CN103256922A

CN103256922A - 侦测物体移动的方法

Info

Publication number: CN103256922A
Application number: CN2013101645983A
Authority: CN
Inventors: 许恩峰
Original assignee: Pixart Imaging Inc
Current assignee: Pixart Imaging Inc
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2010-06-08
Publication date: 2013-08-21
Also published as: CN102128616A

Abstract

本发明涉及一种侦测物体移动的方法，该方法包括下列步骤：利用影像侦测器连续撷取影像数据；更新最新撷取的一张影像数据为当前影像数据；更新该当前影像数据之前第n张影像数据为参考影像数据；以及根据所述当前影像数据和所述参考影像数据之差，求得物体移动数据，其中，当所述物体移动数据越小时，n的数值越大。

Description

侦测物体移动的方法

本申请是申请号为201010197056.2、申请日为2010年06月08日、名称为“侦测物体移动的方法及侦测系统”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种侦测物体移动的方法及侦测系统，尤其涉及一种动态更新参考影像数据以侦测物体移动的方法及使用该方法的侦测系统。

背景技术

当前利用影像侦测器以侦测两物体间相对移动的技术，为将影像侦测器安装于其中一物体上，藉由判断所感测到的影像中，是否包括另一物体的相关信息，来决定两物体间的相对移动状况。例如直接判断所感测影像中是否包括另一物体的影像处理方法；或者判断感测影像中是否包括另一物体所反射或发射的光线或遮蔽光影等光学处理方法。

以前述光学处理方法为例，由于侦测物体移动的同时，亦可能会同步接收物体所处环境中的杂散光源。当这些杂散光源所产生的阴影或者光线被影像侦测器接收时，将影响到对物体移动的侦测，导致侦测结果的稳定性降低。

现有的光学处理方法例如有利用影像侦测器直接取得多个单张影像，并直接分析每张影像中的物体影像变化，以计算出物体移动的情况；此种技术对于环境中的杂散光源的抵抗力相对较低。另外亦有光学处理方法，为增加一特定发光源，以将光线发射至待测物体表面，而后于撷取影像时，依序在接收一张影像时发光，接收下一张影像时不发光，而后将两张影像数据相减，以消除背景光的影响。此种技术对于杂散光源的抵抗力相对较高，但对于移动速度较快的物体而言，移动侦测的准确性较低。

因此，一种可增加物体移动侦测稳定性又能侦测快速移动物体的方法，亟为此业界所需。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种利用动态更新参考影像数据以侦测物体移动的方法。藉由动态更新参考影像数据以减弱环境光变化的影响，避免环境光变化时，对物体移动的侦测仍以固定参考影像数据为基础进行判断而导致的侦测结果错误。

本发明的另一目的为提供一种利用动态更新参考影像数据以侦测物体移动的方法。当两影像数据间的变动量超过一阈值（threshold value）时，藉由动态更新参考影像数据以适用于物体移动速度较慢的情况，并可以减弱环境光变化的影响。在环境光变化时，可避免对物体移动的侦测仍以固定参考影像数据为基础进行判断导致的侦测结果错误。

为达成前述目的，本发明提供一种侦测物体移动的方法，该方法包括下列步骤：利用影像侦测器连续撷取影像数据；更新最新撷取的一张影像数据为当前影像数据；更新该当前影像数据之前第n张影像数据为参考影像数据；以及根据该当前影像数据和所述参考影像数据之差，求得物体移动数据。

一种实施形式中，n可为1或2或根据所述物体移动数据决定。

为达成前述目的，本发明另提供一种侦测物体移动的方法，该方法包括下列步骤：撷取第一影像数据作为参考影像数据；撷取第二影像数据作为当前影像数据；求出该当前影像数据和所述参考影像数据的差值，以作为物体移动数据；以及根据所述差值与一阈值，决定是否更新所述参考影像数据。

一种实施形式中，所述侦测物体移动的方法还包括下列步骤：当所述差值小于所述阈值时，不更新所述参考影像数据；以及当所述差值大于所述阈值时，将所述参考影像数据更新为所述第二影像数据。

一种实施形式中，所述侦测物体移动的方法还包括下列步骤：撷取第三影像数据，并将所述当前影像数据更新为该第三影像数据；当所述差值小于所述阈值时，根据更新后的当前影像数据和所述参考影像数据之差，求得更新的物体移动数据；以及当所述差值大于所述阈值时，根据更新后的当前影像数据和更新后的参考影像数据之差，求得更新的物体移动数据。

本发明另提供一种侦测系统，该系统包括影像侦测器和处理单元。所述影像侦测器用以产生影像数据。所述处理单元接收所述影像数据，并动态地更新参考影像数据，根据所述影像侦测器最新撷取的一张当前影像数据和所述参考影像数据之差，求得物体移动数据，并比较该物体移动数据与一阈值，以决定是否更新所述参考影像数据。

一种实施形式中，所述阈值例如可为所侦测物件的二维移动量、一维移动量或影像数据的平均灰阶值变化量。

附图说明

图1为显示本发明实施例的侦测系统的方块示意图；

图2为显示本发明第一实施例的侦测物体移动的方法的示意图；

图3为显示本发明第二实施例的侦测物体移动的方法的示意图；以及

图4为显示本发明第三实施例的侦测物体移动的方法的示意图。

主要元件符号说明

10 侦测系统 11 影像侦测器

12 处理单元

101～107 影像数据 112～116 移动影像数据

121 杂散光影像数据 Δ1～Δ8 物体移动数据

201～209 影像数据 212～219 移动影像数据

具体实施方式

以下将通过实施例来解释本发明内容，其涉及一种侦测物体移动的方法及侦测系统，藉由利用动态更新参考影像数据的步骤，将后续取得的影像数据减去经动态更新的参考影像数据，以侦测物体移动。然而，本发明的实施例并非用以限制本发明需在如实施例所述的任何特定的环境、应用或特殊方式方能实施。因此，关于实施例的说明仅为阐释本发明的目的，而非用以限制本发明。需要说明的是，以下实施例及图式中，与本发明非直接相关的元件已省略而未绘示；且为求容易了解起见，各元件间的尺寸关系乃以稍夸大的比例绘示出。

本发明涉及一种侦测物体移动的方法；尤其涉及利用动态更新参考影像数据的步骤来侦测物体移动的方法以及使用该方法的侦测系统。

请参照图1所示，其为显示本发明实施例的侦测系统的方块示意图。侦测系统10包括影像侦测器11和处理单元12。所述影像侦测器11例如可为一摄影机，用以侦测物体移动，以产生影像数据。所述处理单元12接收所述影像侦测器11所产生的影像数据，并动态地更新参考影像数据，根据影像侦测器最新撷取的一张当前影像数据和所述参考影像数据之差，求得物体移动数据。

图2为显示本发明第一实施例的侦测物体移动的方法的流程示意图。本方法可利用所述侦测系统10来实现。当物体移动被影像侦测器11侦测到时，影像侦测器11所捕捉的影像即会包括关于该物体移动的影像，例如直接侦测到该物体发光的影像，或者是侦测到被该物体反射的光线的影像，并且呈现在影像侦测器11所产生的影像数据中。以下利用影像侦测器11所侦测的影像数据辅助说明本方法的实施要旨。

请参照图2所示，时间t0时，影像侦测器11侦测影像并产生第一影像数据101。该第一影像数据101作为参考影像数据，其包括杂散光影像数据121。时间t1时，影像侦测器11侦测影像并产生第二影像数据102，其包括杂散光影像数据121以及物体移动所产生的移动影像数据112。此时，处理单元12将第二影像数据102减去参考影像数据（即，第一影像数据101）。由图中可知，将会留下移动影像数据112，因此可获得物体移动数据Δ1。进一步言，第二影像数据102与第一影像数据101包括有相同的杂散光影像数据121，所不同处，乃是物体移动时，会在时间t1时，造成移动影像数据112，而此移动影像数据112并未见于第一影像数据101，故将第二影像数据102减去第一影像数据101，便可获得物体移动数据Δ1。接着，处理单元12将第二影像数据102作为更新的参考影像数据，以取代先前的参考影像数据（即，所述第一影像数据101）。而后在时间t2时，影像侦测器11撷取第三影像数据103，其同样包括杂散光影像数据121以及物体持续移动所产生的移动影像数据113。此时，处理单元12将第三影像数据103减去更新的参考影像数据（即，第二影像数据102）。由图中可知，将会留下更新的移动影像数据（即，移动影像数据113减去移动影像数据112），因此可获得物体移动数据△2。

接着，类似前述作法，将第三影像数据103作为更新的参考影像数据，以取代先前的参考影像数据（即，所述第二影像数据102）。而后在时间t3时，影像侦测器11撷取第四影像数据104，其同样包括杂散光影像数据121以及物体持续移动所产生的移动影像数据114。再将第四影像数据104减去更新的参考影像数据（即，第三影像数据103），便可获得物体移动数据Δ3。依序类推，分别在时间t4、t5、t6分别获得第五影像数据105、第六影像数据106以及第七影像数据107，并以相邻前一次所获得的影像数据作为参考影像数据，而后将所述多个影像数据减去与其所对应的参考影像数据，便可获得物体移动数据Δ4、Δ5、Δ6。重复前述步骤，便可以持续更新物体移动数据。

第一实施例的优点在于，相较于以固定的参考影像数据作为比较基准的实施方式，以相邻前一次所获得的影像数据作为参考影像数据，可减低背景光源的变异对于物体移动判断准确率的影响。同时直接以相邻前一次所获得的影像数据作为参考影像数据，可以确保系统能以足够快的画面更新率（frame rate）运作无碍。

图3为显示本发明的第二实施例的侦测物体移动的方法的流程示意图。本方法亦可利用侦测系统10来实现，如同第一实施例。第二实施例与第一实施例最主要不同在于，第二实施例除判断相邻两影像数据的差异程度外，亦会判断最新影像数据与当前参考影像数据的差异程度；其中两影像数据的差异程度用以侦测物体移动，最新影像数据与当前参考影像数据的差异程度则可用以与一阈值比较，仅有在最新影像数据与当前参考影像数据的差异程度大于所述阈值时，才更新参考影像数据；其中所述阈值例如为所侦测物体的二维移动量或一维移动量（横向移动量和/或纵向移动量）或影像数据的平均灰阶值变化量。另外，第二实施例中的杂散光对影像数据影响则不特别标示出，因已由前述第一实施例得知，在两影像数据相减时，便可将杂散光造成的影像数据影响消去。第二实施例的详细说明如后。

请参照图3所示，时间t0时，影像侦测器11侦测影像并产生第一影像数据201。该第一影像数据201作为初始参考影像数据。时间t1时，影像侦测器11侦测影像并产生第二影像数据202，其包括物体移动所产生的移动影像数据212。将第二影像数据202减去第一影像数据201时，可以获得物体移动数据Δ1。此时，侦测系统10比较Δ1与一阈值，若Δ1大于所述阈值，则侦测系统10将以第二影像数据202作为更新的参考影像数据；反之，则继续保留第一影像数据201作为参考影像数据。在本实施例中，Δ1小于所述阈值，故持续以第一影像数据201作为参考影像数据。在时间t2，影像侦测器11侦测影像并产生第三影像数据203，其包括物体移动所产生的移动影像数据213。将第三影像数据203减去参考影像数据（即，第一影像数据201）时，可以获得物体移动数据Δ2。此时，侦测系统10比较Δ2与阈值，此实施例中由于Δ2仍旧小于所述阈值，因此侦测系统10继续保留第一影像数据201作为参考影像数据。在时间t3，影像侦测器11侦测影像并产生第四影像数据204，其包括物体移动所产生的移动影像数据214。将第四影像数据204减去参考影像数据（即，第一影像数据201）时，可以获得物体移动数据Δ3。此时，侦测系统10比较Δ3与阈值，此实施例中由于Δ3大于所述阈值，因此侦测系统10将第四影像数据204作为更新的参考影像数据。

当在时间t4，影像侦测器11侦测影像并产生第五影像数据205，其包括物体移动所产生的移动影像数据215。将第五影像数据205减去参考影像数据（即，第四影像数据204）时，可以获得物体移动数据Δ4。此时，侦测系统10比较Δ4与阈值，此实施例中由于Δ4小于所述阈值，因此侦测系统10继续保留第四影像数据204作为参考影像数据。依此类推，当在时间t5时，所述处理单元12将所产生的第六影像数据206减去参考影像数据（即，第四影像数据204）后，获得物体移动数据Δ5，此实施例中由于Δ5大于所述阈值，因此侦测系统10则以第六影像数据206作为更新的参考影像数据。依此类推，第二实施例中，第七影像数据207以及第九影像数据209均被作为更新的参考影像数据，而第八影像数据208减去参考影像数据（第七影像数据207）所获得的物体移动数据Δ7小于所述阈值。

第二实施例的优点在于，相较于以固定的参考影像数据作为比较基准的实施方式，本方法在影像数据差异量（物件的二维移动量、一维移动量或影像数据的平均灰阶值变化量）大于一阈值时，将当前所获得的影像数据更新为新的参考影像数据。因此本方法可减低因相邻两影像数据的差异量较小，而可能导致对物体移动的错误判断，特别适用于侦测移动速度较为缓慢的物体。

图4为显示本发明第三实施例的侦测物体移动的方法的流程示意图。本实施例特别适用于侦测移动速度较为缓慢的物体。第三实施例与第一实施例的差异在于，由于所侦测物体的移动速度较慢，为避免对物体移动的错误判断，参考影像数据被固定为至少两张影像数据才进行更新；例如图3显示了每隔一张影像数据更新一次参考影像。此外，参考影像的更新频率可根据所侦测物体的移动量（即，物体移动数据）决定，例如当所侦测物体的移动量愈小时，则可设定经过愈多影像数据才进行参考影像数据的更新。可以理解的是，此时，处理单元12优选地包括一暂存器存储当前影像数据之前的多张影像数据，而实际需存储的影像数据张数可根据实际需要决定。本实施例的侦测物体移动的方法与第一实施例（图1）相类似；亦即，影像侦测器11连续撷取影像数据；处理单元12更新最新撷取的一张影像数据为当前影像数据，更新该当前影像数据之前第n张影像数据为参考影像数据，并根据该当前影像数据与参考影像数据之差求得物体移动数据，其中n可为1或2或根据所述物体移动数据决定。

藉由前述说明可知，本发明的侦测物体移动的方法，主要在于动态更新参考影像数据的步骤以侦测物体移动。藉由动态更新参考影像数据，可以减弱环境光变化的影响，避免环境光变化时，对物体移动的侦测仍以固定的参考影像数据为基础进行判断，而使侦测结果产生误判。另外，能藉由设定一阈值，来避免参考影像数据过于频繁被更新，以适用于侦测移动速度较为缓慢的物体。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施形式，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何本领域技术人员可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以权利要求书为准。

Claims

1.一种侦测物体移动的方法，该方法包括下列步骤：

利用影像侦测器连续撷取影像数据；

更新最新撷取的一张影像数据为当前影像数据；

更新该当前影像数据之前第n张影像数据为参考影像数据；以及

根据所述当前影像数据和所述参考影像数据之差，求得物体移动数据，其中，当所述物体移动数据越小时，n的数值越大。

2.根据权利要求1所述的侦测物体移动的方法，其中，n为1或2。

3.根据权利要求1所述的侦测物体移动的方法，其中，n的值根据所求得的物体移动数据决定。

4.根据权利要求1所述的侦测物体移动的方法，其中，所述影像数据为所述影像侦测器撷取至少一物体发光或反射光线所成的影像数据。