特征标记图像满足高度计算需求时，确定目标对象的高度，包括：
根据特征部位的坐标位置对所述特征标记图像进行分割；
若确定分割后的图像中头像区域在预置的参数区域内并且为正脸图像，则利用特征部位之间的比例和摄像设备的高度确定目标对象与摄像设备的距离；
根据目标对象与摄像设备的距离、模型设备与摄像设备的距离和摄像设备的高度确定目标对象的高度。
优选地，其中所述单片机，根据目标对象的高度确定移动指令并发送至升降运动设备，包括：
根据目标对象的高度按照预设的调整策略确定摄像设备的移动高度和方向；
根据移动高度确定升降运动的电机的运动数据，并根据所述运动数据和方向确定移动指令，发送至升降运动设备。
在本发明的实施方式中，单片机在获取到标识有坐标位置的特征标记图像后，根据坐标位置分割图像，并进行模型匹配，判断人体头像是否在配置的参数区域内，并判断是否是正脸面对摄像头。若果确定人体头像在设置区域内，并确实正脸，则根据特征点与特征点之间的比例与摄像头高度计算目标点UI想与摄像头的距离D2。其中，可以通过额头大小与眼睛、头型大小与眼睛、肩膀与鼻子等多项特征的比例模型对比确定D2。然后，根据H2/H1＝D2/D1计算拍摄的目标对象(拍摄旅客)的高度。本发明实施方式的确定目标对象的高度的示意图如图3所示。最后，根据目标对象的高度按照预设的调整策略确定摄像设备的移动高度和方向；根据移动高度确定升降运动的电机的运动数据，并根据所述运动数据和方向确定移动指令，发送至升降运动设备。此时，摄像头可以准确地拍摄到目标对象。
优选地，其中所述单片机，还用于：
当确定分割后的图像中头像区域不在预置的参数区域内或不为正脸图像时，根据特征部位的坐标位置计算中心坐标位置，并根据中心坐标位置和摄像设备的相对位置关系，发送移动控制命令至升降运动设备。
在本发明的实施方式中，如果人体头像不在配置参数区域内或不是正面人脸，则通过调整升降运动设备的高度，实现对摄像头高度的调整。具体地，根据特征部位的坐标位置计算中心坐标位，中心位置在摄像头拍摄区域下半部分，预判摄像头下移如图4所示；如在上半部分，则预判摄像头上移。单片机根据判定相机移动趋势后，根据中心坐标位置和摄像设备的相对位置关系计算出电机所需运动的参数，确定移动控制命令，并发送至升降运动设备的电机，让电机带动升降运动设备移动摄像头位置，以重新获取拍摄图像。
优选地，所述升降运动设备103，用于根据所述移动指令进行移动，以带动所述摄像设备调整至拍摄的最佳位置。
图5为根据本发明实施方式的智能追踪头像方法500的流程图。如图5所示，本发明实施提供的智能追踪头像的方法500从步骤501处开始，在步骤501获取图像视频数据，并将采集的图像视频数据发送至单片机。
在步骤502，对采集的图像视频数据按帧进行分析，追踪目标对象的行为特征，以获取特征标记图像。
优选地，其中所述对采集的图像视频数据按帧进行分析，追踪目标对象的行为特征，以获取特征标记图像，包括：
分析采集的图像视频数据中的帧图像，监测帧图像中是否包含预设的部位特征；
当所述帧图像中包含预设的部位特征时，根据部位特征在所述帧图像中的位置，按照预设的图像截取参数进行截图，以获取头像图像；
对所述头像图像进行模型匹配，当所述头像图像中包含预设个数的部位特征时，在所述帧图像中进行特征部位的坐标位置标记，以获取特征标记图像。
在步骤503，当所述特征标记图像满足高度计算需求时，确定目标对象的高度。
优选地，其中所述当所述特征标记图像满足高度计算需求时，确定目标对象的高度，包括：
根据特征部位的坐标位置对所述特征标记图像进行分割；
若确定分割后的图像中头像区域在预置的参数区域内并且为正脸图像，则利用特征部位之间的比例和摄像设备的高度确定目标对象与摄像设备的距离；
根据目标对象与摄像设备的距离、模型设备与摄像设备的距离和摄像设备的高度确定目标对象的高度。
在步骤504，根据目标对象的高度确定移动指令并发送至升降运动设备。
优选地，其中所述根据目标对象的高度确定移动指令并发送至升降运动设备，包括：
根据目标对象的高度按照预设的调整策略确定摄像设备的移动高度和方向；
根据移动高度确定升降运动的电机的运动数据，并根据所述运动数据和方向确定移动指令，发送至升降运动设备。
在步骤505，升降运动设备根据所述移动指令进行移动，以带动所述摄像设备调整至拍摄的最佳位置。
优选地，其中所述方法还包括：
当确定分割后的图像中头像区域不在预置的参数区域内或不为正脸图像时，根据特征部位的坐标位置计算中心坐标位置；
根据中心坐标位置和摄像设备的相对位置关系，发送移动控制命令至升降运动设备。
本发明的实施例的智能追踪头像方法500与本发明的另一个实施例的智能追踪头像***100相对应，在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能追踪头像***，其特征在于，所述***包括：单片机、摄像设备和升降运动设备，
所述摄像设备，安装于所述升降运动设备上，并与所述单片机相连接，用于获取图像视频数据，并将采集的图像视频数据发送至单片机；
所述单片机，用于对采集的图像视频数据按帧进行分析，追踪目标对象的行为特征，以获取特征标记图像；当所述特征标记图像满足高度计算需求时，确定目标对象的高度；根据目标对象的高度确定移动指令并发送至升降运动设备；
所述升降运动设备，与所述单片机相连接，用于根据所述移动指令进行移动，以带动所述摄像设备调整至拍摄的最佳位置；
其中，所述单片机，对采集的图像视频数据按帧进行分析，追踪目标对象的行为特征，以获取特征标记图像，包括：
分析采集的图像视频数据中的帧图像，监测帧图像中是否包含预设的部位特征；
当所述帧图像中包含预设的部位特征时，根据部位特征在所述帧图像中的位置，按照预设的图像截取参数进行截图，以获取头像图像；
对所述头像图像进行模型匹配，当所述头像图像中包含预设个数的部位特征时，在所述帧图像中进行特征部位的坐标位置标记，以获取特征标记图像；
其中，所述单片机，当所述特征标记图像满足高度计算需求时，确定目标对象的高度，包括：
根据特征部位的坐标位置对所述特征标记图像进行分割；
若确定分割后的图像中头像区域在预置的参数区域内并且为正脸图像，则利用特征部位之间的比例和摄像设备的高度确定目标对象与摄像设备的距离；
根据目标对象与摄像设备的距离、模型设备与摄像设备的距离和摄像设备的高度确定目标对象的高度。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述单片机，根据目标对象的高度确定移动指令并发送至升降运动设备，包括：
根据目标对象的高度按照预设的调整策略确定摄像设备的移动高度和方向；
根据移动高度确定升降运动的电机的运动数据，并根据所述运动数据和方向确定移动指令，发送至升降运动设备。
3.根据权利要求1 所述的***，其特征在于，所述单片机，还用于：
当确定分割后的图像中头像区域不在预置的参数区域内或不为正脸图像时，根据特征部位的坐标位置计算中心坐标位置，并根据中心坐标位置和摄像设备的相对位置关系，发送移动控制命令至升降运动设备。
4.一种使用如权利要求1-3中任一项所述的智能追踪头像***追踪头像的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取图像视频数据，并将采集的图像视频数据发送至单片机；
对采集的图像视频数据按帧进行分析，追踪目标对象的行为特征，以获取特征标记图像；
当所述特征标记图像满足高度计算需求时，确定目标对象的高度；
根据目标对象的高度确定移动指令并发送至升降运动设备；
升降运动设备根据所述移动指令进行移动，以带动所述摄像设备调整至拍摄的最佳位置；
其中，所述对采集的图像视频数据按帧进行分析，追踪目标对象的行为特征，以获取特征标记图像，包括：
分析采集的图像视频数据中的帧图像，监测帧图像中是否包含预设的部位特征；
当所述帧图像中包含预设的部位特征时，根据部位特征在所述帧图像中的位置，按照预设的图像截取参数进行截图，以获取头像图像；
对所述头像图像进行模型匹配，当所述头像图像中包含预设个数的部位特征时，在所述帧图像中进行特征部位的坐标位置标记，以获取特征标记图像；
其中，所述当所述特征标记图像满足高度计算需求时，确定目标对象的高度，包括：
根据特征部位的坐标位置对所述特征标记图像进行分割；
若确定分割后的图像中头像区域在预置的参数区域内并且为正脸图像，则利用特征部位之间的比例和摄像设备的高度确定目标对象与摄像设备的距离；
根据目标对象与摄像设备的距离、模型设备与摄像设备的距离和摄像设备的高度确定目标对象的高度。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据目标对象的高度确定移动指令并发送至升降运动设备，包括：
根据目标对象的高度按照预设的调整策略确定摄像设备的移动高度和方向；
根据移动高度确定升降运动的电机的运动数据，并根据所述运动数据和方向确定移动指令，发送至升降运动设备。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当确定分割后的图像中头像区域不在预置的参数区域内或不为正脸图像时，根据特征部位的坐标位置计算中心坐标位置；
根据中心坐标位置和摄像设备的相对位置关系，发送移动控制命令至升降运动设备。
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