TWI386039B - 攝像裝置及其動態偵測方法 - Google Patents

Description

攝像裝置及其動態偵測方法

本發明係關於一種攝像裝置及其動態偵測方法。

當前，用在安全監控領域(比如銀行金庫、企業機密場所等)之攝像機，其動態物體偵測方法是透過對攝像機取得之連續場景之圖像進行特徵值分析來進行。然，傳統之攝像機在動態偵測之過程中，攝像機之機身與攝像頭之相對位置必須固定，即攝像頭不能任意移動。若在偵測之過程中，攝像頭處於移動狀態，如攝影頭或攝影機被人移動，即攝像視角發生了改變，則無法偵測出圖像中之動態部分，不能達到動態偵測之目的，是故，給安全監控工作帶來隱患。

鑒於前述內容，有必要提供一種攝像裝置及其動態偵測方法，可在攝像裝置於移動狀態下進行動態偵測。

一種攝像裝置，用於在移動狀態下對一監控物件進行動態偵測，包括：一圖像獲取單元，用於連續獲取該監控物件之複數圖像；一資料處理單元，用於計算該圖像獲取單元所獲取之複數圖像之特徵值；一記憶單元，用於存儲該資料處理單元所得到之特徵值； 一圖像匹配單元，用於對複數圖像中相鄰兩張圖像之特徵值進行模糊匹配，根據相鄰兩張圖像中之後一張圖像之特徵值搜尋其與前一張圖像中之相符區域；以及一動態偵測單元，用於對該相鄰之兩張圖像之相符區域之特徵值進行精確比對，並將特徵值不同之部分標示為動態區域。

一種使用於一攝像裝置對一監控物件之動態偵測方法，其包括以下步驟：獲取該監控物件之一第一時間之圖像；計算並存儲該第一時間之圖像之特徵值；獲取該監控物件之一第二時間之圖像；計算並存儲該第二時間之圖像之特徵值；將該第一時間與第二時間之圖像之特徵值進行模糊匹配，按照該第二時間之圖像之特徵值搜尋其與第一時間之圖像之相符區域；以及將該第一時間與第二時間之圖像之相符區域之特徵值進行精確比對，將該第一時間與第二時間之圖像之相符區域之特徵值不同之部分標示為動態區域。

前述攝像裝置及其動態偵測方法透過該攝像裝置在移動狀態下連續獲取圖像，將獲取之兩張相鄰之圖像進行特徵值模糊匹配找出相符區域，再對連續獲取之兩張相鄰之圖像之相符區域之特徵值進行精確比對，得到相符區域特徵值不同之部分即為動態區域，從而完成攝像裝置 之動態偵測。

請參閱圖1，本發明攝像裝置C1之較佳實施方式包括一圖像獲取單元100、一資料處理單元200、一記憶單元300、一圖像匹配單元400以及一動態偵測單元500。該圖像獲取單元100用於連續獲取一監控物件之複數圖像；該資料處理單元200與該圖像獲取單元100相連，用於計算該圖像獲取單元100所獲取之複數圖像之特徵值；該記憶單元300與該資料處理單元200相連，用於存儲該資料處理單元200所得到之特徵值；該圖像匹配單元400與該記憶單元300相連，用於對複數圖像中相鄰之兩張圖像之特徵值進行模糊匹配，根據相鄰兩張圖像中之後一張圖像中某一區域之特徵值搜尋前一張圖像中之相符區域，如將特徵值相同度在80%~90%之圖像區域視為相符區域，在其他實施方式中，該特徵值相同度亦可根據實際需要被擴大或縮小；該動態偵測單元500與該圖像匹配單元400相連，用於對該相鄰之兩張圖像之相符區域之特徵值進行精確比對，並將特徵值不同之部分標示為該監控物件之動態區域，以提示操作者此時畫面出現變動，或者透過一電腦系統對變動之畫面進行錄影。

其中，該圖像獲取單元100可為一CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合裝置)。該特徵值可為圖像之幾何特徵、顏色特徵、紋理特徵等透過該資料處理單元200進行傅立葉變換得到之資料。

下面將舉例詳細描述： 請一併參閱圖2及圖3，該攝像裝置C1在移動狀態下對監控物件如一動態場景S1連續獲取圖像。該動態場景S1中存在一動態物體，如一瓢蟲40，圖像10表示該攝像裝置C1在一第一時間A時所獲取之圖像；圖像20表示該攝像裝置C1在一第二時間B時所獲取之圖像；圖像30表示該攝像裝置C1在一第三時間C時所獲取之圖像。其中，該圖像10、20及30是該攝像裝置C1連續拍攝之三張圖像。該攝像裝置C1中之資料處理單元200計算該三張圖像10、20、30之特徵值並將其存儲在該記憶單元300中。

請一併參閱圖4，該攝像裝置C1中之圖像匹配單元400將該圖像10與圖像20之特徵值透過相位關聯(Phase Correlation)之方式進行模糊匹配，按該圖像20之特徵值搜尋其與該圖像10之相符區域12；同理，將該圖像20與圖像30之特徵值透過相位關聯之方式進行模糊匹配，按該圖像30之特徵值搜尋其與該圖像20之相符區域23。

請一併參閱圖5，該動態偵測單元500將該圖像10與圖像20之相符區域12之特徵值進行精確比對以找出動態區域，即將該相符區域12在該圖像10中之特徵值與其在該圖像20中之特徵值不同之區域，標示為動態區域，該動態區域即為瓢蟲40所在之區域。同理，該動態偵測單元500將該圖像20與圖像30之相符區域23之特徵值進行精確比對，即將該相符區域23在該圖像20中之特徵值與在該圖像30中之特徵值不同之區域，標示為動態區域，該動態區域亦為瓢蟲40所在之區域。

請一併參閱圖6，一種應用本發明攝像裝置C1之動態偵測方法之步驟如下：步驟S1：該圖像獲取單元100獲取該動態場景S1在一第一時間A之圖像10；步驟S2：該資料處理單元200計算該圖像10之特徵值，並將其存儲於該記憶單元300內；步驟S3：該圖像獲取單元100獲取該動態場景S1在一與該第一時間A連續之第二時間B之圖像20；步驟S4：該資料處理單元200計算該圖像20之特徵值，並將其存儲於該記憶單元300內；步驟S5：該圖像匹配單元400將該圖像10及圖像20之特徵值透過相位關聯之方式進行模糊匹配，按照該圖像20之特徵值搜尋其與圖像10之相符區域12；步驟S6：該動態偵測單元500將該相符區域12在該圖像10中之特徵值與相符區域12在該圖像20種之特徵值進行精確比對，將該相符區域12在該圖像10與圖像20中特徵值不同之部分標示為動態區域，從而得到瓢蟲40之所在區域，完成動態偵測。本發明攝像裝置及其動態偵測方法亦可用在攝像裝置C1不動之情況下進行動態偵測。

前述攝像裝置及其動態偵測方法透過該攝像裝置100在移動狀態下連續獲取圖像，將獲取之兩張相鄰之圖像進行特徵值模糊匹配找出其相符區域，再對連續獲取之兩張圖像之相符區域之特徵值進行精確比對，找出特徵值不 同之部分即為動態物體所在之區域，從而完成攝像裝置100之動態偵測。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

C1‧‧‧攝像裝置

100‧‧‧圖像獲取單元

200‧‧‧資料獲取單元

300‧‧‧記憶單元

400‧‧‧圖像匹配單元

500‧‧‧動態偵測單元

40‧‧‧瓢蟲

S1‧‧‧動態場景

10-30‧‧‧圖像

12，23‧‧‧相符區域

圖1係本發明攝像裝置之較佳實施方式之結構方框圖。

圖2係應用本發明攝像裝置對一監控物件進行連續攝像之示意圖。

圖3係圖2中本發明攝像裝置所取得之三個連續圖像。

圖4係應用本發明攝像裝置及其動態偵測方法所獲得之兩相鄰圖像之相符區域之示意圖。

圖5係應用本發明攝像裝置及其動態偵測方法獲得動態區域之示意圖。

圖6係應用於本發明攝像裝置之動態偵測方法之較佳實施方式之流程圖。

C1‧‧‧攝像裝置

100‧‧‧圖像獲取單元

200‧‧‧資料獲取單元

300‧‧‧記憶單元

400‧‧‧圖像匹配單元

500‧‧‧動態偵測單元

Claims (10)

1. 一種攝像裝置，用於在移動狀態下對一監控物件進行動態偵測，包括：一圖像獲取單元，用於連續獲取該監控物件之複數圖像；一資料處理單元，用於計算該圖像獲取單元所獲取之複數圖像之特徵值；一記憶單元，用於存儲該資料處理單元所得到之特徵值；一圖像匹配單元，用於對複數圖像中相鄰兩張圖像之特徵值進行模糊匹配，根據相鄰兩張圖像中之後一張圖像之特徵值搜尋其與前一張圖像中之相符區域；以及一動態偵測單元，用於對該相鄰之兩張圖像之相符區域之特徵值進行精確比對，並將特徵值不同之部分標示為動態區域。
2. 如申請專利範圍第1項所述之攝像裝置，其中該圖像獲取單元為一電荷耦合裝置。
3. 如申請專利範圍第1項所述之攝像裝置，其中該特徵值為圖像之顏色特徵、幾何特徵及紋理特徵中之一種透過傅立葉變換得到之數值。
4. 如申請專利範圍第1項所述之攝像裝置，其中該相符區域是指該相鄰之兩張圖像透過相位關聯之方式進行模糊匹配，其特徵值相同度在80%~90%之部分。
5. 如申請專利範圍第1項所述之攝像裝置，其中該動態區域是指該相鄰兩張圖像之相符區域中特徵值不同之部分。
6. 一種使用於一攝像裝置對一監控物件之動態偵測方法，其包括以下步驟： 獲取該監控物件之一第一時間之圖像；計算並存儲該第一時間之圖像之特徵值；獲取該監控物件之一第二時間之圖像；計算並存儲該第二時間之圖像之特徵值；將該第一時間與第二時間之圖像之特徵值進行模糊匹配，按照該第二時間之圖像之特徵值搜尋其與第一時間之圖像之相符區域；以及將該第一時間與第二時間之圖像之相符區域之特徵值進行精確比對，將該第一時間與第二時間之圖像之相符區域之特徵值不同之部分標示為動態區域。
7. 如申請專利範圍第6項所述之動態偵測方法，其中該特徵值為圖像之顏色特徵透過傅立葉變換得到之數值。
8. 如申請專利範圍第6項所述之動態偵測方法，其中該特徵值為圖像之幾何特徵透過傅立葉變換得到之數值。
9. 如申請專利範圍第6項所述之動態偵測方法，其中該相符區域是指該相鄰之兩張圖像透過相位關聯之方式進行模糊匹配，其特徵值相同度在80%~90%之部分。
10. 如申請專利範圍第6項所述之動態偵測方法，其中該動態區域是指該相鄰兩張圖像之相符區域之特徵值不同之部分。