TWI699995B - 防災影像處理方法及其系統 - Google Patents

Abstract

一種防災影像處理方法，包含可見光攝影步驟、嵌入資訊產生步驟及影像壓縮步驟。可見光攝影步驟係透過可見光攝影單元拍攝防災位置以提供可見光影像資訊。嵌入資訊產生步驟係產生嵌入資訊，嵌入資訊包含時間資訊及防災位置的感測資訊。影像壓縮步驟係將嵌入資訊嵌入可見光影像資訊後壓縮成防災影像資訊。藉此，以提升防災及救災時效。

Description

防災影像處理方法及其系統

本發明是有關於一種防災影像處理方法及其系統，且特別是有關於一種將嵌入資訊嵌入的防災影像處理方法及其系統。

政府所推出的「五加二」產業，包括物聯網(也稱為亞洲矽谷計畫)、生物醫學、綠能科技、智慧機械及國防產業，後來加上新農業與循環經濟創新計畫能帶來台灣產業的轉型。其中，物聯網的應用可將台灣產業從傳統上以代工為主軸，轉為高附加價值、以服務與解決方案為導向的商業模式。都市區域的物聯網佈建與應用已是目標明確與應用成熟的技術，但是一些偏遠或是特殊地區的無線感測網路的建置與應用卻是乏善闕如，其中特別是防災的應用，如坡地監測、水情監測以及橋樑監測更是亟待突破與發展應用的目標。

然而，目前的地形地物的防災監控仍停留在感測資料的傳輸與監測，實無法反映與判斷目前所監測地形地 物所發生的災情。因此，如何彙整與改良監測資訊仍是目前在防災的一大困難與亟待突破的瓶頸。

本發明提供一種防災影像處理方法及防災影像處理系統，藉由將嵌入資訊嵌入可見光影像資訊後壓縮成防災影像資訊，有利防災人員在第一時間即時地接收與判斷，以提升防災及救災時效。

依據本發明提供一種防災影像處理方法，包含可見光攝影步驟、嵌入資訊產生步驟及影像壓縮步驟。可見光攝影步驟係透過可見光攝影單元拍攝防災位置以提供可見光影像資訊。嵌入資訊產生步驟係產生嵌入資訊，嵌入資訊包含時間資訊及防災位置的感測資訊。影像壓縮步驟係將嵌入資訊嵌入可見光影像資訊後壓縮成防災影像資訊。藉此，有利防災人員在第一時間即時地接收與判斷，以提升防災及救災時效。

根據前述的防災影像處理方法，可更包含傳輸步驟及顯示步驟。傳輸步驟係將防災影像資訊由第一裝置傳輸至第二裝置，其中第一裝置包含可見光攝影單元，且防災影像資訊為JPEG格式。顯示步驟係將防災影像資訊顯示於第二裝置的顯示單元。

根據前述的防災影像處理方法，其中嵌入資訊可更包含定位資訊，且傳輸步驟係將防災影像資訊由第一裝置無線傳輸至第二裝置。

根據前述的防災影像處理方法，其中嵌入資訊產生步驟可包含深度攝影步驟，深度攝影步驟係透過深度攝影單元拍攝防災位置以提供深度影像資訊，且嵌入資訊更包含深度影像資訊。

根據前述的防災影像處理方法，其中嵌入資訊產生步驟可更包含危險等級決定步驟，危險等級決定步驟係至少依據可見光影像資訊、時間資訊、感測資訊及深度影像資訊計算得出危險等級資訊，且嵌入資訊更包含危險等級資訊。

根據前述的防災影像處理方法，可更包含時距決定步驟，時距決定步驟係依據可見光影像資訊、時間資訊、感測資訊、定位資訊、深度影像資訊及危險等級資訊中至少一者決定影像壓縮時距，且防災影像處理方法依據影像壓縮時距執行影像壓縮步驟。

藉由前述的防災影像處理方法，有利於防災人員在第一時間整合防災資訊以爭取防災及救災時效。

依據本發明另提供一種防災影像處理系統，包含第一裝置，第一裝置設置於防災位置且包含可見光攝影單元、萬年曆時鐘、感測單元、儲存單元及處理單元。可見光攝影單元提供防災位置的可見光影像資訊，萬年曆時鐘提供時間資訊，感測單元提供防災位置的感測資訊，儲存單元包含影像壓縮模組。處理單元依據影像壓縮模組，將嵌入資訊嵌入可見光影像資訊後壓縮成防災影像資訊，嵌入資訊包含時間資訊及感測資訊。藉此，有助於加快防災及救災的時 間，此大數據的蒐集更可成為未來在統計與佈建防災感測點的重要參考依據。

根據前述的防災影像處理系統，可更包含第二裝置，第二裝置包含顯示單元，其中防災影像資訊為JPEG格式，防災影像資訊由第一裝置無線傳輸至第二裝置並顯示於顯示單元。

根據前述的防災影像處理系統，第一裝置可更包含位置資訊提供單元及深度攝影單元。位置資訊提供單元提供防災位置的定位資訊，深度攝影單元提供防災位置的深度影像資訊，且嵌入資訊更包含定位資訊及深度影像資訊。

根據前述的防災影像處理系統，儲存單元可更包含危險等級決定模組及時距決定模組。危險等級決定模組用於由處理單元依據可見光影像資訊、時間資訊、感測資訊及深度影像資訊決定危險等級資訊，且嵌入資訊更包含危險等級資訊。時距決定模組用於由處理單元依據可見光影像資訊、時間資訊、感測資訊、定位資訊、深度影像資訊及危險等級資訊中至少一者決定影像壓縮時距。

藉由前述的防災影像處理系統，有助於擷取實際有用的防災影像資訊，並整合龐雜的細節防災資訊。

100、300‧‧‧防災影像處理方法

110、310‧‧‧可見光攝影步驟

130、330‧‧‧嵌入資訊產生步驟

132、332‧‧‧時間提供步驟

133、333‧‧‧感測步驟

334‧‧‧定位步驟

336‧‧‧深度攝影步驟

337‧‧‧危險等級決定步驟

340‧‧‧時距決定步驟

150、350‧‧‧影像壓縮步驟

370‧‧‧傳輸步驟

380‧‧‧顯示步驟

200、400‧‧‧防災影像處理系統

201、401‧‧‧第一裝置

210、410‧‧‧可見光攝影單元

221、421、471‧‧‧處理單元

225、425、475‧‧‧儲存單元

232、432‧‧‧萬年曆時鐘

233、433‧‧‧感測單元

434‧‧‧位置資訊提供單元

436‧‧‧深度攝影單元

437‧‧‧危險等級決定模組

438‧‧‧時距決定模組

250、450‧‧‧影像壓縮模組

461、462‧‧‧無線收發單元

402‧‧‧第二裝置

480‧‧‧顯示單元

490‧‧‧警示單元

810‧‧‧可見光影像資訊

830‧‧‧嵌入資訊

832‧‧‧時間資訊

833‧‧‧感測資訊

834‧‧‧定位資訊

836‧‧‧深度影像資訊

837‧‧‧危險等級資訊

第1圖繪示本發明第一實施例的防災影像處理方法的流程圖； 第2圖繪示本發明第二實施例的防災影像處理系統的方塊圖；第3A圖繪示本發明第三實施例的防災影像處理方法的流程圖；第3B圖繪示第三實施例中顯示單元的示意圖；以及第4圖繪示本發明第四實施例的防災影像處理系統的方塊圖。

請參照第1圖，其繪示本發明第一實施例的防災影像處理方法100的流程圖。由第1圖可知，防災影像處理方法100包含可見光攝影步驟110、嵌入資訊產生步驟130及影像壓縮步驟150。

請參照第2圖，其繪示本發明第二實施例的防災影像處理系統200的方塊圖。在此以第2圖中之防災影像處理系統200輔助第1圖說明本發明第一實施例的防災影像處理方法100，防災影像處理方法100的可見光攝影步驟110係透過可見光攝影單元210拍攝防災位置以提供可見光影像資訊，其中防災位置可為城市或偏遠地區之坡地、河川、橋樑、以及任何可能因風災、豪雨等災害發生土石流、滑坡、河川氾濫而危及生命財產的區段。嵌入資訊產生步驟130係產生嵌入資訊，嵌入資訊包含時間資訊及防災位置的感測資訊。影像壓縮步驟150係將嵌入資訊嵌入可見光影像資訊後壓縮成防災影像資訊。藉此，將感測資訊嵌入到防災影像資 訊中，有助於防災感測資訊與影像資訊同步擷取與傳輸，不僅有利防災人員在第一時間即時地接收與判斷，以提升防災及救災時效，此大數據的蒐集更可成為未來在統計與佈建防災感測點的重要參考依據。

具體而言，可見光攝影單元210可為拍攝靜態影像或動態影像的監視器或網路攝影機(Webcam)。嵌入資訊產生步驟130可包含時間提供步驟132及感測步驟133，時間提供步驟132係由防災影像處理系統200的萬年曆時鐘(Real-Time Clock，RTC)232提供目前年月日時分秒等時間資訊，感測步驟133係由防災影像處理系統200的至少一感測單元233提供防災位置的至少一感測資訊，其中感測單元233可以是溫溼度感測器、傾斜感測器、光度感測器、雨量計、風速計等以提供防災位置的感測資訊。

由第2圖可知，本發明第二實施例的防災影像處理系統200包含第一裝置201，第一裝置201設置於防災位置且包含可見光攝影單元210、萬年曆時鐘232、感測單元233、儲存單元225及處理單元221。可見光攝影單元210提供防災位置的可見光影像資訊，萬年曆時鐘232提供時間資訊，感測單元233提供防災位置的感測資訊，儲存單元225可為唯讀記憶體或隨機存取記憶體並包含影像壓縮模組250。處理單元221依據影像壓縮模組250，將嵌入資訊嵌入可見光影像資訊後壓縮成防災影像資訊，嵌入資訊包含時間資訊及感測資訊。藉此，將感測資訊嵌入到防災影像資訊 中，有助於加快防災及救災的時間，更可成為未來在統計與佈建防災感測點的重要參考依據。

請參照第3A圖及第3B圖，第3A圖繪示本發明第三實施例的防災影像處理方法300的流程圖，第3B圖繪示第三實施例中顯示單元480的示意圖，且特別是防災影像資訊(未另標號)顯示於顯示單元480的示意圖。由第3A圖及第3B圖可知，防災影像處理方法300包含可見光攝影步驟310、嵌入資訊產生步驟330及影像壓縮步驟350。

請參照第4圖，其繪示本發明第四實施例的防災影像處理系統400的方塊圖。在此以第4圖中之防災影像處理系統400輔助第3A圖及第3B圖說明本發明第三實施例的防災影像處理方法300，防災影像處理方法300的可見光攝影步驟310係透過可見光攝影單元410拍攝防災位置以提供可見光影像資訊810。嵌入資訊產生步驟330係產生嵌入資訊830，其中嵌入資訊產生步驟330包含時間提供步驟332及感測步驟333，故嵌入資訊830包含時間資訊832及防災位置的感測資訊833。影像壓縮步驟350係將嵌入資訊830嵌入可見光影像資訊810後壓縮成防災影像資訊。

請繼續參照第3A圖、第3B圖及第4圖，第三實施例的防災影像處理方法300更包含傳輸步驟370及顯示步驟380。具體而言，防災影像處理方法300的影像壓縮步驟350係以OSD(On Screen Display，螢幕功能顯示)元件將嵌入資訊830以文字、圖形等形式嵌入可見光影像資訊810，再傳送至JPEG或其他格式壓縮晶片組後壓縮成防災 影像資訊，其中可採用多個元件或具備多功能的單一元件執行影像壓縮步驟350。傳輸步驟370係將JPEG或其他格式的防災影像資訊由第一裝置401傳輸至第二裝置402，其中第一裝置401包含可見光攝影單元410。顯示步驟380係將防災影像資訊顯示於第二裝置402的顯示單元480。藉此，有利於防災人員在第一時間整合防災資訊以爭取防災及救災時效。

第三實施例的嵌入資訊產生步驟330更包含定位步驟334，故嵌入資訊830更包含定位資訊834，且傳輸步驟370係將防災影像資訊由第一裝置401的無線收發單元461無線傳輸至第二裝置402的無線收發單元462。藉此，有助於提升偏遠地區的防災及救災時效。具體而言，無線收發單元461及462可採用LoRa(Long Range，長距離廣域網路)、WiFi、4G或其他無線傳輸系統，以實現遠距離數位影像的傳輸目的，且第二裝置402亦可透過無線傳輸方式控制第一裝置401。

防災影像處理方法300的嵌入資訊產生步驟330更包含深度攝影步驟336，深度攝影步驟336係透過深度攝影單元436拍攝防災位置以提供深度影像資訊836，且嵌入資訊830更包含深度影像資訊836。藉此，有助嵌入資訊830進一步包含難以由可見光影像資訊810提供之完整資訊，例如提供河川水深、河川泥沙夾雜程度等資訊以協助防災人員做更完整更客觀的判斷(如判斷河川上游是否發生土石流等)。具體而言，深度攝影單元436可透過紅外光等非 可見光攝影技術、雙鏡頭的雙影像演算技術等，為防災位置提供三維建模資訊，且深度影像資訊836可依危險程度以不同顏色嵌入於可見光影像資訊810的全部或局部，例如第3B圖中深度影像資訊836(第3B圖中虛線表示的區塊)僅嵌入於可見光影像資訊810中最可能氾濫或最易由三維建模反應實際狀況的河川區段。

嵌入資訊產生步驟330更包含危險等級決定步驟337，危險等級決定步驟337係至少依據可見光影像資訊810、時間資訊832、感測資訊833、深度影像資訊836以及一組預設參數計算得出危險等級資訊837，且嵌入資訊830更包含危險等級資訊837，危險等級資訊837可依危險程度以不同顏色及符號顯示。藉此，有助於透過危險等級資訊837整合龐雜的細節防災資訊，以進行第一步的防災及救災判斷。具體而言，可見光影像資訊810及深度影像資訊836可再經過影像辨識步驟(圖未揭示)，並計算出舉例如水域影像的占比指數或變化指數，接著配合其他資訊計算得出危險等級資訊837。

防災影像處理方法300更包含時距決定步驟340，時距決定步驟340係依據最近一筆或預先設定的複數筆可見光影像資訊810、時間資訊832、感測資訊833、定位資訊834、深度影像資訊836及危險等級資訊837中至少一者決定影像壓縮時距，且防災影像處理方法300依據影像壓縮時距執行影像壓縮步驟350。藉此，風平浪靜之時的影像壓縮時距較大，災害可能發生前之影像壓縮時距較小，有 助於擷取實際有用的防災影像資訊以助有效判斷，並能節省電力及硬體成本。

具體而言，由第3B圖可知，防災影像處理方法300中顯示於顯示單元480的防災影像資訊包含可見光影像資訊810及嵌入資訊830，其中嵌入資訊830包含時間資訊832、二個感測資訊833、定位資訊834、深度影像資訊836及危險等級資訊837，其顯示方式可為文字或圖形，並可依需求設定顯示顏色、顯示大小及顯示位置。

請一併參照第3B圖及第4圖，本發明第四實施例的防災影像處理系統400包含第一裝置401，第一裝置401設置於防災位置且包含可見光攝影單元410、萬年曆時鐘432、感測單元433、儲存單元425及處理單元421。可見光攝影單元410提供防災位置的可見光影像資訊810，萬年曆時鐘432提供時間資訊832，感測單元433提供防災位置的感測資訊833，儲存單元425包含影像壓縮模組450。處理單元421依據影像壓縮模組450，將嵌入資訊830嵌入可見光影像資訊810後壓縮成防災影像資訊，嵌入資訊830包含時間資訊832及感測資訊833。

第四實施例的防災影像處理系統400更包含第二裝置402，第二裝置402包含無線收發單元462、處理單元471、儲存單元475、顯示單元480及警示單元490。第四實施例的防災影像資訊為JPEG或其他格式，防災影像資訊由第一裝置401的無線收發單元461無線傳輸至第二裝置402的無線收發單元462並顯示於顯示單元480。藉此，有 利於防災人員在第一時間整合防災資訊並提升偏遠地區的防災及救災時效。

防災影像處理系統400的第一裝置401更包含位置資訊提供單元434及深度攝影單元436。位置資訊提供單元434提供防災位置的定位資訊834，深度攝影單元436提供防災位置的深度影像資訊836，且嵌入資訊830更包含定位資訊834及深度影像資訊836。藉此，有助嵌入資訊830進一步提供完整資訊，以協助防災人員做更完整更客觀的判斷。具體而言，位置資訊提供單元434包含GPS(Global Positioning System，全球定位系統)模組以擷取與嵌入經緯度訊息，以利防災人員能快速到達防災位置，也可以用於未來防災資訊的蒐集。

防災影像處理系統400的儲存單元425更包含危險等級決定模組437及時距決定模組438。危險等級決定模組437用於由處理單元421依據可見光影像資訊810、時間資訊832、感測資訊833及深度影像資訊836決定危險等級資訊837，且嵌入資訊830更包含危險等級資訊837。時距決定模組438用於由處理單元421依據可見光影像資訊810、時間資訊832、感測資訊833、定位資訊834、深度影像資訊836及危險等級資訊837中至少一者決定影像壓縮時距。藉此，有助於擷取實際有用的防災影像資訊，並整合龐雜的細節防災資訊，以進行第一步的防災及救災判斷。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的精 神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧防災影像處理方法

110‧‧‧可見光攝影步驟

130‧‧‧嵌入資訊產生步驟

132‧‧‧時間提供步驟

133‧‧‧感測步驟

150‧‧‧影像壓縮步驟

Claims (6)

1. 一種防災影像處理方法，包含：一可見光攝影步驟，透過一可見光攝影單元拍攝一防災位置以提供一可見光影像資訊；一嵌入資訊產生步驟，產生一嵌入資訊，該嵌入資訊產生步驟包含一深度攝影步驟及一危險等級決定步驟，該深度攝影步驟透過一深度攝影單元拍攝該防災位置以提供一深度影像資訊，該危險等級決定步驟至少依據該可見光影像資訊、一時間資訊、該防災位置的一感測資訊及該深度影像資訊計算得出一危險等級資訊，該嵌入資訊包含該時間資訊、該感測資訊、該深度影像資訊及該危險等級資訊；以及一影像壓縮步驟，將該嵌入資訊嵌入該可見光影像資訊後壓縮成一防災影像資訊。
2. 如申請專利範圍第1項所述的防災影像處理方法，更包含：一傳輸步驟，將該防災影像資訊由一第一裝置傳輸至一第二裝置，其中該第一裝置包含該可見光攝影單元，且該防災影像資訊為JPEG格式；以及一顯示步驟，將該防災影像資訊顯示於該第二裝置的一顯示單元。
3. 如申請專利範圍第2項所述的防災影像處理方法，其中該嵌入資訊更包含一定位資訊，且該傳輸步驟係將該防災影像資訊由該第一裝置無線傳輸至該第二裝置。
4. 如申請專利範圍第3項所述的防災影像處理方法，更包含：一時距決定步驟，依據該可見光影像資訊、該時間資訊、該感測資訊、該定位資訊、該深度影像資訊及該危險等級資訊中至少一者決定一影像壓縮時距；其中，該防災影像處理方法依據該影像壓縮時距執行該影像壓縮步驟。
5. 一種防災影像處理系統，包含一第一裝置，該第一裝置設置於一防災位置且包含：一可見光攝影單元，其提供該防災位置的一可見光影像資訊；一萬年曆時鐘，其提供一時間資訊；一感測單元，其提供該防災位置的一感測資訊；一位置資訊提供單元，其提供該防災位置的一定位資訊； 一深度攝影單元，其提供該防災位置的一深度影像資訊；一儲存單元，其包含一危險等級決定模組、一時距決定模組及一影像壓縮模組；以及一處理單元，其中該危險等級決定模組用於由該處理單元依據該可見光影像資訊、該時間資訊、該感測資訊及該深度影像資訊決定一危險等級資訊，該時距決定模組用於由該處理單元依據該可見光影像資訊、該時間資訊、該感測資訊、該定位資訊、該深度影像資訊及該危險等級資訊中至少一者決定一影像壓縮時距，該處理單元依據該影像壓縮模組將一嵌入資訊嵌入該可見光影像資訊後壓縮成一防災影像資訊，該嵌入資訊包含該時間資訊、該感測資訊、該定位資訊、該深度影像資訊及該危險等級資訊。
6. 如申請專利範圍第5項所述的防災影像處理系統，更包含：一第二裝置，其包含一顯示單元；其中，該防災影像資訊為JPEG格式，該防災影像資訊由該第一裝置無線傳輸至該第二裝置並顯示於該顯示單元。

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