本发明涉及图像识别领域，特别是涉及一种自适应非接触生理采集云台摄像机装置及方法。
背景技术：
随着科学技术的发展，观测技术也不断提高，从最初的通过接触式血压检测设备，到后来的非接触式检测设备。由于人体皮肤是半透明的，因此光线会透射到皮肤下面的动脉血管层，动脉血管中的血红蛋白会吸收部分透射光，剩余光线会在动脉血管层形成反射光；随着人体心脏跳动的收缩和舒张，动脉血管的血红蛋白密度跟随心脏跳动而波动，当心脏收缩时，动脉血管中的血红蛋白密度变高，会吸收更多的透射光，使得反射光的强度变弱，反之，当心脏舒张时，动脉血管中的血红蛋白密度变低，会吸收更少的透射光，使得反射光的强度变强，因此通过对反射光变化的分析能够得到心率等生理/心理指标。因此通过非接触式检测设备检测反射光的变化，能够获取被检测人员的心率、呼吸、血压心理压力等生理/心理指标。但是在实际部署实施的过程中由于用于采集的图像的摄像机被固定，导致不能够保证被检测人是针对摄像机的。同时对于一个场景中存在多名被检测人员，现有的非接触式检测设备会产生干扰，难以进行快速、准确的识别。
技术实现要素：
本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种自适应非接触生理采集云台摄像机装置及方法，结构简单，使用方便。
一种自适应非接触生理采集云台摄像机装置，包括图像获取模块、调节模块、存储模块以及分析处理模块；所述图像获取模块包括镜头、红外控制器、红外灯、红外滤波片、光学传感器、图像处理装置以及编码装置；所述调节模块包括预置点装置、自适应调节装置以及云台控制装置；所述分析处理模块包括人脸检测装置、人脸采集装置以及血谱分析装置；所述存储模块包括存储器；所述红外灯以及红外滤波片设置于云台摄像机的镜头以及光学传感器之间；所述红外控制器与红外灯以及红外滤波片电性连接；所述图像处理装置与编码装置、人脸检测装置以及光学传感器电性连接；所述存储器与编码装置以及血谱生理分析装置电性连接；所述人脸检测装置还与预置点迁移装置、自适应调节装置以及人脸采集装置电性连接；所述云台控制装置与预置点迁移装置以及自适应调节装置电性连接；所述人脸采集装置还与血谱生理分析装置电性连接。
一种自适应非接触生理采集方法，所述方法依赖于上述的云台摄像机装置，该方法包括如下步骤：
步骤1：图像获取模块获取帧图像，并对帧图像进行初步处理获得非压缩视频流以及编码视频流，将非压缩视频流传输给分析处理模块，将编码视频流传输给存储模块；
步骤2：分析处理模块接收非压缩视频流并对非压缩视频流进行分析处理，根据对人脸帧图像的分析处理，并将分析处理结果发送至存储模块以及调节模块；
步骤3：调节模块接收分析处理结果根据分析处理结果调节云台，返回步骤1。
进一步的，所述步骤1中获取帧图像，并对帧图像进行初步处理的步骤包括：
步骤1.1：红外控制器根据操作人员输入的控制指令判断是否打开红外模式；若打开红外模块，则打开红外灯，开启红外滤波片；若不打开红外模式，则关闭红外灯，关闭红外滤波片；
步骤1.2：光学传感器接收自然光或红外波段光，将感应到的光学信号转换为电信号发送给图像处理装置；
步骤1.3：图像处理装置接收电信号，将电信号数字化生成yuv或者rgb的帧图像，将帧图像持续输出给编码装置以及人脸检测装置；
步骤1.4：编码装置接收帧图像，并根据h.264/h.265编码协议进行编码，形成编码视频流，将编码视频流发送给存储器。
进一步的，所述步骤1.3中非压缩视频流为图像处理装置按时序输出的帧图像。
进一步的，所述步骤2中，分析处理模块对非压缩视频流的处理步骤包括：
步骤2.1：人脸检测装置接收图像处理装置发出的非压缩视频流并对人脸帧图像进行初步处理，将初步处理完成的图像数据信息发送到人脸采集装置、自适应调节装置；
步骤2.2：人脸采集装置接收初步处理后的图像数据信息，从中提取出人脸血谱信息，并将提取出的人脸血谱信息发送给血谱生理分析装置；
步骤2.3：血谱生理分析装置接收人脸血谱信息，并进行生理指标分析，得到相应的生理指标变动曲线，将分析结果传输至存储器；
所述步骤2.1中人脸检测装置对人脸帧图像的初步处理包括图像处理主流程和人脸小库老化流程。
进一步的，所述图像处理主流程包括：
步骤2.1.1：人脸检测装置进行初始化处理；所述初始化处理包括清空人脸小库，设置人脸id为0，设置人脸检测装置为非采样状态，设置采集帧数为0；
步骤2.1.2：人脸检测装置接收一帧人脸帧图像；其中若接收帧图像格式为yuv格式则转换为rgb格式；
步骤2.1.3：人脸检测装置从接收的人脸帧图像中识别人脸，如果检测到新人脸，则取最接近图像中部的人脸最为该帧图像的人脸，并设置人脸id，转步骤2.1.4；若检测到设置人脸id的人脸，则检测到旧人脸，转步骤2.1.5；若接收的人脸帧图像不存在人脸，转步骤2.1.11；
步骤2.1.4：人脸检测装置进行人脸比对；所述人脸比对为将检测到新人脸的人脸帧图像与人脸小库中的人脸进行比对，如果比对成功，说明该人脸已经进行过生理指标分析，转步骤2.1.11；如果比对不成功，说明该帧图像需要进行生理指标分析，将该帧图像传输至人脸小库入库，并设置该人脸帧图像的老化计时器为初始设定值；
步骤2.1.5：人脸检测装置获取人脸信息，所述人脸信息包括获取该帧图像的人脸矩形框、人脸角度人脸图像以及图像时戳；
步骤2.1.6：人脸检测装置进行采样状态识别；若为采样状态，转步骤2.1.7；若非采样状态，转步骤2.1.8；
步骤2.1.7：人脸检测装置将步骤2.1.5获得的人脸矩形框、人脸角度发送给自适应调节装置，并根据自适应调节装置的反馈判断采样质量；若自适应调节装置返回达到采样质量，则设置为采样状态，转步骤2.1.8；若自适应调节装置返回未达到采样质量，则转步骤2.1.12；
步骤2.1.8：人脸检测装置对人脸帧图像进行人脸跟踪检测，获得人脸特征点及特征点坐标；所述特征点坐标为人脸特征点位于该帧图像中的坐标；
步骤2.1.9：人脸检测装置将人脸id、人脸图像、图像时戳、人脸矩形框、人脸角度以及人脸特征点坐标发送给人脸采集装置；
步骤2.1.10：人脸检测装置判断采集帧数是否达到设定值；如果采集帧数达到设定值，则转步骤2.1.11；如果采集帧数没有达到设定值，则转步骤2.1.12；
步骤2.1.11：人脸检测装置向预置点迁移装置发送预置点迁移指令，并设置为非采样状态，等待设定时间，转步骤2.1.2；
步骤2.1.12：人脸检测装置向自适应调节装置发送调节指令，等待设定时间，转步骤2.1.2。
进一步的，所述人脸小库老化流程为：首先，设置老化初始值；其次，根据步骤2.1.4中的人脸比对，每比对成功一次，则老化计时器减1；人脸id的老化计时器为零，则删除该人脸id及对应的人脸图。
进一步的，所述步骤2.2中人脸采集装置提取人脸血谱信息的步骤包括：
步骤2.2.1：人脸采集装置初始化处理，包括重置人脸采样id为零，采集帧数为零；
步骤2.2.2：人脸采集装置接收人脸帧图像的信息，包括人脸id、人脸图像、图像时戳、人脸矩形框、人脸角度以及人脸特征点坐标；
步骤2.2.3：人脸采集装置判断人脸id是否与人脸采样id相等；若如果人脸id等于人脸采样id，则继续采样，转步骤2.2.5；否则，转步骤2.2.4；
步骤2.2.4：人脸采集装置清除已采样数据，重新开始采样，并设置人脸采样id＝人脸id，采集帧数＝0，转步骤2.2.2；
步骤2.2.5：人脸采集装置根据人脸特征点的坐标划分人脸区块；
步骤2.2.6：人脸采集装置提取人脸帧图像中的人脸血谱信息；
步骤2.2.7：人脸采集装置判断采集帧数是否满足设定值，如果不满足，则转步骤2.2.2；
步骤2.2.8：人脸采集装置将设定时长的人脸血谱信息进行打包，并发送给血谱生理分析装置。
进一步的，所述步骤2.3中，血谱生理分析装置的生理指标分析包括：
步骤2.3.1：接收人脸血谱信息压缩包，并解压得到人脸血谱信息；
步骤2.3.2：对特定人脸区块分别按照时序组合人脸血谱信息；其中组合人脸血谱信息为根据生理指标的分析要求将一个及以上的人脸血谱信息压缩包的内容按时间顺序拼接组成设定时长的人脸血谱信息；所述特定人脸区块根据检测目标进行确定；
步骤2.3.3：进行生理指标分析，所述生理指标分析包括如下步骤：
步骤2.3.31：将步骤2.3.2中获得的设定时长的人脸血谱信息进行小波函数滤波处理；目的是过滤掉非目标频段的信息；
步骤2.3.32：将滤波后的人脸血谱信息按照设定的时间长度进行切片；
步骤2.3.33：对每一块切片后的人脸血谱信息进行傅里叶变换得到与切片对应的目标频谱；
步骤2.3.34：将每一块目标频谱求平均值，并按照时间顺序进行排序得到目标变动曲线；
步骤2.3.4：得到最终的生理指标分析结果；
步骤2.3.5：将步骤2.3.4获得的生理指标分析结果发送给存储器。
进一步的，所述步骤3中，所述调节云台包括云台预置点迁移以及自适应调节云台姿态；所述预置点迁移的步骤包括：
步骤3.1：预置点迁移装置配置云台的预置点位，所述预置点位至少为一个，所述预置点位包括云台角度、云台焦距、预置点编号；设定最大的预置点序号为m，m≥1；
步骤3.2：预置点迁移装置设置初始轮询预置点序号为1，向云台及变焦控制模块发送初始轮询预置点的参数信息；
步骤3.3：预置点迁移装置接收人脸检测装置发出的预置点迁移指令进行预置点迁移，设云台接收到指令时所处的预置点编号为i，则i 1，如果i>m，则i重置1；向云台及变焦控制模块发送预置点i的参数信息；
其中，步骤3.2以及步骤3.3中预置点的参数信息包括云台角度、云台焦距、预置点编号；
所述自适应调节云台姿态包括：
步骤4.1：自适应调节装置接收人脸参数，包括接收人脸检测模块发送的人脸矩形框、人脸角度参数；
步骤4.2：自适应调节装置判断是否满足采样要求；如果人脸矩形框宽度像素以及人脸角度在预设范围内，认为满足采样质量要求，向人脸检测装置发送达到采样质量信息，转步骤4.1；
步骤4.3：自适应调节装置计算最优云台姿态；将人脸矩形框宽度像素与预设范围进行比较，得到焦距调整参数，将人脸角度与预设范围进行比较，得到云台角度调整参数；
步骤4.4：自适应调节装置发送云台姿态调整参数至云台控制装置，转步骤4.1；所述云台姿态调整参数包括云台角度调整参数以及焦距调整参数。
采用本发明的有益效果是：
本发明通过设置能够自适应调节焦距的云台，实现云台获取的人脸图像的人脸大小能够满足检测要求，能够适应被检测人与云台的距离不同的情况。
本发明通过设置人脸小库和人脸老化计时器，大大加快装置的运行速度，同时减少对于相同人脸的重复检测。
本发明通过云台对预置点的设置和扫描，实现云台摄像机能够覆盖检测设定的场景范围内的所有被检测人员。
附图说明
图1为本发明的结构关系图；
图2为本发明的云台摄像机预置点示意图；
图3为本发明的人脸检测装置的流程框图；
图4为本发明的人脸采集装置的流程框图；
图5为本发明的血谱生理分析装置的流程框图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例一
如图1所示，一种自适应非接触生理采集云台摄像机装置，包括图像获取模块、调节模块、存储模块以及分析处理模块。所述图像获取模块用于获取被检测人的人脸图像，图像获取模块包括镜头、红外控制器、红外灯、红外滤波片、光学传感器、图像处理装置以及编码装置。所述调节模块用于调节云台摄像机的拍摄角度以及焦距等，调节模块包括预置点装置、自适应调节装置以及云台控制装置。所述分析处理模块包括人脸检测装置、人脸采集装置以及血谱分析装置。所述存储模块包括存储器。
所述红外控制器与红外灯以及红外滤波片电性连接；所述图像处理装置与编码装置、人脸检测装置以及光学传感器电性连接；所述存储器与编码装置以及血谱生理分析装置电性连接；所述人脸检测装置还与预置点迁移装置、自适应调节装置以及人脸采集装置电性连接；所述云台控制装置与预置点迁移装置以及自适应调节装置电性连接；所述人脸采集装置还与血谱生理分析装置电性连接
所述红外灯以及红外滤波片设置于云台摄像机的镜头以及光学传感器之间。所述红外控制器与红外灯以及红外滤波片电性连接，红外控制器能够控制红外灯以及红外滤波片的打开和关闭，当红外灯以及红外滤波片关闭的时候，光学传感器接收自然光波段，形成彩色的图像；当红外灯以及红外滤波片打开的时候，光学传感器接收红外光波段，形成黑白的图像。所述光学传感器能够接收的自然光波段或者红外光波段，并且将接收到的光波段信号转换为电信号。所述图像处理装置能够接收电信号并将接收的电信号转换为yuv或者rgb的帧图像，并转换成的帧图像按照接收时间顺序进行排序，形成非压缩视频流，并发送给编码装置以及分析处理模块。所述编码装置能够接收非压缩视频流，并对非压缩视频流进行h.264/h.265编码形成编码视频流传输到存储模块。
所述存储模块能够接收图像获取模块获取的编码视频流，并将编码视频流进行存储，便于后续的回放、录像等操作；存储模块还会接收分析处理模块的处理结果。存储模块电性连接有显示装置，能够将接收的分析处理模块的处理结果进行实时显示。
所述人脸检测装置能够接收图像处理装置转换成的非压缩视频流，并将转换成的非压缩视频流与人脸小库进行人脸比对，如果比对成功，说明该非压缩视频流中的人脸已经进行过生理指标的检测，并将该非压缩视频流与人脸小库中比对成功的人脸进行关联存储；如果比对不成功，则说明该非压缩视频流中的人脸帧图像需要进行生理指标的检测，并获取人脸矩形框以及人脸角度的信息，同时对人脸帧图像进行人脸小库入库处理。人脸检测装置的工作状态包括采样状态和非采样状态。所述人脸小库存储于存储模块中。
若人脸检测装置处于采样状态，则人脸检测装置开始获取人脸特征点，所述人脸特征点包括人脸轮廓、嘴唇、鼻子、眼眶、眉毛、额头。随后人脸检测装置将人脸信息发送给人脸采集装置，所述人脸信息包括人脸的帧图像以及人脸特征点。如果采集的人脸帧图像的数量达到设定值，则控制预置点迁移装置进行预置点迁移；如果未达到设定值，则图像获取模块继续采样。
若人脸检测装置处于非采样状态，则将人脸矩形框和人脸角度信息发送给自适应调节装置，由自适应调节装置分析是否满足设定的采样质量要求。如果满足设定的采样质量要求，则人脸检测装置开始获取人脸特征点；随后人脸检测装置将人脸信息发送给人脸采集装置，所述人脸信息包括人脸的帧图像以及人脸特征点；随后由人脸检测装置判断采集的人脸帧图像的数量是否达到设定值，如果采集的人脸帧图像的数量达到设定值，则控制预置点迁移装置进行预置点迁移；如果未达到设定值，则图像获取模块继续采样。如果没有满足设定的采样质量要求，则根据重新获取的人脸帧图像，重新开始分析。
如图2所示，所述预置点迁移装置能够通过配置至少一个预置点的位置信息，调节云台的姿态。所述预置点设置有编号，云台初始的预置点编号为一的预置点位，云台根据预置点迁移指令，进行姿态调整，所述云台姿态包括云台角度以及云台摄像机镜头焦距。所述预置点迁移指令由人脸检测装置发出。
所述自适应调节装置能够根据人脸检测装置处理获得的人脸矩形框大小和人脸角度去分析判断人脸帧图像是否满足人脸采集装置设定的采样质量要求，所述判断过程包括判断人脸矩形框的大小是否达到设定值以及判断人脸角度是否在设定范围内。如果不满足人脸采集装置设定的采样质量要求则调节云台姿态。
所述云台控制装置能够根据预置点迁移装置或者自适应调节装置的指令，调节云台的预置点或云平台的姿态。
所述人脸采集装置根据人脸特征点在人脸矩形框中的坐标值来划分人脸区块，从人脸区块中提取出rgb或者灰度值信息。其中对于彩色图像，提取人脸区块的rgb信息；对于黑白图像，提取人脸图像的灰度值信息，并且r＝g＝b＝灰度值。人脸采集装置通过对非压缩视频流的每一帧都做上述的处理，从而得到按时间排序的人脸区块的rgb或者灰度值序列信息，也就是非压缩视频流对应时间段的人脸血谱信息。
所述血谱生理分析装置从人脸采集装置接收打包的人脸血谱信息，对人脸血谱信息进行生理指标分析，所述生理指标分析包括心率、呼吸、血压的分析。
一种基于上述自适应非接触生理采集云台摄像机装置的非接触式生理采集方法，包括如下步骤：
步骤1：图像获取模块获取帧图像，并对帧图像进行初步处理获得非压缩视频流以及编码视频流，将非压缩视频流传输给分析处理模块，将编码视频流传输给存储模块；
步骤2：分析处理模块接收非压缩视频流并对非压缩视频流进行分析处理，根据对人脸帧图像的分析处理，并将分析处理结果发送至存储模块以及调节模块；
步骤3：调节模块接收分析处理结果根据分析处理结果调节云台，返回步骤1。
所述步骤1中获取帧图像，并对帧图像进行初步处理的步骤包括：
步骤1.1：红外控制器根据操作人员输入的控制指令判断是否打开红外模式；若打开红外模块，则打开红外灯，开启红外滤波片；若不打开红外模式，则关闭红外灯，关闭红外滤波片；
步骤1.2：光学传感器接收自然光或红外波段光，将感应到的光学信号转换为电信号发送给图像处理装置；
步骤1.3：图像处理装置接收电信号，将电信号数字化生成yuv或者rgb的帧图像，将帧图像持续输出给编码装置以及人脸检测装置；
步骤1.4：编码装置接收帧图像，并根据h.264/h.265编码协议进行编码，形成编码视频流，将编码视频流发送给存储器。
所述步骤1.3中图像处理装置将帧图像持续输出过程中，将帧图像按时序排序，按时序排序的帧图像序列形成了非压缩视频流。
所述步骤2中，分析处理模块对非压缩视频流的处理步骤包括：
步骤2.1：人脸检测装置接收图像处理装置发出的非压缩视频流并对人脸帧图像进行初步处理，将初步处理完成的图像数据信息发送到人脸采集装置、自适应调节装置；
步骤2.2：人脸采集装置接收初步处理后的图像数据信息，从中提取出人脸血谱信息，并将提取出的人脸血谱信息发送给血谱生理分析装置；
步骤2.3：血谱生理分析装置接收人脸血谱信息，并进行生理指标分析，得到相应的生理指标变动曲线，将分析结果传输至存储器。
如图3所示，其中，步骤2.1中人脸检测装置对人脸帧图像的初步处理包括图像处理主流程和人脸小库老化流程，所述图像处理主流程包括：
步骤2.1.1：人脸检测装置进行初始化处理；所述初始化处理包括清空人脸小库，设置人脸id为0，设置人脸检测装置为非采样状态，设置采集帧数为0；
步骤2.1.2：接收一帧人脸帧图像；其中若接收帧图像格式为yuv格式则转换为rgb格式；
步骤2.1.3：从接收的人脸帧图像中识别人脸，如果检测到新人脸，则取最接近图像中部的人脸最为该帧图像的人脸，并设置人脸id，转步骤2.1.4；若检测到设置人脸id的人脸，则检测到旧人脸，转步骤2.1.5；若接收的人脸帧图像不存在人脸，转步骤2.1.11；
步骤2.1.4：进行人脸比对；所述人脸比对为将检测到新人脸的人脸帧图像与人脸小库中的人脸进行比对，如果比对成功，说明该人脸已经进行过生理指标分析，转步骤2.1.11；如果比对不成功，说明该帧图像需要进行生理指标分析，将该帧图像传输至人脸小库入库，并设置该人脸帧图像的老化计时器为初始设定值；
步骤2.1.5：获取人脸信息，所述人脸信息包括获取该帧图像的人脸矩形框、人脸角度人脸图像以及图像时戳；
步骤2.1.6：采样状态识别；若为采样状态，转步骤2.1.7；若非采样状态，转步骤2.1.8；
步骤2.1.7：将步骤2.1.5获得的人脸矩形框、人脸角度发送给自适应调节装置，并根据自适应调节装置的反馈判断采样质量；若自适应调节装置返回达到采样质量，则设置为采样状态，转步骤2.1.8；若自适应调节装置返回未达到采样质量，则转步骤2.1.12；
步骤2.1.8：对人脸帧图像进行人脸跟踪检测，获得人脸特征点及特征点坐标；所述特征点坐标为人脸特征点位于该帧图像中的坐标；
步骤2.1.9：将人脸id、人脸图像、图像时戳、人脸矩形框、人脸角度以及人脸特征点坐标发送给人脸采集装置；
步骤2.1.10：判断采集帧数是否达到设定值；如果采集帧数达到设定值，则转步骤2.1.11；如果采集帧数没有达到设定值，则转步骤2.1.12；
步骤2.1.11：向预置点迁移装置发送预置点迁移指令，并设置为非采样状态，等待设定时间，转步骤2.1.2；
步骤2.1.12：向自适应调节装置发送调节指令，等待设定时间，转步骤2.1.2。
所述步骤2.1.3中设置人脸id为依序设置；所述检测到新人脸该帧为该帧人脸帧图像中出现区别于现有人脸id的人脸；所述检测到旧人脸为检测到现有人脸id的人脸。
所述人脸小库老化流程为：首先，设置老化初始值；其次，依据步骤2.1.4中的人脸比对，每比对成功一次，则老化计时器减1；若某人脸id的老化计时器为零，则删除该人脸id及对应的人脸图。
如图4所示，所述步骤2.2中人脸采集装置提取人脸血谱信息的步骤包括：
步骤2.2.1：人脸采集装置初始化处理，包括重置人脸采样id为零，采集帧数为零；
步骤2.2.2：接收人脸帧图像的信息，包括人脸id、人脸图像、图像时戳、人脸矩形框、人脸角度以及人脸特征点坐标；
步骤2.2.3：判断人脸id是否与人脸采样id相等；若如果人脸id等于人脸采样id，则继续采样，转步骤2.2.5；否则，转步骤2.2.4；
步骤2.2.4：清除已采样数据，重新开始采样，并设置人脸采样id＝人脸id，采集帧数＝0，转步骤2.2.2；
步骤2.2.5：根据人脸特征点的坐标划分人脸区块；
步骤2.2.6：提取人脸帧图像中的人脸血谱信息；
步骤2.2.7：判断采集帧数是否满足设定值，如果不满足，则转步骤2.2.2；
步骤2.2.8：将设定时长的人脸血谱信息进行打包，并发送给血谱生理分析装置。
其中，步骤2.2.6中所述人脸血谱信息包括人脸区块的rgb或灰度值信息，不同的生理指标对应不同人脸区块的区块信息，其中对于彩色图像，提取人脸区块的rgb信息；对于黑白图像，提取人脸图像的灰度值信息，并且r＝g＝b＝灰度值。在本实施例中，为了提升准确度，对于待分析的生理指标可以同时采集多个相关的区块信息。
如图5所示，所述步骤2.3中，血谱生理分析装置的生理指标分析包括：
步骤2.3.1：接收人脸血谱信息压缩包，并解压得到人脸血谱信息；
步骤2.3.2：对特定人脸区块分别按照时序组合人脸血谱信息；其中组合人脸血谱信息为根据生理指标的分析要求将一个及以上的人脸血谱信息压缩包的内容按时间顺序拼接组成设定时长的人脸血谱信息；所述特定人脸区块根据检测目标进行确定，比如心率检测对应特定的心率检测区块；
步骤2.3.3：进行生理指标分析，所述生理指标分析包括如下步骤：
步骤2.3.31：将步骤2.3.2中获得的设定时长的人脸血谱信息进行小波函数滤波处理；目的是过滤掉非目标频段的信息，以心率的分析为例，进行小波函数滤波能够过滤掉非心率频段的信息；
步骤2.3.32：将滤波后的人脸血谱信息按照设定的时间长度进行切片；
步骤2.3.33：对每一块切片后的人脸血谱信息进行傅里叶变换得到与切片对应的目标频谱，比如心率频谱；
步骤2.3.34：将每一块目标频谱求平均值，并按照时间顺序进行排序得到目标变动曲线，比如心率变动曲线；
步骤2.3.4：从特定区块的目标变动曲线中挑选信号质量最好的作为最终的生理指标分析结果；其中信号质量根据信噪比进行确定；
步骤2.3.5：将步骤2.3.4获得的生理指标分析结果发送给存储器。
所述步骤3中，所述调节云台包括云台预置点迁移以及自适应调节云台姿态。
所述预置点迁移的步骤包括：
步骤3.1：配置云台的预置点位，可以配置多个预置点位，所述预置点位至少为一个，所述预置点位包括云台角度、云台焦距、预置点编号等；设定最大的预置点序号为m，m≥1；
步骤3.2：设置初始轮询预置点序号为1，向云台及变焦控制模块发送初始轮询预置点的参数信息；
步骤3.3：接收人脸检测装置发出的预置点迁移指令进行预置点迁移，设云台接收到指令时所处的预置点编号为i，则i 1，如果i>m，则i重置1；向云台及变焦控制模块发送预置点i的参数信息。
其中，步骤3.2以及步骤3.3中预置点的参数信息包括云台角度、云台焦距、预置点编号等。
所述自适应调节云台姿态的步骤包括：
步骤4.1：接收人脸参数，包括接收人脸检测模块发送的人脸矩形框、人脸角度等参数；
步骤4.2：判断是否满足采样要求；如果人脸矩形框宽度像素以及人脸角度在预设范围内，认为满足采样质量要求，向人脸检测装置发送达到采样质量信息，转步骤4.1；
步骤4.3：计算最优云台姿态；将人脸矩形框宽度像素与预设范围进行比较，得到焦距调整参数，将人脸角度与预设范围进行比较，得到云台角度调整参数；
步骤4.4：发送云台姿态调整参数至云台控制装置，转步骤4.1；所述云台姿态调整参数包括云台角度调整参数以及焦距调整参数。
其中步骤4.3，在本实施例中最优云台姿态为人脸矩形框宽度像素在150-250之间；人脸的左右角度在0-15度，上下角度在0-30度之间。
实施例二
一种非红外的自适应非接触生理采集云台摄像机装置，包括图像获取模块、调节模块、存储模块以及分析处理模块。所述图像获取模块用于获取被检测人的人脸图像，图像获取模块包括光学传感器、图像处理装置以及编码装置。
以上所述，只是本发明的具体实施例，并非对本发明做出任何形式上的限制，在不脱离本发明的技术方案基础上，所做出的简单修改、等同变化或修饰，均落入本发明的保护范围。
1.一种自适应非接触生理采集云台摄像机装置，其特征在于，包括图像获取模块、调节模块、存储模块以及分析处理模块；所述图像获取模块包括镜头、红外控制器、红外灯、红外滤波片、光学传感器、图像处理装置以及编码装置；所述调节模块包括预置点装置、自适应调节装置以及云台控制装置；所述分析处理模块包括人脸检测装置、人脸采集装置以及血谱分析装置；所述存储模块包括存储器；所述红外灯以及红外滤波片设置于云台摄像机的镜头以及光学传感器之间；所述红外控制器与红外灯以及红外滤波片电性连接；所述图像处理装置与编码装置、人脸检测装置以及光学传感器电性连接；所述存储器与编码装置以及血谱生理分析装置电性连接；所述人脸检测装置还与预置点迁移装置、自适应调节装置以及人脸采集装置电性连接；所述云台控制装置与预置点迁移装置以及自适应调节装置电性连接；所述人脸采集装置还与血谱生理分析装置电性连接。
2.一种自适应非接触生理采集方法，其特征在于，所述方法依赖于权利要求1所述的云台摄像机装置，该方法包括如下步骤：
步骤1：图像获取模块获取帧图像，并对帧图像进行初步处理获得非压缩视频流以及编码视频流，将非压缩视频流传输给分析处理模块，将编码视频流传输给存储模块；
步骤2：分析处理模块接收非压缩视频流并对非压缩视频流进行分析处理，根据对人脸帧图像的分析处理，并将分析处理结果发送至存储模块以及调节模块；
步骤3：调节模块接收分析处理结果根据分析处理结果调节云台，返回步骤1。
3.根据权利要求2所述的一种自适应非接触生理采集方法，其特征在于，所述步骤1中获取帧图像，并对帧图像进行初步处理的步骤包括：
步骤1.1：红外控制器根据操作人员输入的控制指令判断是否打开红外模式；
若打开红外模块，则打开红外灯，开启红外滤波片；若不打开红外模式，则关闭红外灯，关闭红外滤波片；
步骤1.2：光学传感器接收自然光或红外波段光，将感应到的光学信号转换为电信号发送给图像处理装置；
步骤1.3：图像处理装置接收电信号，将电信号数字化生成yuv或者rgb的帧图像，将帧图像持续输出给编码装置以及人脸检测装置；
步骤1.4：编码装置接收帧图像，并根据h.264/h.265编码协议进行编码，形成编码视频流，将编码视频流发送给存储器。
4.根据权利要求3所述的一种自适应非接触生理采集方法，其特征在于，所述步骤1.3中非压缩视频流为图像处理装置按时序输出的帧图像。
5.根据权利要求2所述的一种自适应非接触生理采集方法，其特征在于，所述步骤2中，分析处理模块对非压缩视频流的处理步骤包括：
步骤2.1：人脸检测装置接收图像处理装置发出的非压缩视频流并对人脸帧图像进行初步处理，将初步处理完成的图像数据信息发送到人脸采集装置、自适应调节装置；
步骤2.2：人脸采集装置接收初步处理后的图像数据信息，从中提取出人脸血谱信息，并将提取出的人脸血谱信息发送给血谱生理分析装置；
步骤2.3：血谱生理分析装置接收人脸血谱信息，并进行生理指标分析，得到相应的生理指标变动曲线，将分析结果传输至存储器；
所述步骤2.1中人脸检测装置对人脸帧图像的初步处理包括图像处理主流程和人脸小库老化流程。
6.根据权利要求5所述的一种自适应非接触生理采集方法，其特征在于，所述图像处理主流程包括：
步骤2.1.1：人脸检测装置进行初始化处理；所述初始化处理包括清空人脸小库，设置人脸id为0，设置人脸检测装置为非采样状态，设置采集帧数为0；
步骤2.1.2：人脸检测装置接收一帧人脸帧图像；其中若接收帧图像格式为yuv格式则转换为rgb格式；
步骤2.1.3：人脸检测装置从接收的人脸帧图像中识别人脸，如果检测到新人脸，则取最接近图像中部的人脸最为该帧图像的人脸，并设置人脸id，转步骤2.1.4；若检测到设置人脸id的人脸，则检测到旧人脸，转步骤2.1.5；若接收的人脸帧图像不存在人脸，转步骤2.1.11；
步骤2.1.4：人脸检测装置进行人脸比对；所述人脸比对为将检测到新人脸的人脸帧图像与人脸小库中的人脸进行比对，如果比对成功，说明该人脸已经进行过生理指标分析，转步骤2.1.11；如果比对不成功，说明该帧图像需要进行生理指标分析，将该帧图像传输至人脸小库入库，并设置该人脸帧图像的老化计时器为初始设定值；
步骤2.1.5：人脸检测装置获取人脸信息，所述人脸信息包括获取该帧图像的人脸矩形框、人脸角度人脸图像以及图像时戳；
步骤2.1.6：人脸检测装置进行采样状态识别；若为采样状态，转步骤2.1.7；
若非采样状态，转步骤2.1.8；
步骤2.1.7：人脸检测装置将步骤2.1.5获得的人脸矩形框、人脸角度发送给自适应调节装置，并根据自适应调节装置的反馈判断采样质量；若自适应调节装置返回达到采样质量，则设置为采样状态，转步骤2.1.8；若自适应调节装置返回未达到采样质量，则转步骤2.1.12；
步骤2.1.8：人脸检测装置对人脸帧图像进行人脸跟踪检测，获得人脸特征点及特征点坐标；所述特征点坐标为人脸特征点位于该帧图像中的坐标；
步骤2.1.9：人脸检测装置将人脸id、人脸图像、图像时戳、人脸矩形框、人脸角度以及人脸特征点坐标发送给人脸采集装置；
步骤2.1.10：人脸检测装置判断采集帧数是否达到设定值；如果采集帧数达到设定值，则转步骤2.1.11；如果采集帧数没有达到设定值，则转步骤2.1.12；
步骤2.1.11：人脸检测装置向预置点迁移装置发送预置点迁移指令，并设置为非采样状态，等待设定时间，转步骤2.1.2；
步骤2.1.12：人脸检测装置向自适应调节装置发送调节指令，等待设定时间，转步骤2.1.2。
7.根据权利要求6所述的一种自适应非接触生理采集方法，其特征在于，所述人脸小库老化流程为：首先，设置老化初始值；其次，根据步骤2.1.4中的人脸比对，每比对成功一次，则老化计时器减1；若人脸id的老化计时器为零，则删除该人脸id及对应的人脸图。
8.根据权利要求5所述的一种自适应非接触生理采集方法，其特征在于，所述步骤2.2中人脸采集装置提取人脸血谱信息的步骤包括：
步骤2.2.1：人脸采集装置初始化处理，包括重置人脸采样id为零，采集帧数为零；
步骤2.2.2：人脸采集装置接收人脸帧图像的信息，包括人脸id、人脸图像、图像时戳、人脸矩形框、人脸角度以及人脸特征点坐标；
步骤2.2.3：人脸采集装置判断人脸id是否与人脸采样id相等；若如果人脸id等于人脸采样id，则继续采样，转步骤2.2.5；否则，转步骤2.2.4；
步骤2.2.4：人脸采集装置清除已采样数据，重新开始采样，并设置人脸采样id＝人脸id，采集帧数＝0，转步骤2.2.2；
步骤2.2.5：人脸采集装置根据人脸特征点的坐标划分人脸区块；
步骤2.2.6：人脸采集装置提取人脸帧图像中的人脸血谱信息；
步骤2.2.7：人脸采集装置判断采集帧数是否满足设定值，如果不满足，则转步骤2.2.2；
步骤2.2.8：人脸采集装置将设定时长的人脸血谱信息进行打包，并发送给血谱生理分析装置。
9.根据权利要求8所述的一种自适应非接触生理采集方法，其特征在于，所述步骤2.3中，血谱生理分析装置的生理指标分析包括：
步骤2.3.1：接收人脸血谱信息压缩包，并解压得到人脸血谱信息；
步骤2.3.2：对特定人脸区块分别按照时序组合人脸血谱信息；其中组合人脸血谱信息为根据生理指标的分析要求将一个及以上的人脸血谱信息压缩包的内容按时间顺序拼接组成设定时长的人脸血谱信息；所述特定人脸区块根据检测目标进行确定；
步骤2.3.3：进行生理指标分析，所述生理指标分析包括如下步骤：
步骤2.3.31：将步骤2.3.2中获得的设定时长的人脸血谱信息进行小波函数滤波处理；
步骤2.3.32：将滤波后的人脸血谱信息按照设定的时间长度进行切片；
步骤2.3.33：对每一块切片后的人脸血谱信息进行傅里叶变换得到与切片对应的目标频谱；
步骤2.3.34：将每一块目标频谱求平均值，并按照时间顺序进行排序得到目标变动曲线；
步骤2.3.4：得到最终的生理指标分析结果；
步骤2.3.5：将步骤2.3.4获得的生理指标分析结果发送给存储器。
10.根据权利要求9所述的一种自适应非接触生理采集方法，其特征在于，所述步骤3中，所述调节云台包括云台预置点迁移以及自适应调节云台姿态；所述预置点迁移的步骤包括：
步骤3.1：预置点迁移装置配置云台的预置点位，所述预置点位至少为一个，所述预置点位包括云台角度、云台焦距、预置点编号；设定最大的预置点序号为m，m≥1；
步骤3.2：预置点迁移装置设置初始轮询预置点序号为1，向云台及变焦控制模块发送初始轮询预置点的参数信息；
步骤3.3：预置点迁移装置接收人脸检测装置发出的预置点迁移指令进行预置点迁移，设云台接收到指令时所处的预置点编号为i，则i 1，如果i>m，则i重置1；向云台及变焦控制模块发送预置点i的参数信息；
其中，步骤3.2以及步骤3.3中预置点的参数信息包括云台角度、云台焦距、预置点编号；
所述自适应调节云台姿态的步骤包括：
步骤4.1：自适应调节装置接收人脸参数，包括接收人脸检测模块发送的人脸矩形框、人脸角度参数；
步骤4.2：自适应调节装置判断是否满足采样要求；如果人脸矩形框宽度像素以及人脸角度在预设范围内，认为满足采样质量要求，向人脸检测装置发送达到采样质量信息，转步骤4.1；
步骤4.3：自适应调节装置将人脸矩形框宽度像素与预设范围进行比较，得到焦距调整参数，将人脸角度与预设范围进行比较，得到云台角度调整参数；
步骤4.4：自适应调节装置发送云台姿态调整参数至云台控制装置，转步骤4.1；所述云台姿态调整参数包括云台角度调整参数以及焦距调整参数。
技术总结