TWI416950B - 監控方法及其系統 - Google Patents

Description

監控方法及其系統

本揭露係關於一種監控方法及其系統。

光學攝影/攝像裝置已普遍應用於保全監控系統。然而光學攝影/攝像裝置並無法預先提供可能攜帶武器或其他違禁品之資訊，以致無法對於潛在攜帶違禁品之人物進行有效地監控與預警。圖1例示一攜帶手槍102之潛在危險人物101，然以一般可見光之光學攝影/攝像裝置並無法取得該手槍之相關資訊。因此在機場或一些重要設施之出入口往往須應用金屬探測器進行偵測金屬違禁品之補強工作。然而現今金屬探測器因靈敏度的設定範圍不易，當靈敏度設定過高時容易誤判硬幣、鑰匙等為違禁品，而當靈敏度設定過低時則常常會漏失檢測出真正的違禁品，造成維安的漏洞。一般現有之解決方法為要求被檢測者把身上金屬物品交出，這不僅費時且造成被檢測者的不便。

毫米波成像系統與目前市面上其他非光學成像系統比較，毫米波具有比紅外線成像更好的穿透性，也不會有X-ray的危險性，因此非常適合用於探測隱藏人體衣物下的違禁品。美國第6,791,487號專利揭示一毫米波成像系統，其中包括了主動式及被動式兩種成像方式。主動式成像方式係收集從發射端照射物體後的反射波並藉以成像，被動式成像則由物體本身黑體輻射得到所需成像資訊，其目的皆是為了得到對目標物更多的資訊以做到更精確的成像分析。然而該系統並無任何有關光學成像的設備，以至於無法得到違禁品攜帶者的光學影像資料。該攜帶違禁品人員一旦離開毫米波成像區域後，監控人員可能無法尋得此人員並進行後續處理動作。

本揭露為一種結合毫米波與光學成像感測器之監控方法及其系統，其可透過毫米波攝影/攝像裝置預先偵測到違禁品，隨後觸發光學攝影/攝像裝置進行潛在可疑人物之攝影/攝像以取得該可疑人物的真實臉孔以及身材特徵。因此，可避免當攜帶違禁品人員一旦離開毫米波成像區域後，監控人員可能無法尋得此人員之情況，進而節省後端監控的人力與提升監控可靠度。

本揭露之一實施範例揭示一種監控方法，其包含：使用一毫米波成像裝置取得一毫米波影像，其中該毫米波影像為一二維影像或一三維影像；對於該毫米波影像執行一處理判斷程序；根據該處理判斷程序之一比對結果啟動一光學成像裝置；以及使用該光學成像裝置取得一光學影像。該處理判斷程序包含：檢測及強化該毫米波影像邊緣以取得一輪廓影像；擷取該輪廓影像之複數個特徵點；以及比對該複數個特徵點並產生該比對結果。

本揭露之另一實施範例揭示一種監控系統，其包含一毫米波成像裝置、一光學成像裝置、一資料儲存裝置、一影像處理單元、一智能判斷單元及一觸發單元。該毫米波成像裝置被建構以取得至少一毫米波影像，其中該毫米波成像裝置係以主動式成像方式或以被動式成像方式取得該至少一毫米波影像。該光學成像裝置被建構以取得至少一光學影像，其中該光學成像裝置為一可見光光學成像裝置或一紅外線光學成像裝置。資料儲存裝置被建構以儲存至少一待偵測目標資料及該至少一光學影像。該影像處理單元，被建構以檢測及強化該至少一毫米波影像邊緣以取得至少一輪廓影像及擷取該至少一輪廓影像之複數個特徵點。該智能判斷單元，被建構以根據該至少一待偵測目標資料比對該複數個特徵點並產生一比對結果。該觸發單元被建構以根據該比對結果啟動該光學成像裝置。

上文已經概略地敍述本揭露之技術特徵，俾使下文之本揭露詳細描述得以獲得較佳瞭解。構成本揭露之申請專利範圍標的之其它技術特徵將描述於下文。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應可瞭解，下文揭示之概念與特定實施範例可作為基礎而相當輕易地予以修改或設計其它結構或製程而實現與本揭露相同之目的。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者亦應可瞭解，這類等效的建構並無法脫離後附之申請專利範圍所提出之本揭露的精神和範圍。

圖2例示本揭露之一實施範例之監控方法之流程圖。在步驟S201中，啟動一監控流程。在步驟S202中，使用一毫米波成像裝置取得一毫米波影像。該毫米波成像裝置可使用主動式成像方式或以被動式成像方式取得該毫米波影像。主動式毫米波成像是由偵測端(天線)發射毫米波，藉由收集毫米波照射一待測物體所反射回來的能量大小，並計算其空間座標以取得該待測物體之毫米波影像。被動式毫米波成像則是藉由收集待測物體所發出之毫米波進行成像。該毫米波成像裝置之訊號發射頻率範圍約為30-300GHz。該毫米波影像可為一二維影像或一三維影像。在步驟S203中，對於該毫米波影像執行一處理判斷程序。在步驟S204中，判斷該毫米波影像是否為待偵測目標。若否，則回到步驟S202。若是，則在步驟S205中啟動一光學成像裝置。該光學成像裝置為一可見光光學成像裝置或一紅外線光學成像裝置，但本揭露不以此為限。在步驟S206中，使用該光學成像裝置取得一光學影像。在步驟S207中，儲存該光學影像至該資料儲存裝置。在步驟S208中，判斷本監控流程是否繼續。若是，則重複步驟S202-S208。若否，則在步驟S209結束本監控流程。

根據本揭露之一實施範例，圖3例示步驟S203之詳細步驟。在步驟S301中，檢測該毫米波影像之影像邊緣。在步驟S302中，強化該毫米波影像之影像邊緣以取得至少一輪廓影像。在步驟S303中，分別擷取該些輪廓影像之複數個特徵點。在步驟S304中，根據一資料儲存裝置之儲存資料比對該複數個特徵點並產生一比對結果。本領域熟悉該項技術者可以瞭解，該資料儲存裝置之儲存資料包含使用者預先儲存之至少一待偵測目標之特徵點資料(例如，各類手槍之特徵點資料)。

根據本揭露之一實施範例，圖4A例示一受測者之體型輪廓影像，圖4B例示該受測者所攜帶之違禁物品(手槍)之輪廓影像。

根據本揭露之一實施範例，圖5A例示該體型輪廓影像之複數個特徵點，圖5B例示違禁物品(手槍)之複數個特徵點。

圖6例示本揭露之另一實施範例之監控系統600。監控系統600包含一毫米波成像裝置601、一影像處理單元602、一智能判斷單元603、一觸發單元604、一光學成像裝置605、一資料儲存單元606及一影像顯示裝置607。毫米波成像裝置601被建構以取得至少一毫米波影像。該毫米波影像為一二維影像或一三維影像。該毫米波成像裝置601之訊號發射頻率範圍約為30-300GHz，並以主動式成像方式或以被動式成像方式取得該至少一毫米波影像。影像處理單元602被建構以檢測及強化該至少一毫米波影像邊緣，用以取得至少一輪廓影像及擷取該至少一輪廓影像之複數個特徵點。智能判斷單元603被建構以根據至少一待偵測目標資料比對該複數個特徵點，並產生一比對結果。觸發單元604被建構以根據該比對結果啟動該光學成像裝置605。光學成像裝置605被建構以取得至少一光學影像，其可為一可見光光學成像裝置或一紅外線光學成像裝置，但本揭露不以此為限。資料儲存裝置606被建構以儲存該至少一待偵測目標資料及該至少一光學影像。影像顯示裝置607被建構以顯示該至少一毫米波影像或該至少一光學影像。根據本揭露之一實施範例，影像顯示裝置607所顯示之資訊可以有線或無線方式傳至一遠端監控系統，由遠端監控系統做出適當的反應，提高所監控區域的安全。上述之影像處理單元602、智能判斷單元603及觸發單元604可以軟體實現、硬體實現、含單一處理器或多處理器之平台上實現之其中一種方式來實現。

根據本揭露之一實施範例，圖7例示毫米波成像裝置601之組成方塊圖。毫米波成像裝置601包含一天線陣列701、一開關電路702、一射頻前端模組703、一類比數位轉換器704、一緩衝記憶體705及一數位訊號處理器706。毫米波成像裝置601之成像可藉由天線數位波束合成或是天線真實孔徑照射來達到。天線陣列701之操作方式可以電子式開關電路702控制。若毫米波成像裝置601僅具備有限天線數量，則亦可機械式移動天線以掃描方式完成取像。當毫米波成像裝置601操作於主動式成像模式時，毫米波波源係由射頻前端模組703產生，藉由天線發射電磁波後收集待偵測區域不同物品的反射波能量大小(若為被動式成像模式時，則直接收集待偵測區域不同物品所輻射之毫米波)。該反射波藉由射頻前端模組703降到適當的頻率後，使用類比數位轉換器704取樣，並將處理之訊號置放於緩衝記憶體705中。待所有反射波訊號接收完成後，數位訊號處裡器706對緩衝記憶體705中之訊號做重新組合並做相位調整後，即可得到待測目標之毫米波影像。上述之射頻前端模組703可採用連續波模式設計或採用脈衝波模式設計，其使用之天線701為駐波(standing)天線、行波(traveling)天線或微波反射天線，但本揭露不以此為限。

根據本揭露之一實施範例，圖8例示光學成像裝置605之組成方塊圖。光學成像裝置605包含一光學鏡頭801、一光學感測器802、一數值化器803、一緩衝記憶體804及一數位影像處理器805。一後端控制系統可藉由光學鏡頭801對目標物進行特寫放大。該光學鏡頭801係採用玻璃鏡片、塑膠鏡片或玻塑混合鏡片，但本揭露不以此為限。該光學感測器802感測通過光學鏡頭801之光學訊號。該光學感測器802可為光電耦合元件(Charge Coupled Device)感測器或互補式金屬氧化半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor)感測器，但本揭露不以此為限。數值化器803對此光學訊號作量化取樣，得到數位光學訊號資料後存放於緩衝記憶體804上，再經由數位影像處理805後處理後即可得取得待測目標之光學影像。

本揭露之監控系統可應用於任何需警戒區域，如銀行、百貨超商、學校、海關、賭場以及遊樂場所等，但本揭露不以此為限。本揭露之監控系統可裝配於需要安全防護場所之門上，可先就大範圍的人員進行過濾。本揭露之監控系統亦可配置於櫃檯等被偵測者需要短時間停留之區域，其可提供更準確之偵測結果，提升整體安全性。以上此兩種應用情境可以有監控者操作或無人自主智慧性判斷，進行違禁品偵測與人物攝影/攝像。此外，本揭露之監控系統亦可將此監控系統裝配在人員必須經過的走道上，並以不同角度、不同方向照射，提供更全方位的保護。前述列舉僅為可能之實施情況，但本揭露不以此為限。

本揭露之技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本揭露之教示及揭示而作種種不背離本揭露精神之替換及修飾。因此，本揭露之保護範圍應不限於實施範例所揭示者，而應包括各種不背離本揭露之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。

101．．．潛在危險人物

102．．．手槍

S201-S209．．．步驟

S301-S304．．．步驟

601．．．毫米波成像裝置

602．．．影像處理單元

603．．．智能判斷單元

604．．．觸發單元

605．．．光學成像裝置

606．．．資料儲存單元

607．．．影像顯示裝置

701．．．天線陣列

702．．．開關電路

703．．．射頻前端模組

704．．．類比數位轉換器

705、804．．．緩衝記憶體

706．．．數位訊號處理器

801．．．光學鏡頭

802．．．光學感測器

803．．．數值化器

805．．．數位影像處理器

圖1例示一攜帶手槍之潛在危險人物；

圖2例示本揭露之一實施範例之監控方法之流程圖；

圖3例示步驟S203之詳細步驟；

圖4A例示一受測者之體型輪廓影像；

圖4B例示一受測者所攜帶之違禁物品(手槍)之輪廓影像；

圖5A例示一體型輪廓影像之複數個特徵點；

圖5B例示一違禁物品之複數個特徵點；

圖6例示本揭露之另一實施範例之監控系統；

圖7例示一毫米波成像裝置之組成方塊圖；以及

圖8例示例示一光學成像裝置之組成方塊圖。

S201-S209．．．步驟

Claims (16)

1. 一種監控方法，包含：使用一毫米波成像裝置取得一毫米波影像；對於該毫米波影像執行一處理判斷程序，其中該處理判斷程序另包含：檢測及強化該毫米波影像邊緣以取得一輪廓影像；擷取該輪廓影像之複數個特徵點；以及比對該複數個特徵點並產生該比對結果；其中係根據一資料儲存裝置之儲存資料比對該複數個特徵點；根據該處理判斷程序之一比對結果啟動一光學成像裝置；以及使用該光學成像裝置取得一光學影像。
2. 根據請求項1所述之方法，其另包含儲存該光學影像之步驟。
3. 根據請求項1所述之方法，其中該毫米波成像裝置係以主動式成像方式或以被動式成像方式取得該毫米波影像。
4. 根據請求項1所述之方法，其中該毫米波成像裝置之訊號發射頻率範圍約為30-300GHz。
5. 根據請求項1所述之方法，其中該毫米波影像為一二維影像或一三維影像。
6. 根據請求項1所述之方法，其中該光學成像裝置為一可見光光學成像裝置或一紅外線光學成像裝置。
7. 一種監控系統，包含：一毫米波成像裝置，被建構以取得至少一毫米波影像； 一光學成像裝置，被建構以取得至少一光學影像；一資料儲存裝置，被建構以儲存至少一待偵測目標資料及該至少一光學影像；一影像處理單元，被建構以檢測及強化該至少一毫米波影像邊緣，用以取得至少一輪廓影像及擷取該至少一輪廓影像之複數個特徵點；一智能判斷單元，被建構以根據該至少一待偵測目標資料比對該複數個特徵點，並藉以產生一比對結果；一觸發單元，被建構以根據該比對結果啟動該光學成像裝置；以及一影像顯示裝置，被建構以顯示該至少一毫米波影像或該至少一光學影像。
8. 根據請求項7所述之系統，其中該毫米波成像裝置係以主動式或被動式成像方式取得該至少一毫米波影像。
9. 根據請求項7所述之系統，其中該毫米波成像裝置之訊號發射頻率範圍約為30-300GHz。
10. 根據請求項7所述之系統，其中該毫米波成像裝置之射頻前端模組係採用連續波模式設計或採用脈衝波模式設計。
11. 根據請求項7所述之系統，其中該毫米波成像裝置之天線為駐波天線、行波天線或微波反射天線。
12. 根據請求項7所述之系統，其中該毫米波影像為一二維影像或一三維影像。
13. 根據請求項7所述之系統，其中該光學成像裝置為一可見光光學成像裝置或一紅外線光學成像裝置。
14. 根據請求項7所述之系統，其中該光學成像裝置係採用光 電耦合元件感測器或互補式金屬氧化半導體感測器以取該至少一光學影像。
15. 根據請求項7所述之系統，其中該光學成像裝置之光學鏡頭係採用玻璃鏡片、塑膠鏡片或玻塑混合鏡片。
16. 根據請求項7所述之系統，其中該影像處理單元、智能判斷單元及觸發單元係以軟體實現、硬體實現、含單一處理器或多處理器之平台上實現之其中一種方式來實現。