TWI760812B - 跨感測器之物體空間對應分析方法與系統 - Google Patents

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Abstract

一種跨感測器之物體空間對應分析方法，係應用在設置有多個影像感測器之一空間中以使該些影像感測器協同偵測至少一標的物，該方法包含：該些影像感測器將其感測到之多幀影像之原始資料或網格代碼資料傳送給一主資訊處理裝置，以決定各該標的物在與該空間對應之一參考平面上之一對應落點或一移動軌跡，其中，各該影像感測器各具有一影像平面，且該原始資料、各該網格代碼資料均與一時間紀錄對應。

Description

跨感測器之物體空間對應分析方法與系統
本發明係關於偵測物體在一空間內的位置的方法，尤指一種利用跨感測器的協同偵測技術定位一空間中之物體的方法。
一般的大樓或賣場會在內部空間的角落處設置攝影機，並在一監控室裡設置複數個螢幕供一保全人員監視大樓或賣場的內部空間，俾以在內部空間發生異常狀態時能夠及時處理。
然而，一般設置在大樓或賣場內部的攝影機都只是分別在一對應的螢幕上顯示其拍攝到的畫面或顯示其拍攝到的畫面的分析結果，而未有協同處理的功能。因此，對負責監視的保全人員而言，在須同時監看多個畫面的情況下，不僅很難長時間保持專注，也不容易發現異常的事件或可疑的人員。
因此，本領域亟需一種新穎的空間物體偵測方法。
本發明之一目的在於提供一種跨感測器之物體空間對應分析方法，其可在不須計算傳統三維空間座標的情況下，藉由在各感測器的影像平面上規劃出複數個網格，並賦予各網格一代碼，而有效率地在一空間內定位各個標的物。
本發明之另一目的在於提供一種跨感測器之物體空間對應分析方法，其可藉由結合一標的物的出現時間與其出現在相關感測器的影像平面上的對應網格代碼有效率地找出其在一空間內的移動軌跡。
本發明之又一目的在於提供一種跨感測器之物體空間對應分析系統，其可藉由一邊緣運算架構有效率地執行本發明的物體空間對應分析方法。
為達成上述目的，一種跨感測器之物體空間對應分析方法乃被提出，其係應用在設置有多個影像感測器之一空間中以使該些影像感測器協同偵測至少一標的物，且其係利用一邊緣運算架構實現，該邊緣運算架構包括一主資訊處理裝置及對應設置在該些影像感測器中之多個資訊處理單元，該方法包含：
該些資訊處理單元將該些影像感測器感測到之多幀影像之原始資料或該原始資料經一第一推論程序處理所產生之至少一局部網格代碼或至少一全域網格代碼傳送給該主資訊處理裝置，以在該主資訊處理裝置中決定各該標的物在與該空間對應之一參考平面上之一對應落點，其中，各該影像感測器各具有一影像平面，該原始資料、各該局部網格代碼及各該全域網格代碼均與一時間紀錄對應，該第一推論程序包括：對該原始資料進行一標的物定位程序以找出至少一該標的物於一時點在一該幀影像中之像素位置；利用一第一網格代碼對照表對各該像素位置進行一第一映射運算以產生與一該影像平面之多個網格中的至少其一相對應之所述至少一局部網格代碼，或利用一第二網格代碼對照表對各該像素位置進行一第二映射運算以產生與該參考平面之多個網格中的至少其一相對應之所述至少一全域網格代碼；以及
該主資訊處理裝置對該些資訊處理單元所提供之該些幀影像之該原始資料各進行一第二推論程序以產生至少一該全域網格代碼，並依各該全域網格代碼各代表一該對應落點；或對各該資訊處理單元所提供之所述至少一局部網格代碼各依一代碼-代碼對照表進行一第三映射運算以獲得各該標的物在該參考平面上之一該全域網格代碼，並依各該全域網格代碼各代表一該對應落點；或依該些資訊處理單元所提供之所述至少一全域網格代碼代表一該對應落點，其中，該第二推論程序包括：對該原始資料進行一標的物定位程序以找出至少一該標的物在一該幀影像中之像素位置；以及利用一該第二網格代碼對照表對各該像素位置進行一該第二映射運算以產生與該參考平面之多個網格中的至少其一相對應之至少一該全域網格代碼。
在一實施例中，該些資訊處理單元具有至少一硬體加速單元。
在一實施例中，該標的物定位程序包含利用一AI模組對該原始資料執行一標的物辨識程序以辨識出至少一該標的物。
在一實施例中，該些網格係各呈一多邊形。
在一實施例中，該代碼-代碼對照表係依各該影像感測器之俯視角度決定。
在可能的實施例中，任二該影像感測器之該第一網格代碼對照表的該些局部網格代碼的設置方式可彼此相同或不相同。
在可能的實施例中，與任二該影像感測器對應之二該代碼-代碼對照表的設置方式可彼此相同或不相同。
在一實施例中，該主資訊處理裝置進一步藉由結合一所述標的物的出現時間與其出現在各相關所述影像感測器的所述影像平面上之一所述局部網格代碼或一所述全域網格代碼找出在該空間內之一移動軌跡。
為達成上述目的，本發明進一步提出一種跨感測器之物體空間對應分析系統， 其具有如前述之邊緣運算架構以實現該跨感測器之物體空間對應分析方法。
在可能的實施例中，該主資訊處理裝置可為一雲端伺服器或一本地伺服器或一電腦裝置。
在可能的實施例中，該些影像感測器可以有線或無線的方式與該主資訊處理裝置通信。
為使  貴審查委員能進一步瞭解本發明之結構、特徵、目的、與其優點，茲附以圖式及較佳具體實施例之詳細說明如後。
本發明的原理在於：
(1)將代表一空間之一參考平面分成複數個呈多邊形的第一網格，並賦予各個第一網格一全域代碼以代表其位置，且該些全域代碼係依一預定的順序對應該些第一網格，依此，本發明即可不須要計算該參考平面上各個位置的坐標(x,y)而可快速反應一物體在該空間內的位置；
(2)在該空間內設置複數個影像感測器，將該些影像感測器的影像平面均分成複數個呈多邊形的第二網格，並依一預定的順序賦予各個第二網格一局部代碼或一全域代碼以代表其位置，其中，當一影像平面的該些第二網格係以該些局部代碼代表時，該些局部代碼還須依一映射查找表方能對應至參考平面上的複數個全域代碼，而當一影像平面的該些第二網格係以複數個全域代碼代表時，該影像平面上的該些第二網格則可直接對應至參考平面上的複數個全域代碼；以及
(3)使該些影像感測器提供給一主資訊處理裝置的資訊均包括一時間紀錄及至少一局部代碼(或至少一全域代碼)，以使該主資訊處理裝置能夠進行一跨感測器之物體空間對應分析方法，從而快速地對該空間內的物體進行定位及/或軌跡追蹤。
請一併參照圖1至圖4，其中，圖1繪示本發明之跨感測器之物體空間對應分析方法之一實施例的流程圖；圖2為應用圖1之方法之一系統之示意圖，其中，該系統具有一邊緣運算架構，且該邊緣運算架構包括一主資訊處理裝置及設置在一空間內之複數個影像感測器中之資訊處理單元以使該些影像感測器協同偵測至少一標的物；圖3繪示代表圖2所示之空間之一參考平面分成複數個呈多邊形的第一網格的示意圖；以及圖4為圖2所示之一影像感測器的影像平面的複數個第二網格的局部代碼依一查找表映射至參考平面上的複數個全域代碼的示意圖，其中該查找表係由該影像感測器的俯視角度決定。
如圖1所示，該方法包含以下步驟：在一空間內設置一邊緣運算架構，該邊緣運算架構包括一主資訊處理裝置及設置在該空間內之複數個影像感測器中之資訊處理單元，俾以使該些影像感測器協同偵測至少一標的物(步驟a)；該些資訊處理單元將該些影像感測器感測到之多幀影像之原始資料或該原始資料經一第一推論程序處理所產生之至少一局部網格代碼或至少一全域網格代碼傳送給該主資訊處理裝置，以在該主資訊處理裝置中決定各該標的物在與該空間對應之一參考平面上之一對應落點，其中，各該影像感測器各具有一影像平面，該原始資料、各該局部網格代碼及各該全域網格代碼均與一時間紀錄對應，該第一推論程序包括：對該原始資料進行一標的物定位程序以找出至少一該標的物於一時點在一該幀影像中之像素位置；及利用一第一網格代碼對照表對各該像素位置進行一第一映射運算以產生與一該影像平面之多個網格中的至少其一相對應之所述至少一局部網格代碼，或利用一第二網格代碼對照表對各該像素位置進行一第二映射運算以產生與該參考平面之多個網格中的至少其一相對應之所述至少一全域網格代碼(步驟b)；以及該主資訊處理裝置對該些資訊處理單元所提供之該些幀影像之該原始資料各進行一第二推論程序以產生至少一該全域網格代碼，並依各該全域網格代碼各代表一該對應落點；或對各該資訊處理單元所提供之所述至少一局部網格代碼各依一代碼-代碼對照表進行一第三映射運算以獲得各該標的物在該參考平面上之一該全域網格代碼，並依各該全域網格代碼各代表一該對應落點；或依該些資訊處理單元所提供之所述至少一全域網格代碼代表一該對應落點，其中，該第二推論程序包括：對該原始資料進行一標的物定位程序以找出至少一該標的物在一該幀影像中之像素位置；以及利用一該第二網格代碼對照表對各該像素位置進行一該第二映射運算以產生與該參考平面之多個網格中的至少其一相對應之至少一該全域網格代碼(步驟c)。
在步驟a中，該些資訊處理單元可具有至少一硬體加速單元。
在步驟b中，該標的物定位程序包含利用一AI模組對該原始資料執行一標的物辨識程序以辨識出至少一該標的物，且該些網格係各呈一多邊形，例如但不限於為三角形、四邊形或六角形等等。
在步驟c中，該代碼-代碼對照表係依各該影像感測器之俯視角度決定。
另外，任二該影像感測器之該第一網格代碼對照表的該些局部網格代碼的設置方式可彼此相同或不相同。例如，一局部網格代碼可為阿拉伯數字，而另一局部網格代碼可為阿拉伯數字或英文字母。
另外，與任二該影像感測器對應之二該代碼-代碼對照表的設置方式可彼此相同或不相同。
另外，依上述的說明，本發明還可藉由結合一標的物的出現時間與其出現在相關感測器的影像平面上的對應網格代碼有效率地找出其在該空間內的移動軌跡。
如圖2所示，本發明的系統具有一邊緣運算架構100，其包括一主資訊處理裝置110及設置在一空間內之複數個影像感測器120，其中，主資訊處理裝置110可為一雲端伺服器或一本地伺服器或一電腦裝置，各影像感測器120均具有一資訊處理單元120a，且各資訊處理單元120a均透過一有線或無線網路與主資訊處理裝置110通信，俾以執行前述的方法以使該些影像感測器協同偵測至少一標的物。
亦即，於操作時，邊緣運算架構100會執行以下步驟：
(一) 該些資訊處理單元120a將該些影像感測器120感測到之多幀影像之原始資料或該原始資料經一第一推論程序處理所產生之至少一局部網格代碼或至少一全域網格代碼傳送給主資訊處理裝置110，以在主資訊處理裝置110中決定各該標的物在與該空間對應之一參考平面上之一對應落點。請參照圖3，其繪示代表圖2所示之空間之一參考平面分成複數個呈多邊形的第一網格的示意圖。另外，各影像感測器120各具有一影像平面，且該原始資料、各該局部網格代碼及各該全域網格代碼均與一時間紀錄對應。該第一推論程序包括：對該原始資料進行一標的物定位程序以找出至少一該標的物於一時點在一該幀影像中之像素位置；及利用一第一網格代碼對照表對各該像素位置進行一第一映射運算以產生與一該影像平面之多個網格中的至少其一相對應之所述至少一局部網格代碼，或利用一第二網格代碼對照表對各該像素位置進行一第二映射運算以產生與該參考平面之多個網格中的至少其一相對應之所述至少一全域網格代碼。請參照圖4，其為圖2所示之一影像感測器120的影像平面的複數個第二網格的局部代碼依一查找表121映射至參考平面上的複數個全域代碼的示意圖，其中該查找表121係由該影像感測器120的俯視角度θ決定。
(二)主資訊處理裝置110對該些資訊處理單元120a所提供之該些幀影像之該原始資料各進行一第二推論程序以產生至少一該全域網格代碼，並依各該全域網格代碼各代表一該對應落點；或對各該資訊處理單元所提供之所述至少一局部網格代碼各依一代碼-代碼對照表進行一第三映射運算以獲得各該標的物在該參考平面上之一該全域網格代碼，並依各該全域網格代碼各代表一該對應落點；或依該些資訊處理單元120a所提供之所述至少一全域網格代碼代表一該對應落點，其中，該第二推論程序包括：對該原始資料進行一標的物定位程序以找出至少一該標的物在一該幀影像中之像素位置；以及利用一該第二網格代碼對照表對各該像素位置進行一該第二映射運算以產生與該參考平面之多個網格中的至少其一相對應之至少一該全域網格代碼。
(三) 主資訊處理裝置110藉由結合一標的物的出現時間與其出現在相關感測器120的影像平面上的對應網格代碼有效率地找出其在該空間內的移動軌跡。
由上述的說明可知本發明具有下列優點：
(1)本發明的跨感測器之物體空間對應分析方法可在不須計算傳統三維空間座標的情況下，藉由在各感測器的影像平面上規劃出複數個網格，並賦予各網格一代碼，而有效率地在一空間內定位各個標的物。
(2)本發明的跨感測器之物體空間對應分析方法可藉由結合一標的物的出現時間與其出現在相關感測器的影像平面上的對應網格代碼，而有效率地找出其在一空間內的移動軌跡。
(3)本發明的跨感測器之物體空間對應分析系統可藉由一邊緣運算架構有效率地執行本發明的物體空間對應分析方法。
必須加以強調的是，前述本案所揭示者乃為較佳實施例，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者，俱不脫本案之專利權範疇。
綜上所陳，本案無論目的、手段與功效，皆顯示其迥異於習知技術，且其首先發明合於實用，確實符合發明之專利要件，懇請  貴審查委員明察，並早日賜予專利俾嘉惠社會，是為至禱。
步驟a：在一空間內設置一邊緣運算架構，該邊緣運算架構包括一主資訊處理裝置及設置在該空間內之複數個影像感測器中之資訊處理單元，俾以使該些影像感測器協同偵測至少一標的物； 步驟b：該些資訊處理單元將該些影像感測器感測到之多幀影像之原始資料或該原始資料經一第一推論程序處理所產生之至少一局部網格代碼或至少一全域網格代碼傳送給該主資訊處理裝置，以在該主資訊處理裝置中決定各該標的物在與該空間對應之一參考平面上之一對應落點，其中，各該影像感測器各具有一影像平面，該原始資料、各該局部網格代碼及各該全域網格代碼均與一時間紀錄對應，該第一推論程序包括：對該原始資料進行一標的物定位程序以找出至少一該標的物於一時點在一該幀影像中之像素位置；及利用一第一網格代碼對照表對各該像素位置進行一第一映射運算以產生與一該影像平面之多個網格中的至少其一相對應之所述至少一局部網格代碼，或利用一第二網格代碼對照表對各該像素位置進行一第二映射運算以產生與該參考平面之多個網格中的至少其一相對應之所述至少一全域網格代碼 步驟c：該主資訊處理裝置對該些資訊處理單元所提供之該些幀影像之該原始資料各進行一第二推論程序以產生至少一該全域網格代碼，並依各該全域網格代碼各代表一該對應落點；或對各該資訊處理單元所提供之所述至少一局部網格代碼各依一代碼-代碼對照表進行一第三映射運算以獲得各該標的物在該參考平面上之一該全域網格代碼，並依各該全域網格代碼各代表一該對應落點；或依該些資訊處理單元所提供之所述至少一全域網格代碼代表一該對應落點，其中，該第二推論程序包括：對該原始資料進行一標的物定位程序以找出至少一該標的物在一該幀影像中之像素位置；以及利用一該第二網格代碼對照表對各該像素位置進行一該第二映射運算以產生與該參考平面之多個網格中的至少其一相對應之至少一該全域網格代碼 100：邊緣運算架構 110：主資訊處理裝置 120：影像感測器 120a：資訊處理單元 121：查找表
圖1繪示本發明之跨感測器之物體空間對應分析方法之一實施例的流程圖； 圖2為應用圖1之方法之一系統之示意圖，其中，該系統具有一邊緣運算架構，且該邊緣運算架構包括一主資訊處理裝置及設置在一空間內之複數個影像感測器中之資訊處理單元以使該些影像感測器協同偵測至少一標的物； 圖3繪示代表圖2所示之空間之一參考平面分成複數個呈多邊形的第一網格的示意圖；以及 圖4為圖2所示之一影像感測器的影像平面的複數個第二網格的局部代碼依一查找表映射至參考平面上的複數個全域代碼的示意圖，其中該查找表係由該影像感測器的俯視角度決定。
步驟a：在一空間內設置一邊緣運算架構，該邊緣運算架構包括一主資訊處理裝置及設置在該空間內之複數個影像感測器中之資訊處理單元，俾以使該些影像感測器協同偵測至少一標的物； 步驟b：該些資訊處理單元將該些影像感測器感測到之多幀影像之原始資料或該原始資料經一第一推論程序處理所產生之至少一局部網格代碼或至少一全域網格代碼傳送給該主資訊處理裝置，以在該主資訊處理裝置中決定各該標的物在與該空間對應之一參考平面上之一對應落點，其中，各該影像感測器各具有一影像平面，該原始資料、各該局部網格代碼及各該全域網格代碼均與一時間紀錄對應，該第一推論程序包括：對該原始資料進行一標的物定位程序以找出至少一該標的物於一時點在一該幀影像中之像素位置；及利用一第一網格代碼對照表對各該像素位置進行一第一映射運算以產生與一該影像平面之多個網格中的至少其一相對應之所述至少一局部網格代碼，或利用一第二網格代碼對照表對各該像素位置進行一第二映射運算以產生與該參考平面之多個網格中的至少其一相對應之所述至少一全域網格代碼 步驟c：該主資訊處理裝置對該些資訊處理單元所提供之該些幀影像之該原始資料各進行一第二推論程序以產生至少一該全域網格代碼，並依各該全域網格代碼各代表一該對應落點；或對各該資訊處理單元所提供之所述至少一局部網格代碼各依一代碼-代碼對照表進行一第三映射運算以獲得各該標的物在該參考平面上之一該全域網格代碼，並依各該全域網格代碼各代表一該對應落點；或依該些資訊處理單元所提供之所述至少一全域網格代碼代表一該對應落點，其中，該第二推論程序包括：對該原始資料進行一標的物定位程序以找出至少一該標的物在一該幀影像中之像素位置；以及利用一該第二網格代碼對照表對各該像素位置進行一該第二映射運算以產生與該參考平面之多個網格中的至少其一相對應之至少一該全域網格代碼

Claims (10)

  1. 一種跨感測器之物體空間對應分析方法， 係應用在設置有多個影像感測器之一空間中以使該些影像感測器協同偵測至少一標的物，且其係利用一邊緣運算架構實現，該邊緣運算架構包括一主資訊處理裝置及對應設置在該些影像感測器中之多個資訊處理單元，該方法包含： 該些資訊處理單元將該些影像感測器感測到之多幀影像之原始資料或該原始資料經一第一推論程序處理所產生之至少一局部網格代碼或至少一全域網格代碼傳送給該主資訊處理裝置，以在該主資訊處理裝置中決定各該標的物在與該空間對應之一參考平面上之一對應落點，其中，各該影像感測器各具有一影像平面，該原始資料、各該局部網格代碼及各該全域網格代碼均與一時間紀錄對應，該第一推論程序包括：對該原始資料進行一標的物定位程序以找出至少一該標的物於一時點在一該幀影像中之像素位置；利用一第一網格代碼對照表對各該像素位置進行一第一映射運算以產生與一該影像平面之多個網格中的至少其一相對應之所述至少一局部網格代碼，或利用一第二網格代碼對照表對各該像素位置進行一第二映射運算以產生與該參考平面之多個網格中的至少其一相對應之所述至少一全域網格代碼；以及 該主資訊處理裝置對該些資訊處理單元所提供之該些幀影像之該原始資料各進行一第二推論程序以產生至少一該全域網格代碼，並依各該全域網格代碼各代表一該對應落點；或對各該資訊處理單元所提供之所述至少一局部網格代碼各依一代碼-代碼對照表進行一第三映射運算以獲得各該標的物在該參考平面上之一該全域網格代碼，並依各該全域網格代碼各代表一該對應落點；或依該些資訊處理單元所提供之所述至少一全域網格代碼代表一該對應落點，其中，該第二推論程序包括：對該原始資料進行一標的物定位程序以找出至少一該標的物在一該幀影像中之像素位置；以及利用一該第二網格代碼對照表對各該像素位置進行一該第二映射運算以產生與該參考平面之多個網格中的至少其一相對應之至少一該全域網格代碼。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之跨感測器之物體空間對應分析方法，其中，該些資訊處理單元具有至少一硬體加速單元。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之跨感測器之物體空間對應分析方法，其中，該標的物定位程序包含利用一AI模組對該原始資料執行一標的物辨識程序以辨識出至少一該標的物。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之跨感測器之物體空間對應分析方法，其中，該些網格係各呈一多邊形。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之跨感測器之物體空間對應分析方法，其中，該代碼-代碼對照表係依各該影像感測器之俯視角度決定。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之跨感測器之物體空間對應分析方法，其中，任二該影像感測器之該第一網格代碼對照表的該些局部網格代碼的設置方式係彼此相同或不相同。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之跨感測器之物體空間對應分析方法，其中，與任二該影像感測器對應之二該代碼-代碼對照表的設置方式係彼此相同或不相同。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之跨感測器之物體空間對應分析方法，其中，該主資訊處理裝置進一步藉由結合一所述標的物的出現時間與其出現在各相關所述影像感測器的所述影像平面上之一所述局部網格代碼或一所述全域網格代碼找出在該空間內之一移動軌跡。
  9. 一種跨感測器之物體空間對應分析系統， 具有如申請專利範圍第1至8項中任一項所述之邊緣運算架構以實現該跨感測器之物體空間對應分析方法，且該主資訊處理裝置係由一雲端伺服器、一本地伺服器和一電腦裝置所組成群組所選擇的一種裝置。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之跨感測器之物體空間對應分析系統，其中，該些影像感測器係以有線或無線的方式與該主資訊處理裝置通信。
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