CN1265320C - 图像搜索设备 - Google Patents
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Abstract
一种用于从多个图像信号中搜索一个希望的图像信号的图像搜索设备，包括：指定装置，用于根据多个图像信号中的任意一个信号把显示图像的一个任意区域指定为搜索区域；比较装置，用于在均包含在多个图像信号中的基准图像信号和其它图像信号之间比较对应于所述搜索区域的亮度信息；以及规定装置，用于从其它图像信号当中把在其中所述比较装置的比较结果满足一个预定条件的图像信号规定为希望的图像信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于监视摄像系统的图像搜索设备。具体来说，本发明涉及一种用于从记录在记录介质上的多个图像中搜索一个希望的图像的图像搜索设备。
背景技术
在这种传统监视摄像系统中，监视图像(实况图像)上的任意一个区域被设定为监视区域，而且该监视区域的亮度级按时间顺序的变化被确定。当帧间的变化量超过一个阈值时，将产生一个报警信号。而且，该监视图像被记录在诸如硬盘记录器或VCR(盒式磁带录像机)的图像记录设备上，以便随后进行确认。
但是，在已有技术中，当从记录的多帧监视图像中搜索产生报警信号时的监视图像时，则需要用肉眼(即人工地)确认每一帧监视图像，因而非常麻烦。
而且，即使在不是该监视区域的一个区域中出现可疑的行动，并且亮度级发生了显著的变化，也不会产生报警信号。从没有产生报警信号的图像中搜索出现可疑行动的图像是非常麻烦和困难的。另外，在已有技术中，由于报警信号是在相邻两帧之间的亮度级的变化量超过阈值时产生的，因此，当监视图像的亮度级逐渐变化时，则有可能不产生报警信号。因此会出现以下的情况，即，在再现时，监视区域中出现的可疑行动可能会被错过。
发明内容
因此，本发明的主要目的就是提供一种新颖的图像搜索设备。
本发明的另一个目的是提供一种能够必然且容易地从记录在记录介质上的多个图像中搜索一个希望图像的图像搜索设备。
一种用于从多个图像信号中搜索一个希望的图像信号的图像搜索设备包括：指定装置，用于根据多个图像信号中的任意一个信号把显示图像的一个任意区域指定为搜索区域；比较装置，用于在基准图像信号与包含在多个图像信号中的另一个图像信号之间比较与搜索区域相对应的亮度信息；以及规定装置，用于从其它图像信号当中把在其中比较装置的比较结果满足一个预定条件的图像信号规定为希望的图像信号。
指定装置根据多个图像信号中的任意一个信号把显示图像的任意区域指定为搜索区域。比较装置在基准图像信号与均包含在多个图像信号当中的其它图像信号之间比较与搜索区域相对应的亮度信息。规定装置把在其中比较装置的比较结果满足预定条件的图像信号规定为希望的图像信号。由此必然可以很容易地搜索希望的图像。
在比较装置计算亮度信息的差值时，该预定条件包括该差值超过阈值的条件。在此，如果阈值为任意设定，那么就可以改变搜索的灵敏度。
如果基准图像信号是从多个图像信号中任意选择的，那么就可以提高搜索的灵活性。
优选地，与构成显示图像的多个区域分别对应的多个亮度信息分别与多个图像信号相关，并且指定装置在多个区域中任意指定搜索区域。由此可以缩短搜索所需时间。
本发明提供一种图像搜索设备，其特征是，包括：
获取装置，用于重复获取由相机所拍摄的目标场景图像；
划分/检测装置，用于将所述获取装置获取的每个目标场景图像划分成多个区域，以便分别检测对应于所述多个区域的多个亮度相关部件；
分配装置，通过所述划分/检测装置将从关注目标场景图像中检测到的所述多个亮度相关部件分配给所述关注目标场景图像；
记录装置，用于记录由所述分配装置分配给所述多个亮度相关部件中的每个部件的目标场景图像；
第一接收装置，用于对任意指定为搜索区域的所述多个区域的至少一个区域接收指定操作；以及
搜索装置，用于从所述记录装置记录的目标场景图像中搜索特定目标场景图像，其中对应于由指定操作指定的搜索区域的特定亮度相关部件满足预定条件。
本发明还提供一种配备有图像搜索设备的监视系统，其特征是，所述图像搜索设备包括；
获取装置，用于重复获取由相机所拍摄的目标场景图像；
划分/检测装置，用于将所述获取装置获取的每个目标场景图像划分成多个区域，以便分别检测对应于所述多个区域的多个亮度相关部件；
分配装置，通过所述划分/检测装置将从关注目标场景图像中检测到的所述多个亮度相关部件分配给所述关注目标场景图像；
记录装置，用于记录由所述分配装置分配给所述多个亮度相关部件中的每个部件的目标场景图像；
第一接收装置，用于对任意指定为搜索区域的所述多个区域的至少一个区域接收指定操作；以及
搜索装置，用于从所述记录装置记录的目标场景图像中搜索特定目标场景图像，其中对应于由指定操作指定的搜索区域的特定亮度相关部件满足预定条件。
通过结合附图的本发明下列详细描述，本发明的上述目的和其它目的、特征、方面及优点将会显而易见。
附图说明
图1所示为本发明一个实施例的配置的框图；
图2所示为一图像文件的文件格式的示意图；
图3所示为操作键实例的示意图；
图4所示为一硬盘记录状态的示意图；
图5所示为图像数据与亮度数据间的关系的示意图；
图6所示为任意图像数据与亮度数据间的关系的示意图；
图7所示为在选择基准图像时显示的显示屏幕的示意图；
图8所示为在选择基准图像之后显示的显示屏幕的示意图；
图9所示为在选择搜索区时显示的显示屏幕的示意图；
图10所示为在选择搜索区的处理中显示的显示屏幕的示意图；
图11所示为号码分配给所选搜索区的一种状态的示意图；
图12所示为在已选择搜索区之后显示的显示屏幕的示意图；
图13所示为当基准图像与另一图像的亮度数据进行比较时的状态的示意图；
图14所示为在未找到满足搜索条件的图像时显示的显示屏幕的示意图；
图15所示为在找到满足搜索条件的图像时显示的显示屏幕的示意图；
图16所示为CPU的一部分操作的流程图；以及
图17所示为CPU的另一部分操作的流程图。
具体实施方式
参考图1，本实施例的监视摄像系统10包括图像搜索设备12。图像搜索设备12把监视摄像机14以预定间隔拍摄的物体的静止图像记录到硬盘32上，并从硬盘32上再现该静止图像。图像搜索设备12还具有从记录的静止图像中搜索希望的静止图像的功能。
从监视摄像机14输出的模拟图像信号经输入端T1输入到图像搜索设备12中。输入的图像信号由A/D转换器16转换为数字图像数据It(t：表示时间的指数)，而且，转换的图像数据It输入到视频处理器18中。视频处理器18对输入的图像数据It执行预定的处理，如滤波等，以便把处理过的图像数据It从输出端T2经D/A转换器22输出到显示器24。因而，物体的实时运动图像就显示在了显示器24上。
而且，由视频处理器18处理的图像数据It以预定的间隔存储在图像存储器26中，并在随后提供给图像压缩扩展电路28。图像压缩扩展电路28以符合JPEG格式的方式压缩所提供的图像数据It，以产生图2所示的图像文件Ft。产生的图像文件Ft临时累积在缓冲存储器30中，并在随后记录到硬盘32中。
参考图2，图像文件Ft开始于开始标记“SOI”。在“SOI”之后，依次为：“APPn”，应用标记段的标记；“DQT”，量化表的标记；“DHT”，霍夫曼编码表的标记；“DRI”，重新开始间隔的标记；“SOF”，帧首部的标记；以及“SOS”，搜索首部的标记。压缩图像数据附在搜索首部“SOS”之后，结束标记“EOI”附在尾端。
在这些标记当中，“APPn”是一个任意标记，表示图像文件Ft产生时间的时间信息，即拍摄时间t以及下述的亮度数据St在本实施例中被记录在该应用标记段上。应当指出，由于“APPn”符合一种熟知的Exif(交换图像文件格式)格式或DCF(用于摄像机文件系统的设计规则)格式，因而在此省略其详细描述。而且，由于非“APPn”标记以及压缩图像数据符合JPEG格式，因此，有关其详细描述也被省略。
从输入物体的静止图像信号到记录图像文件Ft的这一系列操作是由CPU34控制的。具体来说，当按动构成操作键36一部分的REC键360时，CPU34把一个用于控制其操作的定时信号提供给视频处理器18、图像存储器26、图像压缩扩展电路28、缓冲存储器30和硬盘32。视频处理器18、图像存储器26、图像压缩扩展电路28、缓冲存储器30和硬盘32通过响应该定时信号进行操作，由此则执行一系列记录操作。应当指出，当按动构成操作键36一部分的STOP键362时，CPU34停止记录操作。
而且，CPU34与计算当前时间的时钟电路38相连。CPU34根据时钟电路38提供的时间信息把拍摄时间写到应用标记段中。
而且，CPU34还输入了由视频处理器18产生的亮度数据St。具体来说，视频处理器18具有Y/C分离电路20，用于从图像数据It中抽取亮度分量(Y分量)。Y/C分离电路20产生与抽取的亮度分量相对应的亮度数据St，以输入到CPU34中。CPU34把输入的亮度数据St写到应用标记段中。
参考图4，硬盘32以拍摄时间t的顺序记录了T+1个图像文件Ft(t＝0，1，2，...，T)。而且，如图5所示，构成每个图像文件Ft的亮度数据St和图像数据It彼此相关。
参考图6，每个亮度数据St由N+1个数据St(Xn)(n＝0，1，2，...，N)形成。由图像数据It表示的整个图像区域(由监视摄像机14监视的整个监视区)以矩阵的形式分成N+1个单位图像区Xn(n＝0，1，2，...，N)，并且数据St(Xn)具有单位图像区Xn中包含的亮度分量的平均值。应当指出，亮度数据St在本实施例中由8个比特表示。
如此记录在硬盘32上的图像文件Ft能够以一种图像再现模式再现。当按动构成操作键36一部分的PLAY键364时，CPU34转换为图像再现模式，并且按顺序把图像文件Ft从硬盘32转换到缓冲存储器30中。应当指出，以图像再现模式开始再现的图像文件Ft可以任意指定。利用构成操作键36一部分的从“0”到“9”的十个键366，该指定可通过输入首先再现的图像文件Ft的拍摄时间t来执行。
存储在缓冲存储器30中的图像文件Ft由图像压缩扩展电路28扩展为图像数据It。扩展的图像数据It临时存储在图像存储器26中，并在随后通过视频处理器18提供给D/A转换器22。D/A转换器22把输入的图像数据转换为模拟图像信号，进而通过输出端T2把转换的模拟图像信号输出到显示器24。由此，物体的再现图像被显示在了显示器24上。应当指出，当按动STOP键362时，CPU34停止这一系列的再现操作，从而退出图像再现模式。
同时，如上所述，本实施例的图像搜索设备12具有从记录在硬盘32上的多个图像文件Ft中搜索希望的图像文件Ft的功能。图像文件Ft的搜索在图像搜索模式中执行。当按动构成操作键36一部分的SEARCH键368时，CPU34转换到图像搜索模式，以在显示器24上显示如图7所示的屏幕(严格地说是控制处理器18来执行这个显示)。
如图7所示，表示CPU34转换到图像搜索模式的字符串240“<MOTION DETECTION SEARCH>”在屏幕的上方显示。字符串242“REFERENCE”在字符串240下显示，而且，用于输入任意时间(具体来说就是“年”、“月”、“日”、“时”、“分”和“秒”)的字段244在字符串242的右边显示。而且，条形下光标246的显示是用来指示“年”、“月”、“日”、“时”、“分”和“秒”之一的。
通过响应构成操作键36一部分的右箭头键370和左箭头键372的操作，光标246可在字段244内向右和向左移动。通过移动光标372并通过操作上箭头键374和下箭头键376或十键366，可把任意数值输入到与“年”、“月”、“日”、“时”、“分”和“秒”对应的部分中。应当指出，根据图7，时间01-03-31 08:00.00被输入到字段244中。
当任意时间t被如此输入到字段244中时，CPU34在字段244下部把在时间t拍摄的图像作为基准图像248来显示。具体来说，CPU34从硬盘32中读出与时间t相对应的图像文件Ft，并根据读出的图像文件Ft控制缓冲存储器30、图像压缩扩展电路28、图像存储器26和视频处理器18，以便显示基准图像248。相应地，在图7中，在时间01-03-31 08:00.00，在靠近门250的位置拍摄的图像作为基准图像248来显示。
在图7的显示状态下，当按动构成操作键36一部分的SET键378时，显示器24的屏幕显示从图7变换为图8。具体来说，光标的显示被从屏幕中删除，用于把基准图像248的整个区域分割为单位图像区域X0～XN的网格状分割线252被显示。应当指出，基准图像248在水平和垂直方向上均被分成8个部分。因此，基准图像248被分成64个单位图像区域Xn(n＝0，1，2，...63)。而且，在各个单位图像区Xn当中位于左上角的单位图像区域X0以矩形的粗线框254表示。
通过操作构成操作键36一部分的箭头键370-374，粗线框254可移动到任意一个单位图像区域Xn。在粗线框254可移动到任意一个单位图像区域Xn的状态下，当按动SET键378时，如图9所示，在粗线框254中显示阴影图案256。阴影图案256是表示单位图像区域Xn被指定为搜索区域的标记。
参考图10，利用上述的相同处理步骤，可以多次指定搜索区256。根据图10，门250的大部分被包括在指定为搜索区256的8个单位图像区Xn当中。此时，数字C0-C7以图11所示的指定顺序分配给了相应的搜索区256。
当按动构成操作键36一部分的EXIT键380时，在把任意单位图像区域Xn指定为搜索区256之后，显示器24的显示从图10转换到图12。具体来说，粗线框24的显示被从屏幕中删除，而且字符串258“LEVEL(1-5)”在字符串242“REFERENCE”和参考图像248之间显示，并且用于输入范围从“1”到“5”的任意一个值的字段260在字符串258的右边显示。通过操作构成操作键36一部分的上箭头键374或下箭头键376或十键366中的“1”-“5”，则可以执行字段260的数字输入。
当在图12所示的显示状态下按动SET键378时，CPU34开始搜索处理。具体来说，CPU34把基准图像248的整个区域的亮度数据St设置为基准亮度数据Sref(具体来说，存储在未示出的其自身的存储器当中)，并且如图13所示，把基准亮度数据Sref当中与搜索区256相对应的数据Sref(C0)-Sref(C7)与对应于另一图像文件Fr的搜索区256的亮度数据St(C0)-St(C7)进行比较。而且，CPU34需要每个搜索区域256中的差值(＝|Sref(Cm)-St(Cm)|，m：表示搜索区号的指数)，并把差值ΔSt(Cm)与一个预定阈值A相比较。
应当指出，阈值A是根据输入到图12所示屏幕上的字段260中的值来确定的。具体来说，输入到字段260中的值越小，阈值A越小，而且，输入到字段260中的值越大，阈值A就越大。当未发现在其中差值ΔSt(Cm)超过阈值A的图像文件Ft时，CPU34在显示器24上显示图14所示的屏幕。参考图14，字符串262“REFERENCE”在屏幕左上角显示，用以表示基准图像248的拍摄时间t(＝ref)的字符串264在字符串262下显示。缩小的基准图像248在字符串262和264的右边显示，字符串266“RESULT”和字符串268“NOT FOUND”在屏幕左下方显示。操作者看到字符串268“NOT FOUND”就可以知道未发现希望的图像文件Ft。
另一方面，当发现在其中差值ΔSt(Cm)超过阈值A的图像文件Ft时，CPU34在显示器24上显示如图15所示的屏幕。参考图15，表示发现的图像文件Ft的拍摄时间t的字符串270在字符串266“RESULT”下显示，以取代字符串268“NOT FOUND”。与发现的图像文件Ft相对应的缩小图像272在字符串266和270的右边显示。因而，操作者可通过字符串270和缩小图像272识别出在01-03-3109:12.53的时间出现的闯入者。
在这种图像搜索模式中，CPU34处理图16和17所示的流程图。应当注意，与流程图对应的控制程序可存储在ROM40中。
在图16所示的步骤S1，根据操作者的键操作，确定基准图像248，并且与基准数据248相对应的亮度数据St被设置为基准亮度数据Sref。在步骤S3，上述搜索区号的指数m被成功地设置为“0”，在步骤S5，通过响应操作者的键操作可确定搜索区Cm。在步骤S7，则确定操作者的搜索区Cm的选择操作是否完成。
该确定是根据图9(或图10)所示的显示状态下按动SET键378或EXIT键380来确定的。具体来说，当按动SET键378时，则确定搜索区Cm的选择操作继续进行，随后，通过在步骤S9的搜索区号的更新，处理过程返回到步骤S5。另一方面，当按动EXIT键380时，则确定操作者的搜索区Cm的选择操作结束，并且处理过程前进到步骤S11。
在步骤S11，当前搜索区号的指数m被设置为最大值M，并且在下面的步骤S13，通过响应操作者的键操作来确定阈值A。在设定阈值A的处理结束之后，在步骤S15执行搜索处理。
该搜索处理根据图17所示的子程序执行。在步骤S21，“ref+1”，即基准图像248的下一个图像的拍摄时间被设置为拍摄时间的指数t。在步骤S23，确定时间t是否超过最大值T。在时间t超过最大值T的情况下(t＞T)，在步骤S25，时间t被设置为“0”，随后，处理过程前进到步骤S27。但是，在时间t小于最大值T的情况下(t≤T)，处理过程直接到达步骤S27。
在步骤S27，搜索区号的指数m被设置为“0”，并在步骤S29确定时间t是否等于“ref”，即基准图像拍摄时间。在此，如果满足条件t＝ref，则处理过程前进到步骤S31，并确定搜索区号的指数m是否超过最大值M。
在指数m没有超过最大值M(m≤M)的情况下，在步骤S33，亮度数据的差值ΔS(Cm)与阈值A进行比较。随后，在差值ΔS(Cm)超过阈值A的情况下(ΔS(Cm)＞A)，处理过程前进到步骤S35，并且根据与当前设置的时间t相对应的图像数据It在显示器24上显示图15所示的屏幕(图像272)。在完成步骤S35的处理之后，处理过程恢复到程序的上一层。
另一方面，在步骤S33确定差值ΔS(Cm)等于或小于阈值A的情况下(ΔS(Cm)≤A)，在步骤S37执行指数m的更新处理，随后，处理过程返回到步骤S31。在步骤31确定指数m超过最大值M的情况下(m＞M)，在步骤S39执行指数t的更新处理，随后，处理过程返回到步骤S23。而且，在步骤S29确定满足条件t＝ref的情况下，在步骤S41，图14所示的屏幕(字符串268“NOT FOUND”)在显示器24上显示。在完成步骤S41的处理之后，处理过程恢复到该程序的上一层。
从上面的描述可以理解，在搜索希望的图像时，对应于基准图像248的搜索区Cm的亮度数据Sref(Cm)和对应于另一图像的搜索区Cm的亮度数据St(Cm)相互比较。在此，基准图像248和搜索区Cm可任意选定。而且，与差值ΔSt(Cm)进行比较的阈值A可任意确定。因此，由于可以任意确定图像搜索的条件，因而必然可以很容易地搜索希望的图像。
应当指出，尽管图像搜索设备12在本实施例中应用到了监视摄像系统10，但毫无疑问，图像搜索设备12也可应用于非图像搜索系统10中。
而且，尽管硬盘32在本实施例中被用作监视图像(图像文件Ft)的记录目的地，但诸如可重写DVD(数字多用盘)、CD(致密盘)等的另一种存储介质也可用来取代硬盘32。
而且，尽管在本实施例中使用JPEG格式来压缩图像数据It，但也可以使用另一种压缩格式，如GIF(图形交换格式)、PNG(可移植网络图形)、MPEG(运动图像专家组)等。但是，由于MPEG模式采用了一种在其中图像数据It的多个屏幕组合在一起的GOP结构，因此，在MPEG格式用于本发明的时候，需要由GOP单元形成亮度数据St。应当指出，在不可压缩的状态下，图像数据It可被记录在硬盘32上。
另外，在本发明中，尽管亮度数据St被写到图像文件Ft的应用标记段中，但只要图像数据It和亮度数据St之间的并行性还存在，那么图像数据It和亮度数据St就可记录在相同记录介质的不同区域上或者记录在单独的记录介质上。
尽管已经详细描述并示出了本发明，但显然应当理解，这仅仅是示例，而不是要限制本发明，本发明的宗旨和范围仅仅由所附的权利要求限定。
Claims (5)
1.一种图像搜索设备(12)，其特征是，包括：
获取装置(26)，用于重复获取由相机(14)所拍摄的目标场景图像；
划分/检测装置(18)，用于将所述获取装置获取的每个目标场景图像划分成多个区域，以便分别检测对应于所述多个区域的多个亮度相关部件；
分配装置(34)，通过所述划分/检测装置将从关注目标场景图像中检测到的所述多个亮度相关部件分配给所述关注目标场景图像；
记录装置(32)，用于记录由所述分配装置分配给所述多个亮度相关部件中的每个部件的目标场景图像；
第一接收装置(36，S5)，用于对任意指定为搜索区域的所述多个区域的至少一个区域接收指定操作；以及
搜索装置(S21-S35)，用于从所述记录装置记录的目标场景图像中搜索特定目标场景图像，其中对应于由指定操作指定的搜索区域的特定亮度相关部件满足预定条件。
2.根据权利要求1的图像搜索设备，其特征是，所述预定条件是这样的条件，即参考目标场景图像的特定亮度相关部件的差超出阈值。
3.根据权利要求2的图像搜索设备，其特征是，还包括第二接收装置(36，S13)，用于接收设定所述阈值的设定操作。
4.根据权利要求2的图像搜索设备，其特征是，还包括第三接收装置(36，S1)，用于从所述获取装置所获取的目标场景图像中接收用于选择所述参考目标场景图像的选择操作。
5.一种配备有图像搜索设备(12)的监视系统(10)，其特征是，所述图像搜索设备包括；
获取装置(26)，用于重复获取由相机(14)所拍摄的目标场景图像；
划分/检测装置(18)，用于将所述获取装置获取的每个目标场景图像划分成多个区域，以便分别检测对应于所述多个区域的多个亮度相关部件；
分配装置(34)，通过所述划分/检测装置将从关注目标场景图像中检测到的所述多个亮度相关部件分配给所述关注目标场景图像；
记录装置(32)，用于记录由所述分配装置分配给所述多个亮度相关部件中的每个部件的目标场景图像；
第一接收装置(36，S5)，用于对任意指定为搜索区域的所述多个区域的至少一个区域接收指定操作；以及
搜索装置(S21-S35)，用于从所述记录装置记录的目标场景图像中搜索特定目标场景图像，其中对应于由指定操作指定的搜索区域的特定亮度相关部件满足预定条件。
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