TWI416501B - 決定影像區域之亮度臨界值的方法及相關裝置 - Google Patents

Description

決定影像區域之亮度臨界值的方法及相關裝置

本發明係關於移動偵測(motion detection)，尤指一種用以決定一影像區域之一亮度臨界值的方法及其相關裝置，以便以該亮度臨界值為基礎，從而決定該影像區域之背景模型以利移動偵測的進行。

移動偵測係指於影像串流(video stream)中判斷影像中所紀錄之物件是否發生移動並進而追蹤移動物件的技術，其乃透過偵測影像串流中不同影像畫面(video frame)之間的關連性，以分析影像串流中移動物件的動態。此一技術如今已被廣泛地應用於各種領域，如職業運動比賽、保全系統、軍事監控等。

習知移動偵測技術中，常見的一種方法為背景模型法，主要是透過建立影像串流中之背景模型以分離出移動物件。更細節地說，背景模型法先將每一影像畫面分割成固定的複數個影像區域，並產生對應於每個影像區域的亮度臨界值，此一亮度臨界值即用以區別背景模型與移動物件的不同。當對應於一影像區域的背景模型的亮度臨界值建立後，再以此亮度臨界值為依據來進行移動物件的偵測，因此，當該影像區域的總亮度產生變動(如：該影像區域於前後兩張影像畫面(frame)中具有不同的總亮度值)，並且該變動大於亮度臨界值一定比例時，即被視為有移動物件自該影像區域通過，之後，對影像畫面中被偵測出有移動物件通過的所有影像區域進行綜合分析，即可找出影像畫面中的移動物件。最常見的亮度臨界值取得方法係對一影像區域的總亮度值進行取樣，進而求得到某一段時間中相對穩定的總亮度值水平，此總亮度值水平便會被用來當作之後一段時間內的亮度臨界值，以作為分辨是否有移動物件自該影像區域通過之判斷基準。習知技術中通常採用統計的方式來求取此一亮度臨界值，亦即，於一段時間中對影像區域之總亮度值持續取樣，待該段時間終了時，將所有的取樣結果進行平均以代表該段時間中的總亮度值水平，並將其作為對應該影像區域之亮度臨界值。為了適時反應背景模型的變動，此一背景臨界值須時常被更新，才能於背景模型改變時正常地進行移動偵測。關於上述的說明，已進一步將流程整理並概略繪製於第1圖中之步驟110~140，由於此係為熟習本發明技術領域之人所明瞭，故進一步的操作在此不另作贅述。

因此，就硬體成本而論，習知技術所需要的成本相當可觀，其中最主要的成本即是用以記錄每次取樣結果的儲存裝置。舉例來說，若以每隔10秒更新某一個區域亮度臨界值為例，且每秒對某一個區域總亮度值取樣30次來說(亦即在每秒產生30個畫面的影像設備中，於每一畫面產生時，即對影像區域之總亮度值進行取樣一次)，如此一來，每一個區域亮度則總共需要300個儲存空間(如：暫存器)來分別記錄每次的取樣結果，並透過一組平均運算電路才能順利進行一影像區域之亮度臨界值更新。再者，硬體成本最主要集中於所需儲存空間的設置，其係由於平均值計算需要有較長時間的取樣才能確保其正確性，若為提升移動偵測的敏感度則需將影像畫面分割成更多的影像區域，如此一來，習知技術將需會負擔更多硬體成本。

為能解決習知移動偵測中，背景模型之建立所需硬體成本過多的問題，因此，本發明提出一種創新的背景模型之亮度臨界值取得的方法與相關裝置，其係透過鎖相迴路的技術，並輔以快速逼近的技巧，使得每區域亮度臨界值能適切地反應出影像區域之總亮度值改變來產生符合現況之亮度臨界值，從而建立穩定的背景模型。

進一步來說，本發明的訴求在於取代習知技術利用統計一段時間內的每區域總亮度平均值來產生亮度臨界值的方法，因此，本發明主要是利用亮度逼近值來概略地粗估每區域亮度臨界值，再透過鎖相迴路的技術來提高亮度逼近值所估計之亮度臨界值的精準度。同時，利用鎖相迴路的低功率波特性，除了獲得穩定亮度臨界值之區域亮度(即背景區域亮度)外，克服動態或雜訊干擾，同時能穩定逐步的改變當前鎖相迴路輸出之亮度臨界值，來配合背景緩慢的改變。

依據本發明之一實施例，其係提供一種決定一影像區域之一亮度臨界值的方法，其中該影像區域包含有複數個像素，每一像素係分別對應一亮度值。該方法包含有分別對位於複數個影像畫面中之該影像區域進行複數次亮度臨界值產生操作。再者，每一次亮度臨界值產生操作包含有以下步驟：依據該複數個像素所對應之該複數個亮度值來產生對應於該影像區域之一總亮度值；將該總亮度值與一暫存器中所暫存之一目前亮度臨界值相減來產生一亮度誤差值；將該亮度誤差值進行一特定濾波處理來產生一濾波後亮度誤差值；對該濾波後亮度誤差值進行累加，並產生一累加結果；以及依據該累加結果與一亮度逼近值來更新該暫存器中所暫存之該目前亮度臨界值。

依據本發明之一實施例，其係提供一種決定一影像區域之一亮度臨界值的裝置。該影像區域包含有複數個像素，每一像素係分別對應一亮度值，其中該裝置包含分別對位於複數個影像畫面中之該影像區域進行複數次亮度臨界值產生操作。該裝置包含有：一總亮度值運算單元，用以於每一次亮度臨界值產生操作中，依據該複數個像素所對應之該複數個亮度值而產生對應於該影像區域的一總亮度值；一總亮度值暫存單元，用以暫存該總亮度值運算單元所產生之該總亮度值；一誤差計算單元，耦接於總亮度值暫存單元，用以將該總亮度值與一輸出暫存單元中所暫存之一目前亮度臨界值相減來產生一亮度誤差值；一特定濾波單元，耦接於該誤差計算單元，用以將該亮度誤差值進行一特定濾波處理來產生一濾波後亮度誤差值；一累加單元，耦接於特定濾波單元，用以對該濾波後亮度誤差值進行累加，並產生一累加結果；一更新處理單元，耦接於該累加單元，用以依據該累加結果與一亮度逼近值來更新暫存於該輸出暫存單元之該目前亮度臨界值；以及一輸出暫存單元，耦接該更新處理單元，用於暫存該裝置於每次亮度臨界值產生操作中所產生之該目前亮度臨界值。

本發明為了因應影像畫面中不同情形所導致之影像區域內的總亮度值變動，因此將影像區域之亮度臨界值的產生分作兩部分來產生。請參考第2圖，其係本發明方法之亮度臨界值的計算示意圖。如圖所示，於本發明中，亮度臨界值主要具有兩個數值分量，其一為亮度逼近值，其二為亮度誤差累加結果。概略上，亮度逼近值是一個較為接近目前總亮度值的數值，取得方法約略為透過將一影像區域內目前總亮度值與影像區域內先前總亮度值平均兩者進行平均運算所產生之亮度平均值(請注意，此處所指之”目前”與”先前”係表示於不同時間或是不同畫面中，同一影像區域所對應的總亮度值，而先前總亮度值平均係於先前畫面中之該影像區域的總亮度值與其更先前的畫面中之該影像區域的總亮度值平均兩者進行平均運算所得，簡言之，亮度逼近值為係為將先前平均結果與之後的總亮度值反覆進行平均而不斷地進行更新後的結果)，而當總亮度值已趨於一穩定狀態時，再將目前亮度逼近值以目前求出的亮度平均值加以更新之。所以，於大部分的情形中，亮度逼近值是相當接近於目前總亮度值的。

另一方面，就亮度誤差累加結果而言，此值主要是透過將總亮度值輸入至鎖相迴路中處理而得。透過調整鎖相迴路中的參數以及本發明鎖相迴路之架構，每一輸入總亮度值並非與前一次鎖相迴路操作中所得之亮度誤差累加結果進行差值運算，而是與前一次所得亮度誤差累加結果以及目前之亮度逼近值相加後的結果進行差值運算，換句話說，透過鎖相迴路的輸出，逐步將背景亮度臨界值逼近於目前實際區域總亮度值。再藉由鎖相迴路具低通濾波的特性，隨背景緩慢改變其輸出值，而不受高頻雜訊與瞬間動態物體亮度干擾。

以下將進一步說明將亮度臨界值設計為亮度逼近值與亮度誤差累加結果的緣由。請參考第3A圖，其係繪示了兩種不同典型的物理變化所造成之影像區域內的總亮度值變化。由圖可知，相較於曲線B，曲線A的變動情形較不頻繁，其中，曲線A顯現了大幅度的總亮度值改變，但在改變之後，總亮度值均維持相當長的一段穩定時間，反之，雖然曲線B的變動幅度較小，但卻是相當頻繁地發生。顯然地，這兩種不同總亮度值的變動曲線背後所代表的物理現象各有不同。以曲線A來說，可能造成這種總亮度值變化的物理現象包含有：室內的燈光的關閉一段時間後又開啟而導致總亮度值大幅變化、該影像區域中有新的背景元件被加入後或者是有舊的背景元件被移出等，這些現象均即是一般認為影像區域內背景產生改變的情形，亦是希望亮度臨界值可以正確反應出的背景模型變化。再者，造成曲線B這種總亮度值變化的情形可能包含有：移動物件反覆在該影像區域內動作，或者是該影像區域有不斷閃爍的光源產生，其皆非一般普遍認定之背景改變的情形。因此，在建立穩定背景模型的前提下，理想的亮度臨界值產生方法應該要能夠排除掉曲線B所代表之情形所對應的總亮度值變化的影響，並且適切地將曲線A所代表情形之總亮度值變化反應於亮度臨界值的產生過程。

因此，運用理想方法所取得之亮度臨界值與總亮度值的對應關係應如第3B圖所示。請參考第3B圖，其中曲線A’(虛線部分)係為對應曲線A(實線部分)之總亮度值變化的亮度臨界值曲線。誠如圖示，曲線A代表的總亮度值變化的背後正是一個理想的亮度臨界值產生方法必須能反應的物理現象，因此，若採用理想的亮度臨界值方法時，其所產生的亮度臨界值變化應如曲線A’一般。同樣地，理想的亮度臨界值產生方法必須對曲線B代表之總亮度值過於頻繁的變動免疫，才能建立穩定的背景模型，是故，理想的亮度臨界值應如曲線B’所示，即亮度臨界值不隨這種反覆而快速的變動而大幅改變。

由上述可知，為了使亮度臨界值於面臨不同型態的總亮度值改變能有不同的反應方式，所以本發明將亮度臨界值設計成由兩個數值分量來產生。為了能對第3A圖中之曲線B這種頻繁的變動免疫，因此作為亮度臨界值中之大部分成分之亮度逼近值，於本發明中被設計為當總亮度值已趨於一穩定狀態時才會被更新以使亮度逼近值趨近於目前總亮度值，故亮度臨界值可不受曲線B所代表的總亮度值頻繁變化所影響，亦可適時地反應曲線A所代表的穩定變動。當已透過亮度逼近值來大略逼近已呈現穩定的總亮度值時(由於已呈現穩定之故，該總亮度值可理所當然視為當前背景模型之總亮度值)，再透過鎖相迴路技術來計算出總亮度值的微幅變動以產生亮度誤差累加結果，接著將亮度誤差累加結果與亮度逼近值相加即可產生最符合目前背景模型之亮度臨界值。由於鎖相迴路的參數經過適當設計，因此亮度誤差累加結果並不會被過於頻繁的總亮度值變化影響太多，而是能反應出已趨於穩定的總亮度值變化。

請參考第4圖，其係本發明裝置之一實施例的功能方塊示意圖。如圖所示，裝置400係用以更新一影像區域之一亮度臨界值，且包含有一鎖相迴路模組410以及一亮度逼近值調整模組450，其中裝置400於運作期間會不斷執行亮度臨界值產生操作並且適時地更新亮度臨界值以反應出該影像區域中背景模型的改變，而每一次更新完後之亮度臨界值則可用於移動偵測。鎖相迴路模組410係依據該影像區域之一總亮度值以及一亮度逼近值來更新該亮度臨界值，而亮度逼近值調整模組450係用以輸出該亮度逼近值並且適時調整該亮度逼近值，以供鎖相迴路模組410更新該亮度臨界值。本實施例中，鎖相迴路模組410包含有：一總亮度值運算單元411、一總亮度值暫存單元412、一誤差計算單元414、一特定濾波單元416、一累加單元417、一亮度逼近值暫存單元418、一更新處理單元419以及一輸出暫存單元420；此外，亮度逼近值調整模組450包含有：一調整判斷單元451、一運算單元453以及一暫存單元455。

當裝置400每一次執行亮度臨界值產生操作時，首先總亮度值運算單元411會依據該影像區域內的所有像素分別對應之目前亮度值來產生對應於該影像區域之一總亮度值，而該總亮度值會被暫存於總亮度值暫存單元412中，接著，該總亮度值被輸入至誤差計算單元414，並且透過誤差計算單元414與暫存於輸出暫存單元420中所暫存之一目前亮度臨界值相減(其係為前一亮度臨界值產生操作中所產生之亮度臨界值)，以產生一亮度誤差值，而該亮度誤差值會被輸入至特定濾波單元416，以進行一特定濾波處理來產生一濾波後亮度誤差值。於本發明之一實施例中，特定濾波單元416係為一低通濾波單元，以及該特定濾波處理係為一低通濾波處理，然而，此僅作為範例說明之用，並非本發明的限制條件。再者，該濾波後亮度誤差值會被輸入至累加單元417，並與先前之亮度臨界值產生操作中所產生之該濾波後亮度誤差值進行累加(可能包含有一個或一個以上的濾波後亮度誤差值)，並產生一累加結果(此即為上述之亮度誤差值累加結果，為求說明書之簡潔，僅以其義言之)，應當注意的是，隨著亮度臨界值產生操作不斷進行，累加單元417會將新的濾波後亮度誤差值累加於先前的累加結果，使本次亮度臨界值產生操作的累加結果反應出目前總亮度值的變動態勢。接著，目前的累加結果將會與暫存於亮度逼近值暫存單元418之一目前亮度逼近值一併透過更新處理單元419處理，以便更新輸出暫存單元420所暫存之該目前亮度臨界值來作為本次亮度臨界值產生操作所產生之該亮度臨界值。於本實施例中，更新處理單元419係為一加法器，並對該累加結果與該目前亮度逼近值進行相加，以更新暫存於該輸出暫存單元420之該目前亮度臨界值。

接著將說明本發明中用以作為亮度臨界值之一數值分量的亮度逼近值的產生與調整。於特定亮度臨界值產生操作中，亮度逼近值調整模組450會依據誤差計算單元414所產生之該亮度誤差值來調整暫存於亮度逼近值暫存單元418中的該目前亮度逼近值，其係透過調整判斷單元451來決定是否對該目前亮度逼近值進行調整，若決定要調整時，則將暫存於暫存單元455中之一亮度平均值輸入至亮度逼近值暫存單元418，以調整該目前亮度逼近值。在完成將暫存於暫存單元455中之一亮度平均值輸入至亮度逼近值暫存單元418後，暫存單元455即歸零，同時再重新啟動鎖相迴路以開始逼進總亮度值。在暫存單元455歸零後，運算單元453即將總亮度值暫存單元412所暫存目前總亮度值與暫存單元455所暫存之值(其已歸零，故此值係為0)做平均值運算並將平均運算值再放入暫存單元455，更新其值。此操作會持續到下一次調整判斷單元451要求暫存單元455再一次更新亮度逼近值暫存單元418時停止。在完成更新亮度逼近值暫存單元418的操作後，並從新啟動鎖相迴路後。再重複以上操作，以持續更新暫存單元455。故上述之說明內容中，係以運算單元453進行平均運算來產生亮度平均值，以亮度平均值來更新暫存於暫存單元455中之該目前亮度運算值、再以調整判斷單元451來適時判斷利用亮度運算值更新亮度逼近值暫存單元418與鎖相迴路操作之時機，皆屬本發明之範疇。

關於調整判斷單元451判斷是否調整該亮度逼近值的方法茲說明如下。請同時參考第4圖與第5圖，第5圖係第4圖所示之調整判斷單元451用以判斷是否調整該亮度逼近值所採用之狀態機(state machine)的範例示意圖。如圖所示，狀態機500包含有(但不限於)狀態A、狀態B、狀態C以及狀態D，並且依據圖示上的條件來進行狀態間的轉換，其中條件F為：亮度誤差值落於一預定數值範圍、條件G為：亮度誤差值未落於該預定數值範圍、條件H為：一預定次數之亮度臨界值產生操作所分別產生之該亮度誤差值均落入該預定數值範圍、條件H’為：該預定次數之亮度臨界值產生操作所分別產生之該亮度誤差值均未落入該預定數值範圍。應當特別注意的是，上述之條件設定僅為說明之用，亦即在本發明其它實施例中，條件F與條件G中所述之預定數值範圍可以是兩個相異的預定數值範圍，以及條件H與條件H’中所述之預定次數亦可為兩相異之預定次數。簡單來看，在三種狀態下，當條件F滿足後，最終狀態會轉換至狀態C(分別為狀態B、C與D)，相對來說，在三種狀態下，當條件G滿足後，最終狀態會轉換至狀態A(分別為狀態A、B與D)。就條件F與G而言，兩者之差別在於該次亮度臨界值產生操作所產生之該亮度誤差值是否落於一預定數值範圍，其主要用以判斷是否亮度臨界值的產生於某種程度上適切地反應了當時的總亮度值，因此，當條件F滿足時，即代表該目前亮度臨界值與該目前總亮度值的差異較小，而當條件G滿足時，則代表該目前亮度臨界值與該目前總亮度值的差異較大。因此，狀態C相對狀態A而言，是一種該目前亮度臨界值較能反應總亮度值變化的狀態。為了確保進入狀態C之前，總亮度值的變化已趨於穩定狀態，因此在狀態B中，進行條件H的判斷：一預定次數之亮度臨界值產生操作所分別產生之該亮度誤差值均落入該預定數值範圍，即是確保該亮度臨界值與該總亮度值始終維持在一穩定範圍內的誤差。一但滿足條件H之後，此時可當作總亮度值已經趨於穩定狀態，因此於狀態B轉換至狀態C的過程中，調整判斷單元451會判斷要去調整亮度逼近值暫存單元418所暫存之該目前亮度逼近值，將暫存單元455所暫存之該目前亮度平均值更新暫存於亮度逼近值暫存單元418之該目前亮度逼近值，以使該目前亮度逼近值成為更接近於該目前總亮度值的數值水平。由於在條件H所導致之在狀態B中發生等待的情形下，確保了本發明技術特徵之當該總亮度值趨於穩定時，該亮度逼近值才反應出該總亮度值，如此一來，確保該總亮度值的變化確實是由於背景模型的改變所造成。

另一方面來說，在狀態機500進入狀態A時，會有兩種狀態間的轉換會使調整判斷單元451判斷要去調整亮度逼近值暫存單元418所暫存之該目前亮度逼近值，以將暫存單元455所暫存之該目前亮度平均值更新暫存於亮度逼近值暫存單元418之該目前亮度逼近值。一種是由狀態D轉換至狀態A的過程，而另一種則是狀態B轉換至狀態A的過程。由於狀態A是一種相對上該目前亮度臨界值與該目前總亮度值的差異較大的狀態，因此在進入狀態A之前為能使該亮度臨界值更接近該總亮度值，所以該目前亮度逼近值會被調整至一個更接近該目前總亮度值的水平，類似於上述的內容，為能確保該目前亮度臨界值與該目前總亮度值的差異是當該總亮度值已趨於穩定時所得，故在狀態D上設置了條件H’來確保該總亮度值與該亮度逼近值所維持的較大差異已維持穩定狀態。由上述的過程中可知，再經歷一段較長時間的等待後，若其中所產生該亮度誤差值皆落於該預定數值範圍時，即代表該總亮度值的變化已趨於穩定狀態，可以重新調整該亮度逼近值的水平，使其所產生之該亮度臨界值更能反應出背景模型，故以此時的該亮度平均值來調整該亮度逼近值，使該目前亮度逼近值更為接近該目前總亮度值(由於該目前亮度平均值係依據多次亮度臨界值產生操作中之該總亮度值的反覆平均而來)，此亦會重置暫存單元435所暫存之該目前亮度平均值數值，重新計算於調整之後所進行的亮度臨界值產生操作中該總亮度值的數值水平，此係為了使該目前亮度平均值的產生更能貼近該目前總亮度值。

請注意，第5圖所示之狀態機僅為範例說明用。換句話說，透過任何其它手段(如以第5圖所示之狀態機為基礎而適當修改過後之其它狀態機，或是其它可達成相同效果的技術)來達成上述本發明特徵之技術，仍屬本發明之範疇。為能更真切地描述本發明實施例所採用之狀態機特徵，故將亮度誤差值與亮度臨界值產生操作所進行的次數以及調整該亮度逼近值之三種情形的關係描述如下。首先，當該特定亮度臨界值產生操作所產生之該亮度誤差值未落入一預定數值範圍，且於該特定亮度臨界值產生操作之前之至少一亮度臨界值產生操作所產生之該亮度誤差值落入該預定數值範圍，則調整該亮度逼近值(此係對應於第5圖所示之狀態機500由狀態B轉換至狀態A所進行之該亮度逼近值調整)；再者，當該特定亮度臨界值產生操作所產生之該亮度誤差值落入一預定數值範圍，且於該特定亮度臨界值產生操作之前對應一預定次數之連續複數次亮度臨界值產生操作所分別產生之亮度誤差值均落入該預定數值範圍，則調整該亮度逼近值(此係對應於第5圖所示之狀態機500由狀態B轉換至狀態C所進行之該亮度逼近值調整)；以及當該特定亮度臨界值產生操作所產生之該亮度誤差值未落入一預定數值範圍，且於該特定亮度臨界值產生操作之前對應一預定次數之連續複數次亮度臨界值產生操作所分別產生之亮度誤差值均未落入該預定數值範圍，則調整該亮度逼近值(此係對應於第5圖所示之狀態機500由狀態D轉換至狀態A所進行之該亮度逼近值調整)。透過這三種情形的描述，說明了本發明特徵：待該總亮度值趨於穩定時，調整該亮度逼近值，使該亮度臨界值能反應出該總亮度值的變化。請注意，在不違背本發明精神下，任何以此概念為基礎之設計變化，皆屬本發明之範疇。從整體上來說，本發明之亮度臨界值之產生係由第4圖所示之亮度逼近值調整模組450所產生與調整之該亮度逼近值來提供一個接近於當前的總亮度值數值水平，再藉由鎖相迴路模組410來對該總亮度值與該亮度臨界值之間的誤差進行微調，使本發明所取得之亮度臨界值更能完全反應出背景模型改變的狀態。

藉由上述實施例的清楚說明，本發明的方法可以更明確地歸納如下。本發明的方法為：分別對位於複數個影像畫面中之該影像區域進行複數次亮度臨界值產生操作，其中，每一次亮度臨界值產生操作包含有以下步驟：依據該複數個像素所對應之該複數個亮度值來產生對應於該影像區域之一總亮度值；將該總亮度值與一暫存器中所暫存之一目前亮度臨界值相減來產生一亮度誤差值；將該亮度誤差值進行一特定濾波處理來產生一濾波後亮度誤差值；對該濾波後亮度誤差值進行累加，並產生一累加結果；以及依據該累加結果與一亮度逼近值來更新該暫存器中所暫存之該目前亮度臨界值。每一次亮度臨界值產生操作的流程圖請參見第6圖。關於亮度臨界值產生操作中每個步驟的說明已於上述內容中搭配本發明之裝置清楚描述，為了說明書簡潔起見，故在此便不多作說明。

總結來說，於移動偵測實際上面對的情形中，並非所有的總亮度值變化皆關係於影像區域中之背景模型的改變，因此，為了能有效排除非背景模型的改變或其它的雜訊干擾所造成之總亮度值變化，本發明所提出之方法與裝置著重在於對這些情形所造成的總亮度值變化免疫，因此於本發明之一實施例中，設計一種狀態機來延緩鎖相迴路對於總亮度值變化的反應，而透過此一精心設計，本發明可確保總亮度值的變化係由背景模型的改變所造成。然而，在不違背本發明之精神下，以其它非狀態機的形式來達成延緩鎖相迴路對於總亮度值變化的反應亦是可行的，而這些設計變化均屬本發明之範疇。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

400．．．裝置

410．．．鎖相迴路模組

411．．．總亮度值運算單元

412．．．總亮度值暫存單元

414．．．誤差計算單元

416．．．特定濾波單元

417．．．累加單元

110~140、610~650．．．步驟

418．．．亮度逼近值暫存單元

419．．．更新處理單元

420．．．輸出暫存單元

450．．．亮度逼近值調整模組

451．．．調整判斷單元

453．．．運算單元

455．．．暫存單元

第1圖係習知移動偵測方法的流程圖。

第2圖係本發明取得亮度臨界值之一實施例的計算示意圖。

第3A圖係影像區域之不同總亮度值變化類型的示意圖。

第3B圖係針對第3A圖所示之不同總亮度值變化類型所取得之不同亮度臨界值的示意圖。

第4圖係本發明裝置之一實施例的方塊示意圖。

第5圖係第4圖之調整判斷單元所採用之狀態機之一實施例的示意圖。

第6圖係本發明方法之一實施例的示意圖。

400．．．裝置

410．．．鎖相迴路模組

412．．．總亮度值暫存單元

414．．．誤差計算單元

416．．．特定濾波單元

417．．．累加單元

418．．．亮度逼近值暫存單元

419．．．更新處理單元

420．．．輸出暫存單元

450．．．亮度逼近值調整模組

451．．．調整判斷單元

453．．．運算單元

455．．．暫存單元

Claims (20)

1. 一種決定一影像區域之一亮度臨界值的方法，該影像區域包含有複數個像素，每一像素係分別對應一亮度值，該方法包含有：分別對位於複數個影像畫面中之該影像區域進行複數次亮度臨界值產生操作，其中每一次亮度臨界值產生操作包含有：依據該複數個像素所對應之該複數個亮度值來產生對應於該影像區域之一總亮度值；將該總亮度值與一暫存器中所暫存之一目前亮度臨界值相減，產生一亮度誤差值；將該亮度誤差值進行一特定濾波處理，產生一濾波後亮度誤差值；對該濾波後亮度誤差值進行累加，並產生一累加結果；以及依據該累加結果與一亮度逼近值來更新該暫存器中所暫存之該目前亮度臨界值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該特定濾波處理係為一低通濾波處理。
3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其另包含有：針對該複數次亮度臨界值產生操作之中一特定亮度臨界值產生操作所產生之該亮度誤差值來判斷是否要對該亮度逼近值進行調整。
4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中判斷是否要對該亮度逼近值進行調整的步驟包含有：當該特定亮度臨界值產生操作所產生之該亮度誤差值未落入一預定數值範圍，且於該特定亮度臨界值產生操作之前之至少一亮度臨界值產生操作所產生之該亮度誤差值落入該預定數值範圍，則調整該亮度逼近值。
5. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中判斷是否要對該亮度逼近值進行調整的步驟包含有：當該特定亮度臨界值產生操作所產生之該亮度誤差值落入一預定數值範圍，且於該特定亮度臨界值產生操作之前對應一預定次數之連續複數次亮度臨界值產生操作所分別產生之亮度誤差值均落入該預定數值範圍，則調整該亮度逼近值。
6. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中判斷是否要對該亮度逼近值進行調整的步驟包含有：當該特定亮度臨界值產生操作所產生之該亮度誤差值未落入一預定數值範圍，且於該特定亮度臨界值產生操作之前對應一預定次數之連續複數次亮度臨界值產生操作所分別產生之亮度誤差值均未落入該預定數值範圍，則調整該亮度逼近值。
7. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中每一次亮度臨界值產生操作另包含有：對該總亮度值與前一次亮度臨界值產生操作所產生之一亮度運算值進行一特定運算來產生一運算結果以更新該亮度運算值；該方法另包含有：當依據該特定亮度臨界值產生操作所產生之該亮度誤差值而判斷要對該亮度逼近值進行調整，使用該運算結果來更新該亮度逼近值，並重置該亮度運算值。
8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該特定運算係為一平均運算。
9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其另包含有：對第一次亮度臨界值產生操作所產生之總亮度值進行一特定運算來決定該亮度逼近值之一初始值。
10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該特定運算係為一平均運算，以及該初始值係為一亮度平均值。
11. 一種決定一影像區域之一亮度臨界值的裝置，該影像區域包含有複數個像素，每一像素係分別對應一亮度值，該裝置係分別對位於複數個影像畫面中之該影像區域進行複數次亮度臨界值產生操作，該裝置包含有：一總亮度值運算單元，用以於每一次亮度臨界值產生操作中，依據該複數個像素所對應之該複數個亮度值而產生對應於該影像區域的一總亮度值；一總亮度值暫存單元，耦接於該總亮度值運算單元，用以暫存該總亮度值運算單元所產生之該總亮度值；一誤差計算單元，耦接於總亮度值暫存單元，用以將該總亮度值與一輸出暫存單元中所暫存之一目前亮度臨界值相減，產生一亮度誤差值；一特定濾波單元，耦接於該誤差計算單元，係用以將該亮度誤差值進行一特定濾波處理，產生一濾波後亮度誤差值；一累加單元，耦接於特定濾波單元，用以對該濾波後亮度誤差值進行累加，並產生一累加結果；以及一更新處理單元，耦接於該累加單元，依據該累加結果與一亮度逼近值來更新暫存於該輸出暫存單元之該目前亮度臨界值；以及一輸出暫存單元，耦接該更新處理單元，用於暫存該裝置於每次亮度臨界值產生操作中所產生之該目前亮度臨界值。
12. 如申請專利範圍第11項所述之裝置，其中該特定濾波單元係為一低通濾波器。
13. 如申請專利範圍第11項所述之裝置，其另包含有：一亮度逼近值輸出模組，耦接於該更新處理單元，用以產生該亮度逼近值至該更新處理單元，並且針對該裝置所進行之該複數次亮度臨界值產生操作之中一特定亮度臨界值產生操作所產生之該亮度誤差值來判斷是否要對該亮度逼近值進行調整。
14. 如申請專利範圍第13項所述之裝置，其中該亮度逼近值輸出模組包含有：一調整判斷單元，用於當該裝置進行之該特定亮度臨界值產生操作所產生之該亮度誤差值未落入一預定數值範圍，且於該裝置進行該特定亮度臨界值產生操作之前所進行之至少一亮度臨界值產生操作所產生之該亮度誤差值落入該預定數值範圍，調整該亮度逼近值。
15. 如申請專利範圍第13項所述之裝置，其中該亮度逼近值輸出模組包含有：一調整判斷單元，用於當該裝置進行之該特定亮度臨界值產生操作所產生之該亮度誤差值落入一預定數值範圍，且於該裝置進行該特定亮度臨界值產生操作之前，該裝置所進行之對應一預定次數之連續複數次亮度臨界值產生操作所分別產生之該亮度誤差值均落入該預定數值範圍，調整該亮度逼近值。
16. 如申請專利範圍第13項所述之裝置，其中該亮度逼近值輸出模組包含有：一調整判斷單元，用於當該裝置進行該特定亮度臨界值產生操作所產生之該亮度誤差值未落入一預定數值範圍，且於該裝置進行該特定亮度臨界值產生操作之前，該裝置所進行之對應一預定次數之連續複數次亮度臨界值產生操作所分別產生之亮度誤差值均未落入該預定數值範圍，調整該亮度逼近值。
17. 如申請專利範圍第13項所述之裝置，其中該亮度逼近值輸出模組另包含有：一特定暫存單元，用以暫存該裝置於每一次亮度臨界值產生操作所產生之一亮度運算值；一特定運算單元，耦接於該總亮度值暫存單元與該特定暫存單元，用以對該總亮度值暫存單元所暫存之該總亮度值與暫存於該特定暫存單元之該亮度運算值進行一特定運算來產生一運算結果，以該更新結果來更新暫存於該特定暫存單元之該亮度運算值；以及該亮度逼近值輸出模組另於依據該裝置所進行之該特定亮度臨界值產生操作所產生之該亮度誤差值而判斷要對該亮度逼近值進行調整時，使用該運算結果來更新該亮度逼近值，並重置該亮度運算值。
18. 如申請專利範圍第17項所述之裝置，其中該特定運算單元係為一平均運算單元，以及該亮度運算值係為一亮度平均值。
19. 如申請專利範圍第11項所述之裝置，其中該亮度逼近值輸出模組另於對第一次亮度臨界值產生操作所產生之總亮度值進行一特定運算來決定該亮度逼近值之一初始值。
20. 如申請專利範圍第19項所述之裝置，其中該特定運算係為一平均運算，以及該初始值係為一亮度平均值。