CN202183818U - 具智能型辨识功能的超广角摄影机 - Google Patents

Abstract

一种具智能型辨识功能的超广角摄影机，目的是通过超广角摄影机拍摄一个空间的超广角影像，摄影机自身具有图像处理的能力，包括影像校正、画面分割与各种影像辨识步骤，超广角摄影装置包括有拍摄超广角影像的超广角镜头模块、接收超广角影像并产生影像信号的影像撷取模块、执行影像信号处理的影像数据处理单元、能够执行影像校正、分割与执行辨识的对象与行为辨识单元，外部通信装置能够通过网络联机连接超广角摄影装置，存取其中影像数据。本实用新型自身即具有处理超广角影像的功能，能够利用图像处理解决超广角影像失真的问题，并且，可利用超广角拍摄较广范围的好处，将影像分割为多个区域，各个区域可以各自定义一个影像辨识的功能。

Description

具智能型辨识功能的超广角摄影机

技术领域

本实用新型为一种具智能型辨识功能的超广角摄影机，特别是内部具有影像校正、画面分割与影像辨识模块的超广角摄影机。

背景技术

一般监视录像设备包括有摄影机与后端影像撷取与录制的监视主机，而摄影机通常是拍摄一个特定位置或是某个角度的影像，撷取的影像经传输至监视主机，由警卫实时监控，或是储存后以备日后回放之用。

由于监视录像设备中的摄影机拍摄角度的限制，以致于产生无法拍摄的死角，这也形成不法之徒可以利用犯罪的地方，于是，特别有公知技术应用了能够拍摄较广角度的摄影机，以减少拍摄的死角。

而利用较广角度摄影机拍摄的现场画面，随着角度愈广，失真的情况会愈严重，特别是在影像的周围。

实用新型内容

为了达到利用摄影机监控特定场所没有死角的目的，本实用新型提出拍摄超广角影像的一种超广角影像装置，装置自身即具有处理超广角影像的功能，能够利用图像处理解决超广角影像失真的问题，并且，可利用超广角拍摄较广范围的好处，将影像分割为多个区域，各个区域可以各自定义一个影像辨识的功能。

根据本实用新型所描述的具智能型辨识功能的超广角摄影机实施例之一，此设置于一空间的超广角摄影机包括有拍摄超广角影像的超广角镜头模块、接收超广角影像并产生影像信号的影像撷取模块、执行影像信号处理的影像数据处理单元、能够执行影像校正、分割与执行辨识的对象与行为辨识单元，装置更包括有暂存影像数据处理单元所处理的影像信号的记忆单元，以及提供通信联机连接的通信单元。

换句话说，一种具智能型辨识功能的超广角摄影机，设置于一空间，用以取得该空间的现场画面，所述的超广角摄影机包括：一拍摄超广角影像的超广角镜头模块；一接收该超广角影像并产生影像信号的影像撷取模块，电性连接该超广角镜头模块；一执行影像信号处理的影像数据处理单元，电性连接该影像撷取模块，更包括：一校正该超广角影像信号像差的校正模块，一分割该超广角影像为多个子画面的分割模块，一执行该多个子画面的个别辨识步骤的辨识处理模块；一设定该多个子画面的个别辨识功能的对象与行为辨识单元，电性连接该影像数据处理单元；一暂存该影像数据处理单元所处理的影像信号的记忆单元，电性连接该影像数据处理单元；以及一提供通信联机连接的通信单元，电性连接该影像数据处理单元。具智能型辨识功能的超广角摄影机可以提供远程访问内部产生的影像信号的功能，超广角图像处理更包括一伺服器单元，提供装置提供远程通过网络存取装置内的影像信号。

根据另一实施例，通过上述具智能型辨识功能的超广角摄影机建立的系统同时可以具备有多个超广角摄影机，各超广角摄影机同样具有图像处理的能力，此时，系统提供一主机，能够同时储存多个超广角摄影机所产生的影像信号，并能同时提供终端通信装置浏览多个超广角摄影机所产生的画面。

根据本实用新型实施例之一，具智能型辨识功能的超广角摄影机中可具备一种处理芯片，内部执行上述影像数据处理、对象与行为辨识单元所执行的影像校正、画面分割与辨识等的程序。

本实用新型提出的具智能型辨识功能的超广角摄影机应用所撷取的超广角影像，摄影机自身即能根据所拍摄的位置设定不同子画面与对应的辨识功能，依此提供多功能且无死角的各种事件处理能力。

附图说明

图1显示为具备本实用新型的超广角摄影机的系统设置示意图；

图2A所示为具备本实用新型超广角摄影机的系统实施例示意图之一；

图2B所示为具备本实用新型超广角摄影机的系统实施例示意图之二；

图3显示为超广角影像的处理程序的实施例示意图；

图4所示为本实用新型超广角摄影机的实施例功能方块图；

图5描述为利用本实用新型超广角摄影机的图像处理方法实施例流程。

【主要元件附图标记说明】

超广角摄影机10            数据库29

网络14                    网络20

超广角摄影机21，22，23    主机28

手持式装置27              终端计算机25

校正模块231            分割模块232

辨识处理模块233        记忆模块234

伺服器模块235          通信模块236

超广角镜头31           超广角影像33

分割画面35             对象301

车牌302                人303

移动轨迹304            超广角摄影机40

校正模块421            分割模块423

辨识处理模块425        伺服器单元45

超广角镜头模块401      影像撷取模块402

影像数据处理单元48     对象与行为辨识单元42

记忆单元44             通信单元46

网络50                 储存单元43

步骤S501～S511图像处理流程

具体实施方式

本实用新型描述一种具智能型辨识功能的超广角摄影机，实施例主要是应用了具备图像处理能力的超广角摄影机，通过超广角的拍摄功能可以降低欲监控的场所因为拍摄不到特定角落产生保全事件的问题，其中提出的图像处理技术解决了超广角影像失真的问题，值得一提的是，由于超广角摄影机有拍摄较广范围的好处，因此影像经校正后可分割为多个区域(或有实施例是先分割后，再个别校正)，各个区域可以各自定义一个影像辨识的功能。

实施例可参考图1所示为具有具智能型辨识功能的超广角摄影机的系统设置示意图。

其中在特定环境空间中设置有一超广角摄影机10，此超广角摄影机10可自身具有图像处理(如：校正、分割、传送等功能)的软件或电路模块，但并不排除利用外部主机达到这些图像处理功能的实施例。这些影像内容由超广角摄影机10直接经由网络14传送出去。

图1中所示通过网络连接外部通信装置建立的超广角图像处理系统可应用在一个监控系统中，利用超广角拍摄的角度产生较无死角的监控环境，特别应用一种具备鱼眼镜头的摄影机，或是其他可拍摄较广范围或是全景的镜头。经此类镜头可得到较辽阔的监视范围，超广角影像为一接近圆形的影像，但影像会产生像差，特别是中心以外的区域，需要通过校正的技术来取得正常的影像。比如接近圆形的影像经校正步骤后，会形成一方形影像。

图1中超广角摄影机10具有执行图像处理的软件或电路模块，如利用图像处理芯片，可自身执行影像撷取、像差校正、画面分割与多种影像辨识与事件处理功能的图像处理程序。根据本实用新型实施例，利用摄影机10内部的软件或硬件手段进行像差校正、分割与传送。

在另一实施例中，如图2A所示的本实用新型具智能型辨识功能的超广角摄影机的系统实施例示意图，其中提供一额外主机28负责储存接收自多个超广角摄影机21，22，23传送影像，亦可再经由网络20传送出去。此例中，超广角摄影机21，22，23或是主机28皆可提供网页内容或特定方式提供远程使用网页或特定软件观看所播送的实时影像或是历史影像。

此例所示由多部超广角摄影机21，22，23(数量不限于图2A中所示)建立的系统，各个超广角摄影机自身即具有图像处理的功能，内部模块可参考图4的描述，其中可包括校正经超广角镜头拍摄的影像，此类影像通常具有像差，特别是接近镜片周围的部份；经校正的影像可以先行储存于摄影机内的内存内，再根据需要执行其他程序，如画面分割、影像辨识与特定事件的处理。

超广角摄影机21，22，23各自更具有网络通信功能，以无线或是有线手段连接网络20，连接网络20的各式终端通信装置(如图2A中手持式装置27、终端计算机25)可以直接远程访问各超广角摄影机(21，22，23)，直接取得经图像处理后的静态或动态影像。

在此实施例中，除了各自超广角摄影机具有自身图像处理、储存与通信功能外，多部超广角摄影机21，22，23所产生的影像信号可由另一外部主机28储存，经整理可由图中数据库29所储存，以便日后调阅，并可通过网络20提供远程访问的服务，远程通信装置可以借此架构浏览多部超广角摄影机的影像数据。

具智能型辨识功能的超广角摄影机所建立的系统可继续参考图2B所描绘的一实施例示意图。

此实施例以连接网络20的超广角摄影机21为例，各式终端通信装置通过网络20连接超广角摄影机21，如图2B标的手持式装置27与终端计算机25，手持式装置27与终端计算机25分别经由网络20存取超广角摄影机21所处理的影像。

超广角摄影机21自身可处理所拍摄的超广角影像，此例中，超广角摄影机21中可包括以软件(包括韧体)或是电路实现的校正模块231、分割模块232、辨识处理模块233、记忆模块234、伺服器模块235与通信模块236，实施例可包括以上所述的全部模块或是其中部份的模块。

超广角摄影机21先取得自身所拍摄的静态或动态影像，经影像撷取后产生数字式的超广角影像信号，经校正模块231执行校正像差的影像、经分割模块232将影像画面切割为多个子画面、经辨识处理模块233设定各子画面的辨识功能，并据以执行对应的影像辨识程序、记忆模块234则用以储存各处理程序中的信号，并可储存最终获得的影像信号，并储存执行各辨识步骤的程序代码。在进一步的实施例中，摄影机21可包括伺服器模块235与通信模块236，以便对外通信并提供存取服务。

上述的各种图像处理程序的相关可能实施的方式描述如下(本实用新型实施例并不限于以下所述方式)，其中部份图像处理的演算方法可以应用已知的公知技术，比如，校正模块231将用于校正超广角影像信号的失真像差，其中图像处理方法可参考现有技术，如美国专利第7489335号或如美国专利公开第2010/0201833号所揭示的影像校正方法，其中利用矩阵等数学方式转换影像中各项素，将影像校正为正常无失真的影像。

分割模块232则用于分割超广角影像信号为多个子画面信号，如图3所示的实施例，将影像分割为四个子画面，辨识处理模块233则可根据需要设定多个子画面信号分别执行一或多个辨识步骤，而其中影像信号在执行图像处理时，可利用记忆模块234作为储存经校正、分割与辨识处理的影像信号。

根据本实用新型实施例，由于超广角影像将涵盖较广的现场影像，而所拍摄的环境空间可能有不同的监控需求，比如接近门口的地方需要辨识是否有入侵行为；甚至针对特定对象进行追踪的动作；场所中特定位置可能摆设物品，而需要进行对象遗失的侦测；或如拍摄停车场、车辆出入口，则可为车辆车牌辨识的功能。

具智能型辨识功能的超广角摄影机提供外部存取影像的功能，可以让用户通过网页或是特定软件实时取得拍摄的影像，或是经处理校正后的影像。其中摄影机21内的伺服器模块235提供一网页存取功能，实际上可为一网页服务器(WWW server)，用于提供远程访问超广角摄影机21内经校正、分割与辨识处理的影像信号。超广角摄影机21更可通过通信模块236传递经校正、分割与辨识处理的影像信号。通信方式并不限制在特定方式，可包括无线网络、有线网络，或是行动通信网络等。借此，用户可以使用终端通信装置通过通信网络连接超广角摄影机21，通过其中伺服器模块235建立的网页接口观看经校正、分割与辨识处理的影像信号，包括静态经处理的影像、动态的历史或实时影像等，达到远程实时监控的效果。

图3接着显示为超广角影像的处理程序的实施例示意图。

图3中显示一超广角镜头31，可为上述鱼眼镜头、全景拍摄镜头，或特定可拍摄超广角影像的镜头，借此取得一超广角影像33，实施例可为接近圆形的影像。超广角影像33接着通过分割处理，经校正后产生分割画面35，其中包括有多个子画面，不以图3中数目为限。

由于超广角影像33可能涵盖不同多个不同需求的区域，因此可以利用软件、韧体或硬件(芯片)手段分割为处理不同事件处理步骤的子画面。特别的是，这些手段的实施例可于本实用新型的超广角摄影机内完成，并非为外部处理。

此例中的分割画面35同时可拍摄四种状态的环境，如具有对象301的子画面，此处可以执行对象遗失的辨识流程，通过此子画面中各像素与稳定不便的背景影像间的差异，如连续拍摄同一定点画面，每张影像与背景影像的像素值相减(可先灰阶化)，借此可以识别出对象301是否有变动，借此达到对象遗失监控的目的。此类技术可参考美国专利公开第2008/0174425号所揭示的对象遗失侦测方法，其先定义好对象位置，与各对象的间(与环境)的关联性，再侦测是否位置与关联性改变，若超出一定范围则判断遗失。

另有一子画面用于辨识车牌，如：车牌302，可能是拍摄一个空间的车辆出入口，车牌辨识可根据车牌的特征，如影像中具有一块白色或特定颜色的长方形，其中记载有文字，可以据此判断为车牌。此类技术如美国专利公开第2008/0212837号所揭示的车牌辨识技术，其中先确定车牌位置，接着经数字化为影像，再辨识其中字母。另如美国专利第6553131号所揭示的智能型照相机，其中先侦测车牌位置，得出特定区域，侦测角度、位置、亮度等环境因素，即利用影像比对辨识出其中字母。

另有子画面显示有人303在出入口，此可为入侵检测的用途，即摄影机持续拍摄一个出入口，当有变动或侦测的人形时，即可判断为入侵行为。可参考美国专利第7260243号所揭示的入侵对象侦测装置，通过拍摄影像与背景影像的比对，得出特定对应位置的改变，并判断改变的幅度，若大于一个门坎，可以判断为入侵行为。

再有子画面可执行移动轨迹304的侦测，也就是通过连续影像中对象的位置改变，借此描绘出移动的轨迹，同样也是通过前后连续影像的变化，判断对象位置与随着时间的变化。

本实用新型所提出的具智能型辨识功能的超广角摄影机所能够执行的辨识功能主要是通过前后连续影像的变化来判断各种变化的状态，不以上述辨识功能为限。

图4接着显示本实用新型所提出的超广角摄影机的实施例功能方块图。

超广角摄影机实施例为拍摄超广角影像的超广角摄影机40，设置于一环境空间，用以取得环境空间的现场影像。超广角摄影机具备有超广角镜头模块401，如鱼眼镜头等可撷取超广角影像的镜头，可包括静态超广角影像信号或是连续多帧的超广角影像信号，如动态影像；装置更包括影像撷取模块402，电性连接超广角镜头模块401，可为一种成像与产生超广角影像信号的光传感器，接收超广角镜头模块401所拍摄的影像，并产生影像信号，实施例可包括有CCD、CMOS等影像传感器。

经影像撷取模块402产生超广角影像信号后，由超广角摄影机40内影像数据处理单元48接收，此影像数据处理单元48电性连接影像撷取模块402，为执行图像处理的中央处理单元，用于接收影像信号，并校正影像信号的像差与分割影像信号为多个子画面信号，同时负责装置内各电路单元的信号往来与沟通。

根据实施例之一，影像数据处理单元48具有校正超广角影像信号像差的校正模块421，此可为一软件(包括韧体)或是硬件实现的模块，特别用于校正经超广角镜头所拍摄的影像，成为一般视觉可辨识的影像。

影像数据处理单元48包括分割超广角影像为多个子画面的分割模块423，画面分割系依据实际现场的状况区分不同的子画面，而各个子画面经过设定，由辨识处理模块425执行的个别辨识步骤，各辨识步骤可参考本实用新型图5与相关内容的描述。

超广角摄影机40包括一对象与行为辨识单元42，电性连接影像数据处理单元48，对象与行为辨识单元42主要功能是设定上述多个子画面信号的个别辨识功能，并能配合影像数据处理单元48接着针对各种辨识需求执行特定辨识步骤，如以下图5的描述，各个子画面可对应执行一或多个辨识步骤。

值得一提的是，本实用新型提出的超广角摄影机40内部执行的各种图像处理程序，包括各个子画面的个别辨识步骤，与影像校正、画面分割等图像处理，可由一处理芯片(IC)实现。

超广角摄影机40包括一记忆单元44，电性连接影像数据处理单元48，记忆单元44为影像数据处理单元48执行图像处理的暂存内存，也就是处理中的影像信号可暂存于此记忆单元44中，用于校正、影像比对等步骤的暂存区。

超广角摄影机40另有储存单元43，电性连接于影像数据处理单元48，此可为非挥发性内存(non-volatile memory)的形式，用于储存经拍摄的影像信号，亦可储存经校正、分割与事件处理后的影像信号，提供外部装置存取。于另一实施例中，如上述图2A所述的实施例，本图4所示的超广角摄影机40同样可将经处理的影像信号传递于另一外部主机。

摄影机40则再包括通信单元46，通信单元46电性连接影像数据处理单元48，超广角摄影机40即通过通信单元46传递经校正与分割的影像信号，特别是可通过网络50传递出去。通信单元46可利用无线或有线方式与外部一或多个终端通信装置联机连接，外部装置则通过网络手段经此通信单元46存取装置内的影像数据。

根据再一实施例，超广角摄影机40可以提供外部通信装置存取其中储存的影像数据，比如利用图中电性连接影像数据处理单元48的伺服器单元45提供利用网页存取超广角摄影机40内影像的服务。伺服器单元45特别可具有记载执行一网页伺服程序(如www server)的内存。借此伺服器单元45提供各种终端通信装置存取，而终端通信装置应具有经网络50浏览通过此网页伺服程序播送的影像画面的通信模块。

根据上述本实用新型所描述应用超广角摄影机的运作，其中主要是根据所取得的超广角影像信号进行校正处理、影像分割与特定辨识流程，以下图5与相关描述即揭示利用系统执行的各种事件处理程序。

如图5所描述其中超广角图像处理方法实施例流程。

步骤开始，如步骤S501，通过设置于特定环境空间的超广角摄影机拍摄超广角影像，影像可为单张静态影像，或是多张静态或连续的影像，经影像感测后产生影像信号，如步骤S503，影像可经如CCD、CMOS等影像传感器产生信号，取得的影像可暂存至记忆单元。

超广角影像易于周围部份产生严重的像差，因此需要进行校正步骤，如步骤S505，经影像失真校正后，可以获得较佳可分辨的影像，经校正的影像信号可暂存至记忆单元。校正方式可参考上述利用数学方法进行转换以获得一般视觉可接受的影像。

接着，如步骤S507，经校正的影像可能涵盖较广的范围，因此可以分割为多个子画面，多个子画面的影像信号可分别储存至记忆单元中，各个子画面将设定有不同的辨识功能，如步骤S509。也就是，超广角影像可能涵盖有不同辨识需求的区域，子画面的切割可以依据实际需要进行切割为一或多个子画面。每个子画面所涵盖的影像画素将进行不同的图像处理，根据需求产生结果。值得一提的是，上述步骤S505的校正步骤可在切割子画面的步骤S507之前或是之后，依据摄影机的设计而定。

再如步骤S511，各个子画面将可分别执行相同(可能有相同辨识功能，但对象不同的步骤)或不同的辨识步骤，辨识步骤可参考以下实施例描述。

对象遗失辨识：

开始步骤如图5所示的图像处理步骤，包括拍摄超广角影像、产生影像信号、失真校正与分割多个子画面等。校正与分割步骤可交换。

对象遗失辨识步骤可由子画面之一执行，流程先设定一参考背景影像，也就是影像固定的背景画面，暂存至记忆单元，以此为基础，并可先行设定一对象位置，同样作为参考背景。之后连续撷取同一分割子画面的影像，连续影像先暂存至记忆单元，每张影像与参考背景影像比对，比对前后子画面影像，根据连续多个子画面影像的差异得出其中之一对象的变动状况，当差异表示所设定对象被移动时，或是大于一门坎时，则可判断对象的变动状，比如可借此判断该对象是否遗失。

车牌辨识：

主要程序是先设定其中之一子画面为车牌辨识功能，此功能包括撷取子画面影像，并暂存至记忆单元，此时，可先设定车牌可能位置，或是通过图像处理，根据车牌的特征(如白底黑字、黄底红字)进行辨识，经辨识出车牌位置后，再辨识其中字母。

对象追踪辨识：

流程先设定一子画面为对象追踪功能，对象追踪的步骤接着设定参考背景影像，将参考背景影像暂存至记忆单元，再连续撷取同一子画面的影像，同样暂存至记忆单元。记忆单元中储存的连续影像将与参考背景影像比对，可通过影像间的差异，由连续影像辨识出一移动对象，再描绘出对象移动轨迹。

入侵辨识：

步骤同样先设定一子画面为入侵判断功能，再设定一参考背景影像，暂存至记忆单元，接着连续撷取同一子画面的影像，同样暂存至记忆单元，将记忆单元中的连续子画面影像与参考背景影像比对，可在特定位置上得出差异，并可依据人的四肢特征辨识出一人形对象，即可判断有一入侵行为。

综上所述，本实用新型提出的具智能型辨识功能的超广角摄影机应用所撷取的超广角影像，摄影机自身即能根据所拍摄的位置设定不同子画面与对应的辨识功能，依此提供多功能且无死角的各种事件处理能力。

但是，以上所述仅为本实用新型的较佳可行实施例，非因此即局限本实用新型的保护范围，故凡运用本实用新型说明书及附图内容所为的等效结构变化，均同理包含于本实用新型的保护范围内，特此说明。

Claims (10)

1.一种具智能型辨识功能的超广角摄影机，设置于一空间，用以取得该空间的现场画面，其特征在于，所述的超广角摄影机包括：

一拍摄超广角影像的超广角镜头模块；

一接收该超广角影像并产生影像信号的影像撷取模块，电性连接该超广角镜头模块；

一执行影像信号处理的影像数据处理单元，电性连接该影像撷取模块，更包括：

一校正该超广角影像信号像差的校正模块；

一分割该超广角影像为多个子画面的分割模块；

一执行该多个子画面的个别辨识步骤的辨识处理模块；

一设定该多个子画面的个别辨识功能的对象与行为辨识单元，电性连接该影像数据处理单元；

一暂存该影像数据处理单元所处理的影像信号的记忆单元，电性连接该影像数据处理单元；以及

一提供通信联机连接的通信单元，电性连接该影像数据处理单元。

2.如权利要求1所述的具智能型辨识功能的超广角摄影机，其特征在于，由该影像撷取模块产生的影像信号为一静态超广角影像信号，或连续多帧的超广角影像信号。

3.如权利要求1所述的具智能型辨识功能的超广角摄影机，其特征在于，所述的超广角镜头模块为一具备鱼眼镜头的镜头。

4.如权利要求1所述的具智能型辨识功能的超广角摄影机，其特征在于，所述的超广角摄影机通过该通信单元联机连接一网络。

5.如权利要求4所述的具智能型辨识功能的超广角摄影机，其特征在于，所述的超广角摄影机经该网络连接储存该超广角摄影机产生的影像信号的一主机。

6.如权利要求5所述的具智能型辨识功能的超广角摄影机，其特征在于，所述的主机通过该网络同时连接多个该超广角摄影机，并储存该多个超广角摄影机产生的影像信号。

7.如权利要求4所述的具智能型辨识功能的超广角摄影机，其特征在于，所述的超广角摄影机经该网络连接一或多个终端通信装置。

8.如权利要求7所述的具智能型辨识功能的超广角摄影机，其特征在于，所述的超广角摄影机更包括一伺服器单元，该伺服器单元电性连接该影像数据处理单元，具有记载执行一网页伺服程序的一内存。

9.如权利要求8所述的具智能型辨识功能的超广角摄影机，其特征在于，所述的终端通信装置具有经该网络浏览通过该网页伺服程序播送的影像画面的一通信模块。

10.如权利要求1所述的具智能型辨识功能的超广角摄影机，其特征在于，执行的该多个子画面的个别辨识步骤的影像数据处理单元为一处理芯片。

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