WO2010066072A1 - 图像动作检测方法及装置 - Google Patents

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WO2010066072A1 PCT/CN2008/073374 CN2008073374W WO2010066072A1 WO 2010066072 A1 WO2010066072 A1 WO 2010066072A1 CN 2008073374 W CN2008073374 W CN 2008073374W WO 2010066072 A1 WO2010066072 A1 WO 2010066072A1
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王旭
邓江
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阿尔卡特朗讯公司
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/20Analysis of motion
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/20Analysis of motion
    • G06T7/254Analysis of motion involving subtraction of images

Definitions

  • the present invention relates to an image processing technique, and more particularly to a method and apparatus for detecting motion of a real-time video image.
  • a common method for motion detection is to select a static image of each frame before and after the action is compared, and if the two images are inconsistent, it is determined that an action occurs in the monitored picture.
  • Another method is generally used to calculate the degree of correlation between the two images.
  • the basic principle is to determine the similarity of the image by calculating the correlation function of some attributes of the two images. For example, the pair is in two The number of colors on the pixel at the same position of the image is correlated.
  • One of the objects of the present invention is to provide a relatively simple and fast image motion detecting method and apparatus for judging the difference of images by directly comparing the sizes of the files of the two images before and after to obtain a conclusion as to whether or not an action has occurred.
  • An image motion detecting method includes the steps of:
  • An image motion detecting apparatus includes:
  • the image acquisition module is configured to collect a static image f before the action occurs. And at predetermined intervals Collecting a still image fd;
  • a storage module for storing a static image f before the action occurs. ; as well as
  • Comparison module for comparing static images f. Whether the difference between the file size of fd and fd is greater than a predetermined threshold, and is used when the static image f. When the difference between the file sizes of fd and fd is larger than the predetermined threshold, information indicating that the detected image in the predetermined interval has an action occurs is output.
  • the motion detecting method and apparatus of the present invention directly compares the file sizes of the two images before and after to determine the difference of the images, thereby obtaining whether or not an action occurs.
  • the algorithm is simpler and does not cause
  • the detected picture size or the number of pixels affects the amount of computation, thereby reducing the system load and reducing the complexity and cost of the system.
  • Figure 1 shows an example of two still images acquired before and after an action in a monitor screen
  • FIG. 2 is a flow chart showing the operation of an embodiment of the motion detecting method of the present invention
  • FIG. 3 is a block diagram showing the structure of a monitoring system using the motion detecting apparatus of an embodiment of the present invention.
  • the present invention uses a static image comparison method to determine whether or not an action occurs in the monitor screen. First, it is necessary to collect a still image for comparison from the video of the monitor screen. Taking the image shown in FIG. 1 as an example, the still image collected on the left side is the picture before the action occurs, and the static image collected on the right side is the picture after the action occurs. Of course, it is also possible to set the detected area to be a part of the picture, such as the white dotted line area in FIG. 1, and it is considered that an action occurs only when a change occurs in the picture of the area. The still image collected at this time is only required to include a white dotted area. Images can be saved in common formats such as JPG, GIF or BMP.
  • a specific motion detecting method of the present invention can be referred to FIG. 2, and a static image f before the occurrence of an action is first collected from the monitored screen. And it is stored as a reference object, that is, step S101. Then in step S102, a still image fd is acquired at predetermined intervals.
  • the predetermined interval can be set according to the actual application environment, for example, every 2 seconds or every 48 frames can be set.
  • the invention uses a comparison of S d and S in step S103.
  • the method to determine if an action has occurred, ie when S d and S. When the difference is not zero, it can be judged that the content of f d is compared with f. A change has taken place.
  • a threshold can be set.
  • S t or S t ' ie when
  • S t or s t ' The magnitude of the threshold S t or s t ' can be set according to the size of the screen being monitored or the size of the object that can be foreseen to be actuated. Basically, if the monitored picture or the object that can be foreseen to be an action is larger, the threshold can be set accordingly. If it is determined in step S103 that an action has occurred, a signal may be output to trigger an action such as a video or an alarm (step S104); if it is determined that no action has occurred, the process returns to step S102 to wait for the acquisition of the next image.
  • a signal may be output to trigger an action such as a video or an alarm (step S104); if it is determined that no action has occurred, the process returns to step S102 to wait for the acquisition of the next image.
  • the monitoring system mainly includes a camera 20, a motion detecting device 10, and a video recording device 30.
  • the motion detecting device 10 mainly includes a video capturing module 11, a storage module 12, and a comparison module 13.
  • the video capture module 11 is configured to perform image acquisition on the screen monitored by the camera 20, including collecting the static image fo before the action occurs and storing it in the storage module 12, and collecting the static image fd according to a predetermined interval.
  • the storage module 12 may be a buffer dedicated to the motion detecting device 10 or a part of the memory shared with the video recording device 30.
  • the comparison module 13 compares the file size So of the still image fo in the storage module 12 with the file size S d of the still image f d collected by the video capture module 11, that is, whether or not there is an IS. -S d
  • the comparison module 31 outputs a trigger signal to the video device 30.
  • the video device 30 is simultaneously connected to the camera 20. After receiving the trigger signal from the comparison module 31, the video device 30 starts recording the picture captured by the camera.
  • Fig. 3 is only one embodiment exemplified for specifically explaining the application of the motion detecting device of the present invention, and the application of the present invention is of course not limited thereto.
  • the video device 30 can be replaced with an alarm device or other device.
  • the motion detecting method and apparatus of the present invention judges the difference of the image by directly comparing the file sizes of the two images before and after, thereby obtaining a conclusion as to whether or not an action occurs, which corresponds to the prior art by Compared with the point-by-point correlation operation to judge the difference of the image, the algorithm is simpler and does not affect the operation due to the detected picture size or the number of pixels. This reduces the burden on the system and reduces the complexity and cost of the system.

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Description

图像动作检测方法及装置
发明领域
本发明涉及一种图像处理技术, 尤其涉及一种对实时的视频图像进行 动作检测的方法及装置。 技术背景
在治安、 环境、 交通、 生产过程等监控系统中, 常常需要设定当所监 视的画面中发生变化时, 系统触发报警或开始记录等动作, 这样即使在无 人值守的时候也能起到智能监控的作用, 并且由于不再记录那些无动作或 者事件发生的画面, 也可以大量节省用于存储的媒体空间 (如硬盘或录像 带等)。 因此, 在上述系统中就需要用到动作检测技术, 对所监视的画面所 对应的实时视频数据进行检测以判断其是否处于动作状态。
如图 1所示, 目前动作检测的一种常用方法是分别选取动作发生前后 各一帧静态图像进行比较, 若两幅图像不一致, 则判断所监视的画面中有 动作发生。
图像的比较有多种算法, 比较简单的一种是对图像的灰度直方图进行 粗略的比较, 通过计算前后两幅图像的灰度直方图的均方差以大致了解两 幅图像的差异程度。 但是这种方法在实际实现中的效果不是很理想, 这主 要有两方面的原因: (1 ) 图像直方图反映不出图像像素的具体位置, 更糟 糕的情况是两幅完全不一样的图像有可能对应于同一幅灰度直方图; (2) 图像像素的多少也会产生影响。
为此一般采用另一种方法, 即计算两幅图像的相关程度, 它的基本原 则就是通过对两幅图像的某种属性进行相关函数的计算, 来确定图像的相 似程度,比如对处于两幅图像相同位置处的像素点上的颜色数作相关运算。
但是, 这一类通过对像素点逐点相关运算来比较图像中的内容的算法 缺点在于运算过于复杂, 尤其当所监视的画面较大, 包含像素较多, 且采 集静态图像的间隔时间较短时, 会对系统带来较大的负担, 也间接提高了 系统的复杂度和成本。 发明内容
本发明的目的之一是提出一种较为简单快速的图像动作检测方法及装 置, 其通过直接比较前后两幅图像的文件本身的大小来判断图像的差异, 以得出是否有动作发生的结论。
按照本发明的一种图像动作检测方法, 包括步骤:
a、 采集并存储动作发生前的静态图像 f。;
b、 按照预定间隔, 采集静态图像 fd ;
c、 比较静态图像 f。和 fd的文件大小的差值是否大于一个预定阈值; 以及
d、 若静态图像 f。和 fd的文件大小的差值大于所述预定阈值, 输出确 认在预定间隔中所检测的图像有动作发生的信息。
按照本发明的一种图像动作检测装置, 包括:
图像采集模块, 用于采集动作发生前的静态图像 f。以及按照预定间隔 采集静态图像 fd;
存储模块, 用于存储动作发生前的静态图像 f。; 以及
比较模块, 用于比较静态图像 f。和 fd的文件大小的差值是否大于一个 预定阈值, 并用于当静态图像 f。和 fd的文件大小的差值大于所述预定阈值 时, 输出确认在预定间隔中所检测的图像有动作发生的信息。
本发明的动作检测方法及装置通过直接比较前后两幅图像的文件大小 来判断图像的差异, 从而得出是否有动作发生的结论, 与现有技术相比, 算法上更加简单, 且不会因所检测的画面大小或者像素多少而影响其运算 量, 从而减轻了系统负担, 也降低了系统的复杂度和成本。
通过参考以下结合附图的说明以及权利要求书中的内容, 并且随着对 本发明的更全面的理解, 本发明的其他目的及效果将变得更加清楚和易于 理解。 附图简述
现在结合附图对本发明进行更详细的描述, 其中:
图 1示出了在一个监视画面中分别在动作发生前后所采集的两幅静态 图像的例子;
图 2示出了本发明动作检测方法的一种实施例的工作流程图; 以及 图 3示出了采用本发明的一种实施例的动作检测装置的监控系统结构 示意框图。 具体实施方式 本发明采用静态图像比较的方法来判断监视画面中是否有动作发生, 首先需要从监视画面的视频中采集用来比较的静态图像。 以图 1所示的图 像为例, 左边采集下来的静态图像是动作发生前的画面, 而右边采集下来 的静态图像是动作发生后的画面。 当然, 也可以设定检测的区域为画面中 的一部分, 比如图 1中白色虚线区域, 只有当该区域的画面中发生变化时, 才认为有动作发生。这时所采集的静态图像就只要包括白色虚线区域即可。 图像可以采用 JPG, GIF或者 BMP等常用格式来保存。
本发明一种具体的动作检测方法的过程可以参照图 2所示, 首先从所 监视的画面中采集一张动作发生前的静态图像 f。并将其存储下来作为参照 对象, 即步骤 S101。 然后在步骤 S102中, 按照预定的间隔采集一张静态 图像 fd。 该预定的间隔可以跟据实际的应用环境来设定, 比如可以设定每 隔 2秒钟或者每隔 48帧等。
当在上述的预定间隔内有动作发生时, 比如图 1中的例子, 其监视画 面中出现了一个人, 这时, 静态图像 fd的内容不同于静态图像 f。, 相应地, 静态图像 fd的文件大小 Sd也会不同于静态图像 f。的文件大小 S。。因此本发 明在步骤 S103中采用比较 Sd和 S。的方法来判断是否有动作发生, 即当 Sd 和 S。的差值不为零时, 就可以判断 fd的内容相较于 f。发生了变化。
但是在实际应用中, 为了防止出现误判断等原因, 可以设定一个阈值
St或 St' , 即当 | S。- Sd |> St或^^ > S;时, 才判断有动作发生。 阈值 St 或 st' 的大小可以根据所监视的画面的大小或者所能预见的发生动作的对 象的大小来设定。 基本上, 如果所监视的画面或者所能预见的发生动作的 对象越大, 相应地阈值也可以设定得越大。 在步骤 S103如果判断有动作发生,则可以输出一个信号来触发录影或 者报警等动作 (步骤 S104) ; 如果判断没有动作发生, 则回到步骤 S102, 等待采集下一幅图像。
图 3是采用本发明的一种实施例的动作检测装置的监控系统结构示意 框图。 其中, 该监控系统主要包括摄像头 20、 动作检测装置 10和录影设 备 30。动作检测装置 10主要包括视频采集模块 11、存储模块 12和比较模 块 13。 视频采集模块 11用于对摄像头 20所监控的画面进行图像采集, 包 括采集动作发生前的静态图像 fo并将其保存在存储模块 12中, 以及按照 预定的间隔采集静态图像 fd。存储模块 12可以是动作检测装置 10专用的 缓存器, 也可以是与录影设备 30共享的存储器的一部分。 比较模块 13将 存储模块 12中的静态图像 fo的文件大小 So与视频采集模块 11所采集到 的静态图像 fd的文件大小 Sd进行比较, 即判断是否存在 I S。 -Sd |> St
^^ > S;, 如果结果为肯定, 则比较模块 31 输出一个触发信号给录影 设备 30。 录影设备 30同时与摄像头 20相连, 在收到比较模块 31发来的 触发信号后, 录影设备 30开始记录摄像头所拍摄到的画面。
图 3只是为了具体说明本发明动作检测装置的应用而列举的一个实施 例, 本发明的应用当然并不仅限于此。 比如录影设备 30就可以替换成报警 设备或者其他设备。
从上述描述可以看出, 本发明动作检测方法和装置是通过直接比较前 后两幅图像的文件大小来判断图像的差异, 从而得出是否有动作发生的结 论, 这与现有技术通过对像素点逐点作相关运算来判断图像的差异相比, 算法上更加简单, 且不会因所检测的画面大小或者像素多少而影响其运算 量, 从而减轻了系统负担, 也降低了系统的复杂度和成本。
应当注意的是, 上述实施例用于说明、 而非限制本发明, 并且, 在不 脱离所附权利要求的保护范围的前提下, 本领域技术人员应当理解, 对上 述本发明所公开的动作检测方法及其装置, 还可以在不脱离本发明内容的 基础上做出各种改进。 因此, 本发明的保护范围应当由所附的权利要求书 的内容确定。 此外, 不应当将权利要求中的任何参考标记解释为限制权利 要求的保护范围。

Claims

权利要求
1. 一种图像动作检测方法, 包括步骤:
a、 采集并存储动作发生前的静态图像 f。;
b、 按照预定间隔, 采集静态图像 fd;
c、 比较静态图像 f。和 fd的文件大小的差值是否大于一个预定阈值; 以及
d、 若静态图像 f。和 fd的文件大小的差值大于所述预定阈值, 输出确 认在预定间隔中所检测的图像有动作发生的信息。
2. 如权利要求 1所述的图像动作检测方法, 其中还包括步骤: e、 若静态图像 f。和 fd的文件大小的差值小于等于所述预定阈值, 则 重复执行步骤 b、 c和 d。
3. 如权利要求 1或 2所述的图像动作检测方法,其中所述预定阈值根 据所检测的图像画面的大小或者所能预见的发生动作的对象的大小来设 定。
4. 如权利要求 1或 2所述的图像动作检测方法,其中所述预定间隔为 预定的时间间隔或预定的图像帧数间隔。
5. 一种图像动作检测装置, 包括:
图像采集模块, 用于采集动作发生前的静态图像 f。以及按照预定间隔 采集静态图像 fd;
存储模块, 用于存储动作发生前的静态图像 f。; 以及
比较模块, 用于比较静态图像 f。和 fd的文件大小的差值是否大于一个 预定阈值, 并用于当静态图像 f。和 fd的文件大小的差值大于所述预定阈值 时, 输出确认在预定间隔中所检测的图像有动作发生的信息。
6. 如权利要求 5所述的图像动作检测装置,其中所述预定阈值根据所 检测的图像画面的大小或者所能预见的发生动作的对象的大小来设定。
7. 如权利要求 5或 6所述的图像动作检测装置,其中所述预定间隔为 预定的时间间隔或预定的图像帧数间隔。
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