CN1477858A - 自动辨识追踪移动物体及清晰影样取得方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动辨识追踪移动物体及清晰影样取得方法，其是利用移动中物体在数字影像中所产生的运动向量作为控制参数，驱使附有电机传动机制的影像摄取设备，能够针对移入视界中的物体或处于视界中正移动的物体进行追踪，实时将该物体置入视野中心，并可搭配自动对焦、放大视野、监录与警示等功能，提供更明确的检测搜索信息。

Description

自动辨识追踪移动物体及清晰影样取得方法

技术领域

本发明涉及一种自动辨识追踪移动物体及清晰影样取得方法，尤指一种可利用数字影像处理技术，以从连续摄取的影像序列中，通过方块对比最小平均差值操作，抽取出移动物体的运作向量，并借此运动向量作为控制参数反馈至附有电机传动机制的影像摄取设备，以控制镜头自动追踪移动物体，同时，可搭配距离测量机制，更进一步提供该物体自动对焦、局部放大等细部信息作为分析、搜证及观测等数据。

背景技术

公知的相关应用中多使用影像摄取装置(如CCD)作为对标的物周围环境的监控，且(或)搭配人力监看。自动感应装置(如红外线热感应器)等达到预警目的。传统的影像摄取***多采用固定视界、定时周期巡航视界、或者人工控制或主动光感知控制视界等方法来对标的周围监控，其影像摄取装置分别安装于固定式、自动定时定点可旋转式及人工操控或主动光感知操控的可旋转式运台上。由于采用固定视界的固定式装置的缺陷在于监视视界固定，故易有死角问题。

采用定时周期巡视界的定时周期转动的设备虽可增加宽广的视野，仍会有移动时的死角，因缺乏机动监视弹性，致使对突发环境状况无法确实掌握，且仍需要人力监控。并且因为要增加监视视角的角度，却造成了影像分辨率变差，经常看到所录的小影像几乎模糊得无法辨识。而且，长时间的记录还耗用了大量的记录媒体。

采用人工操控或主动光感知控制视界的人工控制或主动光感知控制的设备，虽可弥补突发环境状况的掌握，针对环境变化做最新的信息搜集更新，但相对地也付出额外的成本(如人力或复杂的数组信号感测***)。且在设备上，光感知控制还是无法做出对象辨识功能，而且不能避免人为的流失，或因人的疲劳所造成的疏忽。

发明内容

本发明设计出一自动辨识追踪移动物体及清晰影样取得方法，其不需搭配主动光波组件(如无线电波、红外线等)，而是利用移动中物体在数字影像中所产生的运动向量作为控制参数，驱使附有电机传动机制的影像摄取设备，能够针对移入视界中的物体或处于视界中正移动的物体进行追踪，实时将该物体置入视野中心，并可搭配自动对焦、放大视野、监录及警示等功能，提供更明确的检测搜索信息。

本发明的一目的在于提供一算法检测技术，以便该检测设备能同时锁定多个移动目标物，并根据自订规则加以选择。

本发明的另一目的在于提供一可应用于自动门禁、监控、保全等领域的自动辨识追踪移动物体的方法，也可用于交互式玩具应用，作为电子宠物视觉的基础，随时对周围状况反映。

本发明的目的是这样实现的：

本发明公开了一种自动辨识追踪移动物体方法，它包括下列步骤：

(a)开始扫描影像；

(b)已检测到移动物体；

(c)将该物体编号；

(d)计算其所在位置；

(e)判别该物体是否移出监视范围，若是，记录数据，否则，判别该物体影像是否置入视野中心，若未置入视野中心，驱动转动摄取影像设各的电机传动机制追踪该物体，令该物体置入视野中心，回至步骤(d)。

所述的自动辨识追踪移动物体方法，所述的步骤(a)可通过单一具有放大(ZOOM)功能的影像摄取设备扫描影像。

所述的自动辨识追踪移动物体方法，所述的步骤(a)可通过两影像摄取设备扫描影像，其中之一为低价低分辨率的固定的广角影像摄取设备，另一为高分辨率具转向机构及局部放大功能的影像摄取设备。

所述的自动辨识追踪移动物体方法，所述的步骤(d)可通过方块对比最小平均差值操作，抽取出移动物体的运作向量，借此运动向量作为控制参数，并反馈至附有电机传动机制的影像摄取设备，以控制镜头自动追踪移动物体。

所述的自动辨识追踪移动物体方法，所述的可搭配距离测量机制，进一步提供该物体自动对焦、放大视野、监录与警示信息作为分析、搜证及观测数据。

为了能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1是本发明的一实施例图；

图2是本发明的架构图；

图3是本发明的流程图；

图4是本发明的另一实施例图；

图5是本发明方块对比法则的说明图。

具体实施方式

本发明是一种自动辨识追踪移动物体及清晰影样取得方法，其是利用数字影像处理技术，以从连续摄取的影像序列中，通过方块对比最小平均差值操作，抽取出移动物体的运作向量，借此运动向量作为控制参数，并反馈至附有电机传动机制的影像摄取设备，以控制镜头自动追踪移动物体，并可搭配自动对焦、放大视野、监录与警示等功能，提供更明确的检测搜索信息。

请参阅图5，是前述方块对比法则的说明图。若移动物体在前影像P中坐标为(i，j)，则可在后影像N上每一点坐标逐一搜寻，找到∑_{m，n＝1∶8}(N(k+m，l+n)-P(i+m，j+n))/64发生最小值时的坐标(k，l)，此时移动向量D＝(k-i，l-j)。其中N(k+m，l+n)代表在N影像中(k+m，l+n)坐标点的影像亮度值；P(i+m，j+n)代表在P影像中(i+m，j+n)坐标点的影像亮度值。

在本发明的实施例中，该方块对比最小平均差值操作如下：

将连续输入的两张影像(设为前P(i，j)与后N(K，l)影像)均切割为M*N(例如8*8)点阵区块，当有物体移动时，两张影像在移动区将产生差值，可经由对比前影像的区块在后影像中相近坐标的区块里，找到一个最佳近似的区块，此两区块的坐标差即代表运动物体的移动向量。而最佳近似区块的选择则以方程式∑_{m，n＝1∶8}(N(k+m，l+n)-p(i+m，j+n))/64发生最小值时的N中方块为准。此时移动向量(二维)即为D＝(k-i，l-j)。将D向量(像素点数)与镜头视角做一转化，即可提供正确反馈参数，驱使该影像摄取设备转动，以将该物体移入影像中心。

再参阅图1及图2，其设备组件包括具有镜头放大(XOOM)功能的影像摄取设备1、转动该影像摄取设备的电机2、控制模块3及通报***4，其中：

影像摄取设备1是采用具自动对焦、放大功能的摄影机。

通报***4可通过警报器、灯光、网络信息或无线电信通报等。

控制模块3可为个人计算机或微控器等，其设有一微处理器31，该微处理器31是通过输入端口32与影像摄取设备1的输出相连接，输出端口33分别与通报***4、电机2、镜头11相连接，且微处理器31与内存34连接。

请参阅图3，是本发明的流程图。一开始，扫描影像输入31，并判断是否检测到移动物？32。

若未检测到移动物，回至步骤31，否则，进行辨识工作，即，将检测到移动物并编号321，并计算该移动物所在位置322，接着，判别该物体是否移出监视范围？33。

若该物体已移出监视范围，将数据记录331，并判别是否终止监视？34。

若要终止监视，结束工作，否则，回至步骤31。

若该物体未移出监视范围，则判别该物体的影像是否置入视野中心？35。

若否，驱动电机传动机制追踪物体351，令该物体置入视野中心352，并执行步骤322；否则，进行辨识工作，计算该物体大小353，接着，判别影像大小是否适当？36。

若否，依该物体大小控制ZOOM功能，然后，将该物体影像输入362，并执行步骤353；否则，记录该影像数据363，并辨识该物体364，将此通过声光信息等通报***365，然后，执行步骤34。

请参阅图4，是本发明的另一实施例图。其也可利用两个影像摄取设备来摄取画面，其中之一为低价低分辨率的固定的广角影像摄取设备5，另一为高分辨率具转向机构及局部放大功能的影像摄取设备1。

综上所述，通过本发明的***设备与软件规划，具有如下述特点：

(1)能对运动物体自动追踪、进而提供细部信息或相对反应。

(2)免除人力资源或复杂检测数组组件的支出。

(3)采用算法检测技术，能同时锁定多个移动目标物，并根据自订规则加以选择。

(4)算法实现方式富弹性，可快速修正后应用于各种特定场合或特殊要求。

(5)***兼容于现行的其它***，也可辅以人力双重控管。

以上所述仅为本发明最佳的具体实施例，本发明的特征并不局限于此，任何本领域普通技术人员，显而易见的等效变化或修饰，都可涵盖在本发明的专利范围。

Claims (5)

1.一种自动辨识追踪移动物体方法，其特征在于，它包括下列步骤：

(a)开始扫描影像；

(b)已检测到移动物体；

(c)将该物体编号；

(d)计算其所在位置；

(e)判别该物体是否移出监视范围，若是，记录数据，否则，判别该物体影像是否置入视野中心，若未置入视野中心，驱动转动摄取影像设各的电机传动机制追踪该物体，令该物体置入视野中心，回至步骤(d)。

2.如权利要求1所述的自动辨识追踪移动物体方法，其特征在于所述的步骤(a)可通过单一具有放大(ZOOM)功能的影像摄取设备扫描影像。

3.如权利要求1所述的自动辨识追踪移动物体方法，其特征在于所述的步骤(a)可通过两影像摄取设备扫描影像，其中之一为低价低分辨率的固定的广角影像摄取设备，另一为高分辨率具转向机构及局部放大功能的影像摄取设备。

4.如权利要求1所述的自动辨识追踪移动物体方法，其特征在于所述的步骤(d)可通过方块对比最小平均差值操作，抽取出移动物体的运作向量，借此运动向量作为控制参数，并反馈至附有电机传动机制的影像摄取设备，以控制镜头自动追踪移动物体。

5.如权利要求1所述的自动辨识追踪移动物体方法，其特征在于所述的可搭配距离测量机制，进一步提供该物体自动对焦、放大视野、监录与警示信息作为分析、搜证及观测数据。

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