攝像控制系統和控制方法
2023-05-21 22:31:41 2
專利名稱：攝像控制系統和控制方法
技術領域：
本發明涉及攝像控制系統和控制方法，具體涉及一種利用電子非機械的技術實現全域範圍成像的攝像控制方法。
背景技術：
在現代攝影技術中，有兩種描述圖像清晰度的方法，一種是像素數量，例如，IK清晰度表示IOM個像素；另一種是調製傳輸函數(MTF Modulation Transfer Function)，即用電視線(TVLine)或帶寬(Band Width)來描述水平清晰度。不論是高清晰度還是標準清晰度電視，現代攝像機使用最多的圖像傳感器是電荷耦合器件(CCD)，CCD是一種有限像素的圖像傳感器，因此其清晰度受到像素數量的限制。目前高清晰度攝像機使用的CCD水平方向像素大約是2，000個，標準清晰度攝像機水平方向像素大約為1，000個。因此，高清晰度攝像機能夠達到的水平清晰度為觀，標準清晰度攝像機是1K。不過，由於傳輸帶寬的限制高清晰度攝像機輸出信號的清晰度只有1. ^K，標準清晰度攝像機只有0. 64Κ。由於技術水平的限制目前實用的高清晰度攝像機採用了帶寬限制技術，例如Sony HDCAM記錄的電視信號水平清晰度大約相當於1. 25K。另一種圖像傳感器是 CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor，金屬氧化物半導體元件)，CMOS應用於較低影像品質的產品中，它的優點是製造成本較CCD更低， 功耗也低得多。要想實現全域攝像，可以採用機械式雲臺技術，這種方法的缺點是要額外加入機械傳動，增加了系統損耗的風險；另外一種方法是採用大廣角攝像鏡頭，這種方法的缺點是要傳輸的數據量太大，增加了後端處理的開銷，同時造價比較昂貴。
發明內容
為了便於說明，本文約定「Α0Ι」表示感興趣區域的圖像範圍(Area Of Interest) (如圖1所示)。本發明的目的是提供一種方法，使得在不使用機械轉動的情況下，通過對圖像傳感器的控制實現對全域範圍內的AOI的選擇性攝像和傳輸，可以避免機械轉動的損耗，減少後端圖像處理的開銷。本發明的原理是先通過拼接鏡頭或採用廣角鏡頭建立全域攝像的通道，再採用圖像傳感器(CCD或CMOQ的部分拼接或全域拼接實現對AOI區域或全域圖像的感光攝像， 最後進行AOI域或全域圖像的採集和後端處理。本發明提供的技術方案如下一種攝像控制系統，其特徵是，包括鏡頭陣列；圖像傳感器陣列；圖像顯示終端； AOI數位化雲臺控制模塊；所述鏡頭陣列覆蓋全域範圍，用於對全域或者AOI區域進行光學攝像；所述圖像傳感器陣列用於將所述鏡頭陣列獲取的光學攝像信號轉化為數字圖像信號；所述AOI數位化雲臺控制模塊發送交互控制命令，用以控制所述圖像傳感器陣列和鏡頭陣列對AOI或者全域範圍進行圖像數據採集，然後選取AOI區域的圖像數據進行編碼壓縮、傳輸、解碼將之傳送到圖像顯示終端；所述圖像顯示終端用於顯示AOI圖像。所述圖像傳感器為C⑶或者CMOS。所述圖像傳感器陣列包含1個或多個圖像傳感器，該陣列覆蓋全域範圍或僅覆蓋 AOI區域。優選的，在將AOI圖像傳送到圖像顯示終端之前，對AOI圖像數據進行編碼壓縮， 在數據到達圖像顯示終端時再對之進行解碼，然後在圖像顯示終端上顯示AOI圖像。本發明同時提供一種攝像控制方法，方案如下一種攝像控制方法，其特徵是，包括如下步驟A.構建鏡頭陣列，建立全域攝像通道；B.構建圖像傳感器陣列，建立全域或AOI域的感光攝影；C.進行AOI或全域圖像採集，對採集到的圖像數據進行處理，然後將AOI圖像數據傳送到圖像顯示終端。其中，所述步驟A包括Al.根據需要攝像的全域範圍和單一鏡頭的攝像範圍，判斷所需鏡頭的數量，並選擇所需的鏡頭；A2.對所選鏡頭進行拼接，建立鏡頭陣列，實現對全域範圍的覆蓋(如圖2所示)；A3.建立對鏡頭陣列的控制。所述步驟B包括Bi.根據鏡頭陣列的具體範圍和全域或AOI的面積，判斷所需的圖像傳感器的數量並選擇所需的圖像傳感器；B2.對所選圖像傳感器進行拼接，建立全域或AOI區域感光圖像傳感器陣列，其範圍要覆蓋全域或AOI區域(如圖3所示)；B3.建立對圖像傳感器陣列的控制，使其能夠接收控制命令，實現對全域或AOI域的感光攝影。所述步驟C包括Cl.根據控制命令，控制圖像傳感器和鏡頭對AOI區域或全域進行精準定位和覆蓋；C2.用圖像傳感器對AOI區域或全域進行攝像，採集得到AOI圖像或全域圖像；C3.對採集得到的AOI圖像或全域圖像進行處理如果是全域圖像，則先對全域圖像進行分割，得到AOI圖像；然後對AOI圖像進行編碼壓縮、傳輸、解碼並在圖像顯示終端顯
7J\ ο特別的，所述鏡頭陣列由多個普通鏡頭或廣角鏡頭組成；或者，所述鏡頭陣列僅包含1個廣角鏡頭。特別的，所述圖像傳感器陣列由多個圖像傳感器組成；或者，所述圖像傳感器陣列僅由1個大範圍CXD組成，這樣有些AOI就可以採用一個CXD進行感光攝像。
本發明的有益效果利用本發明提供的技術方案，可以消除採用傳統機械雲臺轉動帶來的機械損耗的風險，同時減少了後端處理的額外開銷，提高了全域範圍內AOI圖像採集的效率。
圖1本發明獲取AOI圖像的示意圖。圖2本發明的鏡頭拼接示意圖。圖3本發明的圖像傳感器拼接示意圖，圖(a)只用僅覆蓋AOI域的C⑶建立CXD 陣列，圖(b)使用覆蓋全域的CXD建立CXD陣列。圖4本發明提供的後端處理原理圖。
具體實施例方式下面通過實例對本發明做進一步的說明。實施例假定一個應用場景，在一個36平方米(即8米x8米)的會議室。把本發明的攝像機(包括鏡頭陣列、CCD陣列)架設在房頂中央，假定一個鏡頭的攝像範圍為2米X2米的範圍，採用16個鏡頭拼接組成鏡頭陣列；採用一個CCD對AOI進行選擇性攝像，或者採用16個CCD對全域圖像進行全域攝像(參圖2、圖幻；後端AOI數位化雲臺控制模塊根據CCD的數量進行控制，如果是一個CCD，則通過控制CCD對AOI的感光控制，來實現對單一 AOI的攝像及編碼傳輸；如果是全域CCD，則先對全域圖像進行全域攝像，後端先對全域圖像進行AOI分割，然後對分割的AOI圖像進行編碼傳輸(參圖4)。AOI 圖像數據最終被傳輸到圖像顯示終端。這樣，通過本發明的方法，在不使用傳統機械雲臺轉動的情況下，採用電子控制方式就可以實現對整個會議室區域的全域攝像或者AOI攝像。顯然，在上述實施例中，採用CMOS器件取代CXD也是可行的。另外，在AOI圖像數據的傳輸過程中，為了縮小數據的傳輸量，可以對其進行編碼壓縮等操作。實施例中的鏡頭也可以僅採用一個廣角鏡頭，只要該廣角鏡頭能夠滿足AOI域的
覆蓋即可。現有技術中的圖像傳感器包括C⑶和CMOS，對於未來可能的新的圖像傳感器，只要其能夠滿足本發明中所述圖像傳感器的功能，顯然也適用於本發明所述系統和方法。
權利要求
1.一種攝像控制系統，其特徵是，包括鏡頭陣列；圖像傳感器陣列；圖像顯示終端； AOI數位化雲臺控制模塊；所述鏡頭陣列覆蓋全域範圍，用於對全域或者AOI區域進行光學攝像；所述圖像傳感器陣列用於將所述鏡頭陣列獲取的光學攝像信號轉化為數字圖像信號；所述AOI數位化雲臺控制模塊發送交互控制命令，用以控制所述圖像傳感器陣列和鏡頭陣列對AOI或者全域範圍進行圖像數據採集，然後選取AOI區域的圖像數據並將之傳送到圖像顯示終端；所述圖像顯示終端用於顯示AOI圖像。
2.如權利要求1所述的攝像控制系統，其特徵是，所述圖像傳感器為CCD或者CMOS。
3.如權利要求1所述的攝像控制系統，其特徵是，所述圖像傳感器陣列包含1個或多個圖像傳感器，該陣列覆蓋全域範圍或僅覆蓋AOI區域。
4.如權利要求1所述的攝像控制系統，其特徵是，在將AOI圖像傳送到圖像顯示終端之前，對AOI圖像數據進行編碼壓縮，在數據到達圖像顯示終端時再對之進行解碼，然後在圖像顯示終端上顯示AOI圖像。
5.一種攝像控制方法，其特徵是，包括如下步驟A.構建鏡頭陣列，建立全域攝像通道；B.構建圖像傳感器陣列，建立全域或AOI域的感光攝影；C.進行AOI或全域圖像採集，對採集到的圖像數據進行處理，然後將AOI圖像數據傳送到圖像顯示終端。
6.如權利要求5所述的攝像控制方法，其特徵是，所述步驟A包括Al.根據需要攝像的全域範圍和單一鏡頭的攝像範圍，判斷所需鏡頭的數量，並選擇所需的鏡頭；A2.對所選鏡頭進行拼接，建立鏡頭陣列，實現對全域範圍的覆蓋； A3.建立對鏡頭陣列的控制。
7.如權利要求5所述的攝像控制方法，其特徵是，所述步驟B包括Bi.根據鏡頭陣列的具體範圍和全域或AOI的面積，判斷所需的圖像傳感器的數量並選擇所需的圖像傳感器；B2.對所選圖像傳感器進行拼接，建立全域或AOI區域感光圖像傳感器陣列，其範圍要覆蓋全域或AOI區域；B3.建立對圖像傳感器陣列的控制，使其能夠接收控制命令，實現對全域或AOI域的感光攝影。
8.如權利要求5所述的攝像控制方法，其特徵是，所述步驟C包括Cl.根據控制命令，控制圖像傳感器和鏡頭對AOI區域或全域進行精準定位和覆蓋； C2.用圖像傳感器對AOI區域或全域進行攝像，採集得到AOI圖像或全域圖像； C3.對採集得到的AOI圖像或全域圖像進行處理如果是全域圖像，則先對全域圖像進行分割，得到AOI圖像；然後對AOI圖像進行編碼壓縮、傳輸、解碼並在圖像顯示終端顯示。
9.如權利要求5所述的攝像控制方法，其特徵是，所述鏡頭陣列由多個普通鏡頭或廣角鏡頭組成；或者，所述鏡頭陣列僅包含1個廣角鏡頭。
10.如權利要求5所述的攝像控制方法，其特徵是，所述圖像傳感器陣列由多個圖像傳感器組成；或者，所述圖像傳感器陣列僅由1個大範圍CXD組成。
全文摘要
本發明公布了一種利用電子非機械的技術實現全域範圍成像的攝像控制方法。包括先通過拼接鏡頭或採用廣角鏡頭建立全域攝像的通道，再採用圖像傳感器的部分拼接或全域拼接實現對AOI區域或全域圖像的感光攝像，最後進行AOI域或全域圖像的採集和後端處理。利用本發明提供的技術方案，可以消除採用傳統機械雲臺轉動帶來的機械損耗的風險，同時減少了後端處理的額外開銷，提高了全域範圍內AOI圖像採集的效率。
文檔編號H04N7/18GK102497504SQ20111039507
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月2日 優先權日2011年12月2日
發明者李革, 楊長水, 高文 申請人:北京博雅華錄視聽技術研究院有限公司