CN100515080C - 设定影像监控区的装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种设定影像监控区的装置及其方法，利用一影像撷取单元连续地撷取一特定空间的影像，并将该等影像的图框储存至一记忆单元，令一处理单元可利用该装置中所安装的一影像处理软件，该记忆单元中读取该等图框，并对该等图框内的对象影像进行运算及分析处理，并在判断出图框内的一对象影像包含该影像处理软件所预设的一启动参数时，令处理单元自动针对该对象影像在后续影像图框中的移动轨迹进行运算及分析，并予以记录，直至处理单元从后续影像图框中判断出对象影像包含有影像处理软件所预设的一停止参数时，停止对其移动轨迹的记录，并将该对象影像的移动轨迹所围成的区域设定为该装置进行监控的一影像监控区。

Description

设定影像监控区的装置

技术领域

本发明涉及一种设定影像监控区的装置及其方法，尤指一种可直接根据一影像撷取单元在一特定空间所撷取的对象影像的动作，自动将该对象影像的移动轨迹所围成的区域，设定为影像监控区的装置及其方法。

背景技术

传统上，针对某一特定区域，利用检知装置监控有无外界对象(如：人体)出现在该特定区域的技术，早已被广泛地应用在各种场合，诸如保全防盗、门禁出入管理、无人银行等、甚或军事、玩具、工业控制等，该等传统的检知装置可分为主动检知与被动检知等两种方式：

1、主动检知方式，藉由侦测方(如：雷射、红外线、超声波、雷达等)，主动发射一信号至待测环境范围中，同时藉由在该侦测方所安装的一接收器，接收反射回来的信号，并加以分析(如：信号强弱或相位差等信息)，以推算出该环境中的一待测物的信息(如：方位、大小、距离)，并经该侦测方判别后，产生适当的响应。

2、被动检知方式，则藉由侦测方，侦测待测环境范围中的待测物，根据该待测物表面温度所发射出的自体辐射(如：人体产生的红外线)，或因动作所改变的环境变量(如：空气扰流或摄像机的影像差异等)，以推算出该环境中的一待测物的信息(如：方位、大小、距离)。

然而，上述两种检知方式，由于分辨率的问题，两者皆仅能做到判别是否有待测物，或待测物是否有运动存在，及待测物所对应的粗略运动信息，至于，其它控制操作，皆须使用者以特定输入设备(如：遥控器、按键开关、或计算机等)，完成各种系统参数的设定。例如：近年来，将计算机结合数字影像作为环境侦测的方法，广泛用于许多数字监控系统中，但其却需仰赖个人计算机对侦测环境范围做设定，并无法自动得知物体较精细的运动信息或其特定的意念表达。

再者，应用主动检知方式须在侦测方设置主动信号发射与接收的装置，不仅增加系统复杂度与成本，亦将因量测不准确，而导致发生结果误判及功率无谓消耗的缺失。而被动检知技术则因受限于环境温度、人体被覆盖率等因素，而影响判读情形，又，主动与被动的检知方式，尚必须以特定输入设备进行控制操作，如此，将大幅增加设备成本，并不适合应用在一般场合。

有鉴于此，为改进公知技术的缺点，发明人经过长久努力研究与实验，终于开发设计出本发明的一种设定影像监控区的装置及其方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种设定影像监控区的装置及其方法，其能将一般型摄影机及独立运算单元，结合成为单一系统，以直接根据摄影机在一特定空间所撷取的对象影像的动作，经由影像辨识程序，判读物件影像的特定动作，并解译成对应的操作意图，以将该对象影像的移动轨迹所围成的区域，设定为影像监控区，或作为启闭、调整、设定相关仪器设备、开关机制或其它自动系统等的依据，以改善因使用公知技术所衍生的问题，并能达成全自动化，无须开关、按键或其它输入元件的目的。

为此，本发明提出一种设定影像监控区的方法，该方法利用一影像处理软件，针对一影像撷取单元在一特定空间内所撷取的连续影像图框内的对象影像进行运算及分析处理，并在判断出各该影像图框内的对象影像包含有该影像处理软件所预设的一启动参数时，即自动针对该对象影像在后续影像图框的移动轨迹进行运算及分析，并予以记录，直至判断出在该后续影像图框中该对象影像包含有该影像处理软件所预设的一停止参数时，始停止对其移动轨迹的记录，并将该对象影像的移动轨迹所围成的区域，设定为该装置进行监控的一影像监控区。

本发明还提出一种设定影像监控区的装置，该装置在一壳体内设有一处理单元，该处理单元可对该壳体内所有的电子元件进行操控处理，该壳体内并设有一影像撷取单元，该影像撷取单元与该处理单元相连接，且在连续地撷取一特定空间的影像后，将该等影像的影像图框传送到该处理单元，令该处理单元利用该装置中所安装的一影像处理软件，对该等影像图框内的对象影像进行运算及分析处理，并在判断出各该影像图框内的一对象影像包含有该影像处理软件所预设的一启动参数或一停止参数时，开始或停止对该对象影像在后续影像图框中的移动轨迹进行记录，并将该对象影像的移动轨迹所围成的区域设定为该装置进行监控的一影像监控区。

本发明还提出一种利用影像监控以控制电子装置的系统，该系统建构在一影像监控装置与一电子装置间，其中该影像监控装置根据所连续撷取的影像图框中的一对象影像动作，先在各该影像图框中设定出一影像监控区，并在完成该影像监控区的设定后对该影像监控区进行监控，以在分析判断出该影像监控区内有侵入的对象影像时，该影像监控装置即自动产生一启动信号，并将其传送到电子装置，启动该电子装置进行预设的处理动作，如：发出警报、关闭电动门或录制监控区域内的影像等。

藉由以上构件的组成，本发明利用该影像撷取单元所撷取的影像图框，并通过影像处理软件，对该等影像图框进行影像处理(如人体外型、特定动作或姿势/手势、运动向量或脸部特征)，搜寻/辨识出该影像图框的影像变化，作为电子装置控制启闭或系统设定等动作，从而克服了现有技术的缺陷，不仅增加对特定空间内的影像变化的了解，还可藉由影像图框分析辨认作为设定/控制基础，减少额外输出入设备要求，同时，装置或系统的组成元件简单、成木低廉，且影像处理软件的的计算程序实现方式富弹性，可针对不同需求而快速修正应用。

附图说明

图1为本发明的一动作流程图；

图2为本发明的影像撷取装置与电子装置连接的方块图；

图3为本发明的图框示意图；

图4为本发明的命令储存模块示意图；

图5为本发明的影像监控区的流程图；

图6为本发明的影像撷取装置与电子装置间的动作流程图；

图7为本发明的影像撷取单元与处理单元的线路图；

图8为本发明的补光装置的线路图；

图9为本发明的影像暂存模块及命令储存模块的线路图；

图10为本发明的资料记录模块的线路图。

附图标号说明：

1、影像撷取单元         2、影像图框        3、处理单元

4、记忆单元             40、影像处理软件   401、计算程序

402、分析程序           403、记录程序      404、设定程序

405、控制程序           42、影像暂存模块   44、命令储存模块

46、资料记录模块        5、对象影像        6、壳体

7、补光装置             8、影像监控装置    9、电子装置

A、移动轨迹             B、影像监控区

具体实施方式

为了能对本发明的技术方案、特征及其功效做更进一步的认识与了解，兹举具体实施例并配合附图，详细说明如下：

本发明为一种设定影像监控区的装置及其方法，请参阅图1及2所示，该方法在一影像处理软件40(如图4所示)中，设有一启动参数与一停止参数，以利用该影像处理软件，对一影像撷取单元1在一特定空间所撷取的连续影像的影像图框2(如图3所示)进行运算及分析处理，并在判断出各该影像图框2内的一对象影像5包含有该启动参数时，即自动针对该对象影像5在后续影像图框2中的移动轨迹A进行运算及分析，并予以记录，直至判断出在该后续影像图框2中该对象影像5包含有该停止参数时，始停止对其移动轨迹A的记录，并将该对象影像5的移动轨迹A所围成的区域设定为该装置进行监控的一影像监控区B。

本发明的一种设定影像监控区的装置，请参阅图2所示，设有一壳体6，该壳体6内包括有一处理单元3(如图7所示)、一影像撷取单元1(在本发明中，该处理单元3与该影像撷取单元1整合在同一芯片中)，其中该处理单元3可对该壳体6内所有的电子元件，进行操控处理，并与该影像撷取单元1相连接，而该影像撷取单元1可连续地撷取一特定空间的影像，并将该等影像的影像图框2(如图3所示)，传送到该处理单元3，令该处理单元3利用该装置所安装的一影像处理软件40，对该等影像图框2内的一对象影像5，进行运算及分析处理，并在判断出该对象影像5包含有该影像处理软件40所设的一启动参数时，令该处理单元自动针对该对象影像5在后续影像图框2中的移动轨迹，进行运算及分析，并予以记录，直至该处理单元3从后续影像图框2中，判断出该对象影像5包含有该影像处理软件40所设的一停止参数时，始停止对其移动轨迹A的记录，并将该对象影像5的移动轨迹A所围成的区域设定为该装置进行监控的一影像监控区B。

在该实施例中，该壳体6尚设有一记忆单元4，该记忆单元与该处理单元3相接，而该影像处理软件40设在该记忆单元4中，该处理单元3可自该记忆单元4取得该影像处理软件40，并对该等影像图框2进行运算及分析。又，该装置尚设有一补光装置7(如图8所示)，该补光装置7与该处理单元3相接，使得该处理单元3可藉由该补光装置7，将一光源投射到该特定空间中，令该影像撷取单元1可撷取到适当亮度的影像图框2。

在该实施例中，该影像撷取单元1可为一互补性氧化金属半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS)或可为一感光耦合元件(Charge coupled Device，CCD)，该记忆单元4则包括有一影像暂存模块42(如图9所示)、一命令储存模块44(如图9所示)及复数个资料记录模块46(如图10所示)，其中该影像暂存模块42用于储存该影像撷取单元1所撷取到的影像图框2，该命令储存模块44储存该影像处理软件40，该等资料记录模块46则储存该处理单元3进行运算及分析后的数据(如：影像监控区B)，该命令储存模块44可为一只读存储器(如：电子式可抹除程序化只读存储器，ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory，简称：EEPROM)，而该影像暂存模块42及该等资料记录模块46分别可为一随机存取记忆体(如：动态随机存取记忆体，Dynamic Random Access Memory，简称：DRAM)。

本发明的一种利用影像监控对电子装置进行控制的系统，复请参阅图2所示，该系统建构在一影像监控装置8与一电子装置9间，其中该影像监控装置8根据所连续撷取的影像图框2中的一对象影像5动作，先在各该影像图框2中设定出一影像监控区B，并在完成该影像监控区B的设定后，对该影像监控区B进行监控，以在分析判断出该影像监控区B内有侵入的对象影像5时，该影像监控装置8即自动产生一启动信号，并将其传送到电子装置9，启动该电子装置9进行预设的处理动作，如：发出警报、关闭电动门或录制监控区域内的影像等。

在本发明的一较佳实施例中，若该系统的影像监控装置8在该影像监控区B内，分析出该影像监控区B中侵入的对象影像5已经离开该影像监控区B时，该影像监控装置即自动产生一关闭信号，并将其传送到该电子装置9，停止该电子装置9正在进行的处理动作，使得该电子装置9恢复到启动进行预设的处理动作前的状态。

在该等实施例中，请参阅图2及图4所示，该影像处理软件40包括有一计算程序401、一分析程序402、一记录程序403及一设定程序404，该处理单元3可利用该计算程序401对该等影像图框2进行运算处理(如：向量计算)，并将运算处理结果传送到该记忆单元4中储存，而该分析程序402中设有该启动参数及停止参数，令该处理单元3利用该分析程序402分析该对象影像5是否有包括该启动参数或该停止参数，使该处理单元3开始对该对象影像5的移动轨迹A进行记录，再者，该处理单元3利用该记录程序403将该对象影像5的移动轨迹A储存在该记忆单元4中，而该处理单元3可利用该设定程序404读取该该对象影像5的移动轨迹A，并根据该对象影像5的移动轨迹A所围成的区域设定成该影像监控区B。

在该等实施例中，当该处理单元3欲利用该设定程序404设定该影像监控区B时，若该对象影像5的移动轨迹A的起始点与终止点间相隔一段间距时，该设定程序404将以最短的直线连接该起始点与终止点，以围成该影像监控区B；若该对象影像5的移动轨迹A呈交叉状时，则该设定程序404将最接近该终止点的一交叉点与该移动轨迹A的起始点，围设成该影像监控区B。

在该等实施例中，该影像处理软件40中包括有一控制程序405，而该处理单元3完成设定成一影像监控区B后，该处理单元3尚可利用该分析程序402在该影像监控区B内，分析判断出该影像监控区B内有侵入的对象影像5时，该处理单元3即利用该控制程序405产生一启动信号，并将其传送到电子装置9，启动该电子装置9进行预设的处理动作。

另外，若该处理单元3利用该分析程序402在该影像监控区B内，分析出该影像监控区B中侵入的对象影像5已经离开该影像监控区B时，该该处理单元3即利用该控制程序405产生一关闭信号，并将其传送到该电子装置9，停止该电子装置9正在进行的处理动作，使得该电子装置恢复到启动进行预设的处理动作前的状态。

为进一步了解本发明在实际运作时，该处理单元3如何利用该影像处理软件40，设定该影像监控区B，以下乃举具体实施例，说明其处理顺序，而设定该影像监控区B过程中，该对象影像5以一人像为代表，而该启动参数与该停止参数以该人像比出一V字型手势为代表，而当该影像撷取单元1开始连续不断地对一特定空间撷取复数个影像图框2时，该处理单元3将依下列步骤，进行设定该影像监控区B，请参阅图5所示：

(501)将该等影像图框2经由该处理单元3传送到该记忆单元4中储存；

(502)接着，可利用该计算程序401对该等影像图框2，进行运算处理，并将运算处理结果传送到该记忆单元4中储存；

(503)利用该分析程序402分析该运算处理结果，以判断该等影像图框2中是否有入侵的对象影像5，若有进行步骤(504)，否则进行步骤(501)；

(504)再利用该分析程序402对后续该等影像图框2的运算处理结果进行分析，以判断分析该对象影像5是否包括该启动参数，若是进行步骤(505)，否则进行步骤(501)；

(505)然后，利用该分析程序402分析后续该等影像图框2中，该对象影像5的移动轨迹A，并储存于该记忆单元4中；

(506)再利用该分析程序402对后续该等影像图框2的运算处理结果进行分析，以判断分析该对象影像5是否包括该停止参数，若是进行步骤(507)，否则进行步骤(505)；

(507)可利用该设定程序404读取该移动轨迹A，并根据该移动轨迹A在该影像图框2中设定一影像监控区B。。

再者，当该处理单元3完成设定该影像监控区B的动作后，该处理单元3将依下列步骤，产生一启动信号与一停止信号，并传送到该电子装置9，令该电子装置9根据该启动信号与停止信号，进行后续处理，请参阅图6所示：

(601)首先，利用该分析程序402在该影像监控区B内，分析出该影像监控区B中，是否有入侵该影像监控区B的一对象影像5，若是进行步骤(602)，否则进行步骤(601)；

(602)该分析程序402将会产生一侦侧数据，并予以储存在该记忆单元4中，再进行下列步骤；

(603)然后，该控制程序405读取该记忆单元4中的侦侧资料，用以产生一启动信号，并将其传送到电子装置9，启动该电子装置9进行预设的处理动作；

(604)再利用该分析程序402在该影像监控区B内，分析出该影像监控区B中的对象影像5是否已经离开该影像监控区B，若是进行步骤(605)，否则进行步骤(604)；

(605)该分析程序402将会产生一另一侦侧数据，并予以储存在该记忆单元4中；

(606)再利用该控制程序405读取该记忆单元4中的另一侦侧资料，用以产生一关闭信号，并予以传送到该电子装置9，停止该电子装置9正在进行的处理动作，使得该电子装置恢复到启动进行预设的处理动作前的状态。

藉由以上构件的组成，本发明利用该影像撷取单元1所撷取所的影像图框2，并通过影像处理软件40，对该等影像图框2进行影像处理(如人体外型、特定动作或姿势/手势、运动向量或脸部特征)，搜寻/辨识出该影像图框2的影像变化，作为电子装置9控制启闭或系统设定等动作，以达成下列功效：

1、利用该影像撷取单元1所撷取所的影像图框2，可增加对特定空间内的影像变化的了解。

2、藉由影像图框2分析辨认作为设定/控制基础，可减少额外输出入设备要求。

3、装置或系统的组成元件简单、成木低廉，例如：该影像撷取单元1可为一互补性氧化金属半导体。

4、影像处理软件的的计算程序401(如：向量算法)实现方式富弹性，可针对不同需求而快速修正应用。

虽然本发明已以具体实施例揭示，但其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围的前提下所作出的等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，皆应仍属本专利涵盖之范畴。

Claims (6)

1.一种设定影像监控区的装置，其特征在于，包括：

一壳体；

一影像撷取单元，设在该壳体内，其可连续地撷取一特定空间的影像图框，并传送到下述处理单元；

一处理单元，设在该壳体内，其可对该壳体内所有的电子元件，进行操控处理，并与该影像撷取单元相接，令该处理单元利用该装置中所安装的一影像处理软件，对所述影像图框内的一对象影像进行运算及分析处理，并在判断出各该影像图框内的一对象影像包含有该影像处理软件所预设的启动参数或一停止参数时，开始或停止对该对象影像在后续影像图框中的移动轨迹进行记录，并将该对象影像的移动轨迹所围成的区域设定为该装置进行监控的一影像监控区。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该壳体尚设有一记忆单元，该记忆单元与该处理单元相接，而该影像处理软件设在该记忆单元中，该处理单元可自该记忆单元取得该影像处理软件，并对所述影像图框进行运算及分析。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置尚设有一补光装置，该补光装置与该处理单元相接，使得该处理单元可藉由该补光装置，将一光源投射到该特定空间中，以令该影像撷取单元可撷取到具有适当亮度的影像图框。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，该记忆单元则包括：

一影像暂存模块，储存该影像撷取单元所撷取到的所述影像图框；

一命令储存模块，储存该影像处理软件；

多个资料记录模块，储存该处理单元进行运算及分析后的数据。

5.一种利用影像监控对电子装置进行控制的系统，其特征在于，该系统包括：

一影像监控装置，该影像监控装置是根据所连续撷取的影像图框中的一对象影像动作，先在各该图框中设定出一影像监控区，并在完成该影像监控区的设定后，对该影像监控区进行监控；

一电子装置，该电子装置与该影像监控装置连接，令该影像监控装置在分析判断出该影像监控区内有侵入的对象影像时，该影像监控装置所产生的一启动信号可被传送到该电子装置，并启动该电子装置进行预设的处理动作。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，该系统的影像监控装置在该影像监控区内，分析出该影像监控区中的对象影像已经离开该影像监控区，则该影像监控装置即自动产生一关闭信号，并将其传送到该电子装置，停止该电子装置正在进行的处理动作，使得该电子装置恢复到启动进行预设的处理动作前的状态。

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