TWI323612B - - Google Patents
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九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 ^明係關於-種影像處理系統,尤指整合多種解析度影像之影 【先前技術】 傳統的影像監控受賴影機取像範·架設位置之_,往往無 法有效涵盍監控範々圍’在空間上形成死角造成安全監控上的漏 /同為了擴大廉控範11 ’-是增加攝影_數目以涵蓋所需監控 ί域。但補的設置成本增加,_多域影機的管理不易也是 而要考慮㈣題。即便使職速球麵職(Speed D㈣),在手 動操控或定點巡邏時,依然存有時間上之監控死角問題。 為了改善上述問題’廣角環場監控系統為同時具有編度環場影 像取像能力及尚畫質影像取像能力之智慧型全方位安全監控系 統。在此齡統巾,若需要進—步觀察特定物體或人時,只需要 在360度购影像上點選’彈指之間即可取得該局部區域的高晝 =影像。在此類系統中,通常會提供多種反扭曲(—Μ。 模式’而還原環場影像至—般的正f影像。關於上述廣角環場監 控系統的詳細内容,可參閱: panoview. htm 然而,在此類系統中’為了傳輸高解析、高晝質影像,對於傳輸 頻寬的要求姆較高,在使用成本上也容級之增加。若均改用 低解析度齡,並在必要時採用高騎度呈像裝置進行呈像 時’雖然可有效降轉輸頻寬的需求,但低麟度影像仍難以用 丄奶612 r%解析度呈像手段呈現出足夠高品質的影像。 【發明内容】 本發明之主要目的在提供一種整合多種解析度影像之影像處理系 統’藉著擷取、呈像分流處理手段,亦即分別採高解析度影像擷 取、呈像特別關注的人或物體影像、以及採低解析度影像擷取、 呈像屬背景的影像,而達到降低頻寬需求,卻無損高品質呈像的 需求。 鲁基於上述目的,在整合多種解析度影像之影像處理系統中,主要 以不同解析度影像擷取裝置擷取觀測場景中的影像,並利用不同 解析度呈像裝置分別且整合地呈現相對於觀測場景之場景影像, 而避免低解析度影像仍難以用高解析度呈像手段呈現出足夠高品 質的影像。為達到兩個不同解析度影像源可無縫地被呈像出來, 主要利用影像擷取裝置之間的座標轉換、呈像裝置之間的座標轉 換’使得整個影像擷取、呈像可以如同單一影像擷取源、單—呈 像手段般的情況。 • 關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得 到進一步的瞭解。 【實施方式】 本發明整合多種解析度影像之影像處理系統主要是以不同解析度 影像操取裝置(其角解析度(Angular Resolution)的單位為像素點 /度(pixel/degree))操取觀測場景(observed scene)中的影像, 並利用不同解析度呈像裝置整合地呈現相對於觀測場景之場景影 像’而達到擷取、呈像分流處理手段,亦即分別採高解析度影像 6 1323612 擷取、呈像特別關注的人或物體影像、以及採低解析度影像擷取、 呈像屬背景的影像’而達到降低頻寬需求,卻無損高品質呈像的 需求。 請參閱第1 ffi ’第1 ®為本發明整合錄解析度影像之影像處理 系統的示意圖。如第1圖所示,在本發明整合多種解析度影像之 影像處理纟統巾’主要㈣纟解析度不闕影賴喊置(即廣角 式(wide angle)影像擷取裝置 12、指定式(Pan_Tiit_z〇〇m,ρτζ)
影像擷轉置16)、兩台解析度不同呈像裝置(即@定式(fixed) 呈像裝置10、導向式(steerable)呈像裝置14)、處理裝置2〇所 組成。PTZ影像操取裝置16可左右/上下移動鏡頭、以及縮放焦 距。導向式(steerable)呈像裝置14可採反射鏡式的可調整投射 目標、區域的投影裝置。 一般來說,廣角式(wide angle)影像擷取裝置12的第一解析度高 於指定式(Pan-Tilt-Zooro,PTZ)影像擷取裝置16的第二解析度, 而固定式(fixed)呈像裝置1〇的第三解析度也高於導向式 (steerable)呈像裝置14的第四解析度。 簡略而言’在整合多種騎度影像之影像處理祕巾,為達到兩 個不同解析度影像源可無缝地被呈像出來,主要利用影像擷取裝 置之間的座標轉換、呈像裝置之間馳標轉換,使得整個影像操 取、呈像可以如同單-影賴取源、單-呈像手段般的情況。底 下’先簡單描憾_運作方式,然後在針合兩個解析 度影像的手段、指定需高解析度呈像的手段、以及呈像裝 矩陣(好=)的產生手段作說明。 、 如第1圖所示,廣角式(wideangle)影像綠取裝置12先以第一解 析度(即較低解析度)拍攝觀測場景,並產生出廣角影像。指 定式(Pan-Tilt-Z〇om,PTZ)影像擷取裝置16則基於自動選取或如 7 4圖所示使用者選取的模式,以第二解析度、系統或使用者指定的 方位、焦距拍攝觀測場景,並產生出指定影像。 在接獲上述廣角影像(/,/tfe)、指定影像(y^)之後,可先將廣角影像 (人版)經反扭曲(Undist〇rt)處理,在送至呈像模組22準備呈像。 在呈像模、组22將指定影像(細和廣角影像(/心)缝合(stitch)之 前^先透過轉換模,組24基於雜操取褒置轉換矩陣(h〇m〇抑卿; //_)將彳a疋景>像(/^)轉換成為廣角式(wide angie)影像榻取裝 置12之座標系統之轉換影像d/〇re),而達到如同單一影像擷取 源。 D 關於影像擷取裝置轉換矩陣(π)的產生,主妓紐指定式 (Pan-Tilt-Z00m,ΡΤΖ)影像擷取裝置16採用所有可能的方位、焦 距拍攝觀測場景,然後再和廣角式(wide angle)影像掘取裝置^ 所拍攝觀測場景作比較分析而產生出影像棘裝置轉換 (Ο 、 請參閱第2圖,第2圖為本發明縫合不同解析度影像之示意圖。 如第2圖所示,在縫合(stitch)這兩個不同解析度影像(即低解析 度的廣角影像(/_)、高解析度的轉換影像(ipTZ_wide))時,呈 像模組22俩定式(fixed)呈像裝置心第三糖度在 平面18上呈現已被處理過的廣角影像(/_)3〇、以及基於呈像裝 置轉換矩陣(〇採導向式(steerable)呈像裝置14之座標系、 統、以及第四解析度在呈像平面18上同時呈現已被處理過的指定 影像(/π)ρ,以整合的手段呈現⑽目對於觀測場景之場景影像。 上述已被S過的廣角影像(/⑽烟、已被處理過的指定景緣 (/π)31主要疋在廣角影像(D3〇中除了透過低解析度的廣角 式影像操補置12所提供的低解析度影像外,至少呈有未有像 資訊的保留區域3Ga,但在指様象⑹31也只有相對於保留區 域30a之區域31a有像素資訊。換句話 保_ ^ _像,但這影彳^過高^的包 PTZ衫像操取裝置16提供的高解析度影像。 又的 在縫合(stltch)不同解析度影像時 固定式⑴•像裝置: 和浐代p frd廣角式(angle)影像擷取裝置 祐二式 咖,PTZ)影像縣裝置16之_座桿轉換 置t斜^式(flXed)呈像裝置1〇、導向式(steerable)呈像裝 18之間的座標轉換(广、〇均採用^ 的方式獲取,亦即拍攝已知影像後作 =第ΐ 1圖為本發明產生呈像裝置轉換矩陣之示意圖。 正g幸ρ ζ發明系統中的處理裝置2G額外包含了呈像校 置==收集校正圖案模組36、轉換~^ ίίϊϊίΐ裝置轉換矩陣的手段,主要是利用相同影像擷取 解析度的呈像裝置作校正,紐在整合出兩 。呈像裝置之間的呈像裝置轉換辦巧。 二體=像校正圖案模組34先使固:式⑴-呈像裝置 ^式(steerable)呈像裝置14分職呈像校正_(例如 ^子狀的圖案),然後再由收集校正圖案模組36使指定式 呈f彡賴取裝置16分观拍細找(fixed) 式(steerabie)呈像裝置14所呈像的校正圖案 在獲得兩張校正影像後,轉換矩陣模組38可基於相對於導向式 1323612 (steerable)呈像裝置u之校正影像而推算出第一擷取呈像 矩陣«)、基於姆於蚊式(fixed)呈像裝㈣之校正' 1推算出第二擷取呈像轉換矩陣(〇最後再由錄裝置轉換 模組40基於第-擷取呈像轉換矩陣(π)、第二棟取呈像轉換矩 陣(/〇而決定出呈像裝置轉換矩陣(丑=),使得如第丨圖所示 之呈像模組22能夠糊呈像裝置轉換矩ρ車(〇等完成影像縫 合,並投射在呈像平面18上。 如同先前所述,指定如第2圖所示在廣角影像30中的保留區域咖 φ 之相對位置’除了可採纽指定外,也可讓使用者指定。 μ參閱第4圖,第4圖為本發明使用者指絲留區域之示意圖。 在本發明系統中額外包含如第4圖所示之雷射筆%、影像&取 置、保留模組(均未福緣)。 用者手持雷射筆32並對含廣角影像(/_)之呈像平面18射出 指定點18a時,影像擷取裝置可擷取到至少包含呈像平面18上的 指2 18a之指定點影像,然後保留模組便可基於此指定點影像 中指定點18a所在的位置’而推算出在廣角影像(/^)3〇中保 _ 域30a之相對位置。 藉由以上較佳具體實施例之詳述,係希望能更加清楚描述本發明 之特徵與精神,而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發 ,之範#加以限制。相反地,其目的是帝望脑蓋各種改變及丄 目等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範嘴内。 【圓式簡單說明】 =1圖為本發雜合多種騎度輯之影像處理祕的示意圖。 第2圖為本㈣縫合不_減影像之示意圖。 10 1323612 第3圖為本發明產生呈像裝置轉換矩陣之示意圖。 第4圖為本發明使用者指定保留區域之示意圖。 【主要元件符號說明】 10固定式呈像裝置 12廣角式影像擷取裝置 14導向式呈像裝置 16指定式影像擷取裝置 φ 18呈像平面 18a指定點 20處理裝置 22呈像模組 24轉換模組 30廣角影像 30a區域 31指定影像 I 31a區域 32雷射筆 34呈像校正圖案模組 36收集校正圖案模組 38轉換矩陣模組 40呈像裝置轉換模組 11
Claims (1)
- 丄323612 ,· ' 游日修正替換頁 十、申請專利範圍: -- 门像之影像處理系統,係以不 问解=像榻取裝置榻取一觀測場景(served scene)中的影像,並利用不同解 地呈現=於該觀測場景之—場景影像, 理系統包含: 呈像平面廣角式(wide angie)影像擷取 -解析度拍攝該觀測場景,並產置生廣^ 影像(/心e); '' 指定式(Pan-Tilt-Z〇om,pTZ)影像擷取裝 置,係以-第二解析度、指定的方位、焦距 拍攝該觀測場景,並產生出一指定影像 (/rz),在解析度上該第二解析度高於該第一 解析度; 一固定式(fixed)呈像裝置,係以一第三解析度 在該呈像平面上呈現已被處理過的該廣角影 像(/^) ’該已被處理過的該廣角影像(八:心) 中至少具有未有像素資訊的一保留區域; 一導向式(steerable)呈像裝置,係以一第四解 析度在該呈像平面上呈現已被處理過的該指 疋衫像(//^)且該指定影像(/⑺)僅呈現在被 呈現的該廣角影像(八^)中的該保留區域 中’在解析度上該第四解析度高於該第三解 12 1323612 . ' --^ 印年純/日修正替換頁 析度; ~~~~J 一轉換模組,係用以基於一影像擷取裝置轉換矩 Θ y ’ H wide ^ 字=〆才曰 疋影像(/扣)轉 換成為該廣角式(wide angle)影像擷取裝置 之座標系統之一轉換影像(/m -y/c/e),以 一呈像模組,係用以透過該固定式(fixed)呈像 裝置以該第三解析度在該呈像平面上呈現已 被處理過的該廣角影像(人7.心)、以及基於一呈 、鲁 像裝置轉換矩陣(丑=)採該導向式 (steerable)呈像裝置之座標系統、以及該 第四解析度在該呈像平面上呈現已被處理過 的該指定影像(/%)且該指定影像(僅呈 現在被呈現的該廣角影像(八⑽)中的該.保留 區域中’以整合的手段呈現出相對於該觀測 場景之該場景影像。 2. 如申請專利範圍第1項所述之整合多種解析度影像 '· 之影像處理系統,其中該影像擷取裝置轉換矩陣 (homography;好3)為該廣角式(wide angle)影像 榻取裝置、該指定式(pan_Tilt_z〇〇m,PTZ)影像擷 取裝置之間的座標轉換矩陣。 3. 如申請專利範圍第1項所述之整合多種解析度影像 之景^像處理系統’其中該呈像裝置轉換矩陣(万^) 為該固定式(fixed)呈像裝置、該導向式(steerable) 呈像裝置之間的座標轉換矩陣。 13 4如中过f年/。丹"_ .申明專利範圍第1項所述之整合多種 之影像處理系統,其令該整 斤:-像 像處理系統進—步包含:夕種解析度影像之影 廣角影像 雷射筆,係用以讓使用者手持並對含 (/…心)之該呈像平面射出一指定點,· 衫1豕彌取裝置,係用以擷取至少包含該呈像斗 面上的該指定點之一指定點影像; 一保留模組,係用以基於該指定點影像t該指定 點所在的位置,而推算出在該廣角影像(/^) 中該保留區域之相對位置。 如申請專利範圍第1項所述之整合多種解析度影像 2像處料、統,其中錢合多種解析度影像之影 像處理系統進一步包含: 一呈像校正圖案模組,係用以使該固定式(f ixed) 呈像裝置、該導向式(steerable)呈像裝置 分別地呈像一校正圖案; 一收集校正圖案模組,係用以使該指定式 (Pan-Tilt-Zoom,PTZ)影像擷取裝置分別地 拍攝該固定式(fixed)呈像裝置、該導向式 (steerable)呈像裴置所呈像的該校正圖案 而獲得一校正影像; 一轉換矩陣模組’係用以基於相對於該導向式 (steerable)呈像裝置之該校正影像而推算 出一第一擷取呈像轉換矩陣(好广)、基於相對 1323612 [--- —---------- ㈣。恥日修正替換頁I ------ 於該固定式(fixed)呈像裝置之該校"]£〜景J·^· 而推算出一第二擷取呈像轉換矩陣( Y 一 Π steer 夕,人 及 ϋ裝置轉換模組,係用以基於該第一擷取呈 rf^d steer (:矩陣(W)、該第二擷取呈像轉換矩陣 (U而決定出讀呈像_換矩陣15
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