TWI400670B - 多層次侵入事件偵測系統與方法及其電腦程式產品 - Google Patents

多層次侵入事件偵測系統與方法及其電腦程式產品 Download PDF

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Description

多層次侵入事件偵測系統與方法及其電腦程式產品
本發明是有關於一種多層次侵入事件偵測系統與方法。
入侵偵測是時下最熱門的智慧型視覺辨識技術，近來隨著電腦運算能力的提昇，以及影像處理技術的開發，以影像為基之事件偵測逐漸成為安全監控系統之重要功能。目前各種事件偵測的技術中，以入侵偵測最為成熟，所有號稱智慧型攝影機或影像伺服器皆有提供這一類事件的偵測。入侵代表移動物由無需防護的一邊進到需防護的另一邊，因此在偵測前通常要先設定可區分內邊和外邊的有限區域，或是設定可區別無需防護區域與需防護區域之間的絆線，再依此判定移動物是否入侵至系統或使用者所關心的範圍(region of interest)內。
目前入侵偵測的設定都只能由人工手動設定，通常系統提供一個操作界面，讓使用者在影像或圖片上畫出區域或絆線(Tripwire)所需的線段。這種方法在少數幾台攝影機的監控系統是可行的，但是對於百台以上的大系統而言，這種設定方法非常耗費人工，而且因各攝影機是獨立設定，若無系統化的方法進行條件的設定與檢核，並不能保證能將所有該設定的條件都準確無誤的設定到各對應的攝影機上，使用者也很難驗證這些設定是否合乎需求。
因此，發展能夠自動地分析將建築物中各區域與出入口的位置、設定每一區域的安全層級並且依據每一區域的安全層級產生偵測區域或絆線的多層次侵入事件偵測系統是此領域技術人員所致力的目標。
本發明提供一種多層次侵入事件偵測系統與方法，其能夠自動地識別建築示意圖中的區域，設定每一區域的安全層級，並依據每一區域的安全層級產生偵測區域與絆線。
本發明範例實施例提出一種多層次侵入事件偵測系統，其包括區域辨識模組與區域分級模組。區域辨識模組用以執行一幾何拓樸運算來識別一建築示意圖中的多個區域，其中此建築示意圖包括多個邊界(Boundary)與多個出入口(Gate)，且每一區域對應此些邊界的至少其中之一與此些出入口的至少其中之一。區域分級模組用以定義多個安全層級(Security level)並且分別地將上述區域辨識模組所識別的區域對應至所定義之安全層級的其中之一。
本發明範例實施例提出一種多層次侵入事件偵測方法。本多層次侵入事件偵測方法包括執行一幾何拓樸運算來識別一建築示意圖中的多個區域，其中此建築示意圖包括多個邊界與多個出入口，且每一區域對應此些邊界的至少其中之一與此些出入口的至少其中之一。本多層次侵入事件偵測方法亦包括定義多個安全層級，以及分別地將所識別的區域對應至所定義之安全層級的其中之一。
本發明範例實施例提出一種電腦程式產品，其包括至少一程式指令，並且程式指令用以被載入至電腦系統以執行上述多層次侵入事件偵測方法。
本發明範例實施例提出一種內儲程式之電腦可讀取記錄媒體，當此程式被載入至電腦系統並執行後，此程式執行上述多層次侵入事件偵測方法。
基於上述，本發明範例實施例能夠自動地分析建築物中各區域與出入口的位置並且設定每一區域的安全層級。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是根據本發明範例實施例所繪示之建築物的建築示意圖。
請參照圖1，建築物之建築示意圖100是由邊界21~33與出入口1~4所組成，在此邊界亦稱為牆。在此範例中，邊界21、23、24與26和出入口4構成區域A；邊界26、27、28與29和出入口3、4構成區域B；邊界22、24、25、28與33和出入口2構成區域C；並且邊界29、30、31、與32、33和出入口3、2與1構成區域D，其中出入口1為建築出入口(即，進入區域A、區域B、區域C與區域D的第一個出入口)。
圖2是根據本發明範例實施例所繪示之偵測圖1之建築物的示意圖。
請參照圖2，感測裝置202、感測裝置204與感測裝置206分別地安裝於建築物中。在本範例實施例中，感測裝置202、感測裝置204與感測裝置206為攝影機。然而，必須瞭解的是，本發明不限於此，在本發明另一範例實施中，感測裝置202、感測裝置204與感測裝置206亦可為紅外線感測器、熱感成像裝置或雷達掃描儀。
在本範例實施例中，感測裝置202所產生的影像之可視區(Field of View,FOV)是對應感測範圍212；感測裝置204所產生的影像之可視區是對應感測範圍214；並且感測裝置206所產生的影像之可視區是對應感測範圍216。也就是說，在建築物的建築示意圖100中感測裝置202、感測裝置204與感測裝置206能夠偵測感測範圍212、214與216。
圖3是根據本發明範例實施例所繪示的多層次侵入事件偵測系統的概要方塊圖。
多層次侵入事件偵測系統1000包括區域辨識模組1002與區域分級模組1004。
區域辨識模組1002是用以執行一幾何拓樸運算來識別建築示意圖100中的區域(即，區域A、B、C與D)。例如，在本範例實施例中，此幾何拓樸運算為中軸轉換(Medial Axis Transformation)。具體來說，區域辨識模組1002對建築示意圖100執行中軸轉換以產生由多個骨架點所形成的骨架，其中骨架是由在建築示意圖內的最大內切圓的圓心所構成(如圖4A所示)。此外，區域辨識模組1002依據此些骨架點對應之最大內切圓的半徑值來識別建築示意圖100中的區域。
圖4A與4B是根據本發明範例實施例所繪示對建築示意圖執行中軸轉換的示意圖。
請參照圖4A與B，區域辨識模組1002對建築示意圖100執行中軸轉換以產生在建築示意圖100內由邊界所形成的最大內切圓，並且連接此些內接圓的圓心來產生骨架400，其中骨架400包括數個骨架點(例如，骨架點401~418)。如上所述，骨架400是由建築示意圖100內的最大內切圓的圓心所構成，因此，每一骨架點具有對應一最大內切圓的半徑值。
在本範例實施例中，區域辨識模組1002會依據每一骨架點的半徑值來識別每一骨架點所代表的意義。具體來說，在一骨架點其相鄰骨架點的半徑值大於此骨架點的半徑值的例子中(即，此骨架點之半徑值為局部區域最小(Local Minimum))，此骨架點所在的位置即為牆角或出入口，其中當此骨架點的半徑值為0時，則此骨架點的所在位置為牆角，而當此骨架點的半徑值不為0時，則此骨架點的所在位置為出入口。此外，在一骨架點的相鄰骨架點的半徑值小於或等於此骨架點的半徑值的例子中(即，此骨架點之半徑值為局部區域最大(Local Maximum))，此骨架點所在的位置即為一個主要空間(即，區域)。
基此，在本範例實施例中，區域辨識模組1002會搜尋此些骨架點之中其半徑值為區域最小的骨架點並且判斷所搜尋到的骨架點的半徑值是否大於0來識別所搜尋到的骨架點的所在位置為牆角或出入口。在圖4B所示的範例中，區域辨識模組1002會將骨架點401、402、403、406、407與414識別為牆角點，並且將骨架點409、413、415與418識別為出入口點。特別是，區域辨識模組1002會將對應每一出入口點的最大內切圓與邊界的切點的連線識別為出入口。例如，區域辨識模組1002會將對應骨架點409的最大內切圓與邊界的切點501與502所形成的連線識別為出入口(即，出入口4)；將對應骨架點413的最大內切圓與邊界的切點503與504所形成的連線識別為出入口(即，出入口3)；將對應骨架點415的最大內切圓與邊界的切點505與506所形成的連線識別為出入口(即，出入口2)；並且將對應骨架點418的最大內切圓與邊界的切點507與508所形成的連線識別為出入口(即，出入口1)。特別是，區域辨識模組1002會識別在所有出入口點之中僅一端與其他骨架點相鄰的出入口點，並且將此出入口點識別為建築出入口點。例如，區域辨識模組1002會識別出入口點418為建築出入口點並且對應出入口點418的出入口為建築出入口。在此，所謂建築出入口是指進入建築物的大門。
另外，區域辨識模組1002會搜尋此些骨架點之中其半徑值為區域最大的骨架點，並且將此些骨架點所在的位置識別為區域。在此，倘若在骨架上存有兩個骨架點的半徑值皆為區域最大並且此兩個骨架點為彼此相鄰時，則此兩個骨架點的所在位置是屬於同一個區域。在圖4B所示的範例中，區域辨識模組1002會將骨架點404與405的所在位置識別為屬於同一個區域(即，區域A)；將骨架點410與411的所在位置識別為屬於同一個區域(即，區域B)；將骨架點408與412所在位置識別為屬於同一個區域(即，區域C)；並且將骨架點416與417的所在位置識別為屬於同一個區域(即，區域D)。
請再參照圖3，區域分級模組1004定義多個安全層級(Security level)並且分別地將區域辨識模組1002所識別的區域A、B、C與D設定為屬於其中一個安全層級。
例如，在本發明一範例實施例中，區域分級模組1004是以局部區域中，其半徑值最大的骨架點作為根節點來將區域辨識模組1002所產生之骨架轉換為樹狀結構，並且依據此樹狀結構計算從根節點至建築出入口點的路徑中，需經過最少的出入口點數量來區分此根節點對應之區域的安全層級。
圖5是根據本發明一範例實施例所繪示之分級的範例。
請參照圖5，在此範例中，區域分級模組1004以骨架點404為根節點將骨架400轉換為樹狀結構，並且依據所轉換的樹狀結構計算從骨架點404至建築出入口點418的最短距離中需通過2個出入口點(即，出入口點409與413)。基此，在此範例中，骨架點404對應的區域A會被設定屬於安全層級3。也就是說，當欲從建築出入口入侵至區域A時至少需通過3個出入口(即，出入口1、3與4)。
區域分級模組1004會對骨架400中其半徑值為區域最大的所有骨架點皆以圖5所示的方法進行轉換並且計算出所有區域對應的安全層級。在此範例中，區域B會被設定屬於安全層級2；區域C會被設定屬於安全層級2；並且區域D會被設定屬於安全層級1。
圖6A是根據本發明另一範例實施例所繪示的建築示意圖與其骨架，且圖6B與6C是根據圖6A所示的骨架建立分級的範例。
請參照圖6A，對應此建築示意圖的骨架是由骨架點501~539所組成。骨架點537的所在位置為建築物出入口，而骨架點519所在的位置為進入更內部區域的出入口。
圖6B與圖6C是以骨架點503為根節點所繪示的樹狀結構。透過樹狀結構的分析，從建築物出入口(即，骨架點537的所在位置)至骨架點503的所在空間需通過4個出入口(即，經由骨架點537、519、509與506的所在位置或者經由骨架點537、519、514與505的所在位置)，因此，骨架點503所在空間的安全層級會被設定為安全層級4。
在計算安全層級時，亦可將建築物出入口當作根節點，並且依據此樹狀結構計算從根節點至各骨架點的路徑中，需經過最少的出入口點數量為各骨架點所屬的層級。當建築物出入口有多個時，每一個建築物出入口都必須當作根節點，重複上述方法計算所有骨架點對此建築物出入口的層級，取其最小者為該骨架點所屬的層級。各區域之安全層級即為其區域內半徑值最大的骨架點之層級。
在本發明另一範例實施例中，區域分級模組1004亦可依據每一區域對應的外牆的數目來計算每一區域歸屬的安全層級。具體來說，建築示意圖中的所有邊界可區分為外牆與內牆，其中所謂外牆是指建築物與外界相鄰的牆，而內牆是指建築物內區域之間的隔間牆。當構成區域的邊界中屬於外牆的邊界的數目較多時，則此區域被入侵的機率較高。請參照圖1和圖4B，在此範例實施例中，區域辨識模組1002會依據骨架400的骨架點401~418來判斷邊界21~33是否被骨架400包圍，其中被骨架400包圍的邊界會被識別為內牆，而未被骨架400包圍的邊界會被識別為外牆。例如，在區域辨識模組1002欲識別邊界26為外牆或內牆的例子中，區域辨識模組1002會判斷位於邊界26上的骨架點402，並且沿著以相對於邊界26為逆時針方向且夾角最小的連桿搜尋下一個骨架點(例如，骨架點410、411、409、405與404)，其中此搜尋會再次搜尋到位於邊界26上的骨架點402，因此，區域辨識模組1002會判斷邊界26為內牆。例如，在區域辨識模組1002欲識別邊界23為外牆或內牆的例子中，區域辨識模組1002會判斷位於邊界23上的骨架點402；並且沿著以相對於邊界23為逆時針方向且夾角最小的連桿搜尋下一個骨架點(例如，骨架點404與401)，其中此搜尋無法再次搜尋到位於邊界23上的骨架點402，因此區域辨識模組1002會判斷邊界23為外牆。基此，區域分級模組1004依據區域辨識模組1002的辨識結果計算出在構成區域A的邊界之中包括2個外牆(即，邊界21與23)；在構成區域B的邊界之中包括1個外牆(即，邊界27)；在構成區域C的邊界之中包括2個外牆(即，邊界22與25)；並且在構成區域D的邊界之中包括3個外牆(即，邊界30、31與32)。基此，在僅考慮每一區域對應的外牆的數目的情況下，區域A會被設定屬於安全層級2；區域B會被設定屬於安全層級3；區域C會被設定屬於安全層級2；並且區域D會被設定屬於安全層級1。
在本發明另一範例實施例中，區域分級模組1004亦可依據出入口是否有門禁來選擇以每一區域與建築出入口之間的出入口數目或以每一區域對應的外牆的數目來設定每一區域的安全層級。或者，區域分級模組1004亦可以加權平均的方式同時考量每一區域與建築出入口之間的出入口數目和每一區域對應的外牆的數目來設定每一區域的安全層級。
請再參照圖3，在本發明一範例實施例中，多層次侵入事件偵測系統1000更包括偵測區域設定模組1006。偵測區域設定模組1006是用以將對應至少一安全層級的區域設定為偵測區域。例如，偵測區域設定模組1006根據使用者對各安全層級所擬定的安全事件偵測規則，針對不同時段選擇對應安全層級1的區域或者對應安全層級1與2的區域作為偵測區域。
在本發明一範例實施例中，多層次侵入事件偵測系統1000更包括顯示介面模組1008。顯示介面模組1008用以將感測裝置202、204與206所產生對應偵測區域的影像之可視區(Field of View,FOV)縫合至建築示意圖100。如前所述，感測裝置202、204與206會產生對應感測範圍212、214與216的影像之可視區。並且，多層次侵入事件偵測系統1000會從感測裝置202、204與206中接收感測裝置202、204與206所產生的影像之可視區，而顯示介面模組1008會分別地利用對應感測裝置202、204與206的單應性(Homography)矩陣將感測裝置202、204與206所產生之影像之可視區縫合至建築示意圖100。
具體來說，當感測裝置202、204與206被進行校正時，感測裝置202、204與206所產生之影像的座標和建築示意圖的座標會被用來產生座標轉換矩陣(即，單應性矩陣)。之後，透過每一感測裝置202、204與206的單應性矩陣可將每一感測裝置202、204與206所產生的影像之可視區縫合至建築物示意圖100。此外，必須瞭解的是，本發明不限於以單應性矩陣來將感測裝置所產生之影像之可視區縫合至建築示意圖，其他校正感測裝置的方法亦可適用於本發明。
在本範例實施例中，顯示介面模組1008會對應建築示意圖100來顯示感測裝置202、204與206所產生的影像之可視區，並且在所顯示的建築示意圖中根據偵測區域設定模組1006所設定之偵測區域所對應的邊界與出入口部分來自動地產生絆線。例如，當偵測區域設定模組1006依據使用者的需求設定偵測區域為區域D時，則顯示介面模組1008會在所顯示的建築示意圖中對應構成區域D的邊界29、30、31、32與33以及出入口1、2與3的部分來繪示絆線。
在本發明一範例實施例中，多層次侵入事件偵測系統1000更包括偵測模組1010。偵測模組100是用以偵測在顯示介面模組1008所顯示的建築示意圖中是否有物體越過顯示介面模組1008所繪示的絆線或者是否有物體出現在偵測區域中。例如，在區域D被設定為偵測區域且在顯示介面模組1008所顯示的建築示意圖中對應構成區域D的邊界29、30、31、32與33以及出入口1、2與3的部分已繪示絆線的例子中，當在顯示介面模組1008所顯示的建築示意圖中一物體影像移動通過所繪示之絆線或者此物體影像出現在偵測區域D內時，偵測模組1010會發送一警告訊息以通知使用者。
在本發明一範例實施例中，多層次侵入事件偵測系統1000更包括輸入介面模組1012。輸入介面模組1012是用以在顯示介面模組1008所顯示的建築示意圖中調整顯示介面模組1008所產生的區域和絆線之位置、大小及安全層級。例如，使用者可提高區域的安全層級；或使用者可透過輸入介面模組刪除或修改顯示介面模組1008所產生的絆線，以調整偵測模組1010的偵測範圍或位置。
此外，使用者亦可透過輸入介面模組1012在顯示介面模組1008所顯示的建築示意圖中繪示其他絆線，以擴大偵測模組1010的偵測範圍。也就是說，除了顯示介面模組1008自動產生的絆線之外，使用者可透過輸入介面模組1012在顯示介面模組1008所顯示的建築示意圖中新增其他絆線。
再者，在本發明另一範例實施例中，使用者亦可透過輸入介面模組1012同時選取對應屬於相同安全層級的區域，並且顯示介面模組1008會根據使用者的選取在所顯示的建築示意圖中將對應所選取之區域的邊界與出入口的部分產生絆線。或者，使用者亦可透過輸入介面模組1012同時選取邊界21~33之中的部分邊界(例如，所有外牆)或出入口1~4之中的部分出入口(例如，建築物出入口)，並且顯示介面模組1008會根據使用者的選取在所顯示的建築示意圖中對應所選取的邊界或出入口的部分產生絆線。
在本發明一範例實施例中，多層次侵入事件偵測系統1000更包括偵測效率計算模組1014。偵測效率計算模組1014用以依據感測裝置202、204與206所產生的的影像之可視區來計算每一區域的可偵測範圍，並且依據每一區域的可偵測範圍與每一區域的範圍計算每一區域的偵測涵蓋率。
例如，以區域D為例，偵測效率計算模組1014會計算區域D的範圍(即，面積)；依據公式(1)計算感測裝置206所產生的影像之可視區中屬於區域D的範圍為區域D的可偵測範圍；以及依據下述公式(2)計算區域D的偵測涵蓋率。
在公式(1)與公式(2)中，Xi 表示建築示意圖內的點；R表示區域；map(R)表示區域R的範圍；C表示感測裝置；FOV(C)表示感測裝置的影像之可視區的範圍；Area(R,C)表示在感測裝置C下區域R的可偵測範圍(即，區域R的範圍與感測裝置C的影像之可視區的範圍的交集)；並且CoverRate(R,C)表示在感測裝置C下區域R的偵測涵蓋率。
特別是，倘若同時有多台感測裝置可產生屬於同一區域的影像之可視區時，偵測涵蓋率是依據每一感測裝置在區域的可偵測範圍的交集(如公式3所示)來計算。
在公式(3)中，C1與C2分別表示不同的感測裝置。
此外，偵測效率計算模組1014更用以計算每一區域的可偵測範圍的有效偵測值，並且依據每一區域的偵測涵蓋率和每一區域的可偵測範圍的有效偵測值來計算每一區域的有效偵測率。
例如，以區域D為例，偵測效率計算模組1014會依據公式(4)計算區域D的可偵測範圍內每一點的有效偵測值；以及依據公式(5)計算區域D的有效偵測率。
在公式(4)與公式(5)中，Xc 表示感測裝置C的所在點，Detection(Xi )表示Xi 的有效偵測值；並且EffectRate(R,C)表示在感測裝置C下區域R的有效偵測率。特別是，當同時有多台感測裝置能夠偵測到同一點時，此點的有效偵測值是以最大值來計算。
此外，在本發明一範例實施例中，多層次侵入事件偵測系統1000更包括偵測效率計算模組1014。偵測效率計算模組1014用以依據感測裝置202、204與206所產生的的影像之可視區來計算每一絆線的可偵測範圍，並且依據每一絆線的可偵測範圍與每一絆線的範圍計算每一絆線的偵測涵蓋率。
例如，以繪示於圖7之出入口1上的絆線801為例，偵測效率計算模組1014會計算絆線801的範圍(即，面積)；依據公式(6)計算感測裝置206所產生的影像之可視區中屬於出入口1的範圍為絆線801的可偵測範圍；以及依據下述公式(7)計算絆線801的偵測涵蓋率。
在公式(1)與公式(2)中，Xi 表示建築示意圖內的點；L表示絆線；tripwire(L)表示絆線L的範圍；C表示感測裝置；FOV(C)表示感測裝置的影像之可視區的範圍；Line(L,C)表示在感測裝置C下絆線L的可偵測範圍(即，絆線L的範圍與感測裝置C的影像之可視區的範圍的交集)；並且CoverRate(L,C)表示在感測裝置C下絆線L的偵測涵蓋率。
特別是，倘若同時有多台感測裝置可產生屬於同一絆線的影像之可視區時，偵測涵蓋率是依據每一感測裝置在區域的可偵測範圍的交集(如公式8所示)來計算。
在公式(8)中，C1與C2分別表示不同的感測裝置。
類似地，偵測效率計算模組1014更用以計算每一絆線的可偵測範圍的有效偵測值，並且依據每一絆線的偵測涵蓋率和每一絆線的可偵測範圍的有效偵測值來計算每一絆線的有效偵測率。
例如，以絆線801為例，偵測效率計算模組1014會依據公式(4)計算絆線801的可偵測範圍內每一點的有效偵測值；以及依據公式(9)計算絆線801的有效偵測率。
公式(9)中，EffectRate(L,C)表示在感測裝置C下絆線L的有效偵測率。特別是，當同時有多台感測裝置能夠偵測到同一點時，此點的有效偵測值是以最大值來計算。
圖7A與7B是根據本發明範例實施例所繪示之各區域與各出入口的偵測涵蓋率與有效偵測率的範例。
請參照圖7A，感測裝置202、204與206分別可感測建築示意圖100的部分範圍。透過偵測效率計算模組1014的計算後，顯示介面模組1008會顯示偵測效率計算模組1014所計算之區域A、B、C與D以及繪示於出入口1、2、3與4上之絆線801、802、803與804的偵測涵蓋率與有效偵測率(如圖7B所示)。特別是，使用者可依據此些關於區域A、B、C與D以及絆線801、802、803與804的偵測涵蓋率與有效偵測率來評估目前感測裝置202、204與206的配置。例如，使用者可評估如何配置感測裝置202、204與206來使偵測區域的偵測涵蓋率或有效偵測率為最大。或者，使用者可評估欲使偵測區域的偵測涵蓋率或有效偵測率為最大時應配置幾台感測裝置。
圖8是根據本發明範例實施例所繪示的多層次侵入事件偵測方法的區域畫分與條件設定流程圖。
請參照圖8，在多層次侵入事件偵測流程800中，首先，區域識別模組1002執行幾何拓樸運算來識別建築示意圖中的多個區域(步驟S801)。例如，在步驟S801中使用中軸轉換產生對應建築示意圖的骨架並且依據骨架中每一骨架點的最大內切圓半徑值來識別牆角、出入口點與區域。
在步驟S803中區域分級模組1004定義多個安全層級並且設定每一區域所屬的安全層級(步驟S803)。例如，區域分級模組1004以所識別之區域內的骨架點為根節點將骨架轉換為樹狀結構，並且依據此樹狀結構計算從根節點至建築出入口點的路徑中，需經過最少的出入口點數量來區分此根節點對應之區域的安全層級。或者，以每一區域與建築出入口之間的出入口數目來設定每一區域的安全層級。或者，根據以中軸轉換所產生之骨架與骨架點來識別建築示意圖中的外牆與內牆，並且以每一區域對應的外牆數目來設定每一區域的安全層級。或者，區域分級模組1004亦可以加權平均的方式同時考量每一區域與建築出入口之間的出入口數目和每一區域對應的外牆的數目來設定每一區域的安全層級。
然後，在步驟S805中偵測區域設定模組1006自動地將對應至少一安全層級的區域設定為偵測區域。
在本發明一範例實施例中，多層次侵入事件偵測流程800更包括使用感測裝置來產生對應所設定之偵測區域的影像之可視區(步驟S807)，並且將此影像之可視區縫合至建築示意圖中(步驟S809)。將影像之可視區縫合至建築示意圖的方法已描述如上，在此不重複描述。
在本發明一範例實施例中，多層次侵入事件偵測流程800更包括在顯示介面模組1008中對應建築示意圖來顯示感測裝置所產生的影像之可視區(步驟S811)，並且在所顯示縫合影像之可視區後之建築示意圖中根據所設定之偵測區域所對應的邊界與出入口的部分來自動地產生絆線。也就是說，絆線會自動地根據所設定之偵測區域所對應的邊界與出入口的部分在所顯示的建築示意圖中繪示出來。
另外，在本發明一範例實施例中，多層次侵入事件偵測流程800更包括計算每一區域及絆線的偵測涵蓋率與有效偵測率，並且在顯示介面模組1008中顯示所計算之每一區域及絆線的偵測涵蓋率與有效偵測率(步驟S813)。每一區域及絆線的偵測涵蓋率與有效偵測率的計算方式已詳細描述如上，在此不重複說明。
此外，必須瞭解的是，在本發明另一範例實施例中，多層次侵入事件偵測流程800亦可更包括在所顯示的建築示意圖中修改和刪除已自動產生的絆線。同時，使用者亦可選擇部分區域、部分邊界或部分出入口來新增設定絆線。
圖9是根據本發明範例實施例所繪示的多層次侵入事件偵測方法的事件偵測處理流程圖。
請參照圖9，當完成多層次侵入事件偵測流程800後，多層次侵入事件偵測系統1000可進行侵入事件的偵測。在步驟S901中偵測模組1010判斷在所顯示的建築示意圖中是否有一物體影像移動通過絆線或是否有一物體影像出現在所設定的偵測區域內。倘若在所顯示的建築示意圖中有一物體影像移動通過絆線或有一物體影像出現在所設定的偵測區域內時，則在步驟S903中偵測模組1010發送一警告訊息；反之，則執行步驟S901以繼續進行偵測。
本發明另提供一種電腦程式產品，其中此電腦程式產品是由數個程式指令所組成。特別是，在將此些程式指令載入電腦系統並執行之後，即可完成上述多層次侵入事件偵測方法的步驟，並使得電腦系統具備上述多層次侵入事件偵測系統的功能。
此外，上述電腦程式產品可儲存於電腦可讀記錄媒體上，其中電腦可讀記錄媒體可以是任何資料儲存裝置，之後可藉由電腦系統讀取。例如，電腦可讀記錄媒體為唯讀記憶體(read-only memory,ROM)、隨機存取記憶體(random-access memory,RAM)、CD-ROM、磁帶、軟碟、光學資料儲存裝置以及載波(例如，透過網際網路的資料傳輸)。
綜上所述，本發明範例實施例的多層次侵入事件偵測系統與方法能夠自動地識別建築物內的區域並且自動為每一區域設定一安全層級。此外，本發明範例實施例的多層次侵入事件偵測系統與方法能夠自動地依據安全層級設定偵測區域，將感測裝置所產生的影像之可視區縫合至建築示意圖中，並且在建築示意圖中產生對應此偵測區域的絆線，以對偵測區域進行偵測。另外，本發明範例實施例的多層次侵入事件偵測系統與方法能夠依據使用者的輸入調整所產生的絆線，以便依據使用者的需求來設定偵測區域與絆線。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100．．．建築示意圖
21~34．．．邊界
1~4．．．出入口
A、B、C、D．．．區域
202、204、206．．．感測裝置
212、214、216．．．感測範圍
1000．．．多層次侵入事件偵測系統
1002．．．區域辨識模組
1004．．．區域分級模組
1006．．．偵測區域設定模組
1008‧‧‧顯示介面模組
1010‧‧‧偵測模組
1012‧‧‧輸入介面模組
1014‧‧‧偵測效率計算模組
400‧‧‧骨架
401~418‧‧‧骨架點
501~508‧‧‧切點
501~539‧‧‧骨架點
800‧‧‧多層次侵入事件偵測的區域畫分與條件設定流程
S801、S803、S805、S807、S809、S811、S813‧‧‧多層次侵入事件偵測的區域畫分與條件設定步驟
S901、S903‧‧‧多層次侵入事件偵測的事件偵測處理步驟
圖1是根據本發明範例實施例所繪示之建築物的建築示意圖。
圖2是根據本發明範例實施例所繪示之建築物圖1之偵測的示意圖。
圖3是根據本發明範例實施例所繪示的多層次侵入事件偵測系統的概要方塊圖。
圖4A與4B是根據本發明範例實施例所繪示對建築示意圖執行中軸轉換的示意圖。
圖5是根據本發明一範例實施例所繪示以樹狀結構分級的範例。
圖6A是根據本發明另一範例實施例所繪示的建築示意圖與其骨架。
圖6B與6C是根據圖6A所示的骨架以樹狀結構建立分級的範例。
圖7A與7B是根據本發明範例實施例所繪示之各區域與各出入口的偵測涵蓋率與有效偵測率的範例。
圖8是根據本發明範例實施例所繪示的多層次侵入事件偵測方法的區域畫分與條件設定流程圖。
圖9是根據本發明範例實施例所繪示的多層次侵入事件偵測方法的事件偵測處理流程圖。
1000．．．多層次侵入事件偵測系統
1002．．．區域辨識模組
1004．．．區域分級模組
1006．．．偵測區域設定模組
1008．．．顯示介面模組
1010．．．偵測模組
1012．．．輸入介面模組
1014．．．偵測效率計算模組
202、204、206．．．感測裝置

Claims (38)

  1. 一種多層次侵入事件偵測系統，包括：一區域辨識模組，用以執行一幾何拓樸運算來識別一建築示意圖中的多個區域，其中該建築示意圖包括多個邊界與多個出入口，且每一該些區域對應該些邊界的至少其中之一與該些出入口的至少其中之一；以及一區域分級模組，用以定義多個安全層級並且分別地將該區域辨識模組所識別的該些區域歸屬至該些安全層級的其中之一。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多層次侵入事件偵測系統，其中該幾何拓樸運算為一中軸轉換(Medial Axis Transformation)，其中該區域辨識模組使用該中軸轉換產生對應該建築示意圖的一骨架，其中該骨架具有多個骨架點，每一該些骨架點具有一半徑值，並且該些半徑值為在該建築示意圖中該些骨架點與該些邊界之間的最大內切圓的半徑值，其中該區域辨識模組依據該些骨架點與該些骨架點的半徑值來辨識該些區域與該些出入口。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之多層次侵入事件偵測系統，其中該區域辨識模組搜尋該些半徑值之中的多個局部區域最小半徑值，將該些局部區域最小半徑值之中不等於0的局部區域最小半徑值對應的骨架點識別為多個出入 口點，識別該些出入口點的最大內切圓與該些邊界的切點，並且將該些出入口點與對應的該些切點之間的連線識別為該些出入口，其中該區域辨識模組搜尋該些半徑值之中的多個局部區域最大半徑值，將該些局部區域最大半徑值對應的骨架點的所在位置識別為該些區域。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之多層次侵入事件偵測系統，其中該區域分級模組以每一該些局部區域最大半徑值對應的骨架點為一根節點來將該骨架轉換為一樹狀結構，在每一該些樹狀結構中識別出該些出入口點之中的一建築出入口點，並且依據在每一該些樹狀結構中每一該些根節點至該建築出入口點之間的該些出入口點的數目來計算每一該些區域所歸屬的安全層級。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之多層次侵入事件偵測系統，其中該區域分級模組在該骨架中識別出該些出入口點之中的一建築出入口點，以該建築出入口點為一根節點來將該骨架轉換為一樹狀結構，並且依據在該樹狀結構中每一該些局部區域最大半徑值對應的骨架點至該建築出入口點之間的該些出入口點的數目來計算每一該些區域所歸屬的安全層級。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之多層次侵入事件偵測系統，其中該區域辨識模組依據該骨架的該些骨架點將該些邊界區分為多個外牆與多個內牆，其中該區域分級模組依據每一該些區域對應的該些 外牆的數目來計算每一該些區域所歸屬的安全層級。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之多層次侵入事件偵測系統，其中該區域分級模組以每一該些局部區域最大半徑值對應的骨架點為一根節點來將該骨架轉換為一樹狀結構，並且在每一該些樹狀結構中識別出該些出入口點之中的一建築出入口點，其中該區域辨識模組依據該骨架的該些骨架點將該些邊界區分為多個外牆與多個內牆，其中該區域分級模組依據在每一該些樹狀結構中每一該些根節點至該建築出入口點之間的該些出入口點的數目以及每一該些區域對應的該些外牆的數目的加權平均來計算每一該些區域所歸屬的安全層級。
  8. 如申請專利範圍第3項所述之多層次侵入事件偵測系統，其中該區域分級模組在該骨架中識別出該些出入口點之中的一建築出入口點，以該建築出入口點為一根節點來將該骨架轉換為一樹狀結構，其中該區域辨識模組依據該骨架的該些骨架點將該些邊界區分為多個外牆與多個內牆，其中該區域分級模組依據在該樹狀結構中每一該些局部區域最大半徑值對應的骨架點至該建築出入口點之間的該些出入口點的數目以及每一該些區域對應的該些外牆的數目的加權平均來計算每一該些區域所歸屬的安全層級。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之多層次侵入事件偵 測系統，其中該區域分級模組判斷每一該些邊界是否被該骨架所包圍，將被該骨架所包圍的邊界識別為該些內牆，並且將未被該骨架所包圍的邊界識別為該些外牆。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之多層次侵入事件偵測系統，更包括：一偵測區域設定模組，將對應該些安全層級的至少其中之一的區域設定為至少一偵測區域；以及一顯示介面模組，用以將來自於至少一感測裝置的至少一影像之可視區縫合至該建築示意圖，對應該建築示意圖顯示該至少一感測裝置所產生的影像之可視區，並且在所顯示的縫合影像之可視區之建築示意圖中根據該至少一偵測區域所對應的邊界與出入口的部分來產生絆線。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之多層次侵入事件偵測系統，更包括：一輸入介面模組，用以在該顯示介面模組所顯示的建築示意圖中調整該顯示介面模組所產生的該些絆線。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之多層次侵入事件偵測系統，其中該輸入介面模組更用以在該顯示介面模組所顯示的建築示意圖中新增絆線。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之多層次侵入事件偵測系統，更包括：一偵測模組，用以當在所顯示的建築示意圖中一物體影像移動通過該些絆線或該物體影像出現在該至少一偵測區域內時發送一警告訊息。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之多層次侵入事件偵測系統，其中該至少一感測裝置是選自由攝影機、紅外線感測器、熱感成像裝置及雷達掃描儀所組成的族群中的一種感測裝置。
  15. 如申請專利範圍第10項所述之多層次侵入事件偵測系統，更包括：一偵測效率計算模組，用以依據該至少一感測裝置的影像之可視區計算每一該些區域的一可偵測範圍，並且依據每一該些區域的可偵測範圍與該些區域的範圍計算每一該些區域的一偵測涵蓋率，其中該顯示介面模組顯示該偵測效率計算模組所計算之每一該些區域的偵測涵蓋率。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之多層次侵入事件偵測系統，其中該偵測效率計算模組計算每一該些區域的可偵測範圍的有效偵測值，並且依據每一該些區域的偵測涵蓋率和每一該些區域的可偵測範圍的有效偵測值來計算每一該些區域的一有效偵測率，其中該顯示介面模組顯示該偵測效率計算模組所計算之每一該些區域的有效偵測率。
  17. 如申請專利範圍第12項所述之多層次侵入事件偵測系統，其中該輸入介面模組更用以同時選取對應相同該些安全層級的區域，並且該顯示介面模組在其所顯示的建築示意圖中根據所選取的區域對應的邊界與出入口的部分來產生該些絆線。
  18. 如申請專利範圍第12項所述之多層次侵入事件偵測系統，其中該輸入介面模組更用以同時選取該些邊界之中的部分邊界或該些出入口之中的部分出入口，並且該顯示介面模組在其所顯示的建築示意圖中根據所選取的該些部分邊界或出入口來產生該些絆線。
  19. 如申請專利範圍第10項所述之多層次侵入事件偵測系統，其中該顯示介面模組使用一單應性(Homography)矩陣將該至少一影像之可視區合至該建築示意圖。
  20. 一種多層次侵入事件偵測方法，包括：執行一幾何拓樸運算來識別一建築示意圖中的多個區域，其中該建築示意圖包括多個邊界與多個出入口，且每一該些區域對應該些邊界的至少其中之一與該些出入口的至少其中之一；定義多個安全層級；以及分別地將所識別的該些區域歸屬至該些安全層級的其中之一。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之多層次侵入事件偵測方法，其中該幾何拓樸運算為一中軸轉換(Medial Axis Transformation)，其中執行該幾何拓樸運算來識別該建築示意圖中的該些區域的步驟包括：使用該中軸轉換產生對應該建築示意圖的一骨架，其中該骨架具有多個骨架點，每一該些骨架點具 有一半徑值，並且該些半徑值為在該建築示意圖中該些骨架點與該些邊界之間的最大內切圓的半徑值；以及依據該些骨架點與該些骨架點的半徑值來辨識該些區域與該些出入口。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之多層次侵入事件偵測方法，其中依據該些骨架點與該些骨架點的半徑值來辨識該些區域與該些出入口的步驟包括：搜尋該些半徑值之中的多個局部區域最小半徑值；將該些局部區域最小半徑值之中不等於0的局部區域最小半徑值對應的骨架點識別為多個出入口點；識別該些出入口點的最大內切圓與該些邊界的切點；將該些出入口點與對應的該些切點之間的連線識別為該些出入口；搜尋該些半徑值之中的多個局部區域最大半徑值；以及將該些局部區域最大半徑值對應的骨架點的所在位置識別為該些區域。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之多層次侵入事件偵測方法，其中分別地將所識別的該些區域歸屬至該些安全層級的其中之一的步驟包括：以每一該些局部區域最大半徑值對應的骨架點為一根節點來將該骨架轉換為一樹狀結構；在每一該些樹狀結構中識別出該些出入口點之中的 一建築出入口點；以及依據在每一該些樹狀結構中每一該些根節點至該建築出入口點之間的該些出入口點的數目來計算每一該些區域所歸屬的安全層級。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之多層次侵入事件偵測方法，其中分別地將所識別的該些區域歸屬至該些安全層級的其中之一的步驟包括：在該骨架中識別出該些出入口點之中的一建築出入口點；以該建築出入口點為一根節點來將該骨架轉換為一樹狀結構；以及依據在該樹狀結構中每一該些局部區域最大半徑值對應的骨架點至該建築出入口點之間的該些出入口點的數目來計算每一該些區域所歸屬的安全層級。
  25. 如申請專利範圍第22項所述之多層次侵入事件偵測方法，其中分別地將所識別的該些區域歸屬至該些安全層級的其中之一的步驟更包括：依據該骨架的該些骨架點將該些邊界區分為多個外牆與多個內牆；以及依據每一該些區域對應的該些外牆的數目來計算每一該些區域所歸屬的安全層級。
  26. 如申請專利範圍第22項所述之多層次侵入事件偵測方法，其中分別地將所識別的該些區域歸屬至該些安全層級的其中之一的步驟更包括： 以每一該些局部區域最大半徑值對應的骨架點為一根節點來將該骨架轉換為一樹狀結構；在每一該些樹狀結構中識別出該些出入口點之中的一建築出入口點；依據該骨架的該些骨架點將該些邊界區分為多個外牆與多個內牆；以及依據在每一該些樹狀結構中每一該些根節點至該建築出入口點之間的該些出入口點的數目以及每一該些區域對應的該些外牆的數目的加權平均來計算每一該些區域所歸屬的安全層級。
  27. 如申請專利範圍第22項所述之多層次侵入事件偵測方法，其中分別地將所識別的該些區域歸屬至該些安全層級的其中之一的步驟包括：在該骨架中識別出該些出入口點之中的一建築出入口點；以該建築出入口點為一根節點來將該骨架轉換為一樹狀結構；依據該骨架的該些骨架點將該些邊界區分為多個外牆與多個內牆；以及依據在該樹狀結構中每一該些局部區域最大半徑值對應的骨架點至該建築出入口點之間的該些出入口點的數目以及每一該些區域對應的該些外牆的數目的加權平均來計算每一該些區域所歸屬的安全層級。
  28. 如申請專利範圍第25項所述之多層次侵入事件 偵測方法，其中依據該骨架的該些骨架點將該些邊界區分為該些外牆與該些內牆的步驟包括：判斷每一該些邊界是否被該骨架所包圍；將被該骨架所包圍的邊界識別為該些內牆；以及將未被該骨架所包圍的邊界識別為該些外牆。
  29. 如申請專利範圍第20項所述之多層次侵入事件偵測方法，更包括：自動地將對應該些安全層級的至少其中之一的區域設定為至少一偵測區域；使用至少一感測裝置產生對應該至少一偵測區域的至少一影像之可視區；將該至少一影像之可視區縫合至該建築示意圖；在一顯示介面模組中對應該建築示意圖顯示該至少一感測裝置所產生的影像之可視區；以及在所顯示的建築示意圖中根據該至少一偵測區域所對應的邊界與出入口的部分來產生絆線。
  30. 如申請專利範圍第29項所述之多層次侵入事件偵測方法，更包括：使用一輸入介面模組在該顯示介面模組所顯示的建築示意圖中來調整根據該至少一偵測區域所對應的邊界與出入口的部分所產生的該些絆線；以及在所顯示的建築示意圖中新增絆線。
  31. 如申請專利範圍第29項所述之多層次侵入事件偵測方法，更包括： 當在所顯示的建築示意圖中一物體影像移動通過該些絆線或該物體影像出現在該至少一偵測區域內時發送一警告訊息。
  32. 如申請專利範圍第29項所述之多層次侵入事件偵測方法，更包括：依據該至少一感測裝置的影像之可視區計算每一該些區域的一可偵測範圍；依據每一該些區域的可偵測範圍與該些區域的範圍計算每一該些區域的一偵測涵蓋率；以及顯示所計算之每一該些區域的偵測涵蓋率。
  33. 如申請專利範圍第32項所述之多層次侵入事件偵測方法，更包括：計算每一該些區域的可偵測範圍的有效偵測值；依據每一該些區域的偵測涵蓋率和每一該些區域的可偵測範圍的有效偵測值來計算每一該些區域的一有效偵測率；以及顯示所計算之每一該些區域的有效偵測率。
  34. 如申請專利範圍第30項所述之多層次侵入事件偵測方法，更包括：在該輸入介面模組中同時選取對應相同該些安全層級的區域；以及在所顯示的建築示意圖中根據所選取的區域對應的邊界與出入口的部分來產生該些絆線。
  35. 如申請專利範圍第30項所述之多層次侵入事件 偵測方法，更包括：在該輸入介面模組中同時選取該些邊界之中的部分邊界或該些出入口之中的部分出入口；以及在所顯示的建築示意圖中根據所選取的該些部分邊界或出入口來產生該些絆線。
  36. 如申請專利範圍第29項所述之多層次侵入事件偵測方法，其中將該至少一影像之可視區縫合至該建築示意圖的步驟包括：使用一單應性(Homography)矩陣將該至少一影像之可視區縫合至該建築示意圖。
  37. 一種電腦程式產品，包括至少一程式指令，該至少一程式指令用以被載入至一電腦系統以執行如申請專利範圍第20項所述之多層次侵入事件偵測方法。
  38. 一種內儲程式之電腦可讀取記錄媒體，當該程式被載入至一電腦系統並執行後，該程式執行如申請專利範圍第20項所述之多層次侵入事件偵測方法。
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