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浅谈图像识别跟踪技术

文章来源:   类型:常见问题   日期:2015-05-07  分享:
随着录播教室在各大中小学的广泛应用,作为录播系统重要组成部分的图像跟踪技术愈发受到学校教师和经销商的关注。

虽然市场上的录播系统品种之多,颇令人眼花缭乱,不过深究下去,发现它们采用的跟踪系统不外乎三种:超声波跟踪切换技术、红外跟踪技术和图像识别分析技术。

顾名思义,超声波跟踪是通过超声波实现跟踪控制。这种技术要求被跟踪者佩戴无线麦克风,由语音激发和超声波感应装置控制摄像机拍摄被跟踪者,实现跟踪目的。而红外跟踪技术则是通过红外线控制,其基本设备是红外发射源红外接收装置,通过红外信号的变化,指示系统做出判断,然后发出指令,令摄像机跟踪定位,进行跟踪拍摄。

不同于超声波跟踪切换和红外跟踪技术,图像跟踪系统采用特有的目标外形特征检测方法,被跟踪者无需佩戴任何辅助设备,只要进入跟踪区域,系统便可对目标进行锁定跟踪,使摄像机画面以锁定的目标为中心,并控制摄像机进行相应策略的缩放。

教师跟踪采用标清摄像机作为分析镜头,将拍摄到的图像传输给跟踪系统进行图像分析,以判断出老师的位置,从而控制云台摄像机对教师进行跟踪拍摄。目前市面90%以上的录播系统都是使用这种图像分析跟踪技术。

该图像分析跟踪技术的缺点在于:


1、教师讲台上不能出现容易移动的物体,例如讲台上如果放着一张凳子,就可能会造成跟踪不准确,使跟踪系统误判,其解决办法为等待跟踪系统背景自动刷新或者通过跟踪调试软件将分析背景刷新。


2、容易受到触摸屏、投影机的光线干扰,导致跟踪不准确,其解决方法是将分析区域缩小以确保不收触摸屏和投影机影响。


3、对光线的要求较高,容易受日光管或者阳光的影响,其影子容易造成跟踪产生多目标的误判,导致跟踪不准确。解决方法是装窗帘和使用三基色灯。

而学生跟踪分为两种,一种是采用一个分析镜头吸顶装,其跟踪分析方式是分析学生起立和坐下的动作和高度差,另外一种是将两个分析镜头分别装在教室两侧,其跟踪分析方式是在两个分析镜头之间有虚拟的高度线,如有学生超过此虚拟线既可跟踪目标。

第一种跟踪方式的缺点在于:


1、容易受到学生高度影响,如有学生身高较矮,坐下的高度和站起来差不多,基本无高度差的情况下会无法跟踪目标。


2、灵敏度的调节。灵敏度的调节可以判断学生目标是否容易触发,如果太灵敏,就会导致学生只要一动就可能触发跟踪目标;但是如果不灵敏,又会导致学生起立都可能无法触发跟踪目标。所以灵敏度的调节对技术工程师也是一个经验的判断。

第二种跟踪方式的缺点在于:

1、容易收到光线的影响,由于分析镜头是装在侧面,所以必须拉着窗帘才可进行跟踪。


2、分析镜头所在的虚拟高度线容易受到不同年纪的学生的影响,例如低年级学生站起来的身高无法超过虚拟高度线,既无法跟踪目标;但如果高年级学生坐下来的高度已经超过高度线,也会导致跟踪不准确。所以使用此跟踪方式的录播室只适合身高平均的学生上课。

盈可视全自动录播系统系统架构。
面对以上图像跟踪技术的种种弊端,盈可视提出了要研发更符合教学实际、适应性更广的图像分析跟踪技术,即Ncast第四代全高清图像分析跟踪技术。在该技术的支撑下,录播系统无需额外的辅助分析摄像机和硬件设备(跟踪主机)即可实现全自动图像识别跟踪功能,自动识别教师和学生站立位置。
盈可视全自动录播系统可实现1080P全高清图像分析。
同时,教师跟踪模块采用了人体特征图像分析技术,当教师站在讲台上授课以及板书时,摄像机可进行特写拍摄;而当教师在讲台上走动和走下讲台时,系统会自动切换到教师全景画面。

在学生跟踪识别模块,盈可视采用了人体特征+人脸识别技术,无需学生触动任何元器件(包括按键、手持麦克风、压力感应器等)。当学生起立回答时,跟踪系统先切换至学生全景镜头,然后再切换学生特写镜头,当学生回答完问题坐下时,系统会自动切换到教师镜头;若出现两位学生同时站立的情况,系统会自动切换到学生全景画面,当其中一名学生坐下时,系统会自动给站立的学生特写镜头。
盈可视全自动录播系统自适应任何场景。
每个学校的环境都各有不同,采用了盈可视第四代全高清图像分析跟踪技术的录播系统能够适应任何场景,更适合当前学校实际情况,同时也能为学校节省更多不必要的经费支出,是实用性非常高的录播产品。

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