TWI398819B - Fast target tracking device - Google Patents

Description

快速目標追蹤裝置

本發明有關於一種目標追蹤裝置，特別是一種快速目標追蹤裝置，其可提升目標追蹤處理效率，有效節省搜尋高時效性目標之時間。

早期人工目標獲得系統之影像處理費時費力，不易達成即時目標搜尋與追蹤之目的。尤其是高時效性目標移動速度過快，常導致目標訊號消失等不可抗拒的因素，使得目標影像極易失蹤而降低目標獲得系統之追蹤品質，嚴重影響目標追蹤系統之工作效益。如何提升目標追蹤器之影像處理速度，達成精準且快速有效的即時獲得關鍵性目標，的確是工程人員面臨最大之挑戰。

因此本發明針對上述之問題而提供一種快速目標追蹤裝置，其採用智慧型目標搜尋法則與智慧型目標追蹤法則，以巨幅節省目標搜尋與目標追蹤所耗費之時間。

本發明之主要目的，在於提供一種快速目標追蹤裝置，其採用智慧型目標搜尋法則與智慧型目標追蹤法則，以巨幅節省目標搜尋與目標追蹤所耗費之時間。

本發明之次要目的，在於提供一種快速目標追蹤裝置，其採用智慧型目標搜尋法則與智慧型目標追蹤法則，以巨幅節省目標搜尋與目標追蹤所耗費之時間。

本發明提供一種快速目標追蹤裝置，其使用智慧型目標搜尋追蹤器，具備目標影像搜尋追蹤處理速率為每秒60張以上全域影像之能力，可迅速搜尋高時效性目標，迅速獲得精準之目標影像位置資料，改善搜尋目標影像位置所需的時間，有效提昇搜尋、追蹤目標之效果。本發明的目的在達成縮短影像追蹤處理時間，本發明之目標影像追蹤處理器為採用一特殊用途積體電路(Application Specific lntegrated Circuit,ASIC)或一可程式化邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)電路之製程技術，執行目標影像搜尋法則，並配合導管式(Pipeline)影像暫存單元結構化處理機制，以實現自動化程序準確搜尋目標影像參考位置座標，巨幅提升影像處理速度，增進目標辨識效率，達成即時目標影像追蹤之效果。

本發明提供一種快速目標追蹤裝置，運用特定功能晶片ASIC或FPGA等縮裝技術，執行目標影像搜尋法則，並配合導管式(Pipeline)影像暫存區結構化處理機制，以實現自動化程序搜尋準確目標影像參考位置座標，巨幅提升影像處理速度，增進目標辨識效率，達成即時目標影像追蹤之效果。本快速目標追蹤裝置，提供可能含有目標之全畫面影像中迅速搜尋出影像目標位置，然後自動的快速找出後續目標影像的參考位置，提升影像目標追蹤速度，有效節省影像辨識處理時間。

請參閱第一圖，其為本發明之一實施例之系統功能之方塊圖如圖所示，本發明之目標影像追蹤處理器20之裝置包含有：數位影像暫存模組21、目標影像搜尋模組22與目標追蹤處理模組23。其中目標影像追蹤處理器20為製造自一特殊用途積體電路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)或一可程式化邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)電路之製程技術。數位影像暫存模組21、目標影像搜尋模組22與目標追蹤處理模組23自動化程序搜尋準確目標影像參考位置座標，巨幅提升影像處理速度，增進目標辨識效率，達成即時目標影像追蹤之效果，如第二圖所示。另外，本發明尚包括目標影像資料庫60，其儲存該目標影像、該目標之種類與運動狀態、該追蹤狀態資料與該座標資訊，並提供目標影像追蹤處理器20讀取。目標影像感測器10擷取至少一數位影像至數位影像暫存模組21。

如第二圖所示，數位影像暫存模組21包含三個暫存單元，其為用以儲存來自目標影像感測器之數位影像，提供導管式(Pipeline)影像存取處理機制，其一為完成影像搜尋追蹤處理程序之影像輸出暫存單元214，其二為正在執行目標影像搜尋與目標追蹤處理之偵測處理暫存單元213、其三為載入新擷取全影像資料之影像輸入暫存單元212，準備進一步之搜尋追蹤處理，其中影像之搬移控制係由影像搬移控制電路211配合目標影像偵測、追縱作業程序進行適當之搬移控制，達到快速傳遞導管式結構化處理之機制效益。數位影像暫存模組21具備導管式影像結構化暫存處理機制，如第三圖所示。

目標影像感測器10或目標影像資料庫60輸入每秒60張以上之全畫面影像圖框至數位影像暫存模組21中，目標影像搜尋模組22由數位影像暫存模組21中搬移目標影像圖框，利用目標偵測(搜尋)法則，獲得目標的二維座標位置(x,y)，其中X是水平座標，y為垂直座標，原點在影像左上角，座標為(0,0)，右下角影像的座標為(M,N)，其中M為水平方向像素(pixel)之最大數量、N為垂直方向像素之最大數量。自動目標追蹤器具備自動適應環境的目標偵測、追蹤之能力。數位目標影像資料由目標影像感測器10或目標影像資料庫60輸入數位影像暫存模組21，目標影像搜尋模組22由數位影像暫存模組21中讀入圖框資料，運用相關目標偵測法則，如：對比盒偵測法則(Contrast Box,CB)、邊緣偵測法則(Edge detection,ED)等，再以質心法則運算處理獲得目標的座標位置(x,y)。本發明之目標影像追蹤處理器20之製造，可採用一特殊用途積體電路(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)或一可程式化邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)電路之製程技術，實現目標搜尋法則之數學運算，以縮短目標搜尋運算時間。

第五圖所示為快速目標追蹤裝置之目標搜尋與追蹤作業之流程圖。當影像經由數位影像暫存模組21輸入之後，即可進入關鍵性的目標影像搜尋模組22。按步驟200所示，由目標影像感測器擷取數位影像，置放於數位影像暫存模組。接著按步驟201所示，目標影像搜尋模組22自數位影像暫存模組21獲得包含待搜尋目標之全畫面影像，搜尋像素最大值，並以最亮點為中心之目標框，計算此目標框範圍內所有像素值之平均值μ、像素最大值值g及標準差σ。

再根據所得的目標框平均值μ、像素最大值g及目標框範圍標準偏差值σ，而計算出對應此目標框內的一目標門檻值(Threshold,TH)，其提供目標影像搜尋與目標追蹤處理程序中辨識與確認背景框內所有之可能目標。目標框內目標門檻值TH的估算方法為：TH=μ+η×σ其中，μ：有效範圍內影像的平均值；σ：有效範圍內影像的標準差；g：一堆梯度疊代法則處理後的目標像素值；η=[(9-μ)/σ]-ν：為係數函數；ν：為待定值，用以有效穩定追蹤目標之參考值。

接續按步驟202所示，獲得目標門檻值TH之後，再以目標門檻值TH鑑別背景框內所有可能目標。目標質心(centroid)運算法則用以計算出目標中心位置(x,y)。按步驟203所示，目標追蹤處理模組23運用對比盒偵測法則驗證目標，其中目標追蹤處理模組23驗證目標的影像門檻值是以當時影像的影像統計平均值自動調整。其中，目 標追蹤處理模組23利用目標區域成長法(Region growing method)整合在背景框內之所有目標影像，例如Blob氏著色法則(Blob coloring algorithm,BC)，將可能認為目標的影像相連成一團影像(cluster)，算出它的質量中心值(x,y)，以該質量中心值做為目標點位置(x,y)。

然後，按步驟204所示，查證背景框範圍內目標是否失蹤，亦即查證背景框內是否有最亮點之像素最大值(g)大於或等於目標門檻值(μ+η×σ)時，其中η=[(9-μ)/σ]-ν，ν值為待設定值，用以有效穩定追蹤目標之參考值。按步驟205所示，如果目標失蹤則重回目標影像搜尋模組22，目標影像搜尋模組以最後目標點為中心之目標框，以較小範圍之背景框，運用區域搜尋模式執行目標影像搜尋作業，繼續步驟203，而執行目標搜尋與目標追縱之程序。否則按步驟206所示，以追蹤框標示目標框，表示目標處於持續被鎖定狀態，將目標之座標資訊及追蹤狀態資料傳送至影像輸出暫存單元214，以經由影像輸出控制模組50傳送至操控顯示模組40決策控制處理器30進行必要之顯示目標追蹤狀況，並儲存相關之追蹤過程之目標影像資料庫60。

復參閱第二圖，本發明之快速目標追蹤裝置之電路，其主要的功能是搜尋目標影像、追蹤目標以及上述功能之控制及對應之運算電路為採用可程式化邏輯閘陣列(FPGA)電路或特定功能積體電路(ASIC)之製程技術，且，本發明之快速目標追蹤裝置具有對整張影像疊代的運算法則之能力。本發明之快速目標追蹤裝置所需之暫存單元有七個，其中三者為影像輸入暫存單元212、偵測處理暫存單元213與影像輸出暫存單元214。這三個記憶體緩衝區由影像搬移控制電路211來控制，利用導管方式影像處理過程的儲存記憶體緩衝區，影像輸入暫存單元212負責新輸入之數位影像的擷取儲存；偵測處理暫存單元213進行影像偵測搜尋追蹤法則之暫存處理，亦即偵測處理過程之該數位影像、該目標門檻值與該搜尋結果；影像輸出暫存單元214為偵測、追蹤結果的影像，亦即暫存追蹤過程之該數位影像、該追蹤狀態資料與該目標於追蹤過程之座標資訊，再經由影像輸出控制模組50轉換為類比式的RS170格式，以類比影像信號輸出，如此循環的擷取儲存、計算、輸出，週而復始。

目標影像搜尋模組22之各個偵測法則運算模組(221~226,231)讀取影像輸入暫存單元212所暫存之數位影像，以便找出對應目標的相關資訊，而取得對應之目標影像，並輸出到共用暫存單元25，由控制處理裝置30取得目標的確定判斷，再由影像輸出控制電路51經影像輸出暫存單元214讀取需要的數位影像，並接收同步控制信號，而依據同步控制訊號輸出到數位類比訊號轉換器52，轉換數位影像成一類比視頻訊號，其可為一RS170信號，以便影像顯示於操控顯示模組40之顯示器，供操作員觀察追蹤狀況。

另外，其他暫存單元為四個緩衝單元(215,216,217,218)，作為處理目標影像的關聯性(Correlation)運算模組226之緩衝暫存單元，執行快速傅立葉轉換(Fast Fourier Transform,FFT)，而轉換時域(time domain)之影像為頻域(frequency domain)訊號，此時影像資料來回搬動及運算於第一緩衝單元215至第四緩衝單元218之間，其運算過程中為四影像資料交錯運算，關聯性運算模組226之運算結果儲存於共用暫存單元25，供控制處理裝置30讀取，同時控制處理裝置30亦將控制參數寫入共用暫存單元25，供關聯性運算模組226讀取。關聯性(Correlation)運算模組226於完成運算後，再經反轉傅立葉轉換換(Inverse Fast Fourier Transform,IFFT)運算，以回復為時域訊號處理。且，影像輸出控制模組50依據一基準頻率產生器(圖未示)提供之一同步控制訊號，控制目標影像追蹤處理器20所輸出之影像同步輸出至操控顯示模組40，以使操控顯示模組40同步顯示對應之影像。

本發明之目標影像追蹤處理器20分別於偵測運算實現模組實現搜尋與追蹤目標之之特定功能，以提升處理速度，其中特定功能之運算模組包含關聯性運算模組226、目標區域成長運算模組231、邊緣偵測運算模組221、對比盒偵測運算模組222、平均值運算模組223、標準差運算模組224、像素最大值運算模組225和影像輸出控制電路51。其中對比盒偵測運算模組222和邊緣偵測運算模組221採用矩陣的運算方式進行偵測運算，且對比盒偵測運算模組222和邊緣偵測運算模組221之運算矩陣為不同常數矩陣。對比盒偵測運算模組222計算最大的反襯度變化量所在位置，邊緣偵測運算模組221計算目標邊緣最大的變化量所在位置。另外，由控制處理裝置30輸入共用暫存單元25，而設定目標影像搜尋模組22之搜尋範圍及運算參數，且目標影像搜尋模組22之運算結果亦儲存於共用暫存單元25，供控制處理裝置30讀取而進行後續驗證，每一個運算法則均是如此。

對比盒偵測運算模組222和邊緣偵測運算模組221為在一搜尋範圍內辨別目標影像，而取得每一目標影像的邊緣範圍、最大像素值及其位置、目標之中心座標位置，並儲存於共用暫存單元25。平均值運算模組223計算在指定的搜尋範圍內，將像素值低於門檻值，所有像素平均值。像素最大值運算模組225找出在指定的搜尋範圍內，將像素最大值及位置記錄起來。標準偏差運算模組224計算在指定的搜尋範圍內，將像素的標準偏差量σ，然後將這些運算結果傳送到共用暫存單元25供控制處理裝置30存取使用。

如第三圖所示，數位影像暫存模組21為導管式(Pipeline)結構化處理機制，數位影像經由目標影像感測器10擷取至數位影像暫存模組21。數位影像暫存模組21，分為三個影像暫存單元，用以儲存來自目標影像感測器之數位影像，而提供導管式結構化處理機制，其一為完成影像搜尋追蹤處理程序之影像輸出暫存單元214，其二為正在執行偵測與追蹤處理的偵測處理暫存單元213、其三則載入新擷取數位影像之影像輸入暫存單元212，數位影像之搬移控制係由影像搬移控制電路211配合目標影像搜尋與追縱處理程序進行對應之搬移控制，達到導管式結構化處理機制之快速傳遞效益。

此外，關聯性運算模組226為配合四緩衝區(215,216,217,218)，採用快速傅立葉轉換(FFT)，並轉換時域訊號為頻域訊號，以進行影像處理，完成影像處理後再利用反轉快速傅立葉轉換(IFFT)以恢復時域訊號處理，以符合其快速複雜影像訊號處理之需求。

如第四圖所示，在整個全畫面(Field of View,FOV)的範圍內，會以具有最大值像素影像區為中心建立一背景框，先估算背景框範圍內之像素平均值、標準偏差，並依據背景框之像素平均值、標準偏差值選定一偵測範圍建立一目標框，並估算此目標框範圍內的像素平均值。應用對比盒偵測法則對目標框內的影像計算其平均值、標準偏差值，以及目標門檻值，作為鑑別目標影像的參考值。所有被選取之可能目標，均利用目標框範圍所估算之目標門檻值驗証所有可能目標，以確認是否為真正的目標。目標影像追蹤處理器20具備每秒60張以上的目標影像搜尋追蹤處理能力，其智慧型影像處理軟體之執行狀態隨機改變，目前有四種模示分別為全域搜尋模式(Acquire mode)、自動追蹤模式(Auto tracking mode)、區域搜索模式(Coast mode)、役使搜尋模式(Slave tracking mode or Command tracking mode)。目標影像追蹤處理器20在全域搜尋模式尋獲目標後進入自動追蹤模式。若沒發現目標，則持續執行全域搜尋模式。

目標影像追蹤處理器20在全域搜尋模式或區域搜尋模式尋獲目標後，即進入自動追蹤模式。其中自動追蹤模式以全域搜尋模式所獲得之目標門檻值(μ＋η×σ)作為目標區域成長法則的門檻值。在以最大像素值為中心之32x16目標框範圍內，執行目標區域成長法則，依據目標點位置鄰接性，對所取得之所有目標影像分別編碼識別。第一次搜尋時所取得之目標門檻值為依據全域搜尋模式所得的μ值運算取得，之後使用最近一次搜尋模式所得之μ值。譬如，開始時目標框為32x16，以後依據需求來調整目標框大小，最小32x16，最大不超過80x40。

當，目標影像搜尋模組22運算完畢之後，會將所記錄下來的目標影像座標值傳送給目標追蹤處理模組23。目標追蹤處理模組23更可採用數位訊號處理器(Digital Signal Processor,DSP)或一般中央處理器，實現本發明之目標追蹤處理法則，以縮短目標追蹤處理時問。由於已經得知對應目標的相關資訊，因此本發明之快速目標追蹤處理裝置可容易追蹤目標目前的座標位置。

請參閱第六圖，其為本發明之一實施例之快速目標追蹤裝置作業之流程圖。本發明之快速目標追蹤裝置之操作員透過控制處理裝置30下達目標影像之搜尋範圍至目標影像追蹤處理器20後，數位影像暫存模組21即啟動影像資料流之導管式結構化處理機制，並驅動目標影像追蹤處理器20開始搜尋目標影像與追蹤目標之處理工作。本實施例之目標追蹤作業之實施步驟包含：步驟S10：透過控制處理裝置30設定目標影像追蹤處理器20之目標搜尋範圍；步驟S20：透過控制處理裝置30下達啟動命令至目標影像追蹤處理器，而開始偵測運算目標影像；步驟S30：依據數位影像暫存模組21之導管式結構化處理機制傳遞數位影像；步驟S40：以目標影像追蹤處理器20之各運算模組偵測運算數位影像暫存模組21所暫存之數位影像所包含之目標影像，且目標影像搜尋模組22之每一運算模組會傳遞對應之運算結果至目標追蹤處理模組23，而進行追蹤運算，其中數位影像暫存模組21之導管式結構化處理機制連接目標影像追蹤處理器20之各運算模組與目標追蹤處理模組23；步驟S50：目標追蹤處理模組23運算完畢後，備便目標追蹤結果資料，發出一備便訊號(ready signal)至控制處理裝置30，以等待控制處理裝置30讀取目標追蹤結果資料。

綜上所述，本發明提供一種快速目標追蹤裝置，其經由目標影像追縱處理器執行目標影像搜尋與目標追蹤，並配置具高傳遞效率之導管式結構化處理機制之數位影像暫存模組，因此目標影像追縱處理器即可迅速尋獲所有目標影像之座標，縮短搜尋及追蹤每一目標位置之所需時問，因而改善目標追蹤裝置之處理效率。

故，本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業利用者，應符合我國專利法所規定之專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈 鈞局早日賜准專利，至感為禱。

惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

10．．．目標影像感測器

20．．．目標影像追蹤處理器

21．．．數位影像暫存模組

211．．．影像搬移控制電路

212．．．影像輸入暫存單元

213．．．偵測處理暫存單元

214．．．影像輸出暫存單元

215．．．第一緩衝單元

216．．．第二緩衝單元

217．．．第三緩衝單元

218．．．第四緩衝單元

22．．．目標影像搜尋模組

221．．．邊緣偵測運算模組

222．．．對比盒偵測運算模組

223．．．平均值運算模組

224．．．標準差運算模組

225．．．像素最大值運算模組

226．．．關聯性運算模組

23．．．目標追蹤處理模組

231．．．目標區域成長運算模組

25．．．共用暫存單元

30．．．控制處理裝置

40．．．操控顯示模組

50．．．影像輸出控制模組

51．．．影像輸出控制電路

52．．．數位類比訊號轉換器

60．．．目標影像資料庫

第一圖為本發明之一實施例之系統功能之方塊圖；第二圖為本發明之一實施例之快速目標追蹤裝置之設計示意圖；第三圖為本發明之一實施例之數位影像暫存模組時序之示意圖；第四圖為本發明之一實施例之目標框與背景框對照示意圖；第五圖為本發明之一實施例之追蹤目標作業之流程圖；以及第六圖為本發明之一實施例之快速目標追蹤裝置作業之流程圖。

21．．．數位影像暫存模組

211．．．數位影像搬移控制電路

212．．．影像輸入暫存單元

213．．．偵測處理暫存單元

214．．．影像輸出暫存單元

215．．．第一緩衝區

216．．．第二緩衝區

217．．．第三緩衝區

218．．．第四緩衝區

221．．．邊緣偵測運算模組

222．．．對比盒偵測運算模組

223．．．平均值運算模組

224．．．標準偏差值運算模組

225．．．像素最大值運算模組

226．．．相關值運算模組

231．．．目標影像成長法則運算模組

25．．．共用暫存單元

30．．．控制處理模組

40．．．操控顯示模組

51．．．影像輸出控制電路

52．．．數位類比訊號轉換器

Claims (17)

1. 一種快速目標追蹤裝置，其包含：一目標影像感測器，擷取至少一數位影像；一目標影像追蹤處理器，暫存該數位影像，自該數位影像搜尋待偵測之一目標，當該目標影像追蹤處理器判斷該數位影像包含該目標時，該目標影像追蹤處理器即自該數位影像中擷取對應該目標之至少一目標影像，且該目標影像追蹤處理器整合所有目標影像，追蹤該目標，產生對應該目標之一追蹤狀態資料與一座標資訊；以及一控制處理裝置，耦接該目標影像追蹤處理器，依據該追蹤狀態資料與該座標資訊產生一控制參數，該控制參數為一目標搜尋範圍，該目標影像追蹤處理器依據該目標搜尋範圍繼續搜尋與追蹤該目標或搜尋與追蹤另一目標。
2. 如申請專利範圍第1項所述之快速目標追蹤裝置，更包含：一目標影像資料庫，儲存該目標影像、該目標之種類與運動狀態、該追蹤狀態資料與該座標資訊，並提供該目標影像追蹤處理器讀取。
3. 如申請專利範圍第1項所述之快速目標追蹤裝置，其中該目標影像追蹤處理器依據該目標影像產生一關聯性資料，並依據該關聯性資料自該數位影像搜尋出對應該目標之所有目標影像，追蹤該目標，產生對應該目標之該追蹤狀態資料與該座標資訊。
4. 如申請專利範圍第1項所述之快速目標追蹤裝置，其中該目標影像追蹤處理器擷取該數位影像至一背景框，並依據該背景框建立一目標框，且該目標影像追蹤處理器依據該目標框搜尋該目標，而追蹤該目標，產生該追蹤狀態資料與該座標資訊。
5. 如申請專利範圍第4項所述之快速目標追蹤裝置，其中該目標影像追蹤處理器依據該目標框取得一像素平均值、一像素最大值與一標準偏差值，並依據該像素平均值、該像素最大值與該標準偏差值取得一目標門檻值，並依據該目標門檻值驗證所有目標影像，且該目標影像追蹤處理 器整合所有目標影像，而追蹤該目標，產生該追蹤狀態資料與該座標資訊。
6. 如申請專利範圍第1項所述之快速目標追蹤裝置，其中該目標影像追蹤處理器依據該目標之追蹤結果驗證所有目標影像，當該目標影像追蹤處理器之驗證結果為該目標失蹤時，該目標影像追蹤處理器即重新搜尋該目標，而重新取得該目標影像，並重新追蹤該目標，當該目標影像追蹤處理器之驗證結果為完成追蹤時，該目標影像追蹤處理器即產生該追蹤狀態資料與該座標資訊。
7. 如申請專利範圍第1項所述之快速目標追蹤裝置，更包含：一影像輸出控制模組，讀取該數位影像、該追蹤狀態資料與該座標資訊，並接收一同步控制訊號，而同步輸出該數位影像、該追蹤狀態資料與該座標資訊；以及一操控顯示模組，耦接該影像輸出控制模組與該控制處理裝置，接收該數位影像、該追蹤狀態資料與該座標資訊並顯示，而產生對應之一決策處理訊號至該控制處理裝置，以驅使該控制處理裝置產生對應之該控制參數。
8. 如申請專利範圍第7項所述之快速目標追蹤裝置，其中該目標影像追蹤處理器更包含：一共用記憶模組，暫存或交換該目標影像追蹤處理器、該影像輸出控制模組與該控制處理裝置之資料。
9. 如申請專利範圍第7項所述之快速目標追蹤裝置，其中該影像輸出控制模組包含：一影像輸出控制電路，耦接該目標影像追蹤處理器，讀取該數位影像、該追蹤狀態資料與該座標資訊，並接收該同步控制訊號，而同步控制該影像資料之顯示；及一數位類比轉換器，耦接該影像輸出控制電路，轉換該數位影像、該追蹤狀態資料與該座標資訊為一類比視頻訊號。
10. 如申請專利範圍第1項所述之快速目標追蹤裝置，其中該控制處理裝置為一中央處理單元或一數位訊號處理器。
11. 如申請專利範圍第1項所述之快速目標追蹤裝置，其中該目標影像追蹤處理器包含：一數位影像暫存模組，暫存該數位影像、該追蹤狀態資料與該座標資訊；一目標影像搜尋模組，讀取該數位影像，依據一背景框於該數位影像選取一搜尋範圍，該背景框內有一目標框，依據該目標框內之數位影像取得該目標影像，運算該目標框之該目標影像，產生一目標門檻值，並依據該目標門檻值取得所有目標影像；以及一目標追蹤處理模組，整合該數位影像之所有目標影像，並追蹤該目標，以產生該追蹤狀態資料與該座標資訊。
12. 如申請專利範圍第11項所述之快速目標追蹤裝置，其中該數位影像暫存模組包含：一影像輸入暫存單元，暫存新輸入之該數位影像；一偵測處理暫存單元，暫存偵測處理過程之該數位影像、該目標門檻值與該搜尋結果；一影像輸出暫存單元，暫存追蹤過程之該數位影像、該追蹤狀態資料與該目標於追蹤過程之座標資訊；以及一影像搬移控制單元，控制該影像輸入暫存單元、該偵測處理暫存單元、該影像輸出暫存單元、該目標影像搜尋模組與該目標追蹤處理模組存取該數位影像、該目標門檻值、該座標資訊與該追蹤狀態資料。
13. 如申請專利範圍第11項所述之快速目標追蹤裝置，其中該目標影像搜尋模組包含：一邊緣偵測運算模組，依據一邊緣偵測參數運算該目標影像，而取得該目標影像之邊緣；一對比盒偵測運算模組，依據一對比盒偵測參數運算該目標影像，而取得該目標影像之中心座標位置； 一平均值運算模組，運算該目標框之所有像素之平均值，而取得對應該目標影像之一平均值；一標準差運算模組，運算該目標框之所有像素之標準偏差值，而取得對應該目標影像之一標準偏差值；以及一像素最大值運算模組，運算該目標框之所有像素之最大值，而取得對應該目標影像之一像素最大值；其中，該目標影像搜尋模組依據該目標影像之邊緣、該目標影像之中心座標位置、該平均值、該標準偏差值與該像素最大值運算該數位影像，而產生該目標門檻值，並依據該目標門檻值取得所有目標影像。
14. 如申請專利範圍第11項所述之快速目標追蹤裝置，其中該目標追蹤處理模組包含：一目標區域成長運算模組，整合所有目標影像，計算所有目標影像之中心座標位置，而追蹤該目標，產生對應該目標之該座標資訊與該追蹤狀態資料。
15. 如申請專利範圍第1項所述之快速目標追蹤裝置，其中該目標影像感測器為每秒擷取60張以上之複數數位影像。
16. 如申請專利範圍第1項所述之快速目標追蹤裝置，其中該數位影像為至少一二維數位影像。
17. 如申請專利範圍第1項所述之快速目標追蹤裝置，其中該目標影像追蹤處理器為一特殊用途積體電路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)或一可程式化邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)電路。