CN101478628A - 图像对象的选取框大小的调整方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种图像对象的选取框大小的调整方法，应用于影片中的目标对象的追踪，在影片中具有数帧图框(frames)，目标对象的显示范围随着每一图框的播放而改变，根据目标对象的显示范围的变化趋势，记录变化趋势相应的变化次数是否达到一门坎值，再重新设定选取框的大小，以便能以较接近目标对象的尺寸的选取框框选目标对象。
Description
技术领域
本发明涉及一种图像对象的选取框尺寸调整方法，特别是涉及一种具有一目标对象的连续图像图框(frame)之中，能依据目标对象在每一帧图像图框中的尺寸变化情况，自动选取框调整目标对象的选取框大小的调整方法。
背景技术
在多媒体信息发达的今天，为了可以辨识影片中的内容或对象经常会利用到对象检测及其追踪的技术。举例来说，在保全系统中对人脸的检测或是对车牌的圈选都需要正确的圈选出目标对象。
以往对于影片中的目标对象的撷取方式，是利用一固定大小的图像选取框圈选目标对象，其图像选取框的尺寸应以最接近目标对象的尺寸为最佳。一般而言目标对象在每一帧图框中的大小通常会随着时间的递移而改变，例如：镜头拉近或拉远时就会改变目标对象在图框中的显示大小。若仅以固定尺寸的选取框来圈选目标对象的话，当选目标对象的尺寸大于或小于选取框时，使得在其它后续的应用中经由选取框对目标对象所撷取出的特征值会产生偏差，使得后续的计算结果错误。
所以，另外有人提出可变动的选取框，应用在会变动的目标对象上。若是针对每一帧图框中的目标对象大小，都调整其相应大小的选取框，这样的作法不仅会使得运算单元的运算负载增加，而且选取框的大小容易出现剧烈的变化。举例来说，一般的影片中，目标对象往往会因为光线或背景的影响，使得计算器容易误判目标对象的变化量，所以选取框的圈选范围会有大幅度的变化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种图像对象的选取框大小的调整方法，应用于影片中的目标对象的追踪，在影片中具有数帧图框，目标对象的显示范围可能会随着每一图框的播放而改变，来解决上述公知技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种图像对象的选取框大小的调整方法，依据本发明的实施例，本发明的图像对象的选取框大小的调整方法，包括下列步骤：初始化基准选取框、小区域选取框、大区域选取框及变化条件；及提供一对比手段，在本回合中Roundn中用以对比目标对象的显示范围变化，对比手段还包括下列步骤：依序选取出相邻两帧图框作为第一选取图框与第二选取图框，利用这些选取框分别对第一选取图框与第二选取图框中的目标对象进行圈选；计算这些的选取框对目标对象的涵盖范围，并根据计算结果设定对应基准选取框的变化条件，其中变化条件用以记录目标对象的显示范围的变化趋势；以及若本回合Roundn的变化条件与前一回合Roundn-1的变化条件相同，将变化次数进行累加，若变化次数已达到门坎值，则根据变化条件调整来调整次一回合Roundn+1的基准选取框的圈选范围。
本发明利用多个选取框对影片中的对象作动态性的调整选取框的大小，使得对于图像对象的圈选而言，除了可以提供有效地降低计算上的复杂度，圈选窗口还可以平滑地进行圈选而不会有大幅度的圈选范围变动。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1a为影片中的各图框中的目标对象的变化示意图；
图1b为在一图框中目标对象与各选取框的示意图；
图2为本实施例的运作流程示意图；
图3a为第一回合的目标对象及圈选窗口的示意图；
图3b为第二回合的目标对象及圈选窗口的示意图；
图3c为第三回合的目标对象及圈选窗口的示意图；
图3d为第四回合的目标对象及圈选窗口的示意图。
其中，附图标记：
100 影片
110~150 图框
180 第一选取图框
190 第二选取图框
S210～S280 本发明的步骤流程
310 基准选取框
320 小区域选取框
330 大区域选取框
410 目标对象
具体实施方式
本发明提供一种图像对象的选取框大小的调整方法，应用于影片中的目标对象的追踪。影片由数帧图框(frames)所组成的，在影片中包括至少一个对象，其中对象可以是人脸、车子、动物或物品。
请参考图1a与图1b，其分别为影片中的各帧图框中的目标对象的变化示意图与各选取框的示意图。图1a中的影片100具有数个图框110~150。图1b就以影片100中的第一帧图框而言，图1b中具有图框110、基准选取框310、小区域选取框320、大区域选取框330与目标对象410。在本实施例中定义一个目标对象410作为本实施例中特定选取的对象。目标对象410的显示范围可能会随着每一图框110~150的播放而改变大小或位置，例如，在影片中车子的行进，或是对人物的特写镜头等，都会改变目标对象410的显示大小。
本发明所提供图像对象的选取框大小的调整方法，请同时参考图2，调整方法包括下列步骤：首先，设定基准选取框、小区域选取框、大区域选取框及变化条件(步骤S210)。小区域选取框320的范围小于基准选取框310，大区域选取框330的范围大于基准选取框310。
在每一回合Roundn中，依序选取出相邻两帧图框作为第一选取图框与第二选取图框，利用基准选取框、小区域选取框与大区域选取框分别对第一选取图框与第二选取图框中的目标对象的显示范围进行圈选(步骤S220)。为方便说明本案的在每次对比的过程，所以针对计算第一选取图框180与第二选取图框190的相关计算的过程，将其过程称为一个回合Round。
在本实施例中以正向播放作为影片的播放顺序，所以选取第一选取图框180与第二选取图框190依据正向播放为准。以图1a中的图框110~150为例，若为正向播放的话，则是以图框110、图框120、图框130、图框140与图框150的顺序进行播放，所以选取第一选取图框180与第二选取图框190的顺序先从图框110与图框120开始选取。若是反相播放的话，则第一选取图框180与第二选取图框190的选取顺序依据反相播放的顺序为准。
根据第一选取图框与第二选取图框中的基准选取框及其所圈选的目标对象，来计算基准选取框对目标对象的涵盖范围(步骤S230)。根据计算结果设定对应基准选取框的变化条件(步骤S240)。
其中，计算基准选取框310对目标对象410的涵盖范围的方式可以依据但不限定为涵盖范围中的各项空间域物理值。例如，可以利用基准选取框310中对目标对象410的颜色显示比率或者是亮度值作为识别基准选取框310对目标对象410的涵盖范围。此外，变化条件则是根据基准选取框310对目标对象410的涵盖范围的变化关系。当目标对象410对基准选取框310的显示范围变大时，则将变化条件设为“变大”，反之亦然。以上为了方便说明，所以以口语化的叙述作为变化条件的设置。若以程序设计来说，变化条件可以设置成变量型态来进行判断。
判断本回合Roundn的变化条件与前一回合Roundn-1的变化条件是否相同(步骤S250)。若本回合Roundn的变化条件与前一回合Roundn-1的变化条件不相同的话，则将变化次数归零计算(步骤S260)。若本回合Roundn的变化条件与前一回合Roundn-1的变化条件相同的话，则将变化次数进行累加，并判断变化次数是否达到门坎值(步骤S270)。若变化次数未达到门坎值的话，则重复步骤S220。若变化次数达到门坎值，则根据变化条件从选取框中选取一个作为次一回合Roundn+1的基准选取框310，并重复步骤S210(步骤S280)。
特别值得注意的是，本发明对于决定次一回合Roundn+1的基准选取框310的大小根据变化条件来决定。若变化条件为“变大”的话，则将本回合的大区域选取框330设定为次一回合Roundn+1的基准选取框310，并且根据一定比例重新计算出新的大区域选取框330的范围。若变化条件为“变小”的话，将本回合Roundn的小区域选取框320设定为次一回合Roundn+1的基准选取框310，并且根据一定比例重新计算出新的小区域选取框320的范围。若变化条件为“不变”的话，将本回合Roundn的基准选取框310设定为次一回合Roundn+1的基准选取框310。
为清楚解说本实施例的各项步骤，所以在此以一实例作为其更详细的说明。首先在图1b中，分别初始化基准选取框310、小区域选取框320、大区域选取框330及变化条件(对应步骤S210)。在每一回合Roundn开始时，从图1a的各图框中依序选取出相邻两帧图框作为第一选取图框180与第二选取图框190(对应步骤S220)。
根据第一选取图框180与第二选取图框190中的基准选取框310及其所圈选的目标对象410，来计算基准选取框310对目标对象410的涵盖范围。根据计算结果设定对应基准选取框310的变化条件(对应步骤S230~S240)。
请参考图3a至图3d，其分别为在不同回合时对于不同图框中的目标对象410的大小变化的示意图。在图3a至图3c的每一回合中分别利用基准选取框310、小区域选取框320与大区域选取框330来圈选第一选取图框180与第二选取图框190。
图3a中的左方代表的是第一选取图框180，在图3a的此一回合选择图1a的图框110作为本回合的第一选取图框180；图3a中的右方代表的是第二选取图框190，在图3a的此一回合选择图1a的图框120作为本回合的第二选取图框190。
再有，图3b中的左方代表的是第一选取图框180，在图3b的此一回合选择图1a的图框120作为本回合的第一选取图框180；图3b中的右方代表的是第二选取图框190，在图3b的此一回合选择图1a的图框130作为本回合的第二选取图框190。
同理推论，在图3c的第一选取图框180为图框130、第二选取图框190为图框140；在图3d的第一选取图框180为图框140、第二选取图框190的为图框150。
从图3a至图3d中可以明显的看出目标对象410是逐渐的变大，所以在图3a的此一回合中的变化条件是设为“变大”。相同的，在图3b的此一回合中的变化条件也是设为“变大”，所以在图3a的此一回合与图3b的此一回合的变化条件是相同的，故将变化次数累加一次。延续上述步骤，对于图3b与图3c也是相同的变化条件，所以再将变化次数进行累加(对应步骤S250)。
重复累加变化次数达到门坎值的话，则根据该变化条件从选取框中选取一个作为次一回合的基准选取框310。请参考图3d所示，其为变更次一回合基准选取框310的示意图。本实施例中假设门坎值为三次的话，在图3c与图3d的变化条件也相同，所以在进行变化次数累加后，使得变化次数达到门坎值。所以在图3d的第二选取图框190的基准选取框310、小区域选取框320与大区域选取框330会重新设定其大小范围(对应步骤S280)。
就图3d此一回合而言，因为变化次数达到门坎值，所以对于第二选取图框190的基准选取框310及其它选取框的范围大小会根据前面的变化条件与选取框作重新的调整。换句话说，在图3a、图3b、图3c与图3d的回合中变化条件都是“变大”，所以图3d中的第二选取图框190的基准选取框310会换成图3d中的第一选取图框180的大区域选取框330。同理，若是图3a、图3b、图3c与图3d的回合中变化条件都是“变小”的话，则图3d中的第二选取图框190的基准选取框310会换成图3d中的第一选取图框180的小区域选取框320。上述更换选取框的步骤，除了可以在同一回合中完成，也可以在次一回合时更换。
本发明利用多个选取框对影片中的对象作动态性的调整选取框的大小，使得对于图像对象的圈选而言，除了可以提供有效地降低计算上的复杂度，圈选窗口还可以平滑地进行圈选而不会有大幅度的圈选范围变动。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (5)
1、一种图像对象的选取框大小的调整方法，其应用在一影片中的一目标对象的追踪，其特征在于，该对象的选取框大小的调整方法包括：
设定一基准选取框及一变化条件；及
提供一对比手段，用以对比该目标对象的显示范围变化，该对比手段还包括下列步骤：
依序选取出相邻两帧图框作为一第一选取图框与一第二选取图框，利用该基准选取框分别对该第一选取图框与该第二选取图框中的该目标对象进行圈选；
计算该基准选取框对该目标对象的涵盖范围，并根据计算结果设定对应该基准选取框的该变化条件，其中该变化条件用以记录该目标对象的显示范围的变化趋势；
若该第一选取图框的前一图框与该第一选取图框所产生的该变化条件与该第一选取图框与该第二选取图框所产生的该变化条件为相同，将一变化次数进行累加；及
若该变化次数已达到一门坎值，则根据该变化条件调整来调整该第二选取图框的该基准选取框的圈选范围。
2、根据权利要求1所述的图像对象的选取框大小的调整方法，其特征在于，设定该基准选取框中，还包括下列方法：
设定一小区域选取框、一大区域选取框，该小区域选取框的范围小于该基准选取框，该大区域选取框的范围大于该基准选取框。
3、根据权利要求1所述的图像对象的选取框大小的调整方法，其特征在于，若该第一选取图框的前一图框与该第一选取图框所产生的该变化条件与该第一选取图框与该第二选取图框所产生的该变化条件为不相同，将该变化次数重新计算。
4、根据权利要求1所述的图像对象的选取框大小的调整方法，其特征在于，设定该变化条件的范围还包括下列方法：
对比该基准选取框对于该第一选取图框与该第二选取图框分别圈选的该目标对象的涵盖范围；
若该基准选取框对该第一选取图框圈选的该目标对象的涵盖范围小于该基准选取框对该第二选取图框圈选的该目标对象的涵盖范围，则将该变化条件设定为增加；
若该基准选取框对该第一选取图框圈选的该目标对象的涵盖范围等于该基准选取框对该第二选取图框圈选的该目标对象的涵盖范围，则将该变化条件设定为不变；及
若该基准选取框对该第一选取图框圈选的该目标对象的涵盖范围大于该基准选取框对该第二选取图框圈选的该目标对象的涵盖范围，则将该变化条件设定为减少。
5、根据权利要求1所述的图像对象的选取框大小的调整方法，其特征在于，缩放该基准选取框还包括下列步骤：
若该变化条件为增加且该变化次数达到该门坎值的话，则将该大区域选取框作为该第二选取图框的该基准选取框；
若该变化条件为不变且该变化次数达到该门坎值的话，对该第二选取图框的该基准选取框不进行变动；及
若该变化条件为减少且该变化次数达到该门坎值的话，则将该小区域选取框作为该第二选取图框的该基准选取框。
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