一种遮蔽PTZ监控摄像机隐私区域的方法及装置

1.一种遮蔽云台全方位PTZ监控摄像机隐私区域的方法，其特征在于，所述方法包括：
采集视频并显示，其中显示的画面包括需要屏蔽的隐私区域；
标定隐私区域范围大小；
根据摄像机有效焦距和图像传感器的有效成像靶面尺寸计算出当前场景下隐私区域中心点的二维物理坐标，并将所述二维物理坐标转换成绝对角坐标；
当摄像机运行参数变动后，将隐私区域中心点的绝对角坐标转换成新场景下对应的二维坐标，所述运行参数至少包括云台的遥射角、倾斜角以及摄像机焦距中的一个；
根据所述隐私区域中心点的二维坐标以及标定的隐私区域范围大小，对隐私区域进行遮蔽处理；
所述根据摄像机有效焦距和图像传感器的有效成像靶面尺寸计算出当前场景下隐私区域中心点的二维物理坐标，并将所述二维物理坐标转换成绝对角坐标步骤，具体包括：
根据摄像机图像传感器的型号以及画面显示分辩率确定有效成像靶面尺寸；
获取图像传感器的当前有效焦距以及摄像机云台当前的遥射角和倾斜角；
根据有效成像靶面尺寸以及隐私区域范围大小计算隐私区域中心点的二维物理坐标；
根据所述二维物理坐标、有效焦距、云台当前遥射角、倾斜角以及有效成像靶面尺寸计算隐私区域中心点的绝对角坐标；
所述隐私区域中心点的绝对角坐标为(αz，βz)，其中，αz为隐私区域中心点的水平方向的绝对角度，βz为隐私区域中心点的垂直方向的绝对角度；


其中，yz-y0为在图像传感器成像平面上隐私区域中心点到靶面中心点的垂直方向上的距离，单位mm；
xz-x0为在图像传感器成像平面上隐私区域中心点到靶面中心点的水平方向上的距离，单位mm；
f0为标定隐私区域范围时摄像机对应的有效焦距，单位为mm；
β为摄像机云台当前倾斜角；
α为摄像机云台当前遥射角。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述隐私区域为矩形区域，所述根据所述隐私区域中心点的二维坐标以及标定的隐私区域范围大小，对隐私区域进行遮蔽处理步骤，具体包括：
根据所述隐私区域中心点的二维坐标以及矩形隐私区域范围大小，确定矩形隐私区域各个角点的像素坐标；
将由各个角点组成的矩形隐私区域进行遮蔽处理。
3.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述新场景下隐私区域中心点的二维坐标为(x，y)，其中：


其中，f为摄像机运行参数改变后，摄像机的有效焦距；
αz为隐私区域中心点的水平方向的绝对角度；
βz为隐私区域中心点的垂直方向的绝对角度；
αx为摄像机运行参数改变后，云台实时遥射角；
βx为摄像机运行参数改变后，云台实时倾斜角；
x0为图像传感器靶面中心点的水平坐标值；
y0为图像传感器靶面中心点的垂直坐标值。
4.一种遮蔽云台全方位PTZ监控摄像机隐私区域的装置，其特征在于，所述装置包括：
采集显示单元，用于采集视频并显示，其中显示的画面包括需要屏蔽的隐私区域；
区域设定单元，用于标定隐私区域范围大小；
坐标转换单元，用于根据摄像机有效焦距和图像传感器的有效成像靶面尺寸计算出当前场景下隐私区域中心点的二维物理坐标，并将所述二维物理坐标转换成绝对角坐标；
坐标生成单元，用于当摄像机运行参数变动后，将隐私区域中心点的绝对角坐标转换成新场景下对应的二维坐标，所述运行参数至少包括云台的遥射角、倾斜角以及摄像机焦距中的一个；
遮蔽处理单元，用于根据所述隐私区域中心点的二维坐标以及标定的隐私区域范围大小，对隐私区域进行遮蔽处理；
所述坐标转换单元包括：
靶面尺寸获取模块，用于根据摄像机图像传感器的型号以及画面显示分辩率确定有效成像靶面尺寸；
数据获取模块，用于获取图像传感器的当前有效焦距以及摄像机云台当前的遥射角和倾斜角；
坐标计算模块，用于根据有效成像靶面尺寸以及隐私区域范围大小计算隐私区域中心点的二维物理坐标；
坐标转换模块，用于根据所述二维物理坐标、有效焦距、云台当前遥射角、 倾斜角以及有效成像靶面尺寸计算隐私区域中心点的绝对角坐标；
所述坐标生成单元得到的述隐私区域中心点的绝对角坐标为(αz，βz)，其中，αz为隐私区域中心点的水平方向的绝对角度，βz为隐私区域中心点的垂直方向的绝对角度；


其中，yz-y0为在图像传感器成像平面上隐私区域中心点到靶面中心点的垂直方向上的距离，单位mm；
xz-x0为在图像传感器成像平面上隐私区域中心点到靶面中心点的水平方向上的距离，单位mm；
f0为标定隐私区域范围时摄像机对应的有效焦距，单位为mm；
β为摄像机云台当前倾斜角；
α为摄像机云台当前遥射角。
5.如权利要求4所述装置，其特征在于，所述隐私区域为矩形区域，所述遮蔽处理单元包括：
像素坐标确定模块，用于根据所述隐私区域中心点的二维坐标以及矩形隐私区域范围大小，确定矩形隐私区域各个角点的像素坐标；
遮蔽处理模块，用于将由各个角点组成的矩形隐私区域进行遮蔽处理。
6.如权利要求5所述装置，其特征在于，新场景下隐私区域中心点的二维坐标为(x，y)，其中：


其中，f为摄像机运行参数改变后，摄像机的有效焦距；
αz为隐私区域中心点的水平方向的绝对角度；
βz为隐私区域中心点的垂直方向的绝对角度；
αx为摄像机运行参数改变后，云台实时遥射角；
βx为摄像机运行参数改变后，云台实时倾斜角；
x0为图像传感器靶面中心点的水平坐标值；
y0为图像传感器靶面中心点的垂直坐标值。

一种遮蔽PTZ监控摄像机隐私区域的方法及装置\n技术领域\n[0001] 本发明属于摄像机技术端领域，尤其涉及一种遮蔽PTZ监控摄像机隐私区域的方法及装置。\n背景技术\n[0002] PTZ在安防监控应用中是Pan/Tilt/Zoom的简写，代表云台全方位(上下、左右)移动及镜头变倍、变焦控制。\n[0003] 在摄像机运行时，可能会出现遮蔽视场内的隐私区域(或特点区域)，比如所述隐私区域可以为游泳池、衣帽间或者更衣室等等。在PTZ摄像机的运行过程中，其选择和变焦特性，使得对象随着摄像机显示区域的改变，看上去移动穿过显示设备屏幕。因此当摄像机执行遥射、倾角操作时，要被遮蔽的对象(一个或多个)移动穿过屏幕，并且在变焦操作时，对象还对应放大或缩小。当倾斜角较小时，要被遮蔽的对象和隐私区域都水平穿过屏幕，然而在较高倾斜角下，对象看似弧形穿过屏幕，因此隐私区域不能很好的遮蔽对象。\n[0004] 为了解决此问题，申请号为200880106462.4的专利公开了一种用于PTZ圆顶摄像机的隐私区域算法，旨在记住被定义空间中的隐私区域，具体的，由4条射线标记，所述4条射线接触标记隐私区域的四个拐角并且具有绝对摇摄角、倾斜角。该隐私区域由已知像素点坐标的矩形框来定义，所述像素点坐标被转化成角坐标，然后当摄像机移动并且准备显示新的场景时，隐私区域被叠加在要遮蔽的目标上。通过把原隐私区域的绝对角坐标转化成像素点坐标来进行对对象的定位以及隐私区域显示。\n[0005] 上述专利采用视场角来计算绝对角坐标，但在实际情况下，视场角不易获取并且容易产生较大误差，此外，上述专利需要计算矩形隐私区域的各个拐点的坐标，并且针对每个拐点坐标都要进行坐标转换，运算比较复杂，而且仅限于矩形的隐私区域遮蔽。\n发明内容\n[0006] 鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种遮蔽PTZ监控摄像机隐私区域的方法及装置，旨在解决现有PTZ摄像机中，对象遮蔽处理效果不佳、运算处理复杂的技术问题。\n[0007] 一方面，所述种遮蔽PTZ监控摄像机隐私区域的方法包括下述步骤：\n[0008] 采集视频并显示，其中显示的画面包括需要屏蔽的隐私区域；\n[0009] 标定隐私区域范围大小；\n[0010] 根据摄像机有效焦距和图像传感器的有效成像靶面尺寸计算出当前场景下隐私区域中心点的二维物理坐标，并将所述二维物理坐标转换成绝对角坐标；\n[0011] 当摄像机运行参数变动后，将隐私区域中心点的绝对角坐标转换成新场景下对应的二维坐标，所述运行参数包括云台的遥射角、倾斜角以及摄像机焦距中的至少一个；\n[0012] 根据所述隐私区域中心点的二维坐标以及标定的隐私区域范围大小，对隐私区域进行遮蔽处理。\n[0013] 另一方面，所述遮蔽云台全方位PTZ监控摄像机隐私区域的装置包括：\n[0014] 采集显示单元，用于采集视频并显示，其中显示的画面包括需要屏蔽的隐私区域；\n[0015] 区域设定单元，用于标定隐私区域范围大小；\n[0016] 坐标转换单元，用于根据摄像机有效焦距和图像传感器的有效成像靶面尺寸计算出当前场景下隐私区域中心点的二维物理坐标，并将所述二维物理坐标转换成绝对角坐标；\n[0017] 坐标生成单元，用于当摄像机运行参数变动后，将隐私区域中心点的绝对角坐标转换成新场景下对应的二维坐标，所述运行参数至少包括云台的遥射角、倾斜角以及摄像机焦距中的一个；\n[0018] 遮蔽处理单元，用于根据所述隐私区域中心点的二维坐标以及标定的隐私区域范围大小，对隐私区域进行遮蔽处理。\n[0019] 本发明的有益效果是：本发明通过有摄像机有效焦距和摄像机图像传感器的有效靶面成像尺寸来计算隐私区域中心点的绝对角坐标，由于摄像机效焦距以及图像传感器的有效靶面成像尺寸都可以准确获取，使得计算得到的绝对角坐标更为准确，另外，本发明只需计算隐私区域中心点的绝对角坐标，计算量小，反应迅速，可以适用于任何形状的隐私区域，比如矩形、圆形、椭圆型等。\n附图说明\n[0020] 图1是本发明第一实施例提供的遮蔽PTZ监控摄像机隐私区域的方法的流程图；\n[0021] 图2是图1中步骤S103的一种具体流程图；\n[0022] 图3是图像传感器靶面示意图；\n[0023] 图4是图像传感器靶面成像示意图；\n[0024] 图5是本发明第二实施例提供的遮蔽PTZ监控摄像机隐私区域的装置的结构方框图；\n[0025] 图6是图5中坐标转换单元的优选结构方框图；\n[0026] 图7是图5中遮蔽处理单元的优选结构方框图。\n具体实施方式\n[0027] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。\n[0028] 为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。\n[0029] 实施例一：\n[0030] 图1示出了本发明实施例提供的遮蔽PTZ监控摄像机隐私区域的方法的流程，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。\n[0031] 本实施例提供的遮蔽PTZ监控摄像机隐私区域的方法包括下述步骤：\n[0032] 步骤S101、采集视频并显示，其中显示的画面包括需要屏蔽的隐私区域。\n[0033] PTZ摄像机实时采集图像，在监控端的显示设备上可以实时显示出采集的图像画面，在本发明中，显示的画面中有一部分对象需要被遮蔽，本实施例通过用设定隐私区域以遮蔽对象，所述对象可能是一个或者多个。针对每个需要遮蔽的对象都需要设置相应的隐私区域。当监控端在运行参数改变时，对应改变隐私区域位置，以使隐私区域始终遮蔽对象。\n[0034] 步骤S102、标定隐私区域范围大小。\n[0035] 本步骤不限定隐私区域的形状，可以为矩形、圆形、三角形、椭圆等等，一般以能够覆盖住对象为准。一般情况下，所述隐私区域优选为对称图形，比如隐私区域为矩形时，所述标定隐私区域范围包括矩形的左上角和右下角的两个像素点的坐标，当隐私区域为圆形时，所述标定隐私区域范围包括隐私区域的直径以及圆心像素点坐标，具体标定的隐私区域范围与隐私区域的形状有关，只要可以唯一确定即可。\n[0036] 步骤S103、根据摄像机有效焦距和图像传感器的有效成像靶面尺寸计算出当前场景下隐私区域中心点的二维物理坐标，并将所述二维物理坐标转换成绝对角坐标。\n[0037] 本步骤通过在当前场景下摄像机的有效焦距以及图像传感器的有效成像靶面尺寸，通过几何关系确定当前场景下隐私区域中心点的二维物理坐标。由于有效焦距和图像传感器的有效成像靶面尺寸可以准确获得，因此可以准确计算出在当前场景下隐私区域中心点的二维物理坐标。具体的，作为一种具体优选实施方式，如图2所示，上述步骤S103具体包括：\n[0038] S201、根据摄像机图像传感器的型号以及画面显示分辩率确定有效成像靶面尺寸。\n[0039] 对应一个PTZ摄像机，可以读取器内部图像传感器的型号，然后根据画面显示分辩率，可以确定有效成像靶面尺寸。如图3所示的图像传感器的成像靶面ABCD，Z为标定隐私区域的中心点，假设隐私区域为矩形，可以得到隐私区域的左上角E的坐标以及右下角J的坐标，假设靶面水平方向有M个像素点，垂直方向有N个像素点，那么A点坐标为(0,0)，C点坐标为(M,N)，靶面中心点O(x0，y0)。\n[0040] S202、获取图像传感器的当前有效焦距以及摄像机云台当前的遥射角和倾斜角。\n[0041] 在当前时刻获取图像传感器的当前有效焦距以及摄像机云台当前的遥射角和倾斜角，假设摄像机云台当前倾斜角为β，摄像机云台当前摇射角为α。\n[0042] S203、根据有效成像靶面尺寸以及隐私区域范围大小计算隐私区域中心点的二维物理坐标。\n[0043] 根据上述定义，可以计算出在当前场景下隐私区域中心点Z的二维物理坐标(xz，yz)。比如隐私区域为矩形，且标定的隐私区域的范围大小为左上角E(Ex，Ey)和右下角J(Jx，Jy)所限定的矩形区域中，那么可以确定隐私区域中心点Z的二维物理坐标(xz，yz)＝((Ex+Jx)/2,(Ey+Jy)/2)。\n[0044] S204、根据所述二维物理坐标、有效焦距、云台当前遥射角、倾斜角以及有效成像靶面尺寸计算隐私区域中心点的绝对角坐标。\n[0045] 图4为靶面成像示意图，图示中，成像靶面为S，焦点为K，隐私区域的中心点为Z。假设所述隐私区域中心点的绝对角坐标为(αz，βz)，其中，αz为隐私区域中心点的水平方向的绝对角度，βz为隐私区域中心点的垂直方向的绝对角度；即αz为隐私区域中心点与焦点的连线与X轴的夹角，βz为隐私区域中心点与焦点的连线与Y轴的夹角，X轴Y轴构成的平面平行于靶面，焦点位为X轴Y轴的焦点，Z轴垂直于靶面。根据几何关系可得：\n[0046]\n[0047]\n[0048] 其中，yz-y0为在图像传感器成像平面上隐私区域中心点到靶面中心点的垂直方向上的距离，单位mm；\n[0049] xz-x0为在图像传感器成像平面上隐私区域中心点到靶面中心点的水平方向上的距离，单位mm；\n[0050] f0为标定隐私区域范围时摄像机对应的有效焦距，单位为mm；\n[0051] β为摄像机云台当前倾斜角；\n[0052] α为摄像机云台当前摇射角。\n[0053] 步骤S104、当摄像机运行参数变动后，将隐私区域中心点的绝对角坐标转换成新场景下对应的二维坐标，所述运行参数至少包括云台的遥射角、倾斜角以及摄像机焦距中的一个。\n[0054] 在PTZ摄像机运行中，摄像机运行参数发生变动，所述运行参数至少包括云台的遥射角、倾斜角以及摄像机焦距中的一个，即摄像机云台的遥射角、倾斜角或者有效焦距发生改变，此时在新场景下，将隐私区域中心点的绝对角坐标转换成二维坐标。具体的，所述新场景下隐私区域中心点的二维坐标(x，y)，其中：\n[0055]\n[0056]\n[0057] 其中，f为摄像机运行参数改变后，摄像机的有效焦距；\n[0058] αz为隐私区域中心点的水平方向的绝对角度；\n[0059] βz为隐私区域中心点的垂直方向的绝对角度；\n[0060] αx为摄像机运行参数改变后，云台实时遥射角；\n[0061] βx为摄像机运行参数改变后，云台实时倾斜角；\n[0062] x0为图像传感器靶面中心点的水平坐标值；\n[0063] y0为图像传感器靶面中心点的垂直坐标值。\n[0064] 步骤S105、根据所述隐私区域中心点的二维坐标以及标定的隐私区域范围大小，对隐私区域进行遮蔽处理。\n[0065] 获得到新场景下隐私区域中心点的二维坐标后，根据预先标定的隐私区域范围以及摄像机有效焦距变化，可以确定出在新场景下的隐私区域的具体像素位置，然后对隐私区域进程遮蔽处理即可，比如马赛克处理或者其他处理方式。比如所述隐私区域为矩形区域，本步骤中，首先根据所述隐私区域中心点的二维坐标以及矩形隐私区域范围大小，确定矩形隐私区域各个角点的像素坐标，然后将由各个角点组成的矩形隐私区域进行遮蔽处理。\n[0066] 本实施例与现有技术相比，隐私区域中心点的绝对角坐标计算更为准确，而且，本发明只需计算隐私区域中心点的绝对角坐标，无需计算四个角点的绝对角坐标，计算量小，反应迅速，可以适用于任何形状的隐私区域。\n[0067] 实施例二：\n[0068] 图5示出了本发明实施例提供的遮蔽PTZ监控摄像机隐私区域的装置的结构方框图，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。\n[0069] 本实施例提供的遮蔽PTZ监控摄像机隐私区域的装置包括：\n[0070] 采集显示单元51，用于采集视频并显示，其中显示的画面包括需要屏蔽的隐私区域；\n[0071] 区域设定单元52，用于标定隐私区域范围大小；\n[0072] 坐标转换单元53，用于根据摄像机有效焦距和图像传感器的有效成像靶面尺寸计算出当前场景下隐私区域中心点的二维物理坐标，并将所述二维物理坐标转换成绝对角坐标；\n[0073] 坐标生成单元54，用于当摄像机运行参数变动后，将隐私区域中心点的绝对角坐标转换成新场景下对应的二维坐标，所述运行参数至少包括云台的遥射角、倾斜角以及摄像机焦距中的一个；\n[0074] 遮蔽处理单元55，用于根据所述隐私区域中心点的二维坐标以及标定的隐私区域范围大小，对隐私区域进行遮蔽处理。\n[0075] 其中，优选的，如图6所示，所述坐标转换单元53包括：\n[0076] 靶面尺寸获取模块531，用于根据摄像机图像传感器的型号以及画面显示分辩率确定有效成像靶面尺寸；\n[0077] 数据获取模块532，用于获取图像传感器的当前有效焦距以及摄像机云台当前的遥射角和倾斜角；\n[0078] 坐标计算模块533，用于根据有效成像靶面尺寸以及隐私区域范围大小计算隐私区域中心点的二维物理坐标；\n[0079] 坐标转换模块534，用于根据所述二维物理坐标、有效焦距、云台当前遥射角、倾斜角以及有效成像靶面尺寸计算隐私区域中心点的绝对角坐标。\n[0080] 所述坐标生成单元53得到的述隐私区域中心点的绝对角坐标为(αz，βz)，其中，αz为隐私区域中心点的水平方向的绝对角度，βz为隐私区域中心点的垂直方向的绝对角度；\n[0081]\n[0082]\n[0083] 其中，yz-y0为在图像传感器成像平面上隐私区域中心点到靶面中心点的垂直方向上的距离，单位mm；\n[0084] xz-x0为在图像传感器成像平面上隐私区域中心点到靶面中心点的水平方向上的距离，单位mm；\n[0085] f0为标定隐私区域范围时摄像机对应的有效焦距，单位为mm；\n[0086] β为摄像机云台当前倾斜角；\n[0087] α为摄像机云台当前摇射角。\n[0088] 进一步优选的，假设所述隐私区域为矩形区域，如图7所示，所述遮蔽处理单元55包括：\n[0089] 像素坐标确定模块551，用于根据所述隐私区域中心点的二维坐标以及矩形隐私区域范围大小，确定矩形隐私区域各个角点的像素坐标；\n[0090] 遮蔽处理模块552，用于将由各个角点组成的矩形隐私区域进行遮蔽处理。\n[0091] 其中，新场景下隐私区域中心点的二维坐标为(x，y)，其中：\n[0092]\n[0093]\n[0094] 其中，f为摄像机运行参数改变后，摄像机的有效焦距；\n[0095] αz为隐私区域中心点的水平方向的绝对角度；\n[0096] βz为隐私区域中心点的垂直方向的绝对角度；\n[0097] αx为摄像机运行参数改变后，云台实时遥射角；\n[0098] βx为摄像机运行参数改变后，云台实时倾斜角；\n[0099] x0为图像传感器靶面中心点的水平坐标值；\n[0100] y0为图像传感器靶面中心点的垂直坐标值。\n[0101] 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步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。\n[0102] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。