TWI457861B - 監控裝置及其方法 - Google Patents

Description

監控裝置及其方法

本發明係關於一種監控裝置，具體而言，本發明係涉及在所有營業場所的收銀主機上與櫃檯周遭添加視訊及音訊之監控裝置。

收銀機櫃台是營業場所中甚為重要的地點，不僅包含顧客服務、現金收付等繁瑣的流程，更是犯罪搶盜的最高風險區域。圖1為傳統監控裝置拍攝影像之示意圖。如圖1所示，目前的安全措施一般採取於櫃台上方後側角落加裝攝影機裝置，由櫃台內側向外側做視訊錄影，由於取景角度的因素，可以記錄櫃台內外環境周遭的人員活動概況，但無法將面貌清晰攝錄。現今雖有魚眼攝影機技術可做零死角攝影，但因架設於天花板上，再經過半球體畫面的非線性處理校正後，俯視角度扁平，臉部特徵更不易識別，在視角與清晰度上始終沒有最優化的配置。

由於視訊擷取的品質與視角限制，不適合對影像內容中的人體進行電腦程式化檢測分析，監控系統只能單純做紀錄，而無法主動採取異常事件的發掘與通報，大大減低監控系統所要發揮的預警效果。

本發明之一目的在於提供一監控裝置，可對人體正面特徵清晰拍攝。

本發明之另一目的在於提供一監控裝置，可同時接收影像資訊並主動通報異常事件。

監控裝置包含商業交易設備及攝影裝置。攝影裝置設置於商業交易設備上之第一位置。攝影裝置具有第一攝影正面區域，形成於商業交易設備之一側且第一攝影正面區域之法線方向與第一位置之水平面平行或夾一銳角。

監控方法包含：擷取商業交易設備之交易資訊及攝影裝置之影像資訊。分析該影像資訊而產生比對結果。調整該影像資訊而產生校正影像。再由播放模組接收比對結果及校正影像。當比對結果顯示異常事件時，輸出相應之校正影像並發出警報。

本發明提供一種監控裝置100，如圖2A之監控裝置100側視圖所示，監控裝置100包含商業交易設備200及攝影裝置300。如圖2A所示，攝影裝置300設置於商業交易設備200上之第一位置201，商業交易設備200例如收銀機、交易提款機、線上購物點選設備等。攝影裝置300具有第一攝影正面區域410，形成於商業交易設備200之一側且第一攝影正面區域410與第一位置201之水平面垂直或具有夾角a，所述之夾角a與水平面為一銳角，該銳角較佳係大於或等於45度，以清晰收錄人體特徵正面。另一方面，攝影裝置300具有第二攝影正面區域420相對第一攝影正面區域410形成於商業交易設備200之另一側。同樣地，第二攝影正面區域420與第一位置201之水平面垂直或具有夾角a，所述之夾角a與水平面為一銳角。除此之外，第一位置201之水平面與第一攝影正面區域410或第二攝影正面區域420之間具有一俯角b。請同時參考圖2B之監控裝置100上視圖，攝影裝置300具有可視範圍R由第一攝影正面區域410或第二攝影正面區域420以360度環繞攝影裝置300所形成。具體而言，可視範圍R包含第一攝影正面區域410、第二攝影正面區域420以及兩者間之範圍且大於180度。亦即，攝影裝置300拍攝的範圍包含第一位置201之水平面以上的空間以及沿俯角b向外延伸所涵蓋的區域。攝影裝置300可為單方向拍攝或採用魚眼鏡頭而得到全景的影像。藉由本發明之監控裝置100，以第一攝影正面區域410或第二攝影正面區域420正對人體特徵，避免因拍攝角度過大而得到成像遭大幅扭曲，導致臉部或身體特徵不易辨識，例如先前技術，採吸頂式安裝的攝影機所衍生之視角扁平、特徵模糊等問題。

藉由攝影裝置300設置於商業交易設備200上之第一位置201，形成第一攝影正面區域410與第二攝影正面區域420分別可正向商業交易設備200四周之目標物進行拍攝。為進一步求出攝影裝置300與目標物相應關係，可參考攝影裝置300之解析度與總合像素倍數比的資料，如下表一所示。

由表一可知，採用百萬像素高解析度攝影裝置300，視訊像素點資料量成倍數增長，由於目標物具有寬度與高度因素，因此將總和像素倍數比，求取其平方根，則可得出目標物的放大比，分別等於√6=2.45、√9=3.01、√14.58=3.82，經四捨五入可分別記為1倍、2倍、3倍及4倍的放大比，故利用局部數位放大方式將目標物特寫播放，在上述各式攝影裝置300中，將可實現2.45倍、3.01倍以及3.82倍的放大而維持畫面中目標物的單位解析度(總和像素點/物件面積)不變。

另一方面，為換算攝影有效距離，我們利用光學鏡頭的焦距與視角關係來進行對照，以1/3吋類比攝影鏡頭為例，焦距與視角關係如表二所示。

以目標物寬度7公尺為條件，計算公式為：

(7/2)/tan(70/2度)=3.5/0.700=5.00(可視距離(公尺))

(7/2)/tan(40/2度)=3.5/0.363=9.64(可視距離(公尺))

(7/2)/tan(30/2度)=3.5/0.267=13.10(可視距離(公尺))

(7/2)/tan(20/2度)=3.5/0.176=19.88(可視距離(公尺))

因此，保持目標物可視寬度7公尺不變，則當鏡頭焦距變大，可視距離隨之增加。由上述計算基礎，將使用高解析度之攝影裝置300之放大比與光學鏡頭之放大倍數經等值比較後，可進一步整理攝影裝置300之放大倍數與可視距離(採四捨五入而得)的關係如表三所示。基於表一跟表二的論述，可推導出表三的結果，說明當使用高解析度之攝影裝置300時，經等值比較，可以取代光學鏡頭變焦的方式來達到對局部畫面放大的功效。

請參考圖3A及圖3B。圖3A為本發明監控裝置100之一實施例示意圖，圖3B為本發明監控裝置100拍攝影像之示意圖。如圖 3A所示，攝影裝置300設置於商業交易設備200上之第一位置201，相對該商業交易設備底部具有高度h1且第一位置201之水平面與第一攝影正面區域410之間具有俯角b。另外，商業交易設備200上之第二位置202，相對該商業交易設備底部具有高度h2，第一位置201與第二位置202之高度差h3(檯面204至第一位置201之水平面)。如圖3A所示，假定高度h1=1.5公尺、h2=1公尺及俯角b=17度。可求得h3=0.5公尺，以及上半身與全身之最近可視距離：。

tan(90-17度)x1.5公尺=4.90公尺

tan(90-17度)x0.5公尺=1.64公尺

當攝影裝置300架設於高度1.5公尺之第一位置201，人體上半身可視距離大於1.64公尺，人體全身可視距離大於4.90公尺，其中，上半身拍攝的影像經校正後如圖3B所示。所述之俯角以小於45度為拍攝清晰影像的較佳範圍，且可應裝設位置而調整。在其他實施例中，攝影裝置300可設置於自商業交易設備200延伸的支臂上，所述支臂可以為放置貨品的支撐物、板件等，使用者可視需求將攝影裝置300藉由支臂與商業交易設備200連接，或是進一步將攝影裝置300內嵌於商業交易設備200，輔以週邊商品偽裝，使其具有隱匿效果，防制有心人士預謀破壞外露架設的攝影裝置300。

圖4A為本發明監控裝置100之另一實施例示意圖，圖4B為本發明監控裝置100拍攝影像之另一示意圖。如圖4A所示，攝影裝置300設置於商業交易設備200周邊之第二位置202，具有高度h2，即商業交易設備200底部至檯面204，且第二位置202之水平面與第一攝影正面區域410之間具有俯角b。另外，商業交易設備200與第二位置202具有高度差h2，如圖4A所示，第一位置201與第二位置202具有高度差h3，即檯面204至第一位置201之水平面。如圖4A所示，假定高度h3=0.5公尺、h2=1公尺及俯角b=17度。可求得下半身之最近可視距離：。

tan(90-17度)x1公尺=3.27公尺

當攝影裝置300架設於高度1公尺之第二位置，人體下半身可視距離大於3.27公尺，拍攝的影像校正後如圖4B所示。此外，隨攝影裝置300高度的不同，例如將攝影裝置300設置於第一位置201與第二位置202間的範圍內，可相應調整攝影裝置300向外延伸之可視範圍。在前述之實施例中，商業交易設備200與第二位置202之高度差h3係第一位置201相對於第二位置202之高度，但並不以此為限，第二位置202與商業交易設備200之高度差h3可視需求另覓合適的參考點。以上述之數據為例，第一位置201與第二位置202具有高度差h3=0.5公尺，為攝影裝置300較佳之佈設範圍，若同時考慮不易被身高遮擋且可拍攝清晰影像，則攝影裝置300可裝設於檯面204以上1公尺之高度內。此外，攝影裝置300的位置及數量亦可視需求在第一位置201及第二位置202間進行佈設。本發明之攝影裝置300可於距離商業交易設備300之底部2公尺以內作為裝設之高度，而俯角以小於45度為拍攝清晰影像的較佳範圍，且可應裝設位置而調整且保持拍攝影像清晰。

圖5A為本發明監控裝置100之示意圖。如圖5A所示，監控裝置100具有處理裝置500，連接商業交易設備200及攝影裝置300。其中處理裝置500包含儲存單元502、比對模組504、校正模組506及播放模組508。儲存單元502擷取商業交易設備200之交易資訊m及攝影裝置300之影像資訊n。比對模組504自儲存單元502取得影像資訊n並分析影像資訊n而產生比對結果S。舉例而言，可預先在比對模組504內設定人物、衣著、環境等特定資訊與攝影裝置300之影像資訊n進行比對。校正模組506自儲存單元502取得影像資訊n並調整影像資訊n而產生校正影像T。播放模組508接收比對結果S及校正影像T。當比對結果S顯示異常事件時，播放模組508輸出相應之校正影像T至顯示裝置700並藉由警報器600發出警報，或是由播放模組508接收來自收音裝置800之外部音訊並藉由警報器600發出警報。在其他實施例中，顯示裝置700亦可依據時間、報警事件、交易資訊m等方式直接對播放模組508之比對結果S及校正影像T進行檢索，將校正影像T進行分割畫面、放大、縮小、旋轉方式呈現，依據需求迴放特寫鏡頭。此外，處理裝置500可採用有線或無線傳輸方式收錄交易資訊m及影像資訊n，且可將商業交易設備200與處理裝置500分離安裝，確保資料不受歹徒預謀破壞。

上述之具體工作流程如圖5B所示，監控方法包含步驟S1010：擷取商業交易設備之交易資訊及攝影裝置之影像資訊。儲存單元擷取商業交易設備之交易資訊及攝影裝置之影像資訊後輸出至比對模組及校正模組。步驟S1020：分析該影像資訊而產生比對結果。比對模組可預先設定人物、衣著、環境等特定資訊與攝影裝置之影像資訊比對。步驟S1030：調整該影像資訊而產生校正影像。再由播放模組接收比對結果及校正影像。步驟S1040：當比對結果顯示異常事件時，輸出相應之校正影像並發出警報。步驟S1042：播放模組接收外部音訊並發出警報。

藉由本發明之監控裝置100，可將拍攝畫面經過軟體數位演算校正，以各種分割畫面方式呈現，並透過影像人體特徵、衣著顏色分析技術，檢測異常入侵的人物，主動發出異常事件通報，同時還可結合音訊識別軟體分析，案發時可以喊出關鍵口令取代接觸式手動按鈕來觸發緊急事件通報。採用本發明監控裝置100之水平環景正面收錄的影像，適合採用影像分析技術來檢測人體特徵、衣著，可以輔助提示當工作人員離開櫃台時遭異常人員入侵的突發事件。

本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改及均等設置均包含於本發明之範圍內。

100．．．監控裝置

200．．．商業交易設備

201．．．第一位置

202．．．第二位置

204．．．檯面

300．．．攝影裝置

410．．．第一攝影正面區域

420．．．第二攝影正面區域

500．．．處理裝置

502．．．儲存單元

504．．．比對模組

506．．．校正模組

508．．．播放模組

600．．．警報器

700．．．顯示裝置

800．．．收音裝置

a．．．夾角

b．．．俯角

R．．．可視範圍

h1．．．第一位置之高度

h2．．．第二位置之高度

h3．．．高度差

n．．．影像資訊

m．．．交易資訊

S．．．比對結果

T．．．校正影像

圖1為傳統監控裝置拍攝影像之示意圖；

圖2A為本發明監控裝置之側視圖；

圖2B為本發明監控裝置之上視圖；

圖3A為本發明監控裝置之一實施例示意圖；

圖3B為本發明監控裝置拍攝影像之示意圖；

圖4A為本發明監控裝置之另一實施例示意圖；

圖4B為本發明監控裝置拍攝影像之另一示意圖；

圖5A為本發明監控裝置之示意圖；

圖5B為本發明監控方法之流程圖。

100．．．監控裝置

200．．．商業交易設備

201．．．第一位置

300．．．攝影裝置

410．．．第一攝影正面區域

420．．．第二攝影正面區域

a．．．夾角

b．．．俯角

R．．．可視範圍

Claims (18)

1. 一種監控裝置，包含：一商業交易設備上具有一第一位置；以及至少一攝影裝置，設置於該商業交易設備上之該第一位置，該攝影裝置具有一第一攝影正面區域及一第二攝影正面區域，該第一攝影正面區域形成於該商業交易設備之一側，該第二攝影正面區域相對該第一攝影正面區域形成於該商業交易設備之另一側；其中該第一攝影正面區域與該第一位置之水平面垂直或夾一銳角，且該攝影裝置具有一可視範圍包含該第一攝影正面區域、該第二攝影正面區域以及兩者間之範圍且大於180度，該第一位置之水平面與該第一攝影正面區域或該第二攝影正面區域之間具有一俯角，該俯角小於45度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之監控裝置，其中該第二攝影正面區域與該第一位置之水平面垂直或夾一銳角，該銳角大於或等於45度。
3. 如申請專利範圍第2項所述之監控裝置，其中該可視範圍係由該第一攝影正面區域或該第二攝影正面區域360度環繞該攝影裝置所形成。
4. 如申請專利範圍第1項所述之監控裝置，該第一位置相對該商業交易設備底部之高度低於2公尺。
5. 如申請專利範圍第1項所述之監控裝置，更包含一支臂自該商業交易設備延伸設置，該攝影裝置藉由該支臂與該商業交易設備 連接。
6. 如申請專利範圍第1項所述之監控裝置，更包含一處理裝置，連接該商業交易設備及該攝影裝置，該處理裝置更包含一儲存單元，擷取該商業交易設備之一交易資訊及該攝影裝置之一影像資訊。
7. 如申請專利範圍第6項所述之監控裝置，該處理裝置更包含一比對模組，自該儲存單元取得該影像資訊並分析該影像資訊而產生一比對結果。
8. 如申請專利範圍第6項所述之監控裝置，該處理裝置更包含一校正模組，自該儲存單元取得該影像資訊並調整該影像資訊而產生一校正影像。
9. 一種監控裝置，包含：一商業交易設備；以及至少一攝影裝置，設置於一第二位置，該第二位置相對該商業交易設備具有一高度差，該攝影裝置具有一第一攝影正面區域及一第二攝影正面區域，該第一攝影正面區域形成於該商業交易設備之一側，該第二攝影正面區域相對該第一攝影正面區域形成於該商業交易設備之另一側；其中該第一攝影正面區域與該第二位置之水平面垂直或夾一銳角，且該攝影裝置具有一可視範圍包含該第一攝影正面區域、該第二攝影正面區域以及兩者間之範圍且大於180度，該第二位置之水平面與該第一攝影正面區域或該第二攝影正面區域之間具有一俯 角，該俯角小於45度。
10. 如申請專利範圍第9項所述之監控裝置，其中該第二攝影正面區域與該第二位置之水平面垂直或夾一銳角，該銳角大於或等於45度。
11. 如申請專利範圍第10項所述之監控裝置，其中該可視範圍係由該第一攝影正面區域或該第二攝影正面區域360度環繞該攝影裝置所形成。
12. 如申請專利範圍第9項所述之監控裝置，該第二位置相對該商業交易設備底部之高度低於2公尺。
13. 如申請專利範圍第9項所述之監控裝置，更包含一處理裝置，連接該商業交易設備及該攝影裝置，該處理裝置更包含一儲存單元，擷取該商業交易設備之一交易資訊及該攝影裝置之一影像資訊。
14. 如申請專利範圍第13項所述之監控裝置，該處理裝置更包含一比對模組，自該儲存單元取得該影像資訊並分析該影像資訊而產生一比對結果。
15. 如申請專利範圍第13項所述之監控裝置，該處理裝置更包含一校正模組，自該儲存單元取得該影像資訊並調整該影像資訊而產生一校正影像。
16. 一種監控方法，用於如申請專利範圍第1項所述之監控裝置，包含下列步驟：由一處理裝置擷取一商業交易設備之一交易資訊及一攝影裝置之 一影像資訊；分析該影像資訊而產生一比對結果；調整該影像資訊而產生一校正影像；其中，該攝影裝置具有一第一攝影正面區域及一第二攝影正面區域，該第一攝影正面區域形成於該商業交易設備之一側，該第二攝影正面區域相對該第一攝影正面區域形成於該商業交易設備之另一側，且該攝影裝置具有一可視範圍包含該第一攝影正面區域、該第二攝影正面區域以及兩者間之範圍且大於180度，該第一位置之水平面與該第一攝影正面區域或該第二攝影正面區域之間具有一俯角，該俯角小於45度。
17. 如申請專利範圍第16項所述之監控方法，包含下列步驟：由一播放模組接收該比對結果及該校正影像，當該比對結果顯示異常事件時，輸出相應之該校正影像並發出警報。
18. 如申請專利範圍第17項所述之監控方法，其中播放步驟包含：由該播放模組接收一外部音訊並發出警報。