TWI613618B - 透過影像向量分析以取得一運動區域之系統及其方法 - Google Patents

Description

透過影像向量分析以取得一運動區域之系統及其方法

本發明是有關於一種透過影像向量分析以取得一運動區域之系統及其方法，且特別是有關於一種透過影像向量分析前景與背景影像以取得一運動區域之系統及其方法。

影像監控系統可用於居家、社區環境、工作場所及公共場所等區域的管理，用以監控人員進出狀況，以達到保全或門禁控制等遠端遙控功能。安全監控為影像監控系統的一種應用類型，管理人員可透過影像監控系統，即時監控特定區域內的出入人員，以防止外人入侵。

一般影像監控系統是由前端攝影設備(例如：攝影機)、傳輸設備(例如：電纜、無線傳輸模組或網路通訊模組等)以及後端控制顯示設備(例如：電腦主機及顯示器等)共同組成。其中前端攝影設備擷取影像資訊，經由傳輸設備將影像資訊傳送至後端控制顯示設備作畫面顯示，管理人員透過後端控制顯示設備監控顯示畫面、控制前端監視設備，以及對影像資訊進行影像儲存等處理。

上述影像監控系統需要透過後端控制顯示設備，方 可對前端監視設備進行控制及完成影像處理工作，不僅系統硬體佔據不少空間，而且系統架構複雜不易維護，影像拍攝角度不易調整，而使多數民眾無法體驗此技術所帶來的效益。

本發明提供一種透過影像向量分析以取得一運動區域之系統及其方法，利用影像處理技術偵測畫面上較頻繁變動的地方，以提高判定為通道等較容易有人員移動的區塊的便利性。

本發明提出一種透過影像向量分析以取得一運動區域之系統，包括一影像擷取單元及一處理單元。影像擷取單元係取得數張連續影像，處理單元包括一運動向量分析模組、一背景判斷模組及一控制訊號產生模組，其中，運動向量分析模組取得該些連續影像的一向量變化值，背景判斷模組依據向量變化值取得一背景影像，控制訊號產生模組依據向量變化值產生一控制訊號以控制影像擷取單元。

在本發明之一實施例中，上述之該些連續影像分為複數影像區塊，各該複數影像區塊包含一影像特徵向量及一座標，影像區塊包含應用一背景減法技術而取得影像特徵向量，其中背景減法技術係包含識別出影像區塊中一前景影像資訊與一背景影像資訊，此外，影像特徵向量係利用一影像特徵向量運算，影像特徵向量運算包含前景影像資訊。

在本發明之一實施例中，上述之處理單元更包括一影像轉換模組，以將該些連續影像轉換為一二值化影像。

本發明提出一種亦提出一種透過影像向量分析以取得一運動區域之方法，包括：透過一影像擷取單元取得數張連續影像；利用一處理單元之一運動向量分析模組取得該些連續影像的一向量變化值；依據向量變化值使一背景判斷模組取得一背景影像；將一目前影像與背景影像比對，以判斷向量變化值是否超出一預設值；以及利用一控制訊號產生模組依據向量變化值產生一控制訊號以控制影像擷取單元。

在本發明之一實施例中，上述之利用一處理單元之一運動向量分析模組取得該些連續影像的一向量變化值之步驟中，更包括：應用一背景減法技術取得該些連續影像之一影像特徵向量。

在本發明之一實施例中，更包括：利用背景減法技術識別出影像區塊中一前景影像資訊與一背景影像資訊，其中影像特徵向量係利用一影像特徵向量運算，影像特徵向量運算包含該前景影像資訊。

在本發明之一實施例中，上述之將一目前影像與該背景影像比對，以判斷該向量變化值是否超出一預設值之步驟中，更包括：當向量變化值超出一預設值時，透過一影像轉換模組產生一二值化影像。

本發明具備自動學習的特性，無需使用者進行任何操作與設定，便可依時間自動判斷出影像內各區域的辨識優先權，讓機器的效能能夠集中花費在較易觸發事件的區域，藉此以 集中特定區域影像辨識頻率，提高IP Camera的監控應用價值，提醒使用者可能較危險的影像區域。

110‧‧‧影像擷取單元

120‧‧‧處理單元

130‧‧‧運動向量分析模組

140‧‧‧背景判斷模組

150‧‧‧影像轉換模組

160‧‧‧控制訊號產生模組

S210~S250‧‧‧步驟流程

S310~S320‧‧‧步驟流程

S410~S430‧‧‧步驟流程

圖1是本發明的系統元件方塊圖。

圖2是依照圖1之步驟流程圖。

圖3~圖4是圖2之細部流程圖。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

請同時參閱圖1~圖4，圖1是本發明的系統元件方塊圖。圖2是依照圖1之步驟流程圖。圖3~圖4是圖2之細部流程圖。

在圖1中，透過影像向量分析以取得一運動區域之系統，包括一影像擷取單元110及一處理單元120，其中，處理單元120包括一運動向量分析模組130、一背景判斷模組140、一影像轉換模組150及一控制訊號產生模組160。

影像擷取單元110係取得數張連續影像(步驟S210)，運動向量分析模組130取得該些連續影像的一向量變化值(步驟S220)，背景判斷模組140依據向量變化值取得一背景影像(步驟S230)。

在步驟S230中，更進一步來說，可利用背景減法技術識別出影像區塊中一前景影像資訊與一背景影像資訊，其中影像特徵向量係利用一影像特徵向量運算，影像特徵向量運算包含該前景影像資訊。

接著，將一目前影像與背景影像比對，判斷向量變化值是否超出一預設值(步驟S240)，若是，則透過影像轉換模組150產生一二值化影像(步驟S241)，並根據此影像對每個點的權重進行調整，若否則由控制訊號產生模組依據向量變化值產生一控制訊號以控制影像擷取單元(步驟S250)。

於本實施例中，由透過影像比對(步驟S310)、判斷是否超出一預設值(步驟S320)及產生一二值化影像(步驟S330)的過程，可以藉此對每個連續影像中的複數影像區塊所包含一影像特徵向量及一座標，作為調整的依據。

更進一步來說，影像區塊包含應用一背景減法技術而取得影像特徵向量，其中背景減法技術係包含識別出影像區塊中一前景影像資訊與一背景影像資訊，前景影像資訊是指向量變化值超出一預設值的區塊部分，背景影像資訊則是指向量變化值不超出一預設值的區塊部分。因此，當背景影像資訊的向量變化值超出預設值時，就必須藉由產生的二值化影像作為調整的依據。

如上所述，在圖4中，要判斷是否為靜止背景(步驟S410)時，即是以背景影像資訊的向量變化值作為依據，當向量變化值小於預設值時，即判斷為是，而進行檢測運動物體(步 驟S420)，當運動物體通過時，會使向量變化值大於預設值，即為前景影像資訊，最後將運動物體會通過的通道部分列為警示區域(步驟S430)，使控制訊號產生模組所產生的控制訊號，控制影像擷取單元加強記錄警示區域。

綜上所述，本發明具備自動學習的特性，無需使用者進行任何操作與設定，便可依時間自動判斷出影像內各區域的辨識優先權，讓機器的效能能夠集中花費在較易觸發事件的區域，藉此以集中特定區域影像辨識頻率，提高IP Camera的監控應用價值，提醒使用者可能較危險的影像區域。

雖然本發明以前述實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，所作更動與潤飾之等效替換，仍為本發明之專利保護範圍內。

110‧‧‧影像擷取單元

120‧‧‧處理單元

130‧‧‧運動向量分析模組

140‧‧‧背景判斷模組

150‧‧‧影像轉換模組

160‧‧‧控制訊號產生模組

Claims (10)

1. 一種透過影像向量分析以取得一運動區域之系統，包括：一影像擷取單元，係取得數張連續影像；一處理單元，包括：一運動向量分析模組，係取得該些連續影像的一向量變化值，當向量變化值大於預設值時列為一警示區域；一背景判斷模組，依據該向量變化值取得一背景影像；以及一控制訊號產生模組，依據該向量變化值產生一控制訊號以控制該影像擷取單元，並使該影像擷取單元加強記錄該警示區域。
2. 如申請專利範圍第1項所述之透過影像向量分析以取得一運動區域之系統，其中該些連續影像分為複數影像區塊，各該複數影像區塊包含一影像特徵向量及一座標。
3. 如申請專利範圍第2項所述之透過影像向量分析以取得一運動區域之系統，其中該影像區塊包含應用一背景減法技術而取得該影像特徵向量。
4. 如申請專利範圍第3項所述之透過影像向量分析以取得一運動區域之系統，其中該背景減法技術係包含識別出該影像區塊中一前景影像資訊與一背景影像資訊。
5. 如申請專利範圍第2項所述之透過影像向量分析以取得一運動區域之系統，其中該影像特徵向量係利用一影像特徵向量運算，該影像特徵向量運算包含該前景影像資訊。
6. 如申請專利範圍第1項所述之透過影像向量分析以取得一運動區域之系統，其中該處理單元更包括一影像轉換模組，以將該些連續影像轉換為一二值化影像。
7. 一種透過影像向量分析以取得一運動區域之方法，包括：透過一影像擷取單元取得數張連續影像；利用一處理單元之一運動向量分析模組取得該些連續影像的一向量變化值；依據該向量變化值使一背景判斷模組取得一背景影像；將一目前影像與該背景影像比對，以判斷該向量變化值是否超出一預設值，當向量變化值大於預設值時列為一警示區域；以及利用一控制訊號產生模組依據該向量變化值產生一控制訊號以控制該影像擷取單元，並使該影像擷取單元加強記錄該警示區域。
8. 如申請專利範圍第7項所述之透過影像向量分析以取得一運動區域之方法，其中該利用一處理單元之一運動向量分析模組取得該些連續影像的一向量變化值之步驟中，更包括：應用一背景減法技術取得該些連續影像之一影像特徵向量。
9. 如申請專利範圍第8項所述之透過影像向量分析以取得一運動區域之方法，更包括：利用該背景減法技術識別出該影像區塊中一前景影像資訊與一背景影像資訊，其中該影像特徵向量係利用一影像特徵向量 運算，該影像特徵向量運算包含該前景影像資訊。
10. 如申請專利範圍第6項所述之透過影像向量分析以取得一運動區域之方法，其中該將一目前影像與該背景影像比對，以判斷該向量變化值是否超出一預設值之步驟中，更包括：當向量變化值超出一預設值時，透過一影像轉換模組產生一二值化影像。