TWI633501B - 物件計數裝置、物件計數系統及物件計數方法 - Google Patents

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Abstract

一種物件計數裝置，包含一影像擷取單元以及一處理單元。影像擷取單元於一視野範圍內擷取關於一出入口之一影像序列。當影像序列中之一物件通過對應出入口之一出入基準時，處理單元判斷物件之一移動方向。當處理單元判斷物件自出入口之一第一側朝出入口之一第二側移動時，處理單元將物件計入一第一累計總數。當物件離開視野範圍時，處理單元記錄物件之一離開位置。處理單元根據離開位置決定是否將物件計入一第二累計總數。

Description

物件計數裝置、物件計數系統及物件計數方法
本發明關於一種物件計數裝置、物件計數系統及物件計數方法，尤指一種根據物件之移動方向來決定對物件進行計數之時間點之物件計數裝置、物件計數系統及物件計數方法。
隨著大數據時代的來臨，利用客觀數據的分析，來檢討或提高某場所的服務品質與經營效率，已經成為愈來愈重要的趨勢。許多場所也透過攝影機來追蹤顧客，以統計進出顧客人數。尤其當有些商品放在商店之出入口附近時，自出入口進入與離開的顧客計算的時間點應不相同，以增加商店對於進出顧客人數的統計正確性。此外，對於公共運輸工具（例如，公車）而言，自出入口進入與離開的顧客計算的時間點也應不相同，以增加公共運輸工具對於進出顧客人數的統計正確性。
本發明的目的之一在於提供一種根據物件之移動方向來決定對物件進行計數之時間點之物件計數裝置、物件計數系統及物件計數方法，以解決上述問題。
根據一實施例，本發明之物件計數裝置包含一影像擷取單元以及一處理單元。影像擷取單元於一視野範圍內擷取關於一出入口之一影像序列。處理單元電性連接於影像擷取單元。當影像序列中之一物件通過對應出入口之一出入基準時，處理單元判斷物件之一移動方向。當處理單元判斷物件自出入口之一第一側朝出入口之一第二側移動時，處理單元將物件計入一第一累計總數。當物件離開視野範圍時，處理單元記錄物件之一離開位置。處理單元根據離開位置決定是否將物件計入一第二累計總數。
根據另一實施例，本發明之物件計數系統包含複數個上述之物件計數裝置以及一主機。主機與物件計數裝置形成通訊。主機自物件計數裝置接收複數個第一累計總數以及複數個第二累計總數，計算第一累計總數之一第一總和，且計算第二累計總數之一第二總和。
根據另一實施例，本發明之物件計數方法包含下列步驟：於一視野範圍內擷取關於一出入口之一影像序列；當影像序列中之一物件通過對應出入口之一出入基準時，判斷物件之一移動方向；當判斷物件自出入口之一第一側朝出入口之一第二側移動時，將物件計入一第一累計總數；當物件離開視野範圍時，記錄物件之一離開位置；以及根據離開位置決定是否將物件計入一第二累計總數。
綜上所述，當影像序列中之物件通過對應出入口之出入基準時，本發明係先判斷物件之移動方向，再根據物件之移動方向來決定對物件進行計數之時間點。藉此，即可有效增加特定場所（例如，商店、公共運輸工具等）對於進出顧客人數的統計正確性。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
請參閱第1圖以及第2圖，第1圖為根據本發明一實施例之物件計數裝置10的功能方塊圖，第2圖為第1圖中的物件計數裝置10設置於場所30之出入口300處的示意圖。
如第1圖所示，物件計數裝置10包含一影像擷取單元100以及一處理單元102，其中處理單元102電性連接於影像擷取單元100。於此實施例中，物件計數裝置10可為攝影機。於實際應用中，影像擷取單元100可為電荷耦合元件（Charge-coupled Device，CCD）感測器或互補式金屬氧化半導體（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS）感測器；處理單元102可為具有資料處理/運算功能之處理器或控制器。一般而言，物件計數裝置10中還會設有運作時必要的軟硬體元件，如電路板、電源供應器、應用程式、通訊模組、鏡頭等，視實際應用而定。
如第2圖所示，可將物件計數裝置10架設於場所30的出入口300處，以於物件計數裝置10之一視野範圍FOV內擷取關於出入口300之一影像序列。於實際應用中，場所30可為商店、公共運輸工具或其它需統計進出物件總數之場所。此外，出入口300處定義一出入基準302。於此實施例中，出入基準302為一分界線，但不以此為限。再者，出入口300之相對二側定義為一第一側S1以及一第二側S2。於此實施例中，出入口300之第一側S1為場所30之外側，且出入口300之第二側S2為場所30之內側。然而，於另一實施例中，出入口300之第一側S1亦可為場所30之內側，且出入口300之第二側S2亦可為場所30之外側，視實際應用而定。
請參閱第3圖至第7圖，第3圖為根據本發明一實施例之物件計數方法的流程圖，第4圖為物件5相對出入口300移動的示意圖，第5圖為物件5相對出入口300移動的另一示意圖，第6圖為物件5相對出入口300移動的另一示意圖，第7圖為物件5相對出入口300移動的另一示意圖。第3圖中的物件計數方法適用於第1圖中的物件計數裝置10。
在以物件計數裝置10執行物件計數方法時，首先，由影像擷取單元100於視野範圍FOV內擷取關於出入口300之影像序列（第3圖中的步驟S10）。於此實施例中，在擷取影像序列後，處理單元102會藉由影像分析技術分析影像序列，以判斷影像序列中是否存在物件（例如，人、動物或其它物件）。若影像序列中存在物件，則處理單元102可藉由影像分析技術進一步分析物件於影像序列中之移動軌跡與位置。如第4圖至第7圖所示，當物件5進入視野範圍FOV時，處理單元102即會記錄物件5之一進入位置P1（第3圖中的步驟S12）。
當影像序列中之物件5於視野範圍FOV內第一次通過對應出入口300之出入基準302時，處理單元102會判斷物件5之一移動方向（第3圖中的步驟S14）。如第4圖與第5圖所示，當影像序列中之物件5於視野範圍FOV內第一次通過對應出入口300之出入基準302時，處理單元102判斷物件5之移動方向為自出入口300之第一側S1朝出入口300之第二側S2移動。如第6圖與第7圖所示，當影像序列中之物件5於視野範圍FOV內第一次通過對應出入口300之出入基準302時，處理單元102判斷物件5之移動方向為自出入口300之第二側S2朝出入口300之第一側S1移動。需說明的是，由於出入基準302為分界線，因此，當物件5跨越出入基準302時，即表示物件5通過出入基準302。
如第4圖與第5圖所示，當處理單元102判斷物件5自出入口300之第一側S1朝出入口300之第二側S2移動時，處理單元102即會將物件5計入一第一累計總數且記錄物件5於第二側S2之一目前位置P2（第3圖中的步驟S16）。於此實施例中，由於出入口300之第一側S1為場所30之外側，且出入口300之第二側S2為場所30之內側，表示物件5於視野範圍FOV內第一次通過出入基準302時，係自場所30之外側進入場所30之內側。因此，上述之第一累計總數可為場所30之累計進入總數。
此外，當處理單元102將物件5計入第一累計總數時，處理單元102可標記物件5已計入第一累計總數。因此，當物件5於視野範圍FOV內來回通過出入基準302時，本發明可防止物件5被重複計入第一累計總數。
當物件5離開視野範圍FOV時，處理單元102即會記錄物件5之一離開位置P3（第3圖中的步驟S18）。接著，處理單元102會判斷目前位置P2與離開位置P3是否位於出入基準302之相對二側（第3圖中的步驟S20）。當處理單元102判斷目前位置P2與離開位置P3位於出入基準302之相對二側時，處理單元102即會將物件5計入一第二累計總數（第3圖中的步驟S22）。當處理單元102判斷目前位置P2與離開位置P3位於出入基準302之同一側時，處理單元102則不會將物件5計入第二累計總數（第3圖中的步驟S24）。由於出入口300之第一側S1為場所30之外側，且出入口300之第二側S2為場所30之內側，表示物件5離開第4圖所示之視野範圍FOV時，係自場所30離開。因此，上述之第二累計總數可為場所30之累計離開總數。
如第4圖所示，由於目前位置P2與離開位置P3位於出入基準302之相對二側（亦即，物件5已離開場所30），因此，處理單元102會將物件5計入第二累計總數。另一方面，如第5圖所示，由於目前位置P2與離開位置P3位於出入基準302之同一側（亦即，物件5尚未離開場所30），因此，處理單元102不會將物件5計入第二累計總數。
如第6圖與第7圖所示，當處理單元102判斷物件5自出入口300之第二側S2朝出入口300之第一側S1移動時，處理單元102會判斷進入位置P1與離開位置P3是否位於出入基準302之相對二側（第3圖中的步驟S26）。當處理單元102判斷進入位置P1與離開位置P3位於出入基準302之相對二側時，處理單元102即會將物件5計入第二累計總數（第3圖中的步驟S28）。當處理單元102判斷進入位置P1與離開位置P3位於出入基準302之同一側時，處理單元102則不會將物件5計入第二累計總數（第3圖中的步驟S30）。
如第6圖所示，由於進入位置P1與離開位置P3位於出入基準302之相對二側（亦即，物件5已離開場所30），因此，處理單元102會將物件5計入第二累計總數。另一方面，如第7圖所示，由於進入位置P1與離開位置P3位於出入基準302之同一側（亦即，物件5尚未離開場所30），因此，處理單元102不會將物件5計入第二累計總數。
請參閱第8圖，第8圖為根據本發明另一實施例之物件計數方法的流程圖。第8圖中的物件計數方法亦適用於第1圖中的物件計數裝置10。除了第8圖中的步驟S16'、S20'與第3圖中的步驟S16、S20有所差異外，第8圖與第3圖中的其它步驟大致相同。因此，以下僅針對第8圖中的步驟S16'、S20'搭配第4圖與第5圖進行說明。
如第4圖與第5圖所示，當處理單元102判斷物件5自出入口300之第一側S1朝出入口300之第二側S2移動時，處理單元102即會將物件5計入一第一累計總數（第8圖中的步驟S16'）。換言之，第8圖中的步驟S16'與第3圖中的步驟S16的差異在於，第8圖中的步驟S16'不需記錄物件5於第二側S2之目前位置P2。
當物件5離開視野範圍FOV時，處理單元102即會記錄物件5之離開位置P3（第8圖中的步驟S18）。接著，處理單元102會判斷離開位置P3是否位於出入基準302之第一側S1（第8圖中的步驟S20'）。當處理單元102判斷離開位置P3位於出入基準302之第一側S1時，處理單元102即會將物件5計入第二累計總數（第8圖中的步驟S22）。當處理單元102判斷離開位置P3不位於出入基準302之第一側S1時，處理單元102則不會將物件5計入第二累計總數（第8圖中的步驟S24）。
如第4圖所示，由於離開位置P3位於出入基準302之第一側S1（亦即，物件5已離開場所30），因此，處理單元102會將物件5計入第二累計總數。另一方面，如第5圖所示，由於離開位置P3不位於出入基準302之第一側S1（亦即，離開位置P3位於出入基準302之第二側S2，物件5尚未離開場所30），因此，處理單元102不會將物件5計入第二累計總數。
因此，根據第3圖與第8圖中的物件計數方法，處理單元102係可根據離開位置P3決定是否將物件5計入第二累計總數。
請參閱第9圖，第9圖為根據本發明另一實施例之出入基準302'的示意圖。如第9圖所示，出入基準302'係為一計數通道，亦即出入基準302'涵蓋一特定範圍。出入基準302'所涵蓋之特定範圍可根據實際應用而設定。於此實施例中，出入基準302'可包含兩條邊界L1、L2以及連接邊界L1、L2之第一分界E1與第二分界E2。當物件5經由邊界L1、L2、第一分界E1與第二分界E2的其中任一個進入出入基準302'，處理單元102可將進入位置設定為起始點Pa。當物件5經由邊界L1、L2、第一分界E1與第二分界E2的其中任一個離開出入基準302'，處理單元102可將離開位置設定為終止點Pb。於此實施例中，物件5經由第一分界E1進入出入基準302'，且經由第二分界E2離開出入基準302'。
接著，處理單元102可利用邊界L1、L2定義參考軸Ax。於此實施例中，由於兩條邊界L1、L2平行無交錯，參考軸Ax可定義為任何相交於終止點Pb且實質平行邊界L1、L2的虛擬線。接著，處理單元102計算物件5於出入基準302'中之移動軌跡相對於參考軸Ax的投影長度Lp。此外，處理單元102可以出入基準302'的預設比例長度作為門檻值，例如門檻值可為出入基準302'長度的90%。接著，處理單元102比較投影長度Lp與門檻值。當投影長度Lp大於門檻值時，處理單元102判斷物件5有通過出入基準302'。反之，當投影長度Lp不大於門檻值時，則處理單元102判斷物件5沒有通過出入基準302'。
請參閱第10圖以及第11圖，第10圖為根據本發明另一實施例之物件計數系統1的功能方塊圖，第11圖為第10圖中的複數個物件計數裝置10設置於場所30'之複數個出入口300處的示意圖。
如第10圖所示，物件計數系統1包含複數個上述之物件計數裝置10以及一主機12，其中主機12與物件計數裝置10形成通訊。於此實施例中，主機12可為電腦、伺服器或其它具有資料處理/運算功能之電子裝。此外，主機12與物件計數裝置10可經由有線或無線的方式形成通訊，視實際應用而定。
如第11圖所示，當場所30'具有複數個出入口300時，本發明可將複數個物件計數裝置10分別設置於場所30'之複數個出入口300處。每一個物件計數裝置10皆可藉由上述之物件計數方法對相對出入口300移動的物件進行計數。因此，主機12可自複數個物件計數裝置10接收複數個上述之第一累計總數以及複數個上述之第二累計總數。接著，主機12可計算複數個第一累計總數之一第一總和，且計算複數個第二累計總數之一第二總和，以利用第一總和與第二總和來分析場所30'整體的進出顧客人數的狀況。
綜上所述，當影像序列中之物件通過對應出入口之出入基準時，本發明係先判斷物件之移動方向，再根據物件之移動方向來決定對物件進行計數之時間點。藉此，即可有效增加特定場所（例如，商店、公共運輸工具等）對於進出顧客人數的統計正確性。 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。
1‧‧‧物件計數系統
5‧‧‧物件
10‧‧‧物件計數裝置
12‧‧‧主機
30、30'‧‧‧場所
100‧‧‧影像擷取單元
102‧‧‧處理單元
300‧‧‧出入口
302、302'‧‧‧出入基準
Ax‧‧‧參考軸
E1‧‧‧第一分界
E2‧‧‧第二分界
FOV‧‧‧視野範圍
L1、L2‧‧‧邊界
Lp‧‧‧投影長度
P1‧‧‧進入位置
P2‧‧‧目前位置
P3‧‧‧離開位置
Pa‧‧‧起始點
Pb‧‧‧終止點
S1‧‧‧第一側
S2‧‧‧第二側
S10-S30、S16'、S20'‧‧‧步驟
第1圖為根據本發明一實施例之物件計數裝置的功能方塊圖。 第2圖為第1圖中的物件計數裝置設置於場所之出入口處的示意圖。 第3圖為根據本發明一實施例之物件計數方法的流程圖。 第4圖為物件相對出入口移動的示意圖。 第5圖為物件相對出入口移動的另一示意圖。 第6圖為物件相對出入口移動的另一示意圖。 第7圖為物件相對出入口移動的另一示意圖。 第8圖為根據本發明另一實施例之物件計數方法的流程圖。 第9圖為根據本發明另一實施例之出入基準的示意圖。 第10圖為根據本發明另一實施例之物件計數系統的功能方塊圖。 第11圖為第10圖中的複數個物件計數裝置設置於場所之複數個出入口處的示意圖。

Claims (14)

  1. 一種物件計數裝置，包含： 一影像擷取單元，於一視野範圍內擷取關於一出入口之一影像序列；以及 一處理單元，電性連接於該影像擷取單元，當該影像序列中之一物件通過對應該出入口之一出入基準時，該處理單元判斷該物件之一移動方向，當該處理單元判斷該物件自該出入口之一第一側朝該出入口之一第二側移動時，該處理單元將該物件計入一第一累計總數，當該物件離開該視野範圍時，該處理單元記錄該物件之一離開位置，該處理單元根據該離開位置決定是否將該物件計入一第二累計總數。
  2. 如請求項1所述之物件計數裝置，其中該出入基準為一分界線或一計數通道。
  3. 如請求項1所述之物件計數裝置，其中該處理單元判斷該離開位置是否位於該第一側，當該處理單元判斷該離開位置位於該第一側時，該處理單元將該物件計入該第二累計總數。
  4. 如請求項1所述之物件計數裝置，其中當該處理單元判斷該物件自該出入口之該第一側朝該出入口之該第二側移動時，該處理單元記錄該物件於該第二側之一目前位置，該處理單元判斷該目前位置與該離開位置是否位於該出入基準之相對二側，當該處理單元判斷該目前位置與該離開位置位於該出入基準之相對二側時，該處理單元將該物件計入該第二累計總數。
  5. 如請求項1所述之物件計數裝置，其中當該物件進入該視野範圍時，該處理單元記錄該物件之一進入位置，當該處理單元判斷該物件自該出入口之該第二側朝該出入口之該第一側移動時，該處理單元判斷該進入位置與該離開位置是否位於該出入基準之相對二側，當該處理單元判斷該進入位置與該離開位置位於該出入基準之相對二側時，該處理單元將該物件計入該第二累計總數。
  6. 如請求項1所述之物件計數裝置，其中當該處理單元將該物件計入該第一累計總數時，該處理單元標記該物件已計入該第一累計總數。
  7. 一種物件計數系統，包含： 複數個如請求項1至6任一項所述之物件計數裝置；以及 一主機，與該等物件計數裝置形成通訊，該主機自該等物件計數裝置接收複數個該第一累計總數以及複數個該第二累計總數，計算該等第一累計總數之一第一總和，且計算該等第二累計總數之一第二總和。
  8. 一種物件計數方法，包含下列步驟： 於一視野範圍內擷取關於一出入口之一影像序列； 當該影像序列中之一物件通過對應該出入口之一出入基準時，判斷該物件之一移動方向； 當判斷該物件自該出入口之一第一側朝該出入口之一第二側移動時，將該物件計入一第一累計總數； 當該物件離開該視野範圍時，記錄該物件之一離開位置；以及 根據該離開位置決定是否將該物件計入一第二累計總數。
  9. 如請求項8所述之物件計數方法，其中該出入基準為一分界線或一計數通道。
  10. 如請求項8所述之物件計數方法，另包含下列步驟： 判斷該離開位置是否位於該第一側；以及 當判斷該離開位置位於該第一側時，將該物件計入該第二累計總數。
  11. 如請求項8所述之物件計數方法，另包含下列步驟： 當判斷該物件自該出入口之該第一側朝該出入口之該第二側移動時，記錄該物件於該第二側之一目前位置； 判斷該目前位置與該離開位置是否位於該出入基準之相對二側；以及 當判斷該目前位置與該離開位置位於該出入基準之相對二側時，將該物件計入該第二累計總數。
  12. 如請求項8所述之物件計數方法，另包含下列步驟： 當該物件進入該視野範圍時，記錄該物件之一進入位置； 當判斷該物件自該出入口之該第二側朝該出入口之該第一側移動時，判斷該進入位置與該離開位置是否位於該出入基準之相對二側；以及 當判斷該進入位置與該離開位置位於該出入基準之相對二側時，將該物件計入該第二累計總數。
  13. 如請求項8所述之物件計數方法，另包含下列步驟： 當將該物件計入該第一累計總數時，標記該物件已計入該第一累計總數。
  14. 如請求項8所述之物件計數方法，另包含下列步驟： 接收複數個該第一累計總數以及複數個該第二累計總數；以及 計算該等第一累計總數之一第一總和，且計算該等第二累計總數之一第二總和。
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