CN104202533B - 移动检测装置及移动检测方法 - Google Patents

移动检测装置及移动检测方法 Download PDF

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Abstract

一种移动检测装置及移动检测方法。移动检测装置包括第一影像记录单元、第一储存单元、移动检测单元、景深计算单元、以及一判断单元。第一影像记录单元记录第一影片。第一储存单元储存第一影片。移动检测单元检测第一影片中的移动物件。景深计算单元计算移动物件的景深。判断单元根据移动物件的景深，决定移动物件是否为关注事件。

Description

移动检测装置及移动检测方法
技术领域
本发明涉及一种移动检测(motion detection)的装置及方法，且特别涉及一种能够有效减少错误判断的移动检测装置及方法。
背景技术
随着科技发展以及使用者提高安全意识，近年来网络摄像机(IP camera)已被广泛地使用。网络摄像机是一种能够录制数字影片的摄像机，通常使用于监控系统中，例如用于监控住家周围环境是否有不速之客靠近，且网络摄像机能够通过网络接收以及传送数据，易于使用者设定以及取得影像数据。一些网络摄像机可利用移动检测(motiondetection)的方法，找出影片中在什么时间什么位置有移动的物体出现，以撷取出有移动物体的影像画面。而如何能够有效提供更可靠的移动检测方法，乃目前业界所致力的课题之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种移动检测装置以及移动检测方法，使得移动检测装置能够更准确地判断关注事件，能够避免假警报发生的机率，有效提升移动检测装置于使用上的便利性。
根据本发明的第一方面，提出一种移动检测装置。移动检测装置包括第一影像记录单元、第一储存单元、移动检测单元、景深计算单元、以及一判断单元。第一影像记录单元记录第一影片。第一储存单元储存第一影片。移动检测单元检测第一影片中的移动物件。景深计算单元计算移动物件的景深。判断单元根据移动物件的景深，决定移动物件是否为关注事件。
根据本发明的第二方面，提出一种移动检测方法，包括下列步骤：记录第一影片。检测第一影片中的移动物件。计算移动物件的景深。根据移动物件的景深，决定移动物件是否为关注事件。
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1绘示依据本发明第一实施例的移动检测装置的方框图；
图2绘示依据本发明第二实施例的移动检测装置的方框图；
图3绘示依据本发明第三实施例的移动检测装置的方框图；
图4绘示依据本发明的移动检测方法的流程图；
图5绘示应用本发明的移动检测方法于一输入影像的实际例子。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
网络摄像机普遍被使用于居家保全用途，网络摄像机可执行移动检测以检测出影片当中的动作，藉此撷取出影片中有用的信息，所检测到的动作例如是家门前有人经过。而目前一般的移动检测方法，经常导致网络摄像机将过多的影像视框认定为有「动作」，例如是背景树叶的摇晃、天空中云朵飘动、或是远方车子的移动，这些在一般的移动检测方法中会被认定为画面中有动作，进而触发撷取影像视框。然而，这些「动作」不一定是一般使用者真正感兴趣的事件，其仅是背景物体的移动，如此过于频繁地事件触发形成「假警报」(false alarm)，往往造成使用上的不方便。因此，本发明提供一种能够有效减少假警报的移动检测方法以及使用此方法的移动检测装置。
第一实施例
图1绘示依据本发明第一实施例的移动检测装置的方框图。移动检测装置1包括第一影像记录单元10、第一储存单元12、移动检测单元14、景深计算单元16、判断单元18。第一影像记录单元10记录第一影片Y1，第一储存单元12储存第一影片Y1，移动检测单元14检测第一影片Y1中的移动物件MO，景深计算单元16计算移动物件MO的景深D(MO)，判断单元18根据移动物件MO的景深D(MO)，决定移动物件MO是否为一关注事件。兹将各元件详细说明如下。
移动检测装置1一般是用于需要有移动检测功能的监控系统中，移动检测装置1例如可构成网络摄像机(Internet Protocol Camera,IP Camera)或是闭路电视(Closed-Circuit Television,CCTV)的一部分。
第一影像记录单元10包括镜头以及影像感测器，影像感测器例如是感光耦合元件(Charge-Coupled Device,CCD)感测器或是互补性氧化金属半导体(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor,CMOS)感测器。第一影像记录单元10记录第一影片Y1。
第一储存单元12可以是记忆体，例如是移动检测装置1内部的随机存取记忆体(Random Access Memory,RAM)，第一储存单元12储存来自第一影像记录单元10的第一影片Y1。
移动检测单元14读取第一储存单元12中储存的第一影片Y1，并执行移动检测步骤，检测第一影片Y1中是否有动作存在，若是有动作，检测出第一影片Y1中的移动物件MO。移动检测步骤可以有多种具体的作法，例如是将录制的原始影像(raw image)当中的前后至少两个的影像视框(video frame)进行比较，或者是对视频编码过程(例如将影像压缩为MPEG4格式或是H.264格式)当中的移动向量(motion vector)进行分析，都可以作为移动检测步骤的作法，以检测出影片中是否有动作。本发明的移动检测单元14可使用任何可行的移动检测步骤。
若是第一影片Y1中有动作存在，移动检测单元14在执行移动检测步骤之后，会检测出一个移动物件MO。实际情况中第一影片Y1可能会同时存在多个移动物件，于下文中以一个移动物件MO作为例子说明，以清楚说明本发明的移动检测方法。而对于第一影片Y1中的多个移动物件，皆可使用与移动物件MO相同的方法。移动物件MO可能是第一影片Y1中的一个人物、一颗球、或者是一个区块的像素，不一定对应到一个确切的物体。
景深计算单元16计算移动物件MO于第一影片Y1中的景深(depth)D(MO)，以估算移动物件MO与第一影像记录单元10之间的距离，本发明的景深计算单元16可使用任何可行的计算景深的方法，包括从单张影像估算影像深度，也包括藉由不同视角的影像估算影像深度。
景深计算单元16与移动检测单元14搭配的具体作法可以有多种方式，例如可以先检测出移动物件MO，再计算移动物件MO于画面中的景深D(MO)。或者也可以先计算得到整张影像画面的景深图(depth map)，于计算景深图的同时执行移动检测步骤以检测出移动物件MO，接着再根据移动物件MO的位置(例如移动到的位置)从景深图中找出对应的景深D(MO)。
判断单元18根据移动物件MO的景深D(MO)，决定移动物件MO是否为一关注事件(concerned event)。例如当移动物件MO的景深D(MO)位于一预设距离范围内(例如小于预先设定的临界距离Dth)时，判断单元18决定移动物件MO为关注事件。判断单元18决定移动物件MO为关注事件时，判断单元18传送警报通知，例如是传送电子邮件或是简讯给使用者或保全公司、或传送讯息至云端伺服器，以警示关注事件的发生。
对于用于安全监控的网络摄像机，使用者感兴趣的事件为距离网络摄像机近处所发生的事件，因此应当排除距离过远的事件，只有当移动物件MO的景深D(MO)小于临界距离Dth时，才视为关注事件。排除影片中那些发生距离过远而使用者不需关注的动作，能够有效降低「假警报」，避免过于频繁地触发传送通知给使用者，使用者无需经常检视实则没有关注事件的影像片段，如此能够提高使用上的便利性，并且能够有效节省储存空间以及使用频宽。
图5绘示应用本发明的移动检测方法于一输入影像的实际例子。第一影片Y1包括第一影像视框F1以及第二影像视框F2，经过移动检测单元14执行移动检测步骤后，检测出第一影片Y1中有两个移动物件，包括第一物件obj1(一辆车)以及第二物件obj2(一个人)。图5为清楚绘示影片中的动作，将两个影像视框之间的动作范围刻意放大，实际情况中两个影像视框之间的影像差距较小，移动物件在两个影像视框中的位置较近。
景深计算单元16计算出第一物件obj1的景深是25公尺，第二物件obj2的景深是2公尺，假设临界距离Dth设定为10公尺，则判断单元18决定第二物件obj2为关注事件，因此会通知使用者第一影片Y1当中有动作存在。相对而言，倘若影像画面中的移动物体仅有第一物件obj1，因为第一物件obj1的景深大于临界距离Dth，判断单元18决定第一物件obj1并非是关注事件，则不会通知使用者。
本实施例当中的移动检测单元14、景深计算单元16、及判断单元18，可以是由处理器执行的程序，即以软件方式实现，例如由非暂态电脑可读取媒介储存特定的程序码，由处理器载入程序码而执行，处理器耦接至第一储存单元12以读取第一影片Y1的影像数据。另一方面，移动检测单元14、景深计算单元16、及判断单元18也可以是执行特定功能的数字信号处理电路(DSP)，分别以硬件方式实现，以达到高效率以及低功率的要求。本文以下各实施例的移动检测单元14、景深计算单元16、及判断单元18也同样皆可以使用软件、硬件、或软硬件整合的方式实现，将不再重复叙述。
于本发明上述实施例的移动检测装置，由于使用移动物件的景深作为辅助条件，能够判断出影片中各个移动物件的景深，因此仅当移动物件出现于特定景深范围时，才算是触发关注事件的对应处理，此时移动检测装置才会通知使用者，如此能够有效降低假警报的发生机率。例如对于居家环境监控的网络摄像机，离镜头远处的动态常不是使用者所关注的焦点，使用本发明上述实施例的移动检测装置，能够避免远处的移动物件被误判为关注事件，有效提高使用的方便程度，并且由于包含有关注事件的影片片段减少，能够有效节省储存空间以及使用频宽。
第二实施例
图2绘示依据本发明第二实施例的移动检测装置的方框图。与第一实施例的差别在于，第二实施例的移动检测装置2更包括第二影像记录单元11以及第二储存单元13。第二影像记录单元11于第一影像记录单元10记录第一影片Y1的同时，记录第二影片Y2，第二影片Y2与第一影片Y1的视角不同。第二储存单元13储存第二影片Y2。
第二影像记录单元11同样包括镜头以及影像感测器，例如是CCD或是CMOS感测器。第二影像记录单元11与第一影像记录单元10同时拍摄并拍摄大致相同的位置，例如是在一个网络摄像机当中设置有两个大致平行的镜头以及两个对应的影像感测器。第二影像记录单元11与第一影像记录单元10于空间中放置的位置相隔一特定距离，使得第二影像记录单元11记录的第二影片Y2提供与第一影片Y1不同的视角，藉由不同视角的影像可以计算出影像深度。因此，景深计算单元16根据第一影片Y1以及第二影片Y2计算移动物件MO的景深D(MO)。
由于第一影片Y1为提供使用者观看的正常影片，而第二影片Y2主要是用于辅助景深计算单元16计算景深，使用者可能不需直接观看到第二影片Y2。因此第一影像记录单元10所搭载的影像感测器可有较好的影像分辨率，例如是Full HD(1080p)或是HD(720p)的分辨率，而第二影像记录单元11所搭载的影像感测器则可以有较低的分辨率，例如是VGA(480p)的分辨率。
根据不同视角的影片，利用视差原理能够计算物体的景深，景深的计算相关于第一影像记录单元10与第二影像记录单元11于空间中置放的间距。而由于第二影片Y2主要是用于辅助计算景深，而非直接观赏用，因此可以使用较低分辨率的第二影像记录单元11，以节省硬件成本以及储存空间。于实作中，第一储存单元12与第二储存单元13可以是相同实体记忆体中不同位址的区块，亦可以分别是个别的实体记忆体，分别储存第一影片Y1与第二影片Y2。
第三实施例
图3绘示依据本发明第三实施例的移动检测装置的方框图。与第二实施例的差别在于，第三实施例的移动检测装置3更包括第三影像记录单元15以及第三储存单元17。第三影像记录单元15于第二影像记录单元11记录第二影片Y2的同时，记录第三影片Y3，第三影片Y3与第二影片Y2的视角不同。第三储存单元17储存第三影片Y3。
第三影像记录单元15同样包括镜头以及影像感测器。第一影像记录单元10、第二影像记录单元11及第三影像记录单元15皆同时拍摄且拍摄大致相同的位置，例如是在一个网络摄像机当中设置有三个大致平行的镜头以及三个对应的影像感测器。第三影像记录单元15与第二影像记录单元11于空间中放置的位置相隔一特定距离，使得第三影像记录单元15记录的第三影片Y3提供与第二影片Y2不同的视角，藉由不同视角的影像可以计算出影像深度。因此，景深计算单元16根据第二影片Y2以及第三影片Y3计算移动物件MO的景深D(MO)。
在此实施例中，以第二影像记录单元11与第三影像记录单元15负责提供用于影像深度估算的第二影片Y2以及第三影片Y3，第一影像记录单元10则是记录使用者观赏的第一影片Y1，因此类似于前述的第二实施例，第二影像记录单元11的影像分辨率可以低于第一影像记录单元10的影像分辨率，第三影像记录单元15的影像分辨率也可以低于第一影像记录单元10的影像分辨率，以节省硬件成本以及储存空间。并且由于第二影像记录单元11与第三影像记录单元15所记录的第二影片Y2及第三影片Y3是用于估算影像深度，两者可使用相同的影像分辨率，以利于计算移动物件MO的景深D(MO)，例如第二影像记录单元11与第三影像记录单元15皆是使用VGA分辨率(480p)。
与前述的第一实施例及第二实施例不同，第三实施例当中的第一影片Y1可以仅用于移动检测，可不用于景深计算，景深计算单元16根据第二影片Y2以及第三影片Y3计算景深。因此，移动检测单元14以及景深计算单元16可以根据不同的影片来源，分别独立运作。
本发明更提出一种移动检测方法。请参考图4，图4绘示依据本发明移动检测方法的流程图。移动检测方法包括下列步骤：首先，于步骤20，记录第一影片，例如是以一个镜头搭配影像感测器记录第一影片，并储存第一影片于记忆体中。接着，于步骤22，检测第一影片中的移动物件，可使用通用型处理器或是特定用途DSP执行任何可行的移动检测步骤。之后，于步骤24，计算移动物件的景深，例如可以通过单张影像估算景深，也可以藉由通过多个影像感测器记录不同视角的影片，根据视差原理以计算物体的景深。然后，于步骤26，根据移动物件的景深，决定移动物件是否为关注事件，例如当移动物件的景深位于一预设距离范围内(例如小于一临界距离)时，决定移动物件为关注事件。
除了依图4所示顺序执行步骤22及24之外，也可以先计算得到整张影像画面的景深图，于计算景深图的同时执行移动检测步骤以检测出移动物件，接着再根据移动物件的位置(例如移动到的位置)从景深图中找出对应的景深。
于本发明上述的移动检测方法，当利用不同视角的影片以辅助计算影像深度时，对于非直接提供使用者观看的影片，可以使用较低分辨率的影片，以节省硬件成本。具体而言，直接提供使用者观看的影片是第一影片，可以使用较高分辨率的第一影片以及较低分辨率的第二影片计算景深，也可以使用两个较低分辨率的第二影片以及第三影片计算景深，详细说明可见上文所述第二实施例以及第三实施例。
于本发明上述实施例的移动检测方法，能够根据移动物件的景深，判断移动物件是否为关注事件，因此能够排除掉不必要的移动物件，减少假警报发生的机率，避免使用者过于频繁地检视实则没有真正关注事件的影像片段。此方法适用于监控系统中，例如可应用于网络摄像机或是闭路电视，能够提高使用上的便利性。
当然，本发明还可有其他多种实施例，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 (10)

1.一种移动检测装置，其特征在于，包括：
一第一影像记录单元，记录一第一影片；
一第一储存单元，储存该第一影片；
一移动检测单元，检测该第一影片中的一移动物件；
一景深计算单元，计算该移动物件的一景深，其中该景深是该移动物件距离该移动检测装置的距离；以及
一判断单元，当该判断单元判断该移动物件的该景深小于一临界距离时，该判断单元决定该移动物件为一关注事件。
2.根据权利要求1所述的移动检测装置，其特征在于，该移动检测装置更包括：
一第二影像记录单元，于该第一影像记录单元记录该第一影片的同时，记录一第二影片，该第二影片与该第一影片的视角不同；以及
一第二储存单元，储存该第二影片；
其中该景深计算单元根据该第一影片以及该第二影片计算该移动物件的该景深。
3.根据权利要求2所述的移动检测装置，其特征在于，该第二影像记录单元的一第二影像分辨率低于该第一影像记录单元的一第一影像分辨率。
4.根据权利要求1所述的移动检测装置，其特征在于，该移动检测装置更包括：
一第二影像记录单元，于该第一影像记录单元记录该第一影片的同时，记录一第二影片；
一第二储存单元，储存该第二影片；
一第三影像记录单元，于该第二影像记录单元记录该第二影片的同时，记录一第三影片，该第三影片与该第二影片的视角不同；以及
一第三储存单元，储存该第三影片；
其中该景深计算单元根据该第二影片以及该第三影片计算该移动物件的该景深。
5.根据权利要求4所述的移动检测装置，其特征在于，该第二影像记录单元的一第二影像分辨率低于该第一影像记录单元的一第一影像分辨率，该第三影像记录单元的一第三影像分辨率低于该第一影像记录单元的该第一影像分辨率，该第二影像记录单元的该第二影像分辨率与该第三影像记录单元的该第三影像分辨率相同。
6.一种移动检测方法，其特征在于，包括：
记录一第一影片；
检测该第一影片中的一移动物件；
计算该移动物件的一景深，其中该景深是该移动物件距离一移动检测装置的距离；以及
根据该移动物件的该景深，当该移动物件的该景深小于一临界距离时，决定该移动物件为一关注事件。
7.根据权利要求6所述的移动检测方法，其特征在于，该移动检测方法更包括：
于记录该第一影片同时，记录一第二影片，该第二影片与该第一影片的视角不同；
其中该移动物件的该景深是根据该第一影片以及该第二影片而计算。
8.根据权利要求7所述的移动检测方法，其特征在于，该第二影片的一第二影像分辨率低于该第一影片的一第一影像分辨率。
9.根据权利要求6所述的移动检测方法，其特征在于，该移动检测方法更包括：
于记录该第一影片同时，记录一第二影片；以及
于记录该第二影片同时，记录一第三影片，该第三影片与该第二影片的视角不同；
其中该移动物件的该景深是根据该第二影片以及该第三影片而计算。
10.根据权利要求9所述的移动检测方法，其特征在于，该第二影片的一第二影像分辨率低于该第一影片的一第一影像分辨率，该第三影片的一第三影像分辨率低于该第一影片的该第一影片的分辨率，该第二影片的该第二影像分辨率与该第三影片的该第三影像分辨率相同。
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