CN102542238A - 利用物件特征相异性进行多个物件的动态影像辨识方法及系统 - Google Patents

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CN102542238A CN2010105894638A CN201010589463A CN102542238A CN 102542238 A CN102542238 A CN 102542238A CN 2010105894638 A CN2010105894638 A CN 2010105894638A CN 201010589463 A CN201010589463 A CN 201010589463A CN 102542238 A CN102542238 A CN 102542238A
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陈信嘉
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Abstract

本发明涉及一种利用物件特征相异性进行多个物件的动态影像辨识方法及系统,其中光源发射带有图案的光线,以更精确辨识并区分影像中的物件。具有图案的光线有多种方式可以产生,如:光源可以包含多个发光元件,通过发光元件的排列方式、不同发光时序、或不同发光频谱,来产生具有图案的光线。或是,光源可以包含一或多个发光元件加上一个折射光学元件(DOE,Diffractive Optical Element)及/或一个微镜面(MEMS mirror),而发光元件通过该光学元件及/或该微镜面投射光线。

Description

利用物件特征相异性进行多个物件的动态影像辨识方法及系统
技术领域
本发明涉及一种影像辨识方法,特别是指一种利用物件特征相异性(Identification by Objects’characteristics)进行多个物件的动态影像辨识方法及使用该方法的系统。
背景技术
目前电视游戏(TV game)或计算机游戏(PC game)已是常见的休闲娱乐方式,以一般计算机游戏为例,多是在计算机装置上安装游戏软件,再搭配计算机装置的屏幕及例如键盘、鼠标或摇杆等输入接口对游戏软件进行控制;然而亦有搭配厂商销售的游戏软件的交互式道具,为方便说明起见,以美国专利公开号2004006348号所公开的一种交互式游戏装置为例来说明其构件及作用原理。
如图1所示,一交互式游戏装置700具有二哑铃状的指示道具71及72、一踏步台720、一屏幕装置730、一视讯摄影机750、一游戏盒760及一主机装置770。其中,主机装置770安装有游戏软件;指示道具71、72分别由一玩家705的左右手握持,且指示道具71、72上分别在其端部附有光源(Light source)711、712及721、722;屏幕装置730可显示游戏软件中例如一虚拟的舞者731在跳舞的影像;主机装置770可以是计算机装置或游戏机台;屏幕装置730与游戏盒760分别连接在主机装置770上。
使用上述的交互式游戏装置700进行跳舞游戏时,玩家705需开启(Turn on)指示道具71、72的电源以使光源711、712及721、722得以发光,让视讯摄影机750可侦测光源711、712及721、722的影像,进而由游戏盒760计算该光源711、712及721、722的位置等参数,最后将其输入到主机装置770来完成玩家705手持指示道具71、72的光源711、712及721、722位置的追踪,并显示于屏幕装置730的画面上。
然而,假设玩家705在任意挥动现有道具71、72时,由于光源711、712及721、722的特征相同(例如均是等面积的圆形),因此任二光源711、712及721、722在游戏盒760所判读的影像同为饼图案,则若有任二饼图案轨迹重叠后分离瞬间,视讯摄影机750读取影像后在游戏盒760进行影像处理时,不易分辨出二者的差异而造成移动位置或移动轨迹的误判。因此,有必要提出一种能够更精确判断影像中物件的系统与方法。
发明内容
本发明目的之一在于克服现有技术的不足与缺陷,提出一种利用物件特征相异性进行多个物件的动态影像辨识方法及使用该方法的系统,由于是以各物件为实心、空心、长形及短形其中任一种特征属性来区分,因此不会因为不易分辨出二者的差异而造成误判。
本发明另一目的在于,提出一种利用物件特征相异性进行多个物件的动态影像辨识方法及使用该方法的系统,其中通过对物件投射具有图案的光线,以增加辨识物件的精确性。
根据以上目的,本发明提供一种利用物件特征相异性进行多个物件的动态影像辨识方法,该方法配合一影像传感器及一缓存器的使用,用以对于一影像之中具有的至少一物件实时地进行辨识,影像传感器具有多个行列式感应像素,且该影像传感器以所述的感应像素感测该物件而形成多个影像区段,该方法包含下述步骤:(A)投射光线以产生一影像,该光线带有一图案;(B)根据一组曝光参数来感测该影像;(C)设定该影像相对于该组曝光参数的灰阶阈值;(D)依序撷取该影像中每列的像素值;(E)利用该灰阶阈值判断背景区域及识别出该物件具有的影像区段;(F)利用相邻两列中影像区段的空间相关性分辨未知物件的影像区段属于何物件;(G)汇集所述的影像区段所累计的信息至其所属的物件;以及(H)依据一判断法则区分该物件的特征属性,并该特征属性分辨不同的物件。
本发明还提供一种影像辨识系统,利用物件影像特征相异性对于一影像之中具有的至少一物件实时地进行辨识,该影像辨识系统包含一光源、一影像传感器、一模拟数字转换器、一影像处理单元及一缓存器,该光源投射具有图案的光线;该影像传感器具有多个行列式感应像素,且该影像传感器以所述的感应像素感测该物件而形成多个影像区段;该模拟数字转换器连接该影像传感器,用以转换感应该影像的模拟讯号为数字讯号;该影像处理单元连接该模拟数字转换器,该影像处理单元逐列读取所述的感应像素,并设定有该影像的灰阶阈值及一用以区分该物件的特征属性的判断法则;该缓存器连接该影像处理单元,用以暂存该影像处理单元累计的所述的物件的影像信息。
由此,该影像处理单元可利用该灰阶阈值判断背景区域并识别出该物件具有的影像区段,利用相邻两列中影像区段的空间相关性分辨未知物件的影像区段属于何物件,再汇集所述的影像区段所累计的信息至其所属的物件,并依据该判断法则区分该物件的特征属性,而于撷取完该影像所有的像素值后,该影像处理单元即辨识出该影像中的该物件的特征属性。
具有图案的光线有多种方式可以产生。例如,光源可以包含多个发光元件,通过发光元件的排列方式、不同发光时序、不同发光频谱、或以上两者或更多者的组合,来产生具有图案的光线。或是,光源可以包含一或多个发光元件加上一个折射光学元件(DOE,DiffractiveOptical Element)及/或一个微镜面(MEMS mirror),而发光元件通过该光学元件及/或该微镜面投射光线。
下面通过具体实施例详加说明,当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
附图说明
图1是一示意图,说明一种现有的交互式游戏装置;
图2是一电路方块图,说明使用本发明的动态影像辨识方法的影像辨识系统,用以将辨识后的特征属性相关信息输出至一现有的个人计算机主机具有的传输接口;
图3是一示意图,说明本发明利用物件特征相异性进行多个物件的动态影像辨识方法的第一较佳实施例,可辨识出影像中的二物件是属于实心或空心物件;
图4是一流程图,说明使用本发明利用物件特征相异性进行多个物件的动态影像辨识方法的二实施例,如何在辨识的初始阶段利用各影像区段的识别来判断其所属物件;
图5是一流程图,说明该第一较佳实施例如何辨识出影像中的二物件是属于实心或空心物件;
图6举例说明如何辨识实心或空心物件;
图7是一流程图,本发明利用物件特征相异性进行多个物件的动态影像辨识方法的第二较佳实施例,如何辨识出影像中的二物件是属于长形或短形物件;
图8是一示意图,说明该第二较佳实施例可辨识出影像中的二物件是属于长形或短形物件;
图9示出本发明的另一个实施例;
图10示出光源的一个实施例,此光源包含一或多个发光元件,以及一个折射光学元件;
图11示出本发明的另一个实施例,其中光源安装于别处;
图12与13说明为何会造成误判;
图14A~14C举例显示数种光线图案;
图15~20示出本发明的另外数个实施例;
图21举例示出调整曝光参数的步骤。
图中符号说明
1、2                                  影像
11、12、21、22                        物件影像
111、121                              影像区段
111’、121’                          影像区段的起始点
111”、121”                          影像区段的终点
91~94、101~107、110~114、120~125  步骤
3                                     影像处理系统
31                                    影像传感器
311                                   像素
32                                    模拟数字转换器
33                                    影像处理单元
34                                    缓存器
35                                    接口模块
4                                     个人计算机
41                                    主机
411                                   传输接口
42                                    显示器
700                                   游戏装置
706                                   人体部位
71、72                                指示道具
711、712、721、722                    光源
720                                   踏步台
730                                   屏幕装置
750                                   视讯摄影机
760                                   游戏盒
770                                   主机装置
80                                    光源
81                                    发光元件
82    微镜面
83    折射光学元件
具体实施方式
在本发明被详细描述之前,要注意的是,在以下的说明内容中,类似的元件是以相同的编号来表示。此外,必须说明的是,由于第一较佳实施例是用以区分实心、空心的特征属性,而第二较佳实施例是用以区分长形、短形的特征属性,但是在其它实施例中,或可将上述实心、空心、长形及短形的特征属性加以混合使用及识别,因此只要有上述特征属性的应用,均应属于本发明概念欲保护的范畴。
如图2所示,根据本发明,利用物件特征相异性进行多个物件的动态影像辨识方法可使用一影像处理系统3来实施,该影像处理系统3具有一影像传感器(Image sensor)31、一模拟数字转换器(A/DConverter)32、一影像处理单元(Image processor)33、一缓存器(Register)34及一接口模块35。
其中,影像传感器31是CCD或CMOS元件制成,具有多个行列式感应像素,用以感应拍摄物(图未示)反射的光线而成影像,且该影像传感器31以所述的感应像素感测该物件而形成多个影像区段(作用容后再述),并转换为模拟讯号;接着,输出至连接影像传感器31的模拟数字转换器32转换为数字讯号,由影像处理单元33负责大部分讯号的计算处理;影像处理单元33连接模拟数字转换器32,逐列地读取所述的感应像素感应的讯号并加以运算,并设定有影像的灰阶阈值及一用以区分物件的特征属性的判断法则;缓存器34连接影像处理单元33,用以暂存影像处理单元33累计的所述的物件的影像信息。
由此,影像处理单元33可利用灰阶阈值判断背景区域并识别出物件的影像区段,利用相邻两列中影像区段的空间相关性分辨未知物件的影像区段属于何物件,再汇集所述的影像区段所累计的信息至其所属的物件,并依据判断法则区分物件的特征属性,而于撷取完该影像所有的像素值后,影像处理单元33即辨识出影像中的物件的特征属性。
影像处理系统3的接口模块35连接该影像处理单元33,用以将辨识后的特征属性相关信息输出为符合一计算机的周边协议资料格式,例如转换为符合USB格式的讯号后,输出至一个人计算机4的主机41具有的传输接口411,由个人计算机4的主机41接收并加以运算后,即可在个人计算机4的显示器42上显示出该物件影像。
必须说明的是,影像处理系统3可用于摄录像等取像装置的辨识功能,或是以安装在计算机的辨识软件的方式执行辨识功能;另外,由于影像传感器31、模拟数字转换器32、影像处理单元33及其它相关元件的构造原理为已知技术,且本发明的主要概念是以影像处理单元33配合缓存器34执行影像的辨识功能,因此以下将仅就相关于本发明原理的部分作介绍。
配合图2、3所示,说明本发明利用物件特征相异性进行多个物件的动态影像辨识方法的第一较佳实施例。必须说明的是,在本较佳实施例中,由于影像传感器31具有多个行列式感应像素(Pixel)311,且所述的像素311以逐列的方式感应各物件11、12,因此,将影像传感器31所感应到的一物件在每一列中所得到的部分影像称为一影像区段(Image Segment),各影像区段的识别法,逐列纪录各列中各影像区段的起始点并储存至缓存器34;接着自该影像区段的起始点逐点累计该影像区段的信息并储存至该缓存器34;及判断各列中各影像区段的终点并储存至缓存器34。
例如:影像处理系统3会先由影像传感器31依序撷取影像1中每列像素311感应到的像素值经模拟数字转换器32转换为数字讯号输入至影像处理单元33,读取的方式是自第一列开始,从左到右读取该列中的每个像素值,每读完一列再由上而下读取每列的各像素值,而判断是否有物件的影像信息的出现,侦测是否有大于一系统预设阈值的像素值出现。
在读取的同时,即可一并判断各列中所述的物件11、12的影像区段起始点及终点在何处,如此便可接着利用相邻两列中影像区段的空间相关性(容后再述)分辨未知物件的影像区段属于何物件。例如:自影像1中的第4列起始有物件的影像信息,且所述的影像信息分属于二物件11、12,因此从左而右,纪录先出现的影像区段111的一起始点111’并储存至缓存器34,再逐点累计影像区段111的信息并储存至缓存器34,接着判断该列中具有该影像区段111的终点111”并储存至缓存器34后,再纪录物件12在该列的影像区段121的起始点121’与终点121”及其逐点累计的信息于缓存器34后,再进行下一列的判断,依此类推。
而分辨所述的影像区段分别属于何物件11、12的方式,即利用相邻两列中影像区段的空间相关性分辨未知物件的影像区段属于何物件,判断如符合下述公式1,则可判定一未知物件影像区段属于该物件i:
Seg-L≤Preline-Obji-R;且
Seg-R≥Preline-Obji-L;公式1
其中,公式1是表示例如在读取至影像中的第Y列资料时;Seg-L表示读取第Y列出现的该未知物件影像区段的左方起始点X坐标值;Seg-R表示读取第Y列出现的该未知物件影像区段的右方终点X坐标值;而Preline-Obji-R表示第Y列的上一列,亦即第Y-1列出现的各该物件i的影像区段的右方终点X坐标值;Preline-Obji-L表示第Y-1列出现的各该物件i的影像区段的左方起始点X坐标值,若是符合Seg-L≤Preline-Obji-R且Seg-R≥Preline-Obji-L的判断式,即表示该未知物件影像区段与第Y-1列出现的该物件i的影像区段属于同一物件i。
如图4所示,说明本发明利用物件特征相异性进行多个物件的动态影像辨识方法的二较佳实施例在初始时如何判断影像区段属于何物件,其具有的步骤及作用原理详述如下:
首先需设定该影像的灰阶阈值(步骤101);接着依序撷取该影像中每列的像素值(步骤102);利用该灰阶阈值判断背景区域(步骤103);识别出该物件的影像区段(步骤104),其子步骤包括纪录此列中该未知物件的影像区段的起始点并储存至缓存器(104a);接着自该影像区段的起始点逐点累计该影像区段的信息并储存至缓存器(104b);及判断此列中该未知物件的影像区段终点并储存至缓存器(104c);利用相邻两列中影像区段的空间相关性分辨该未知物件的影像区段属于何物件(步骤105),其中,在进行该空间相关性的辨识时,宜至少平行进行决定下一影像区段起始点的步骤,以节省系统运算时间;汇集该影像区段所累计的信息至其所属的物件(步骤106);同理,进行此列下一影像区段的判断(步骤107)。
配合图4、5所示,说明本发明利用物件特征相异性进行多个物件的动态影像辨识方法的第一较佳实施例中,是如何辨识出实心或空心物件,该方法具有的步骤及作用原理详述如下:
首先使用步骤101~107来判断各影像区段属于何物件,接着需依据一判断法则区分所述的物件的实心或空心特征属性,首先判断辨识出的物件是否围绕任何背景(步骤108)?若否,则在步骤112中判定该物件特征属性为实心物件。若步骤108判断辨识出的物件围绕了背景,则在步骤109判定该背景为属于该物件的空心区域并计算该空心区域的面积。步骤110中,进一步计算该物件实体与空心区域的面积和。接着在步骤111中,判断空心区域面积除以实体与空心区域面积和所得的商是否大于一阈值?若不大于该阈值,则进行步骤112,若大于该阈值,则进行步骤113;经过实验后得到较佳的该阈值约为0.05~0.08之间。步骤113是归类该物件的特征属性为一空心物件;及步骤112是归类该物件的特征属性为一实心物件,如此便完成了物件的实心、空心的特征属性辨识功能(步骤114)。
上述实施例再参照图6进一步说明。首先以灰阶阈值将影像6予以二分(binarized)。接着,逐列侦测影像区段(亦即根据前述步骤104~106),而判断出影像6包含物件61’和62’。接下来,根据物件61’和62’是否包含背景,在物件61’的情况尚计算背景611’除以整体面积的商值,于是判断出物件61’为空心物件而物件62’为实心物件。
配合图4、7所示,说明本发明利用物件特征相异性进行多个物件的动态影像辨识方法的第二较佳实施例中,是如何辨识出长形或短形物件,该方法具有的步骤及作用原理详述如下:
首先亦使用步骤101~107来判断各影像区段属于何物件,接着需依据另一判断法则区分所述的物件的长形或短形的特征属性,本实施例的判断法则是先判断并撷取该物件适用的四端点坐标(步骤120);接着计算该物件的长边、短边向量(步骤121);再计算该物件的长边长度平方除以该物件的面积是否大于一阈值?(步骤122)若大于该阈值,则进行步骤123,若不大于该阈值,则进行步骤124;步骤123是判断该物件的特征属性为一长形物件;而步骤124是判断该物件的特征属性为一短形物件,如此便完成了物件的长形、短形的特征属性辨识功能(步骤125);较佳地,该物件的长边长度平方除以该物件的面积的值经过实验后,得到的该阈值约为2~3之间。
如图8所示,使用本发明利用物件特征相异性进行多个物件的动态影像辨识方法,可辨识出一影像2中的二物件21、22是属于长型或短形物件,例如图中的圆形物件21经辨识后即判断属于短形物件,而图中的长方形物件22经辨识后即判断属于长形物件。
图9显示本发明的另一个实施例。在图1的现有技术中,指示道具71、72具有光源711、712及721、722。根据本发明,光源711、712、721、722之一(或更多)所投射的光线可带有图案。在其中一种实施型态中,左方的指示道具71所投射的光线图案与右方的指示道具71所投射的光线图案不同。在另一种实施型态中,指示道具71的光源711和712所投射的光线图案彼此不同、指示道具72的光源721和722所投射的光线图案彼此不同。在另一种实施型态中,所有光源711、712、721、722所投射的光线图案彼此皆不相同。图9所示实施例为举例显示,光源721、722所投射的光线图案彼此不同。带有图案的光线有助于更精确辨识并区分物件,因为影像处理系统3可更精确判断出其自哪一光源接收光线。有关光线带有图案的优点,在后文中将再详细说明。
图10示出光源711、712、721、722的一个实施例(举例标示为721),此光源包含一或多个发光元件725,以及一个折射光学元件728。折射光学元件728将发光元件725所发出的光线折射成带有特定图案的线性或平面光。有关图案的细节,在后文中将再详细说明。
事实上,光源711、712、721、722并不绝对必须设置在指示道具71与72之上;指示道具71与72仅需能够反射光线即可。光源可设置在其它任何地方,向指示道具71与72投射光线。本领域技术人员当可了解,此种变换并不会影响前文所述对于物件的辨识。在此种情况下,甚至连指示道具71与72也都可省略,例如,可使用人体的某个部位来取代指示道具71与72,只要该人体部位所反射的光线强度足够辨识即可。
图11显示光源安装于别处的实施例。为辨识并区分影像中的物件,在本实施例中,光源80投射带有图案的光线。该带有图案的光线被投射往指示道具72或使用者的一个人体部位706,被其反射而为影像处理系统3所接收。影像处理系统3中的影像传感器31(未示于图11)接收该反射光。所述光线图案例如可包含不同的亮度、颜色、形状、大小、纹理、或密度等,通过光源80中发光元件81的排列方式(例如,如图所示,多个发光元件81依预定图案排列)、不同发光时序(亦即,可通过分别控制各个发光元件81,使受到光投射的多个位置分别于相同或不同时点被照射)、不同发光频谱(亦即发光元件81可发出不同频谱的光线,可为可见或不可见光)、或以上两者或更多者的组合,来产生。
带有图案的光线有助于更精确辨识并区分物件,说明如下。请参阅图12~13,光线被指示道具72(或图11所示人体部位706)反射而为影像处理系统3中的影像传感器31所接收。因此,根据影像传感器31上光的反射位置,便可得出指示道具72与影像传感器31在Z方向上的距离。然而,如图13所示,可能将路径P1误判为路径P2(或反之),而造成误判;一方面,这可能导致产生错误的距离信息,另一方面,这可能导致误判影像中的物件,例如将两物件误认为同一物件。为避免发生此种误判,如果路径P1和路径P2的光线图案不同,影像处理系统3便可判断出其自哪一路径接收光线。
图14A~14C举例显示光线图案的几种实施例。例如,如图14A所示,可在图案中安排多个不同大小的亮区B;或如图14B所示,可在图案中安排多个不同大小的暗区D;或如图14C所示,图案中可包括不同颜色、形状、次序、亮度的区域,等等。
图15示出本发明的另一个实施例。除了设计发光元件81的排列方式、发光时序、发光频谱以产生图案之外,还可以别的方式产生图案。如图所示,光源80中另包含有微镜面82。在本实施例中,发光元件81投射线性光至微镜面82,而微镜面82将光线反射至指示道具72或人体部位706。微镜面82可沿X轴一维转动;通过其转动,将线性光转换成为扫瞄光束,以扫瞄指示道具72或人体部位706。在本实施例中,不但可通过发光元件81的安排来产生图案,还可通过控制微镜面82的转动来产生图案。
图16示出本发明的另一个实施例。在本实施例中,光源80另包含有折射光学元件83。在光源80中可以只具有一个发光元件81(但当然也可更多),此发光元件81投射点状光束而由折射光学元件83将其转换成线状或平面光。转换后的线状或平面光被投射至指示道具72或人体部位706。在本实施例中,不但可通过发光元件81的发光时序来产生图案(或由发光元件81的其它安排方式来产生,如光源80具有不只一个发光元件81),还可通过折射光学元件83的设计来产生图案。如图16右侧所示,折射光学元件83例如可以将发光元件81所投射的点状光束转换成线状或平面光,而成为点阵形状、字母形状、变密度图案、等等。
图17示出本发明的另一个实施例。在本实施例中,光源80中可以只具有一个发光元件81(但当然也可更多),且光源80中另包含有可沿X轴和Y轴二维转动的微镜面82。微镜面82将光源80发出的光线反射并转换成为扫瞄光束,以扫瞄指示道具72或人体部位706。在本实施例中,不但可通过发光元件81的发光时序来产生图案(或由发光元件81的其它安排方式来产生,如光源80具有不只一个发光元件81),还可通过控制微镜面82的二维转动来产生图案。
图18~19示出本发明的另两个实施例,其中光源80除包含一或多个发光元件81外,另包含微镜面82和折射光学元件83的组合。折射光学元件83可设置在发光元件81与微镜面82之间、或设置在微镜面82与指示道具72或人体部位706之间。图20示出本发明的另一个实施例,其中微镜面82包含有多个镜面单元,可以分别一维(如图标)或二维(图未示)转动。这些实施例都可以产生带有图案的光线。
除了投射带有图案的光线外,请参阅图21,可设计使影像处理系统3能够调整其曝光参数,以更精确地辨识及区分物件。在步骤91中,影像处理系统3根据一组曝光参数感测影像中的像素。步骤92中,影像处理系统3判断是否有许多像素值落在范围外(太亮或太暗);所谓“许多”可以是设计者或使用者认为合适的数值,例如>70%,>75%,>80%,等等。若判断结果为是,则进行步骤93,调整曝光参数。若判断结果为否,则影像处理系统3处理影像以辨识并区分物件(步骤94),并继续以幕前的曝光参数来感测次一影像。通过调整曝光参数,首先,可过滤掉超过高阈值(太亮)与低于低阈值(太暗)的噪声。其次,如光线图案具有不同亮度的区域,则通过调整曝光参数,影像处理系统3可以更清晰地辨识图案,以更精确地辨识并区分物件。
本发明已就较佳实施例叙述如上,但以上所述,仅为本发明的较佳实施例,当不能以此限定本发明实施的范围,即大凡依本发明权利要求书及发明说明书内容所作的简单的等效变化与修饰,皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (13)

1.一种利用物件特征相异性进行多个物件的动态影像辨识方法,该方法配合一影像传感器及一缓存器的使用,用以对于一影像之中具有的至少一物件实时地进行辨识,该影像传感器具有多个行列式感应像素,且该影像传感器以所述的感应像素感测该物件而形成多个影像区段,其特征在于,该方法包含下述步骤:
(A)投射光线以产生一影像,该光线带有一图案;
(B)根据一组曝光参数来感测该影像;
(C)设定该影像相对于该组曝光参数的灰阶阈值;
(D)依序撷取该影像中每列的像素值;
(E)利用该灰阶阈值判断背景区域及识别出该物件的影像区段;
(F)利用相邻两列中影像区段的空间相关性分辨未知物件的影像区段属于何物件;
(G)汇集所述的影像区段所累计的信息至其所属的物件;以及
(H)依据一判断法则区分该物件的特征属性,并该特征属性分辨不同的物件。
2.依据权利要求1所述的利用物件特征相异性进行多个物件的动态影像辨识方法,其中,步骤(E)包括以下子步骤:
(E-1)纪录目前检视列中该影像区段的起始点并储存至该缓存器;
(E-2)自该影像区段的起始点逐点累计该影像区段的信息并储存至该缓存器;以及
(E-3)判断此列中该影像区段终点并储存至该缓存器,其中,在进行步骤(F)时,至少平行进行决定下一影像区段起始点的步骤。
3.依据权利要求1所述的利用物件特征相异性进行多个物件的动态影像辨识方法,其中,步骤(H)的该判断法则包括下述步骤:
(H-1)判断辨识出的物件是否围绕任何背景;
(H-2)若(H-1)为否,则判定该物件特征属性为实心物件;若(H-1)为是,则判定该物件包含空心区域;
(H-3)判断空心区域面积除以该物件实体与空心区域面积和所得的商是否大于一阈值;以及
(H-4)若(H-3)为是,则判定该物件特征属性为空心物件,否则判定物件特征属性为实心物件。
4.依据权利要求1所述的利用物件特征相异性进行多个物件的动态影像辨识方法,其中,步骤(H)的该判断法则包括下述步骤:
(H-1)判断并撷取该物件适用的四端点坐标;
(H-2)计算该物件的长边、短边向量;
(H-3)计算该物件的长边长度平方除以该物件的面积是否大于一阈值?若大于该阈值,则进行步骤(H-4),若不大于该阈值,则进行步骤(H-5);
(H-4)判断该物件的特征属性为一长形物件;及
(H-5)判断该物件的特征属性为一短形物件。
5.依据权利要求1所述的利用物件特征相异性进行多个物件的动态影像辨识方法,其中,步骤(F)中,分辨所述的影像区段分别属于何物件的方式,是判断如符合下述公式,则可判定一未知物件影像区段属于该物件i:
Seg-L≤Preline-Obji-R;且
Seg-R≥Preline-Obji-L;
其中,此公式是表示在读取至影像中的第Y列资料时,Seg-L表示读取第Y列出现的该未知物件影像区段的左方起始点X坐标值;Seg-R表示读取第Y列出现的该未知物件影像区段的右方终点X坐标值;Preline-Obji-R表示第Y-1列出现的各该物件i的影像区段的右方终点X坐标值;Preline-Obji-L表示第Y-1列出现的各该物件i的影像区段的左方起始点X坐标值。
6.依据权利要求1所述的利用物件特征相异性进行多个物件的动态影像辨识方法,其中,步骤(A)包含:经由折射光学元件、或经由微镜面、或经由折射光学元件和微镜面的组合,投射光线。
7.依据权利要求1所述的利用物件特征相异性进行多个物件的动态影像辨识方法,其中,步骤(A)以一光源投射光线,该光源包含多个发光元件,且该带有图案的光线由发光元件的排列方式、不同发光时序、不同发光频谱、或以上两者或更多者的组合所产生。
8.依据权利要求1所述的利用物件特征相异性进行多个物件的动态影像辨识方法,其中,还包含:
(I)根据所感测的影像,决定与影像平面垂直方向上的一距离。
9.依据权利要求1所述的利用物件特征相异性进行多个物件的动态影像辨识方法,其中,还包含:
(I)当许多像素值超出范围时,调整曝光参数。
10.一种影像辨识系统,利用物件影像特征相异性对于一影像之中具有的至少一物件实时地进行辨识,其特征在于,该影像辨识系统包含:
一光源,其投射带有图案的光线以产生该影像;
一影像传感器,具有多个行列式感应像素,用以感应该影像,且该影像传感器以所述的感应像素感测该物件而形成多个影像区段;
一模拟数字转换器,连接该影像传感器,用以转换感应该影像的模拟讯号为数字讯号;
一影像处理单元,连接该模拟数字转换器,该影像处理单元逐列读取所述的感应像素,并设定有该影像的灰阶阈值及一用以区分该物件的特征属性的判断法则;及
一缓存器,连接该影像处理单元,用以暂存该影像处理单元累计的所述的物件的影像信息;
由此,该影像处理单元可利用该灰阶阈值判断背景区域并识别出所述的物件的影像区段,利用相邻两列中影像区段的空间相关性分辨该未知物件的影像区段属于何物件,再汇集所述的影像区段所累计的信息至其所属的物件,并依据该判断法则区分该物件的特征属性,而于撷取完该影像所有的像素值后,该影像处理单元即辨识出该影像中的该物件的特征属性。
11.依据权利要求10所述的影像辨识系统,其中,该影像处理单元设定的判断法则是判断出包括实心、空心、长形及短形其中任一种特征属性。
12.依据权利要求10所述的影像辨识系统,其中,该光源包含
(A)一或多个发光元件,及
(B)折射光学元件、微镜面、或折射光学元件和微镜面的组合,
其中该一或多个发光元件经由该折射光学元件、经由微镜面、或经由折射光学元件和微镜面的组合投射光线,以产生该带有图案的光线。
13.依据权利要求10所述的影像辨识系统,其中,该光源包含多个发光元件,且该带有图案的光线由发光元件的排列方式、不同发光时序、不同发光频谱、或以上两者或更多者的组合所产生。
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