CN104284143A - 图像监控系统及其方法 - Google Patents

Abstract

一种图像监控系统及其方法。所述方法包括下列步骤。撷取图像画面，并在图像画面中定义至少一参考目标。识别图像画面中的监控对象。分别计算监控对象与各所述参考目标之间的距离。依据至少一临界值与距离之间的关系决定是否发出至少一警示。

Description

图像监控系统及其方法

技术领域

本发明是有关于一种监控系统及其方法，且特别是有关于一种图像监控系统及其方法。

背景技术

随着科技日益进步，人们尝试通过各种方法来防止窃盗的发生，为的就是希望能够建立一个安全的生活环境。日常生活中常见的红外线检测器就是一种防盗器。当所述红外线检测器感应到超过标准值的红外线强度时，代表此处可能有被入侵的可能，系统就会发出警报示警。但这种检测系统需要藉由一组红外线发射器和红外线接收器两者互相搭配，才能在一定的距离内达到警戒功能，若是缺少其中一种装置就无法进行红外线的检测。除此之外，入侵者很容易利用系统的漏洞躲避检测。另一种电子狗防盗系统也常见于一般住家，当雷达检测到特定范围内有物体移动时，电子狗会发出叫声达到吓阻的作用，但是电子狗的检测范围属于局部性质，另外也常发生误判情形。若是使用上述两种监控系统，想要扩大检测范围，势必要增加许多额外的成本。

一般的监视摄影机因为体积小也常被应用于监控系统中，通常都会架设在高处用来监控不同角度的图像，另外也有记录图像的功能，方便随时调阅。通常保全人员藉由观看监视摄影机所拍摄到的画面来监控某些特定区域，但保全人员若是没有随时监控，还是容易产生安全上的漏洞。因此，一种安全并且有效的监控方式是目前大众所需要的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种图像监控方法与系统，当监控对象靠近参考目标时，图像监控系统会根据监控对象与参考目标之间的距离关系来判断是否需要发出警示(例如声响及/或光线等)。

本发明提出一种图像监控方法，适于图像监控系统。所述方法包括下列步骤。撷取图像画面，并在图像画面中定义至少一参考目标。识别图像画面中的监控对象。分别计算监控对象与各所述参考目标之间的距离。依据至少一临界值与距离之间的关系决定是否发出至少一警示。

在本发明的一实施例中，其中所述至少一参考目标包括图像画面中的点、线以及区域的至少其中之一。

在本发明的一实施例中，其中识别图像画面中的监控对象的步骤包括比对图像画面与初始画面，并识别图像画面与初始画面之间的不同处为监控对象。

在本发明的一实施例中，其中依据至少一临界值与距离之间的关系决定是否发出至少一警示的步骤包括计算函数，并依据所述至少一临界值与函数的关系决定是否发出所述至少一警示。函数为且D_i为监控对象至至少一参考目标中第i个参考目标的距离，a_i、b_i为实数，k为大于的实数，n为所述至少一参考目标的数量。

在本发明的一实施例中，其中所述至少一临界值包括第一临界值以及小于第一临界值的第二临界值。而依据所述至少一临界值与函数的关系决定是否发出所述至少一警示的步骤包括判断函数与第一临界值以及第二临界值的关系。当函数介于第一临界值与第二临界值时，发出第一警示。当函数小于或等于第二临界值时，发出第二警示。

在本发明的一实施例中，其中所述至少一临界值包括第一临界值以及大于第一临界值的第二临界值：而依据所述至少一临界值与函数的关系决定是否发出所述至少一警示的步骤包括判断函数的倒数与第一临界值与第二临界值的关系。当函数的倒数介于第一临界值与第二临界值之间时，发出第一警示。当函数的倒数大于或等于第二临界值时，发出第二警示。

本发明提出一种图像监控系统，包括图像撷取装置以及图像处理装置。图像撷取装置撷取图像画面。图像处理装置耦接图像撷取装置。图像处理装置经配置以：在图像画面中定义至少一参考目标；识别图像画面中的监控对象；计算监控对象与各所述参考目标之间的距离；依据至少一临界值与距离之间的关系决定是否发出至少一警示。

在本发明的一实施例中，其中所述至少一参考目标包括图像画面中的点、线以及区域的至少其中之一。

在本发明的一实施例中，其中图像处理装置经配置以：比对图像画面与初始画面；识别图像画面与初始画面之间的不同处为监控对象。

在本发明的一实施例中，其中图像处理装置经配置以：计算函数；依据所述至少一临界值与函数的关系决定是否发出所述至少一警示。函数为且D_i为监控对象至至少一参考目标中第i个参考目标的距离，a_i、b_i为实数，k为大于的实数，n为所述至少一参考目标的数量。

在本发明的一实施例中，其中所述至少一临界值包括第一临界值以及小于第一临界值的第二临界值，而图像处理装置经配置以：判断函数与第一临界值以及第二临界值的关系。当函数介于第一临界值与第二临界值时，发出第一警示。当函数小于或等于第二临界值时，发出第二警示。

在本发明的一实施例中，其中至少一临界值包括第一临界值以及大于第一临界值的第二临界值，而图像处理装置经配置以：判断该函数的倒数与该第一临界值与该第二临界值的关系。当该函数的该倒数介于该第一临界值与该第二临界值之间时，发出第一警示。当该函数的该倒数大于或等于该第二临界值时，发出第二警示。

基于上述，本发明实施例提出的图像监控方法及系统可实时地监控所述监控对象与各个参考目标之间的距离，并在所述监控对象过于靠近这些参考目标时，对应地发出至少一警示。如此一来，图像监控系统的管理人员即可不需时刻注意监控范围内的情形，因而可提升监控上的方便性。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1是依据本发明的一实施例绘示的图像监控系统示意图。

图2是依据本发明的一实施例绘示的图像监控方法流程图。

图3至图6是依据本发明多个实施例绘示的图像监控机制示意图。

图7A及图7B为依据本发明实施例绘示的函数与距离之间的多个对应关系示意图。

[标号说明]

100：图像监控系统

110：图像撷取装置

120：图像处理装置

310、320、410～440、510、610：参考目标

330：监控对象

450：对象

D₁～D₄、DI：距离

IM1～IM4：图像画面

S210～S250：步骤

具体实施方式

本发明的实施例提供一种图像监控方法与系统，其可在监控对象靠近参考目标时，根据监控对象与参考目标之间的距离关系来判断是否需要发出警示(例如声响及/或光线等)。除了当场发出警示外，在一些实施例中，图像监控系统也能立即将与警示相关的消息以短消息方式通知用户，使得用户不需随时观看所监控的图像画面也能达到监控/警示的效果。

图1是依据本发明的一实施例绘示的图像监控系统示意图。在本实施例中，图像监控系统100包括图像撷取装置110以及图像处理装置120。图像撷取装置110例如是摄影机、监视器、因特网照相机(IP Camera)或是任何具有图像撷取功能的装置。图像处理装置120耦接图像撷取装置110，其可以是具有图像处理功能的笔记本型计算机、个人计算机、工作站、智能型手机、平板计算机或其类似品。

图2是依据本发明的一实施例绘示的图像监控方法流程图。本实施例提出的方法适于图1中的图像监控系统100，以下即搭配图1的各个元件来说明本实施例中的各个步骤。

请同时参照图1及图2，在步骤S210中，图像撷取装置110可通过例如镜头的取像元件来撷取图像画面。所述图像画面例如是图像监控系统100所欲监控范围的画面。在步骤S220中，图像处理装置120可在图像画面中定义至少一参考目标。所述至少一参考目标例如包括所述图像画面中的一点、一线以及一区域的至少其中之一。

在一实施例中，图像处理装置120可在接收图像画面之后，将图像画面显示在一使用者界面上。接着，管理人员即可通过此使用者界面来自行设定图像画面中的参考目标。在其它实施例中，图像处理装置120亦可在接收图像画面之后，自动抓取图像画面中具有特定性质的对象作为参考目标，但本发明的可实施方式不限于此。所述特定性质的对象可以视实际产品的设计需求而决定，例如所述特定性质的对象可以是具有特定大小的点、特定长度的线、特定范围的区域、具有特定颜色的点或线或区域、或其它可以让图像处理装置120识别的对象。

在步骤S230中，图像处理装置120可识别图像画面中的监控对象。所述监控对象例如是图像画面中，图像监控系统100所监控的主要对象。详细而言，在防盗的应用情境中，所述监控对象可以是图像画面中的被拍摄人。本实施例并不限制步骤S230中识别图像画面中的监控对象的方法。例如，在一些实施例中，图像处理装置120可以利用公知移动估算(motion estimation)方法来从图像画面中识别出监控对象。在另一些实施例中，图像处理装置120可将图像画面与一初始画面进行比对，并将图像画面与所述初始画面之间的不同处识别为所述监控对象。

所述初始画面例如是在图像撷取装置110架设完成之后，图像撷取装置110对其所监控的范围所撷取的初始图像。一般而言，初始画面中应不会出现任何可疑的人体或物体。若图像画面与初始画面之间出现不同处，即代表对应于此不同处的对象(例如人体或物体)应是在图像撷取装置110撷取初始画面之后，才出现在图像撷取装置110所监控的范围内。因此，图像处理装置120即可识别对应于此不同处的对象为所述监控对象。

在步骤S240中，图像处理装置120可计算所述监控对象与各所述参考目标之间的距离。在一实施例中，管理人员可将各所述参考目标的位置配置于图像画面中的特定物品附近，使得图像处理装置120可对应地掌控所述监控对象(例如人体)与特定物品之间的距离。举例而言，若图像监控系统的监控范围中存在一艺术品，管理人员即可通过先前所教示的方式在此艺术品附近指定一至多个参考目标。因此，当所述监控对象与参考目标之间的距离缩短时，图像处理装置120即可对应地判断所述监控对象正在接近此艺术品。

在步骤S250中，图像处理装置120可依据至少一临界值与所述距离之间的关系决定是否发出警示。所述至少一临界值例如是用以判断所述监控对象是否过于接近参考目标的标准值，其可由管理人员依据其设计需求而自行设定。大致而言，当图像处理装置120判断所述监控对象过于靠近这些参考目标时，其可通过可发出警示的元件(例如蜂鸣器、扬声器、警示灯、平面显示器或其类似品)发出警示，以通知管理人员此情形。

在本实施例中，由于图像画面中可包括多个参考目标，因此图像处理装置120可通过特定的手段来综合考虑所述监控对象与这些参考目标之间的距离，藉以判断所述监控对象是否过于接近参考目标。

举例而言，图像处理装置120可计算一函数，并依据所述至少一临界值与该函数的关系决定是否发出所述至少一警示。所述函数例如是其中D_i为所述监控对象至所述多个参考目标中第i个参考目标的距离，a_i、b_i为实数，k为大于的实数，n为所述多个参考目标的数量。

在一些实施例中，图像处理装置120在步骤S250可依据单一个临界值与所述距离之间的关系决定是否发出警示。在另一些实施例中，图像处理装置120在步骤S250可依据多个临界值与所述距离之间的关系而决定是否对应发出多种不同的警示。例如，图像处理装置120可判断所述函数是否介于第一临界值以及第二临界值(其小于第一临界值)之间。若是，则图像处理装置120可发出第一警示。所述第一警示例如是用于提醒管理人员此时所述监控对象与参考目标之间的距离已靠近至需警戒程度的警示信号(例如声响、光线或短消息等)。若所述函数未介于第一临界值以及第二临界值之间，图像处理装置120可接着判断所述函数是否小于第二临界值。若是，图像处理装置120可发出第二警示。所述第二警示例如是用于提醒管理人员此时所述监控对象与参考目标之间的距离已相当靠近的警示信号(例如比第一警示强烈的声响或光线等)。

在其它实施例中，图像处理装置120亦可藉由所述函数的倒数与临界值之间的大小关系来决定是否发出警示。具体而言，图像处理装置120可判断所述函数是否介于第三临界值以及第四临界值(其大于第三临界值)之间。若是，图像处理装置120可发出第一警示。而若所述函数未介于第三临界值以及第四临界值之间，图像处理装置120可接着判断所述函数是否大于第四临界值。若是，图像处理装置120可发出第二警示。

此外，虽然图1中仅绘示一个图像撷取装置110，但在其它实施例中，图像监控系统100可同时包括多个连接至图像处理装置120的图像撷取装置。在此情形下，图像处理装置120可同时处理由各个图像撷取装置所传来的图像画面，进而同时掌握对应于各图像撷取装置监控范围内的监控情形。

本发明实施例提出的图像监控方法及系统可实时地监控所述监控对象与各个参考目标之间的距离，并在所述监控对象过于靠近这些参考目标时，对应地依据靠近的程度发出第一警示或第二警示，甚至更多种警示。

图3是依据本发明的一实施例绘示的图像监控机制示意图。在本实施例中，图像画面IM1例如是图像撷取装置110对所监控范围所撷取的图像。图像画面IM1包括参考目标310、320(例如为两点)以及监控对象330(例如是人体)。参考目标310和320的定义方式以及监控对象330的检测方式可分别依据图2的步骤S220以及S230来进行。在此不再赘述。

如先前所教示的，图像处理装置120可在步骤S240个别计算监控对象330与参考目标310和320之间的距离D₁以及D₂。接着，图像处理装置120可依据步骤S250的内容来决定是否发出警示。

具体而言，图像处理装置120可计算所述函数。在本实施例中，所述函数例如是a₁D₁ ^b1+a₂D₂ ^b2+k，其中的a₁、a₂、b₁、b₂和k均为实数，且可由图像监控系统100的设计者或管理人员自行依需求而设定。例如，所述函数可以被设定为a₁D₁+a₂D₂。之后，图像处理装置120可判断所述函数(即，a₁D₁ ^b1+a₂D₂ ^b2+k)是否介于所述第一临界值以及所述第二临界值之间。若是，图像处理装置120可发出第一警示(例如一般音量示警声)。若否，图像处理装置120可接续判断所述函数是否小于所述第二临界值。当所述函数小于所述第二临界值时，图像处理装置120可发出第二警示(例如大音量示警声)。

在其它实施例中，图像处理装置120亦可在计算出所述函数之后，以其倒数(例如是(a₁D₁ ^b1+a₂D₂ ^b2+k)^-1)作为是否发出警示的依据。具体而言，图像处理装置120可判断所述函数的倒数(即，(a₁D₁ ^b1+a₂D₂ ^b2+k)^-1)是否介于所述第三临界值以及所述第四临界值之间。若是，图像处理装置120可发出第一警示。若否，图像处理装置120可接续判断所述函数是否大于所述第四临界值。当所述函数大于所述第四临界值时，图像处理装置120可发出第二警示。

图4是依据本发明的另一实施例绘示的图像监控机制示意图。在本实施例中，图像画面IM2例如是图像撷取装置110对所监控范围所撷取的图像。图像画面IM2包括参考目标410、420、430与440(例如为个别配置于四柱体下的四点)以及监控对象330(例如是人体)。

参考目标410～440可配置于对象450(例如是艺术品)的附近，以便于让图像监控系统100判断是否有可疑人物靠近对象450。在图4的配置方式之下，图像处理装置120所对应计算出的函数例如是a₁D₁ ^b1+a₂D₂ ^b2+a₃D₃ ^b3+a₄D₄ ^b4+k。a₁～a₄、b₁～b₄和k均为实数，且可由图像监控系统100的设计者或管理人员自行依需求而设定。例如，所述函数可以被设定为a₁D₁+a₂D₂+a₃D₃+a₄D₄。距离D₁～D₄例如是监控对象330与参考目标410～440之间的距离，如图4所示。在计算所述函数之后，图像处理装置120仍可依据此函数(即，a₁D₁ ^b1+a₂D₂ ^b2+a₃D₃ ^b3+a₄D₄ ^b4+k)与第一临界值和第二临界值之间的关系来决定是否发出警示。或者，在其它实施例中，图像处理装置120亦可依据函数的倒数(即，(a₁D₁ ^b1+a₂D₂ ^b2+a₃D₃ ^b3+a₄D₄ ^b4+k)^-1)与第三临界值和第四临界值之间的关系来决定是否发出警示。此处的实施方式细节可参照先前实施例中所教示的内容而类推之，在此不再赘述。

图5是依据本发明的一实施例绘示的图像监控机制示意图。在本实施例中，图像画面IM3例如是图像撷取装置110对所监控范围所撷取的图像。图像画面IM3包括参考目标510(例如为一条线)以及监控对象330(例如是人体)。在本实施例中，图像处理装置120在计算参考目标510与监控对象330之间的距离DI时，可采用参考目标510与监控对象330之间的最短距离作为距离DI，但本发明的可实施方式不限于此。在图5的配置方式之下，图像处理装置120所对应计算的函数例如是a₁DI^b1+k。在计算所述函数之后，图像处理装置120仍可依据此函数(即，a₁DI^b1+k)与第一临界值和第二临界值之间的关系来决定是否发出警示。或者，在其它实施例中，图像处理装置120亦可依据函数的倒数(即，(a₁DI^b1+k)^-1)与第三临界值和第四临界值之间的关系来决定是否发出警示。此处的实施方式细节可参照先前实施例中所教示的内容而类推之，在此不再赘述。

图6是依据本发明的一实施例绘示的图像监控机制示意图。在本实施例中，图像画面IM4例如是图像撷取装置110对所监控范围所撷取的图像。图像画面IM4包括参考目标610以及监控对象330(例如是人体)。在本实施例中，参考目标610为一区域，在其它实施例中参考目标610可能是图像画面IM4中的一点。图像处理装置120在计算参考目标610与监控对象330之间的距离DI时，可采用参考目标60与监控对象330之间的最短距离作为距离DI，但本发明的可实施方式不限于此。从另一观点而言，由于参考目标610的涵盖范围较大，以参考目标610与监控对象330之间的最短距离作为距离DI的作法可使得图像处理装置120较精确地掌握监控对象330的位置。在图6的实施方式细节可参照图5所示实施例中的相关说明而类推之，在此不再赘述。

在其它实施例中，图像处理装置120可通过对函数中的a_i、b_i和k等参数进行适当地设定来调整函数与距离之间的对应关系，以下将进行详细说明。

图7A及图7B为依据本发明实施例绘示的函数与距离之间的多个对应关系示意图。请参照图7A，假设监控对象与参考目标之间的距离为D，则对应于参数a、b及k的函数倒数可表征为(aD^b+k)^-1，而(aD^b+k)^-1与D之间的对应关系例如是图7A所绘示的曲线。请再参照图7B，假设监控对象与参考目标之间的距离为D，则对应于参数a’、b’及k’的函数倒数可表征为(a’D^b’+k’)^-1，而(a’D^b’+k’)^-1与D之间的对应关系例如是图7B所绘示的曲线。从另一观点而言，图像监控系统100的管理人员可通过设计函数中的各个参数来使图像监控系统100具有不同的监控特性。为了方便说明，以下分别以0.2和0.4作为第三临界值以及第四临界值的例示性数值。

举例而言，若管理人员欲让图像处理装置120在D介于2和5之间时发出第一警示(即，所述函数约介于0.2和0.4之间时)，以及在D小于2时发出第二警示(即，所述函数约大于0.4时)，则管理人员可通过设定参数a、b及k以将图像监控系统100的监控方式调整为图7A所示情形。

举另一例而言，若管理人员欲让图像处理装置120在D介于0.9和1.1之间时发出第一警示(即，所述函数约介于0.2和0.4之间时)，以及在D小于0.9时发出第二警示(即，所述函数约大于0.4时)，则管理人员可通过设定参数a’、b’及k’以将图像监控系统100的监控方式调整为图7B所示情形。

综上所述，本发明实施例提出的图像监控方法及系统可实时地监控所述监控对象与各个参考目标之间的距离，并在所述监控对象过于靠近这些参考目标时，对应地依据靠近的程度发出第一警示或第二警示。如此一来，图像监控系统的管理人员即可不需时刻注意监控范围内的情形，因而可提升监控上的方便性。此外，在实现本发明实施例的图像监控系统时，由于不需额外架设例如红外线收发器等元件来检测欲监控的对象，因而不会增加架设上的成本。并且，由于图像监控系统所监控的范围即为对应于图像画面的空间，因此，即使将图像撷取装置用于监控较大的区域，图像监控系统仍可正确地监控所述监控对象与各个参考目标之间的距离，并进而依据此距离决定是否发出前述各种警示。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。

Claims (12)

1.一种图像监控方法，用于一图像监控系统，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

撷取一图像画面；

在该图像画面中定义至少一参考目标；

识别该图像画面中的一监控对象；

分别计算该监控对象与各所述参考目标之间的一距离；以及

依据至少一临界值与该距离之间的关系决定是否发出至少一警示。

2.根据权利要求1所述的图像监控方法，其中所述至少一参考目标包括该图像画面中的一点、一线以及一区域的至少其中之一。

3.根据权利要求1所述的图像监控方法，其中识别该图像画面中的该监控对象的步骤包括：

比对该图像画面与一初始画面；以及

识别该图像画面与该初始画面之间的一不同处为该监控对象。

4.根据权利要求1所述的图像监控方法，其中依据该至少一临界值与该距离之间的关系决定是否发出该至少一警示的步骤包括：

计算一函数；以及

依据所述至少一临界值与该函数的关系决定是否发出所述至少一警示，

其中，该函数为且D_i为该监控对象至该至少一参考目标中第i个参考目标的距离，a_i、b_i为实数，k为大于的实数，n为所述至少一参考目标的数量。

5.根据权利要求4所述的图像监控方法，其中所述至少一临界值包括一第一临界值以及小于该第一临界值的一第二临界值，而依据所述至少一临界值与该函数的关系决定是否发出所述至少一警示的步骤包括：

判断该函数与该第一临界值以及该第二临界值的关系；

当该函数介于该第一临界值与该第二临界值时，发出一第一警示；以及

当该函数小于或等于该第二临界值时，发出一第二警示。

6.根据权利要求4所述的图像监控方法，其中所述至少一临界值包括一第一临界值以及大于该第一临界值的一第二临界值，而依据所述至少一临界值与该函数的关系决定是否发出所述至少一警示的步骤包括：

判断该函数的一倒数与该第一临界值与该第二临界值的关系；

当该函数的该倒数介于该第一临界值与该第二临界值之间时，发出一第一警示；以及

当该函数的该倒数大于或等于该第二临界值时，发出一第二警示。

7.一种图像监控系统，其特征在于，包括：

一图像撷取装置，撷取一图像画面；以及

一图像处理装置，耦接该图像撷取装置，并经配置以：

在该图像画面中定义至少一参考目标；

识别该图像画面中的一监控对象；

计算该监控对象与各所述参考目标之间的一距离；以及

依据至少一临界值与该距离之间的关系决定是否发出至少一警示。

8.根据权利要求7所述的图像监控系统，其中所述至少一参考目标包括该图像画面中的一点、一线以及一区域的至少其中之一。

9.根据权利要求7所述的图像监控系统，其中该图像处理装置经配置以：

比对该图像画面与一初始画面；以及

识别该图像画面与该初始画面之间的一不同处为该监控对象。

10.根据权利要求7所述的图像监控系统，其中该图像处理装置经配置以：

计算一函数；以及

依据所述至少一临界值与该函数的关系决定是否发出所述至少一警示，

其中，该函数为且D_i为该监控对象至该至少一参考目标中第i个参考目标的距离，a_i、b_i为实数，k为大于的实数，n为所述至少一参考目标的数量。

11.根据权利要求10所述的图像监控系统，其中所述至少一临界值包括一第一临界值以及小于该第一临界值的一第二临界值，而该图像处理装置经配置以：

判断该函数与该第一临界值以及该第二临界值的关系；

当该函数介于该第一临界值与该第二临界值时，发出一第一警示；以及

当该函数小于或等于该第二临界值时，发出一第二警示。

12.根据权利要求10所述的图像监控系统，其中所述至少一临界值包括一第一临界值以及大于该第一临界值的一第二临界值，而该图像处理装置经配置以：

判断该函数的一倒数与该第一临界值与该第二临界值的关系；

当该函数的该倒数介于该第一临界值与该第二临界值之间时，发出一第一警示；以及

当该函数的该倒数大于或等于该第二临界值时，发出一第二警示。