CN101378498A - 一种图像检测方法 - Google Patents

Abstract

一种图像检测方法。图像检测方法通过计算机执行，用以判断摄像机所拍摄的区域的图像变化。本图像检测方法，是通过提取拍摄的连续图像，以及对这些连续图像设置至少一个定位框，由此判断定位框内的图像必须有发生变化或图像不能发生变化，而传送信号，以判断检测区域是否发生异常情况。并由此自动传送通知信号，提醒监控者细心观察检测区域。

Description

一种图像检测方法

技术领域

本发明涉及一种图像检测方法，且特别涉及一种根据设定时段的检测区域的图像变化，传送检测正常/异常信号的图像检测方法。

背景技术

随着数字摄像技术提高及数字摄像相关设备的产品价格大幅降低，数字摄像已经广泛的应用在日常生活当中。所谓的数字摄像泛指所有可将拍摄到的人物景象转为数字化文件而储存于储存媒介的拍摄方法。诸如网络摄像机(Web CAM)、数字摄像机(Digital Video，DV)、监视摄像机、或是行动电话/相机上的摄像模块，都为目前常见的数字摄像设备。随着数字摄像设备的普及化，遂发展出多元化的数字摄像设备的应用，举例来说，使用者利用如网络摄像机等视频设备与远方的友人进行会议、以及管理员通过监视摄像机控制管理大楼人员进出。

部分的数字摄像设备具备自动对焦，可以清楚显示景色人物，多数的数字摄像设备仅是将拍摄到的图像显示于屏幕供使用者观察使用。举例来说，在大楼的各层出入口装设监视摄像机，并将拍摄的图像传送至中央监控屏幕，监控系统循序切换拍摄画面，管理员通过观看屏幕来监控大楼的人员进出。由于监控系统是以人工的方式监控，易发生人为疏忽(例如管理员离开中央监控屏幕)致使监控系统的功效大打折扣(无法检测异常的人员进出)。另外，部分的监控系统做到依据图像变化对监视摄影机进行对应变化，例如中国台湾专利公开号200714039号公开一种判断拍摄图像的差异追踪并放大相异处的图像。中国台湾专利第I260494号揭示一种远程监控系统，拍摄的图像发生变化时数据传输量较大，此时远程监控者才开始下载拍摄的图像素据。只是，这些系统仅对监控区域“有发生动作时”，才进行检测判断，并予以回报是否有异常动作。事实上，某些状态下，例如独居老人的健康照护监控系统，对于受监控的居家环境的特定区域，如厕所或床铺若长时间未有图像变化，仍应该被视为异常现象。然而，使用目前的监控系统却无法检测出此类的异常现象。

发明内容

鉴于上述数字摄像存在的无法对多个感兴趣区域主动进行动作感知与主动回报等问题，本发明的目的在于提出一种图像检测方法，由此计算机执行图像检测方法分析摄影机所拍摄的图像变化，以达到实时回报感兴趣区域的图像变化的功效。

为达上述回报多个感兴趣区域的图像变化的目的，本发明的图像检测方法包括下列步骤：首先，提取摄影机拍摄的至少一个连续图像；接着，对这些连续图像设置至少一个定位框；然后，设置这些定位框内的图像于时间参数内必须有发生变化，于检测期间执行一个判断图像变化的步骤，用以在判断时间参数内有发生图像变化时，输出第一信号；最后，设置这些定位框内的图像于时间参数内不能发生变化，并且执行一个判断图像变化的步骤，以在时间参数内未发生图像变化时，输出第二信号。

依照本发明的优选实施例所述的图像检测方法，其中还包括当设定定位框内的图像于时间参数内必须有发生变化，但却未发生图像变化时输出第三信号；以及当设定定位框内的图像于时间参数内不能发生变化，但却有发生图像变化时，输出第四信号。其中，第一、第二信号代表系统预设的正常信号，而第三、第四信号代表系统预设的异常信号。前述的正常或异常信号都可通过警示信息、警示灯号、警示声音等方式提示使用者。

依照本发明的优选实施例所述的图像检测方法，图像检测方法还包括判断图像变化的步骤，其包括：先提取时间参数内所拍摄的两连续图像；之后比较这些连续图像的定位框部分的每一像素的RGB值，并计算RGB值变异量；当RGB值变异量超出建议值，则判断定位框内的图像发生变化。其中，上述的RGB值变异量例如是RGB值的均方根误差(mean-square error，MSE)。

本发明提供了一种图像检测方法执行于一计算机中，用以判断一摄像机所拍摄的图像是否发生变化，该图像检测方法包括提取该摄像机拍摄的至少一连续图像；对所述连续图像设置至少一定位框；设置这些定位框内的图像于一第一时间参数内必须有发生变化；执行一判断图像变化的步骤，于该第一时间参数内有发生图像变化时，输出一第一信号；以及设置这些定位框内的图像于一第二时间参数内不能发生变化；执行该判断图像变化的步骤，于该第二时间参数内未发生图像变化时，输出一第二信号。

依照本发明的优选实施例所述的图像检测方法，图像检测方法还包括设置检测频率参数，用以控制检测图像变化的频率，意即设定多久执行一次检测图像变化的步骤。其中，当监控系统连续接收到第一、第二信号时，表示被监控区域并无发生异常，因此系统自动减少检测频率参数，使执行检测图像变化步骤的间隔时间拉长；当连续接收第三、第四信号时，表示被监控区域连续发生异常状况，因此系统自动增大检测频率参数，使执行检测图像变化步骤的间隔时间缩短。

由上所述，本发明的图像检测方法提取摄影机拍摄的至少一个连续图像，并依据前后的连续图像设定的感兴趣的定位框的RGB值变异量判断连续图像是否有变动，再依据定位框是否必须发生图像变化来判断欲传送的相应的数字信号(第一信号～第四信号)，由此达到针对多个区域主动进行动作感知与回报的功效，以及依据这些区域于预设时段内必须有/不能有图像异动，而发送对应的数字信号。

有关本发明的详细特征与实际运作，现配合附图在实施方式中详细说明如下，其内容足以使任何熟悉相关技术的人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭示的内容及附图，任何熟悉相关技术的人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

附图说明

图1为图像检测方法流程图。

图2A及图2B为图像检测方法运用于远程检测系统的结构示意图。

图3A及图3B为图像检测方法运用于交互式计算机游戏系统的结构示意图。

图4为图像检测方法的另一流程图。

其中，附图标记说明如下：

210、212、214、310       摄影机

210a、212a、214a、310a   监控区域

312、314、316、318       定位框

220、320      计算机

230、330      屏幕

240、242、244 定位框

250、350      警示信息

252、352      警示灯号

具体实施方式

本发明的目的及其执行方法在下列优选实施例中详细说明。然而本发明的也可用于其它范围。以下列举的实施例仅用于说明本发明的目的与执行方法，并非用以限制其范围。

第一实施例

图1为图像检测方法流程图。请参照图1，在第一实施例中，图像检测方法包括以下步骤：首先，提取摄影机拍摄的至少一个连续图像，如步骤S110；接着，对这些连续图像设置至少一个定位框，如步骤S120；然后，设置这些定位框内的图像于时间参数内必须有发生变化，如步骤S130；此时，执行一个判断图像变化的步骤，判断于时间参数内有发生图像变化时，输出第一信号，如步骤S140；最后，设置这些定位框内的图像于时间参数内不能发生变化，如步骤S150；并执行一个判断图像变化的步骤，判断于时间参数内未发生图像变化时，输出第二信号，如步骤S160。

承上，当设置定位框内的图像于一段时间内必须有图像变化，但是检测结果却未发生任何图像变化时，则输出第三信号；反之，若于一段时间内不能有图像变化，但定位框内的图像却发生了图像变化时，则输出第四信号。其中，执行图像检测方法的系统将第一、第二信号预设为正常信号，以及将第三、第四信号预设为异常信号，并以例如警示信息、警示灯号、警示声音等方式来提示上述的正常信号或异常信号，在此并不限制信号所对应的警示方式。

本段落将详述本图像检测方法的流程。首先，以摄像机(或数字摄像机)拍摄欲检测区域，再设定多个感兴趣的小区域于所拍摄的图像，这些小区域就称为定位框。使用者可通过摄像机的使用者接口直接设定这些定位框，或是由此执行于计算机的图像检测应用软件设定这些定位框。另外，在设置定位框同时可针对每一个定位框设置一个时间参数，用以控制单次对定位框持续检测所需的时间。使用者可设定每一个定位框具有相同长度的时间参数，或设置不同长度的时间参数。在另一些实施例中，还设定检测频率参数控制计算机或摄像机上的处理芯片周期性的执行检测拍摄图像变化的程序(即判断定位框内的拍摄图像的RGB值变异量变化)。

判断检测拍摄图像变化的步骤如下：首先，于设定的时间起始检测拍摄图像变化，由计算机或摄像机的处理芯片提取连续的两张图像。之后，取出这些图像的定位框部分，并比较定位框内每一像素的RGB值，并计算RGB值变异量。在本实施例中，直接由两张图像的定位框部分的各像素计算RGB值变异量，例如计算RGB值的均方根误差(mean-square error，MSE)，当此RGB值变异量超出建议值时(建议值的高低会影响判断图像变化的灵敏度，本实施例的建议值也可通过摄像机的使用者接口或图像检测应用软件设定，在此不限定建议值取得方式)，则表示前后两图像的定位框内有发生图像变化。RGB值变异量计算方式如下：

计算出定位框内每一个像素的RGB平均差，公式详列于后：

接着，推导每一像素的

并进一步推导出RGB值变异量(即RGB值的均方根误差，MSE)，表示如后：

其中，n表示为定位框内的像素(pixel)值；Xi表示某一像素的实际RGB值；X表示定位框内的RGB平均差。

另外，在一些实施例中，若连续接收到第一、第二信号时，表示被检测/监控区域长时间未发生异动，此时可减小检测频率参数，拉长执行检测监控区域的间隔时间；相反地，若持续接收到第三、第四信号时，表示被检测/监控区域异动频繁，因此加大检测频率参数，以频繁地检测被检测/监控区域，以实时回报异动的状况。

第二实施例

第二实施例举出实际应用范例以清楚说明本发明包括的技术。图2A及图2B为图像检测方法运用于远程检测系统的系统结构示意图。请依序参照图2，本优选实施例是以三台摄像机(210、212、214)分别监控三处监控区域(210a、212a、214a)，拍摄画面传送至计算机220并显示于屏幕230。使用者于拍摄前利用安装于计算机220的图像检测应用软件设定定位框(240、242、244)，这些定位框为拍摄画面中使用者感兴趣的区域。屏幕230除了显示拍摄画面中的定位框部分(240、242、244)，其它诸如警示信息250以及警示灯号252也一并出现于屏幕。请参看图2A，使用者设定时间参数T内，设定的监视区域(特别是定位框)不得有人员进出。开始监控时，监控区域并未有人员进出，因此摄像机(210、212、214)并未拍摄到任何人像。摄像机(210、212、214)将拍摄的画面传送至计算机220，并通过计算机执行判断检测拍摄图像变化程序。计算机依据前述定位框内的拍摄图像的RGB值变异量变化，判断接收的多个连续图像是否有异动的状况。因为在设定的时间参数T内，所有定位框(240、242、244)都无图像变化，故显示“正常”的显示灯号252，并且显示“一切正常”的警示信息250。接着看到图2B，此时有人员进入管制进出的监视区域，摄像机(210、212、214)将拍摄的图像传送至计算机220，并持续由计算机执行判断检测拍摄图像变化程序。在设定的时间参数T内，判断出定位框242有发生异动。此时，屏幕230出现“注意，检测到异动状态！”的警示信息250，并显示“异常”的警示灯号252，以及播放警示声音告知控管人员注意监控屏幕。

本实施例也可用于照顾管理的远程监控系统。进行远程监控者于受照护者日常起居出入处设置为监视区域，并拍摄这些监视区域(特别是定位框)。此外，远程监控者也设置时间参数T判断拍摄的监视区域是否有图像变动，以确定受照护者仍可维持日常活动。计算机持续执行判断检测拍摄图像变化程序，若于时间参数T内发现设定的定位框内无图像异动的状况，则发出警示信号250以及显示“异常”警示灯号252于屏幕，通知远程监控者更加注意该受照护者的目前状态，以实时察觉该受照护者是否需要进一步协助。

第三实施例

在第三实施例中，例如将图像检测方法应用在交互式的计算机游戏，例如跳舞机。图3A及图3B为图像检测方法运用于交互式计算机游戏系统的结构示意图。请依序参照图3A及3B图。游戏的进行方式为使用者位于摄像机310可拍摄的区域，并依据屏幕330显示的箭号提示做出相应的动作，当玩家完全符合相应动作即可得到高分完成游戏任务。

摄像机310拍摄监控区域(即玩家的活动范围)，并将拍摄图像传送至计算机320。监控区域310a划分数个定位框(312、314、316、318)，其对应至屏幕中上排的箭号(上、下、左、右四个方向的箭号)。游戏进行时会指定完成动作，并出现下排的箭号提示。玩家必须于限定时间(即于时间参数T)内做出相应的响应，例如出现下、右两方向的箭号提示，则玩家必须于监控区域310a中对应定位框316、318的区域中挥动手脚。当于限定时间内完成动作后，屏幕330即出现加分的警示灯号352，并出现例如“您真厉害”等文字信息(警示信息)350。若玩家连续无误的完成指定动作，则游戏会自动的缩短限定时间，以增加游戏难度。另外，游戏还设定在指定时间内于监控区域310a中对应定位框316、318的区域不能出现非指定动作之外的异动，若有则予以扣分。请参照图3B，游戏提示玩家仅可于对应定位框316、318的区域中挥动手脚，而玩家同时于定位框312、316、318的区域中挥动手脚。计算机320执行检测拍摄图像变化程序后，发现定位框312有不应该发生的异动，于是显示“扣分”警示灯号352，并显示“错误动作”的警示信息350。在一些实施例中，当玩家做出错误动作后，还会通过计算机喇叭播放警示声音，以增加游戏的互动性。将本发明的图像检测方法应用在这类计算机游戏(跳舞机)，相比较于使用按压感应组件(如跳舞机踏垫)的同类游戏，玩家的动作不再着重于脚部动作，以及避免游戏进行时，同时按压/感应所有组件得取高分等不公平现象。

第四实施例

本实施例与前述第一实施例的实施步骤相似，其相异之处在于，在本实施例中，还针对定位框的图像“必须要有变化”及“不能发生变化”设置不同参数(第一、第二时间参数)，以分别依据检测策略的所需(例如必须发生变化的定位框每次检测时间拉长)设置检测时间长度。图4为图像检测方法的另一流程图。请参照图4，本实施例的图像检测方法包括以下步骤：首先，提取摄像机拍摄的至少一个连续图像，如步骤S410；接着，对这些连续图像设置至少一个定位框，如步骤S420；然后，设置这些定位框内的图像于第一时间参数内必须有发生变化，如步骤S430；此时，执行一个判断图像变化的步骤，判断于第一时间参数内有发生图像变化时，输出第一信号，如步骤S440；最后，设置这些定位框内的图像于第二时间参数内不能发生变化，如步骤S450；并执行一个判断图像变化的步骤，判断于第二时间参数内未发生图像变化时，输出第二信号，如步骤S460。另外，定位框内的图像于第一时间参数必须有发生变化，但却未发生图像变化时，输出第三信号；以及定位框内的图像在第二时间参数不能发生图像变化，但却发生图像变化时，输出第四信号。

承上，在本实施例中，第一、第二时间参数为可变长度的时间参数，时间参数的长度可依据例如是否连续输出信号(第一～第四信号)改变。举例来说，当连续输出第一或第二信号时，表示监控区域正常，此时可缩短每一次检测所需时间，故将第一时间参数缩短；反之，若要长时间检测监控区域，则拉长每一次检测所需时间(第一时间参数)。另外，每一个定位框也可设定不同长度的第一时间参数或第二时间参数，以依据这些定位框的检测策略，分别设置检测的频率与每次检测的长度。

本发明的图像检测方法的应用繁多，不再逐一列举，然而熟知此项技术的技术人员当可由本发明的所示，应用在诸如环境安全、远程监控等领域。综上所述，本发明将拍摄图像设定数个定位框，并判断预设时间内，这些定位框的图像有无发生改变，进而依据执行检测前设定的是否必须发生图像变化，而由计算机传送相应的数字信号。因此，可达到定期定时检测受监测位置的动态，以及自动回报检测结果等功效。

虽然本发明以前述的优选实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉类似技术的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，所做的变动与润饰，均属本发明的专利保护范围，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求书为准。

Claims (19)

1.一种图像检测方法，执行于一计算机中，用以判断一摄像机所拍摄的图像是否发生变化，该图像检测方法包括：

提取该摄像机拍摄的至少一连续图像；

对所述连续图像设置至少一定位框；

设置所述定位框内的图像于一时间参数内必须有发生变化：

执行一判断图像变化的步骤，于该时间参数内有发生图像变化时，输出一第一信号；以及

设置所述定位框内的图像于该时间参数内不能发生变化：

执行该判断图像变化的步骤，于该时间参数内未发生图像变化时，输出一第二信号。

2.如权利要求1所述的图像检测方法，其中还包括：所述定位框内的图像于该时间参数内必须有发生变化，但却未发生图像变化时，输出一第三信号。

3.如权利要求1所述的图像检测方法，其中还包括：所述定位框内的图像于该时间参数内不能发生变化，但却有发生图像变化时，输出一第四信号。

4.如权利要求1所述的图像检测方法，其中该第一信号、该第二信号为正常信号。

5.如权利要求2所述的图像检测方法，其中该第三信号为异常信号。

6.如权利要求3所述的图像检测方法，其中该第四信号为异常信号。

7.如权利要求4所述的图像检测方法，其中该图像检测方法通过选自于警示信息、警示灯号、警示声音所组成的群组，来表示正常信号。

8.如权利要求5所述的图像检测方法，其中该图像检测方法通过选自于警示信息、警示灯号、警示声音所组成的群组，来表示异常信号。

9.如权利要求1所述的图像检测方法，其中该判断图像变化的步骤，包括：

提取该时间参数内所拍摄的两连续图像；

比较所述连续图像的所述定位框部分的每一像素的RGB值，并计算一RGB值变异量；以及

当该RGB值变异量超出一建议值，则判断该定位框内的图像发生变化。

10.如权利要求9所述的图像检测方法，其中该RGB值变异量是RGB值的均方根误差。

11.如权利要求3所述的图像检测方法，还包括设置一检测频率参数，用以控制检测图像变化的频率，其中：

当连续接收该第一、第二信号时，减小该检测频率参数；以及

当连续接收该第三、第四信号时，加大该检测频率参数。

12.一种图像检测方法，执行于一计算机中，用以判断一摄像机所拍摄的图像是否发生变化，该图像检测方法包括：

提取该摄像机拍摄的至少一连续图像；

对所述连续图像设置至少一定位框；

设置所述定位框内的图像于一第一时间参数内必须有发生变化；

执行一判断图像变化的步骤，于该第一时间参数内有发生图像变化时，输出一第一信号；以及

设置所述定位框内的图像于一第二时间参数内不能发生变化；

执行该判断图像变化的步骤，于该第二时间参数内未发生图像变化时，输出一第二信号。

13.如权利要求12所述的图像检测方法，其中还包括：所述定位框内的图像于该第一时间参数或该第二时间参数内必须有发生变化，但却未发生图像变化时，输出一第三信号。

14.如权利要求12所述的图像检测方法，其中还包括：所述定位框内的图像于该第一时间参数或该第二时间参数内不能发生变化，但却有发生图像变化时，输出一第四信号。

15.如权利要求12所述的图像检测方法，其中该第一信号、该第二信号为正常信号。

16.如权利要求13所述的图像检测方法，其中该第三信号为异常信号。

17.如权利要求14所述的图像检测方法，其中该第四信号为异常信号。

18.如权利要求12所述的图像检测方法，其中该第一、第二时间参数为一可变长度的时间参数。

19.如权利要求12所述的图像检测方法，其中所述定位框可个别设置对应的该第一时间参数或该第二时间参数。

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