TWI811618B - 篩選物件的方法以及電腦程式產品 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種篩選物件的方法,包含:從一影片偵測一物件存在的區域;根據該區域的偵測結果建立一取樣空間;從該取樣空間擷取一顏色特徵;將該顏色特徵納入一篩選條件;以及根據該篩選條件,對該影片中的一關注物件進行篩選。
Description
本發明是關於一種影像處理的方法,特別是關於影片中篩選物件的方法。
既有的影像處理方法中,在一場所隨處移動的物件可能是我們的關注物件,舉例來說,如道路中的某車輛、商店內的某顧客等特定目標。當場所面積達到一定的程度時,既有的作法是設置人力駐點或架設攝影機,利用人工的方式在場所中,或是多個攝影機的影片中查找關注對象。然而,這種作法會產生耗費人力、且篩選關注物件效率不佳的問題。
本發明有鑑於上述既有的問題點,提供一種篩選物件的方法,能夠讓使用者更有效率地從影片中篩選出欲篩選的關注物件。
關於本發明的篩選物件的方法,包含:從一影片偵測一物件存在的區域;根據該區域的偵測結果建立一取樣空間;從該取樣空間擷取一顏色特徵;將該顏色特徵納入一篩選條件;以及根據該篩選條件,對該影片中的一關注物件進行篩選。
某實施方式中,從該取樣空間擷取該顏色特徵之步驟更包含:從該取樣空間擷取至少一特徵點;根據該至少一特徵點產生一多邊形;以及從該多邊形構成的區域擷取該顏色特徵。
某實施方式中,該關注物件為人物,該特徵點包含人類的四肢、以及關節等任何一者。
某實施方式中,篩選物件的方法更包含:從該取樣空間擷取一屬性特徵;將該屬性特徵納入該篩選條件;以及根據該篩選條件,對該影片中的該關注物件進行篩選。
某實施方式中,該關注物件為人物,該屬性特徵包含人類的性別、年齡、以及服飾等任何一者。
某實施方式中,篩選物件的方法更包含:對該物件對應的該取樣空間進行一重辨識模型轉換,以取得一特徵向量;對該關注物件對應的一關注物件取樣空間,進行該重辨識模型轉換,以取得一關注物件特徵向量;計算該特徵向量與該關注物件特徵向量在多維空間的一距離;以及將該特徵向量納入該篩選條件時,藉由將該距離與一臨界值進行比較,以判斷該關注物件是否符合該篩選條件。
某實施方式中,該重辨識模型轉換為一矩陣運算。
某實施方式中,篩選物件的方法更包含:根據該篩選條件,篩選出一第2影片中的一第2關注物件;以及比對該關注物件與該第2關注物件被偵測到的複數個時間、複數個地點、以及複數個速度等任何一者,以過濾該第2關注物件。
關於本發明的電腦程式產品,經由電腦載入該程式,使該電腦的處理器執行前述任何一種篩選物件的方法。
某實施方式中,該處理器更執行:根據該篩選條件,篩選出該第2影片中的該第2關注物件;以及比對該關注物件與該第2關注物件被偵測到的複數個時間、複數個地點、以及複數個速度等任何一者,以過濾該第2關注物件。
根據本發明,讓使用者更有效率地從影片中篩選出欲篩選的關注物件。
本發明之上述及其他目的及優點,在參考後面描述的詳細說明並搭配所附的圖式之後,將能更加明顯易懂。
第1圖為一流程圖,說明關於本發明實施例1~4的篩選物件的方法。
[實施例1]
首先,針對本發明的實施例1進行說明。本發明實施例1對應的步驟為步驟ST01、ST02、ST03、ST04、ST09。
首先,在步驟ST01,從影片20偵測物件21存在的區域。其中,影片20為攝影機對某一環境所拍攝。該環境中可能存在各種靜態或動態的人、車等(以下通稱為「物件21」)。物件偵測的方法可以利用既有的物件偵測技術來實現。舉例來說,可以事先利用大量的數據給類神經網路進行機器學習而成。
接著,在步驟ST02,當偵測到影片20的某個區域存在物件21時,根據區域的偵測結果建立取樣空間22。
請參照第2圖。第2圖為一示意圖,示意步驟ST02根據區域的偵測結果建立取樣空間22之一例。如同圖所示,取樣空間22可以是位於物件21(圖式中為人類)約略左上以及右下的兩個座標點所圍成的框選區域。然而,雖然圖式中的取樣空間22為矩形,但在其他實施例中並不以此為限;意即,取樣空間22也可以是其他的多邊形。
回到第1圖。在步驟ST03,建立取樣空間22之後,從取樣空間22擷取顏色特徵。以下說明從取樣空間22擷取顏色特徵的詳細運作流程。
第3圖為一流程圖,說明步驟ST03從取樣空間22擷取顏色特徵的詳細運作流程。如同圖所示,步驟ST03更包含步驟ST31~ST33。以下分別對步驟ST31~ST33進行說明。
首先,在步驟ST31,從取樣空間22擷取特徵點。具體而言,若物件21的偵測結果為人物,則擷取的特徵點可以是人類的四肢以及關節等,例如:身體的左右肩、軸、掌、臀、膝、腳掌、脖子等。如第4A圖所示,從取樣空間22中擷取10個特徵點A~J。特徵點A、B對應左右肩,特徵點C、D對應肘關節,特徵點E、F對應左右手掌,特徵點G、H對應臀部的左右兩側,特徵點I、J對應左右腳掌。若物件21的偵測結果為汽車,則擷取的特徵點可以是車牌、車輪、車頂、車窗等。
接著,在步驟ST32,擷取到特徵點之後,根據擷取的特徵點產生多邊形。如第4B圖所示,假設物件21的偵測結果為人物,則產生的多邊形可以是人物的上半身,也就是由4個特徵點A、B、G、H所圍成的斜線區域。另外,也可以因應擷取到的特徵點的數量,來產生各種形狀的多邊形。
請參照第5A圖、第5B圖。第5A圖、第5B圖為一示意圖,說明第3圖中的步驟ST32根據特徵點產生多邊形之一例。舉例來說,假如擷取到1個特徵點40,其在影片20中的座標為(x, y),則特徵點40所產生的多邊形可以如第5A圖所示,為(x+h, y+h)、(x-h, y+h)、(x-h, y-h)、(x+h, y-h)上述4個座標點所圍成的正方形。換言之,正方形的邊長為2h,而特徵點40位於正方形的中心位置。需注意的是,h的數值不宜過大,實施時以小於5(像素)較佳。
另一方面,假如擷取到2個特徵點41、42,其在影片20中的座標分別為(x
1, y
1)、(x
2, y
2),則特徵點41、42所產生的多邊形可以如第5B圖所示,為(x
1+hcosθ, y
1+hsinθ)、(x
1-hcosθ, y
1-hsinθ)、(x
2+hcosθ, y
2+hsinθ)、(x
2-hcosθ, y
2-hsinθ)上述4個座標點所圍成的矩形。其中,θ為特徵點41、42所連成的線段與y軸方向的夾角,且矩形其中一邊的邊長為2h。h的數值如前述所說不宜過大,以小於5(像素)較佳。
另外,上述根據至少1個特徵點建立多邊形的規則僅為其中一種範例,但實施時並不以此為限。
回到第3圖,在步驟ST33,從多邊形構成的區域擷取顏色特徵。具體而言,在步驟ST32所產成的多邊形中包含複數個像素。每一個像素都可以用RGB(紅、綠、藍)、HSL(色相、飽和度、亮度)、HSV(色相、飽和度、明度)等色彩空間定義其顏色。為方便說明,以下以HSL色彩空間為例,來說明從多邊形當中的複數個像素擷取一代表顏色,作為取樣空間22的顏色特徵之範例。
首先,從多邊形當中的複數個像素中,計算所有像素於H分量的中位數h’。其次,從取樣空間22的複數個像素中取出H分量介於[h’-20, h’+20]的像素,並計算該等像素於S分量的中位數s’。最後,從前一步驟取出的複數個像素中,再取出S分量介於[s’-20, s’+20]的像素,並計算該等像素於L分量的中位數l’。如上所述,就可以得到一代表顏色(h’, s’, l’),作為取樣空間22的顏色特徵。步驟ST31~ST33執行完畢後,即完成第1圖步驟ST03的完整流程。
回到第1圖,在步驟ST04,從取樣空間22擷取顏色特徵之後,將顏色特徵納入篩選條件。取樣空間22的顏色特徵納入篩選條件之後,在步驟ST09,就可以針對影片20其他已經被偵測出的物件進行篩選,以篩選出關注物件。此處所謂的「關注物件」,是指準備篩選出與物件21在某個特徵上相同或相似的物件。
具體而言,若以取樣空間22的顏色特徵納入篩選條件時,步驟ST09是藉由比較取樣空間22的代表顏色(h’, s’, l’)以及關注物件所對應的代表顏色,以判定影片20當中的其他關注物件是否與物件21相似,而必須被篩選出來。舉例來說,可以事先規定兩個代表顏色若H分量相差小於等於10、且S分量相差小於等於10、且L分量相差小於等於20時,則判定關注物件的代表顏色與取樣空間22的代表顏色(h’, s’, l’)相似,而必須被篩選出來。反過來說,若兩個代表顏色之間並不滿足上述任一條件,則判定關注物件的代表顏色與取樣空間22的代表顏色(h’, s’, l’)不相似,而無須被篩選出來。
另外,雖然上述是以兩個代表顏色的H分量相差小於等於10、且S分量相差小於等於10、且L分量相差小於等於20為條件進行判定並篩選,但前述判定條件亦可以視情況調整。至此,已詳細說明本發明實施例1的步驟ST01、ST02、ST03、ST04、ST09的流程。
[實施例2]
接著,針對本發明的實施例2進行說明。本發明實施例2對應的步驟為步驟ST01、ST02、ST05、ST06、ST09。由於步驟ST01、ST02已於實施例1說明,故此處省略說明。
首先,在步驟ST05,建立取樣空間22之後,從取樣空間22擷取屬性特徵。以下說明從取樣空間22擷取屬性特徵的詳細運作流程。
舉例來說,若物件21的偵測結果為人物,則可以從取樣空間22擷取人類的性別、年齡、以及服飾等屬性特徵,例如:衣服款式、背負物件、手提物件、穿戴物件等可以描述人類的特徵。上述性別、年齡、以及服飾等屬性特徵亦可以使用既有的物件偵測技術來實現。
上述屬性特徵的偵測結果通常會用百分比來表示。具體來說,若對取樣空間22中的人物A進行屬性特徵的偵測,則偵測的結果舉例來說,性別為「男性」的機率為92%、「女性」的機率為8%;穿著為「洋裝」的機率為3%、「長褲」的機率為97%;配戴帽子為「是」的機率為6%、「否」的機率為94%…以此類推。因此,可以從取樣空間22中擷取人物A的屬性特徵為「性別男性」、「穿著長褲」、「未戴帽子」。
然後,在步驟ST06,從取樣空間22擷取屬性特徵之後,將屬性特徵納入篩選條件。取樣空間的屬性特徵納入篩選條件之後,在步驟ST09,就可以針對影片20其他已經被偵測出的物件進行篩選,以篩選出關注物件。舉例來說,如果以「性別男性」、「穿著長褲」為篩選對象,則可以篩選出符合屬性特徵為「性別男性」、「穿著長褲」的所有關注物件。
需注意的是,雖然實施例2的步驟ST09是在步驟ST06從取樣空間22擷取屬性特徵之後,將屬性特徵納入篩選條件。然而,實施例2的步驟ST09也可以同時以顏色特徵(步驟ST04)與屬性特徵(步驟ST06)兩者為篩選條件,一併對影片中的關注物件進行篩選。換言之,實施例1與實施例2彼此並沒有嚴格的執行先後順序,實施例1的步驟ST03~ST04以及實施例2的步驟ST05~ST06也可以分別執行,或是同步進行。
[實施例3]
接著,針對本發明的實施例3進行說明。本發明實施例3對應的步驟為步驟ST01、ST02、ST07、ST08、ST09。由於步驟ST01、ST02已於實施例1說明,故此處省略說明。
首先,在步驟ST07,建立取樣空間22之後,對取樣空間進行重辨識模型轉換,以取得特徵向量。
具體而言,在步驟ST07,重辨識模型轉換是使用一矩陣運算,將2維的取樣空間22影像轉換成256維空間(或其他多維空間)的特徵向量。也就是說,該特徵向量可以視為對應256維空間當中的原點指向某個座標點的方向。由於重辨識模型轉換可運用既有的演算法來實現,故此處省略詳細的說明。
除此之外,在步驟ST07當中,針對影片20當中的其他關注物件,同樣也要進行該重辨識模型轉換,以取得其他每個關注物件的關注物件特徵向量。
然後,在步驟ST08,取得該特徵向量之後,將該特徵向量納入篩選條件。由取樣空間22轉換而得到的該特徵向量納入篩選條件之後,在步驟ST09,就可以針對影片20其他已經被偵測出的物件進行篩選,以篩選出關注物件。
具體而言,在步驟ST09判斷其他關注物件是否與物件21相同或相似的方式,是計算該特徵向量與關注物件特徵向量在256維空間(或其他多維空間)的距離。如前述說明,由於該特徵向量可以視為對應256維空間當中的原點指向某個座標點的方向,因此算出兩個向量的距離,就相當於兩個座標點算出距離。然後,將距離與一臨界值進行比較。若距離小於等於臨界值,則判定關注物件與物件21相似,符合篩選條件,而必須被篩選出來。反過來說,若距離大於臨界值,則判定關注物件與物件21不相似,不符合篩選條件,而無須被篩選出來。
需注意的是,雖然實施例3的步驟ST09是在步驟ST08取得特徵向量之後,將特徵向量納入篩選條件。然而,實施例3的步驟ST09也可以同時以顏色特徵(步驟ST04)、屬性特徵(步驟ST06)、以及特徵向量(步驟ST08)三者為篩選條件,一併對影片中的關注物件進行篩選。換言之,實施例1~實施例3彼此並沒有嚴格的執行先後順序,實施例1的步驟ST03~ST04、實施例2的步驟ST05~ST06、以及實施例3的步驟ST07~ST08也可以分別執行,或是同步進行。
[實施例4]
接著,針對本發明的實施例4進行說明。本發明實施例4對應的步驟為步驟ST09、ST10、ST11、ST12。
在本發明實施例4中,是在關注物件已經篩選過的情況下,再針對篩選後的關注物件進行過濾。因此在實施例4中,先預設第1圖中的步驟ST04、ST06、ST08的任何一者已經執行完成,並根據顏色特徵(步驟ST04)、屬性特徵(步驟ST06)以及特徵向量(步驟ST08)的任何一者從影片20中篩選出關注物件(即執行完步驟ST09)。另外,實施例4還同時使用前述步驟的任何一者,從有別於影片20的另一「第2影片」當中,篩選出有別於關注物件的另一「第2關注物件」,影片20和第2影片,例如是由不同的攝影機分別擷取而得。篩選出第2關注物件之步驟,在第1圖中標示為步驟ST10。
然而,雖然在第1圖中,示意步驟ST10的執行順序在步驟ST09之後,但是步驟ST10的執行順序也可以在步驟ST09之前,亦包含兩步驟同時發生的可能性。
然後,在步驟ST11,針對已經篩選的關注物件以及第2關注物件,比對關注物件以及第2關注物件的時間、地點、以及移動速度等。
然後,在步驟ST12,根據關注物件以及第2關注物件的時間、地點、以及移動速度的比對結果,對第2關注物件進行過濾。
根據本發明實施例4,可以考慮到關注物件以及第2關注物件分別被兩台攝影機所偵測的時間、地點、以及移動速度,以排除第2關注物件被誤判為關注物件的可能性。舉例來說,在本發明實施例1~3的方法的篩選下,已經從影片20篩選出關注物件,並從第2影片篩選出與關注物件相似的第2關注物件。但根據本發明實施例4的實施結果,對關注物件以及第2關注物件的時間、地點、以及移動速度進行比對,發現關注物件與第2關注物件是在同一時間被偵測,且關注物件與第2關注物件分別在影片20以及第2影片中為靜止狀態,但偵測到關注物件以及第2關注物件的兩台攝影機彼此距離100公里之遠。考慮到兩台攝影機的相對距離,相同的物件不可能在短時間內同時出現在影片20以及第2影片中。因此在步驟ST12中,就可以另外對第2關注物件進行過濾,以排除第2關注物件就是關注物件的可能性。
綜上說明,根據本發明實施例1~3,利用影片20的樣本空間22的顏色特徵、屬性特徵、以及特徵向量,對影片20的其他關注物件進行篩選,能夠讓使用者更有效率地從影片中篩選出欲篩選的關注物件。
另外,在實施例1~3其中任何一者執行之後,根據本發明實施例4,可以從已篩選出的關注物件再進行過濾,以進一步降低搜尋的範圍。基於實施例4之態樣,可以適用於對多部攝影機所擷取之影像(或標的)作一次性之篩選。因此,能夠讓使用者更有效率地從影片中篩選出欲篩選的關注物件。
另外,如本發明實施例1~4描述的各項方法步驟,均可以用硬體、軟體、或是硬體與軟體的組合來實現。
當本發明實施例1~4以硬體來實現時,第1圖的步驟ST01~ST12、第3圖的步驟ST31~33、以及第5A圖、第5B圖的演算法,可以是由專用的硬體來實現,但是並非限定於此。專用的硬體舉例來說,相當於單一電路、複合電路、程式化處理器、平行程式化處理器、應用特定積體電路、場式可程式閘陣列、或該等的組合。
當本發明實施例1~4以軟體來實現時,是以軟體作為程式,儲存於電腦的記憶體中。當電腦的處理器讀取儲存於記憶體的程式時,使電腦執行第1圖的步驟ST01~ST12、第3圖的步驟ST31~33、以及第5A圖、第5B圖的演算法。電腦舉例來說,相當於中央處理器、中央處理裝置、處理裝置、演算裝置、微處理器、微電腦、處理器、或是數位訊號處理器等。
以上已詳述本發明實施例1~4。需注意的是,上述的實施例1~4僅為例示性說明本發明的原理及其功效,而並非用於限制本發明的範圍。本領域具通常知識者在不違背本發明的技術原理及精神下,均可以對實施例進行修改與變更。因此,本發明的權利保護範圍,應以後面的申請專利範圍的描述為準。
20:影片
21:物件
22:取樣空間
40~42:特徵點
A~J:特徵點
ST01~ST12:步驟
ST31~ST33:步驟
第1圖為一流程圖,說明關於本發明實施例1~4的篩選物件的方法。
第2圖為一示意圖,示意第1圖中的步驟ST02根據區域的偵測結果建立取樣空間22之一例。
第3圖為一流程圖,說明第1圖中的步驟ST03的詳細運作流程。
第4A圖為一示意圖,示意從取樣空間22的物件21當中擷取10個特徵點A~J之一例。第4B圖為一示意圖,示意以4個特徵點產生多邊形之一例。
第5A圖、第5B圖為一示意圖,說明第3圖中的步驟ST32根據特徵點產生多邊形之一例。
ST01~ST12:步驟
Claims (8)
- 一種篩選物件的方法,由電腦的處理器執行,包含:從一影片偵測一物件存在的區域;根據該區域的偵測結果建立一取樣空間;從該取樣空間擷取一顏色特徵;將該顏色特徵納入一篩選條件;以及根據該篩選條件,對該影片中的一關注物件進行篩選;其中該處理器更執行;根據該篩選條件,篩選出一第2影片中的一第2關注物件,該第2影片和該影片是以不同的攝影機擷取而得;以及比對該關注物件與該第2關注物件被偵測到的複數個時間、複數個地點、以及複數個速度等任何一者,以過濾該第2關注物件。
- 如請求項1之篩選物件的方法,其中該處理器執行的從該取樣空間擷取該顏色特徵之步驟更包含:從該取樣空間擷取至少一特徵點;根據該至少一特徵點產生一多邊形;以及從該多邊形構成的區域擷取該顏色特徵。
- 如請求項2之篩選物件的方法,其中,該關注物件為人物,該特徵點包含人類的四肢、以及關節等任何一者。
- 如請求項1之篩選物件的方法,更包含由該處理器執行: 從該取樣空間擷取一屬性特徵;將該屬性特徵納入該篩選條件;以及根據該篩選條件,對該影片中的該關注物件進行篩選。
- 如請求項4之篩選物件的方法,其中,該關注物件為人物,該屬性特徵包含人類的性別、年齡、以及服飾等任何一者。
- 如請求項1之篩選物件的方法,更包含由該處理器執行:對該物件對應的該取樣空間進行一重辨識模型轉換,以取得一特徵向量;對該關注物件對應的一關注物件取樣空間,進行該重辨識模型轉換,以取得一關注物件特徵向量;計算該特徵向量與該關注物件特徵向量在多維空間的一距離;以及將該特徵向量納入該篩選條件時,藉由將該距離與一臨界值進行比較,以判斷該關注物件是否符合該篩選條件。
- 如請求項6之篩選物件的方法,其中,該重辨識模型轉換為一矩陣運算。
- 一種電腦程式產品,經由電腦載入該程式,使該電腦的處理器執行如請求項1至7任何一項之篩選物件的方法。
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TW202230286A (zh) | 2022-08-01 |
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