本發(fā)明總體上涉及一種控制用于監(jiān)視場景的相機的方法。

背景技術：

1、監(jiān)控應用中所使用的監(jiān)視相機通常采用曝光算法來自動地控制相機的曝光相關設置，以允許捕獲在所監(jiān)視的場景中在變化的照明條件下被適當地曝光的圖像。在諸如室外場景等主要由太陽照亮的場景中，照明條件上的改變往往會以相對較慢的節(jié)奏發(fā)生，使得曝光算法可以相當良好地跟蹤場景中不斷改變著的照明條件。

2、然而，諸如位于室內環(huán)境中的場景等一些場景可能會被可迅速且隨機地改變的光線所主導。舉例來說，諸如僅有幾扇窗戶或者沒有窗戶的房間等室內環(huán)境主要由可以在接通與切斷之間切換的光源和/或由可以通過可被打開和關閉的門而進入房間的間接光(人造光或陽光)來照亮。在這種環(huán)境中，照明條件可能會在短時間內從相對較暗(例如，當光源被切斷或者門被關閉時)變?yōu)橄鄬^亮(例如，當光源被接通或者門被打開時)，并且反之亦然。在監(jiān)控應用的背景下，自動曝光算法通過增量調整相機的曝光相關設置(例如，光圈、快門速度、iso值等)來適應已改變的照明條件所需的時間可能很長。特別是，在這個時間段期間，由相機捕獲到的圖像可能曝光過度或曝光不足，使得場景中的對象(例如，接通或切斷光源的人或者通過門而進入房間的人)可能不容易被操作者或者通過基于圖像的自動對象跟蹤算法而區(qū)分出來。進一步設想，從監(jiān)視的角度來看，與此類事件相關地捕獲到的圖像可能是特別有價值的，例如，通過具有潛在的高證據價值而特別有價值。

技術實現思路

1、鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于，提供一種控制用于監(jiān)視場景的相機的方法，該方法可以比傳統的自動曝光算法更快速地適應已改變的照明條件。本發(fā)明的另一個目的在于，能夠更可靠地監(jiān)視其中照明條件可能會快速且不可預測地發(fā)生變化的場景。根據以下的內容，可以更好地理解這些目的以及其他的目的。

2、因此，根據本發(fā)明的第一方面，提供了一種控制用于監(jiān)視場景的相機的方法，該方法包括：

3、確定用于在第一照明條件下監(jiān)視場景的第一相機設置和用于在不同于第一照明條件的第二照明條件下監(jiān)視場景的第二相機設置；

4、獲得參考圖像，其中參考圖像表示在第二照明條件下用被設置為第一相機設置的相機捕獲到的場景；

5、在用被設置為第一相機設置的相機監(jiān)視場景的同時，檢測場景從第一照明條件到第二照明條件的改變，其中檢測從第一照明條件到第二照明條件的改變包括執(zhí)行以下之間的比較：

6、在從第一照明條件改變?yōu)榈诙彰鳁l件之后，從用被設置為第一相機設置的相機捕獲到的場景的第一圖像中導出的第一圖像特征數據，與

7、從參考圖像中導出的參考圖像特征數據，

8、以確定第一圖像特征數據與參考圖像特征數據的匹配；以及

9、響應于檢測到該改變，將相機從第一相機設置切換到第二相機設置，并繼續(xù)監(jiān)視場景。

10、通過確定第一相機設置(其是適合于在第一照明條件下監(jiān)視場景的相機設置)和第二相機設置(其是適合于在第二照明條件下監(jiān)視場景的相機設置)，并獲得表示在第二照明條件下用被設置為第一相機設置且因此而為“錯誤”相機設置的相機捕獲到的場景的參考圖像，從而可以快速且可靠地檢測到從第一照明條件到第二照明條件的改變。作為響應，可以將相機設置從第一相機設置直接切換到第二相機設置，而不需要依賴于由傳統自動曝光算法進行的迭代和漸進改變。

11、因此，參考圖像(在以下也被稱為“第一參考圖像”)在某種意義上可以被認為是“快捷圖像”，提供了從第一相機設置到第二相機設置的快捷方式。

12、第一方面的方法包括在參考(快捷)圖像與在從第一照明條件改變到第二照明條件之后捕獲到的第一圖像之間進行基于圖像特征的比較。由于參考圖像表示在第二照明條件下使用第一相機設置捕獲到的場景，因此(從第一圖像中導出或提取的)第一圖像特征數據可以在第二照明條件發(fā)生時與(從參考圖像中導出或提取的)參考圖像特征數據緊密地匹配。這有助于在降低當不存在第二照明條件時切換到第二相機設置的風險的同時，可靠地檢測出是否觸發(fā)了從第一相機設置到第二相機設置的切換改變。也就是說，該方法可以降低將不同于第一照明條件和第二照明條件的另一種照明條件與第二種照明條件混淆并因此而無意中觸發(fā)了到第二相機設置的改變(這可能并不適合于該另一種照明條件)的風險。

13、這里要注意的是，術語“第一圖像”中的“第一”被用作針對從第一照明條件改變?yōu)榈诙彰鳁l件后捕獲到的圖像的標簽，并且不應被解釋為“第一圖像”必然是從第一照明條件改變?yōu)榈诙彰鳁l件后捕獲到的圖像序列中的時間上的第一個圖像。也就是說，如果第一圖像確實是在從第一照明條件改變?yōu)榈诙彰鳁l件之后捕獲到的圖像序列中的時間上的第一個圖像，則可以以較小的延遲檢測到改變后的照明條件，并因此而可以更快地切換相機設置。

14、第一圖像可以是在監(jiān)視場景期間用被設置為第一捕獲設置的相機捕獲到的幀序列中的幀。特別地，該幀序列可以是視頻序列。

15、參考圖像通?？梢允窃诘诙彰鳁l件下用被設置為第一相機設置的相機捕獲到的場景。因此，當設置為第一相機設置時，該參考圖像可以精確地反映由相機在第二照明條件下捕獲到的場景。

16、在一些實施例中，該方法進一步包括：導出參考圖像特征數據并存儲參考圖像特征數據，其中執(zhí)行所述比較包括：將第一圖像特征數據與所存儲的參考圖像特征數據進行比較。因此，參考圖像特征數據可以被導出并存儲一次，而不是在每次與捕獲到的圖像進行比較時導出。

17、在一些實施例中，第一圖像特征數據和參考圖像特征數據包括曝光相關數據。就與檢測改變后的照明條件這一目標的比較而言，曝光相關數據可以是特別相關度量。

18、第一圖像特征數據和參考圖像特征數據的曝光相關數據可以各自包括分別從第一圖像和參考圖像中導出的像素值的統計數據。該統計數據可以包括以下中的一項或多項：針對第一圖像或參考圖像的諸如平均像素值或中值像素值的代表性像素值、對比度、像素值的頻率分布。這些統計數據中的任何一個，無論是單獨地還是組合地，都可以有助于檢測場景中改變后的照明條件。

19、在一些實施例中，第一圖像特征數據和參考圖像特征數據包括第一圖像和參考圖像的空間對應像素的像素值。因此，第一圖像特征數據與參考圖像特征數據的比較可以相當于比較從第一圖像和參考圖像中導出的空間對應像素的像素值。

20、在一些實施例中，通過對相應的圖像進行下采樣并從相應的下采樣的圖像中提取相應的圖像特征數據，分別從第一圖像和參考圖像中導出第一圖像特征數據和參考圖像特征數據。這減少了需要處理并存儲的數據的量，并因此而促進了計算高效的實現。

21、在一些實施例中，場景包括一個或多個感興趣區(qū)域，每個感興趣區(qū)域都被描繪在第一圖像和參考圖像中的一個或多個部分中的相應一個部分中，并且其中第一圖像特征數據和參考圖像特征數據分別從第一圖像和參考圖像中的至少一個或多個部分中導出。

22、通過基于對從第一圖像和參考圖像中的用于描繪一個或多個感興趣區(qū)域的部分導出的圖像特征數據進行檢測，使得該檢測可以對給定的監(jiān)視情景中相對更感興趣的圖像部分加以考慮。場景的“感興趣區(qū)域”以及第一圖像和參考圖像的相應“部分”在這里分別被理解為場景的(嚴格)子區(qū)域以及第一圖像和參考圖像的(嚴格)子集。

23、例如，第一圖像特征數據和參考圖像特征數據可以包括曝光相關數據，其中第一圖像特征數據的曝光相關數據和參考圖像特性數據的曝光相關數據可以包括分別從第一圖像和參考圖像的相應的且空間對應的部分(即，用于描繪該場景中的一個或多個感興趣區(qū)域的一個或多個部分)中導出的像素值的統計數據。因此，第一圖像特征數據和參考圖像特征數據的比較可以包括比較從第一圖像和參考圖像中的用于描繪場景的感興趣區(qū)域的空間對應部分中導出的像素值的統計數據。

24、考慮一個或多個感興趣區(qū)域以檢測從第一照明條件到第二照明條件的改變的進一步效果在于，在許多場景中，第二照明條件并不需要均勻地影響整個場景中的照度水平。因此，圖像特征數據可以從其中被改變的照度水平可能會影響到監(jiān)視的可靠性的一個或多個圖像部分中被導出。

25、第一圖像特征數據和參考圖像特征數據可以分別僅從第一圖像和參考圖像的一個或多個部分中導出。也就是說，第一圖像和參考圖像中的未描繪感興趣區(qū)域的部分可以從圖像特征數據以及比較中被排除。也就是說，為了檢測改變后的照明條件，可以在給定的監(jiān)視情景中忽略場景中不感興趣的區(qū)域。

26、一個或多個感興趣區(qū)域可以包括具有第一狀態(tài)和第二狀態(tài)(例如，較低亮度狀態(tài)和較高亮度狀態(tài))的諸如門口或人工照明的對象，其中第一狀態(tài)與第一照明條件相關聯，并且第二狀態(tài)與第二照明條件相關。門口以及人工照明都代表了場景中典型的感興趣區(qū)域，這些區(qū)域可能會突然地改變亮度狀態(tài)，并因此而導致了場景中的照明條件的改變。從監(jiān)視的角度來看，門可能更加令人感興趣，因為這是場景中人們可以進出該場景的位置。

27、在一些實施例中，第一照明條件和第二照明條件可以分別對應于具有不同亮度水平的第一穩(wěn)態(tài)照明條件和第二穩(wěn)態(tài)照明條件。相應地，第一相機設置和第二相機設置可以是相機的分別適用于第一穩(wěn)態(tài)照明條件和第二穩(wěn)態(tài)照明條件的相應設置。因此，第一相機設置和第二相機設置可以是各自的“靜止設置”或“靜止模式”，代表了相機的相對穩(wěn)定或不變的設置。在背景技術中所討論的與室內環(huán)境有關的示例中，第一穩(wěn)態(tài)照明條件可以對應于光源被切斷或者門被關閉，而第二穩(wěn)態(tài)照明條件可能對應于光源被接通或者門被打開，或者反之亦然。

28、在一些實施例中，第一相機設置和第二相機設置包括對相機的一個或多個曝光相關控制參數的設置。

29、第一相機設置和第二相機設置可以各自包括以下中的一項或多項的設置：快門速度、光圈、iso值、相機照明(可見光或紅外(ir))和ir濾光片狀態(tài)。相機的這些曝光相關控制參數中的任何一個，單獨地或組合地，都允許在捕獲圖像時控制曝光水平。

30、在一些實施例中，該方法進一步包括：

31、獲得第二參考圖像，其中第二參考圖像表示在第一照明條件下用被設置為第二相機設置的相機捕獲到的場景；

32、在用被設置為第二相機設置的相機監(jiān)視場景的同時，檢測場景從第二照明條件到第一照明條件的改變，其中檢測從第二照明條件到第一照明條件的改變包括執(zhí)行以下之間的比較：

33、在從第二照明條件改變?yōu)榈谝徽彰鳁l件之后，從用被設置為第二相機設置的相機捕獲到的場景的第二圖像中導出的第二圖像特征數據，與

34、從第二參考圖像中導出的第二參考圖像特征數據，

35、以確定第二圖像特征數據與第二參考圖像特征數據的匹配；以及

36、響應于檢測到該改變，將相機從第二相機設置切換到第一相機設置，并繼續(xù)監(jiān)視場景。

37、因此，第二參考或“快捷”圖像可被用于以相應的方式快速且可靠地檢測出從第二照明條件到第一照明條件的改變，并且作為響應，從第二相機設置直接切換到第一相機設置，而不依賴于由傳統自動曝光算法執(zhí)行的迭代和漸進改變。

38、對第一圖像特征數據和(第一)參考圖像特征數據的上述討論相應地應用于第二圖像特征數據和第二參考圖像特征數據。

39、第二參考圖像通常可以是在第一照明條件下用被設置為第二相機設置的相機捕獲到的場景。當設置為第二相機設置時，第二參考圖像可以精確地反映由相機在第一照明條件下捕獲到的場景。

40、根據本發(fā)明的第二方面，提供了一種相機，其包括：處理裝置，被配置為執(zhí)行第一方面的方法、或者其的任何實施例或示例。

41、根據本發(fā)明的第三方面，提供了一種計算機程序產品，包括計算機程序代碼部分，該計算機程序代碼部分被配置為在由處理裝置執(zhí)行時執(zhí)行控制用于監(jiān)視場景的相機的方法，該方法包括：

42、確定用于在第一照明條件下監(jiān)視所述場景的第一相機設置和用于在不同于所述第一照明條件的第二照明條件下監(jiān)視所述場景的第二相機設置；

43、獲得參考圖像，其中參考圖像表示在第二照明條件下用被設置為第一相機設置的相機捕獲到的場景；

44、在相機被設置為第一相機設置并且監(jiān)視場景的同時，檢測場景從第一照明條件到第二照明條件的改變，其中檢測從第一照明條件到第二照明條件的改變包括執(zhí)行以下之間的比較：

45、在從第一照明條件改變?yōu)榈诙彰鳁l件之后，從用被設置為第一相機設置的相機捕獲到的場景的第一圖像中導出的第一圖像特征數據，與

46、從參考圖像中導出的參考圖像特征數據，

47、以確定第一圖像特征數據與參考圖像特征數據的匹配；以及

48、響應于檢測到該改變，將相機從第一相機設置切換到第二相機設置，并繼續(xù)監(jiān)視場景。

49、第二和第三方面特征具有與第一方面相同或等效的優(yōu)點。關于第一方面描述的任何特征可以在第二方面和第三方面中具有相應的特征，并且反之亦然。