專利名稱：物件監(jiān)控系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種物件監(jiān)控系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
對于監(jiān)控設(shè)備所捕獲的影像，智能型監(jiān)控系統(tǒng)可根據(jù)使用者的需求對影像內(nèi)容進行分析，通過偵測、追蹤及識別影像中的物件而自動判斷使用者所關(guān)心的物件是否遭遇威脅，并以此有效減少事件或威脅所帶來的傷害。鑒于此，機場、車站大廳等開放、忙碌且雜亂的環(huán)境里，需要一套能自動且有效監(jiān)控環(huán)境中出現(xiàn)的可疑物件的系統(tǒng)。然而，現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)在面臨下述問題時還無法準(zhǔn)確地對監(jiān)控區(qū)域中的物件進行判定監(jiān)控區(qū)域為忙碌、擁擠、背景雜亂的環(huán)境，因監(jiān)控設(shè)備拍攝角度或鏡頭縮放造成所拍攝物體的外形改變或監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的光線變化等。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種物件監(jiān)控系統(tǒng)，可在忙碌、擁擠、雜亂的背景下，因拍攝角度、縮放造成物件外形改變或光線變化情況下，同時且有效地監(jiān)控與判定監(jiān)控區(qū)域內(nèi)被移除的物件或進入物，并利用特征點描述向量識別該進入物。還有必要提供一種物件監(jiān)控方法，可在忙碌、擁擠、雜亂的背景下，因拍攝角度、縮放造成物件外形改變或光線變化情況下，同時且有效地監(jiān)控與判定監(jiān)控區(qū)域內(nèi)被移除的物件或進入物，并利用特征點描述向量識別該進入物。一種物件監(jiān)控系統(tǒng)，運行于影像服務(wù)器中，該系統(tǒng)包括前景物件偵測單元，用于利用雙層背景模型偵測監(jiān)控設(shè)備所捕獲的影像中的前景物件，該雙層背景模型包括現(xiàn)有背景模型和暫存背景模型；物件及區(qū)域判定單元，用于當(dāng)該偵測的前景物件在大于或等于一個設(shè)定時間間隔后仍被判定為前景物件時，在該前景物件的像素被移入暫存背景模型時標(biāo)記所述像素為感興趣像素，從暫存背景模型中搜尋與所述感興趣像素鄰近的區(qū)域中與所述感興趣像素的像素值相同的像素點作為感興趣像素，由此得到一個像素點集合b，當(dāng)集合b 的面積大于一個設(shè)定范圍時，從現(xiàn)有背景模型中擷取與集合b對應(yīng)的像素點，并由此得到像素點集合a ；所述物件及區(qū)域判定單元，還用于利用特征點演算法分別對集合a和b實施運算，找出各像素點集合中的特征點及其描述向量，然后將集合a中的特征點作為種子實施影像切割得到區(qū)塊A，及將集合b中與區(qū)塊A相對應(yīng)位置上的的特征點作為種子實施影像切割得到區(qū)塊B ；及物件識別單元，用于當(dāng)區(qū)塊B的面積大于區(qū)塊A的面積時，判定該監(jiān)控區(qū)域內(nèi)有移除物，及當(dāng)區(qū)塊B的面積小于區(qū)塊A的面積時，判定該監(jiān)控區(qū)域內(nèi)有進入物。一種物件監(jiān)控方法，包括如下步驟利用雙層背景模型偵測監(jiān)控設(shè)備所捕獲影像中的前景物件，該雙層背景模型包括現(xiàn)有背景模型和暫存背景模型；若該偵測的前景物件在大于或等于一個設(shè)定時間間隔后仍被判定為前景物件，則在該前景物件對應(yīng)像素被移入暫存背景模型時標(biāo)記該對應(yīng)像素為感興趣像素；從暫存背景模型中搜尋與所述感興趣像素鄰近的區(qū)域，找出與所述感興趣像素的像素值相同的像素點作為感興趣像素，由此得到一個像素點集合b ；當(dāng)集合b的面積大于一個設(shè)定范圍時，從現(xiàn)有背景模型中擷取與所述集合 b對應(yīng)的像素點，并由此得到像素點集合a ；利用特征點演算法分別對集合a和b實施運算， 找出各像素點集合中的特征點及其描述向量；將集合a中的特征點作為種子實施影像切割得到區(qū)塊A，及將集合b中與區(qū)塊A相對應(yīng)位置上的特征點作為種子實施影像切割得到區(qū)塊B ；當(dāng)區(qū)塊B的面積大于區(qū)塊A的面積時，判定該監(jiān)控區(qū)域內(nèi)有移除物；及當(dāng)區(qū)塊B的面積小于區(qū)塊A的面積時，判定該監(jiān)控區(qū)域內(nèi)有進入物。相較于現(xiàn)有技術(shù)，所述物件監(jiān)控系統(tǒng)及方法，利用彩色像素建立背景模型，以此判斷前、背景物件，較一般只采用灰階像素的監(jiān)控系統(tǒng)及方法，具有更佳的判斷力，其不僅能在忙碌、擁擠、雜亂的背景下識別監(jiān)控區(qū)域內(nèi)被移除的物件或進入物，還可在拍攝角度、縮放造成物件外形改變或光線變化時，同時且有效地監(jiān)控與判定該監(jiān)控區(qū)域內(nèi)被移除的物件和進入物，利用特征點描述向量識別該進入物。


圖1是本發(fā)明物件監(jiān)控系統(tǒng)較佳實施例的運行環(huán)境圖。圖2是本發(fā)明物件監(jiān)控系統(tǒng)較佳實施例的功能單元圖。圖3是圖2中前景物件偵測單元的功能模塊圖。圖4是本發(fā)明物件監(jiān)控方法較佳實施例的作業(yè)流程圖。圖5是圖4步驟S400中的前景物件偵測的具體流程圖。圖6和圖7是圖5中偵測到的前景物件及背景模型變化示意圖。圖8是本發(fā)明有進入物時的特征點偵測和影像切割示意圖。主要元件符號說明
權(quán)利要求
1.一種物件監(jiān)控方法，其特征在于，該方法包括如下步驟利用雙層背景模型偵測監(jiān)控設(shè)備所捕獲影像中的前景物件，該雙層背景模型包括現(xiàn)有背景模型和暫存背景模型；若該偵測的前景物件在大于或等于一個設(shè)定時間間隔后仍被判定為前景物件，則在該前景物件對應(yīng)像素被移入暫存背景模型時標(biāo)記該對應(yīng)像素為感興趣像素；從暫存背景模型中搜尋與所述感興趣像素鄰近的區(qū)域，找出與所述感興趣像素的像素值相同的像素點作為感興趣像素，由此得到一個像素點集合b ；當(dāng)集合b的面積大于一個設(shè)定范圍時，從現(xiàn)有背景模型中擷取與所述集合b對應(yīng)的像素點，并由此得到像素點集合a ；利用特征點演算法分別對集合a和b實施運算，找出各像素點集合中的特征點及其描述向量；將集合a中的特征點作為種子實施影像切割得到區(qū)塊A，及將集合b中與區(qū)塊A相對應(yīng)位置上的特征點作為種子實施影像切割得到區(qū)塊B ；當(dāng)區(qū)塊B的面積大于區(qū)塊A的面積時，判定該監(jiān)控區(qū)域內(nèi)有移除物；及當(dāng)區(qū)塊B的面積小于區(qū)塊A的面積時，判定該監(jiān)控區(qū)域內(nèi)有進入物。
2.如權(quán)利要求1所述的物件監(jiān)控方法，其特征在于，所述利用雙層背景模型偵測監(jiān)控設(shè)備所捕獲影像中的前景物件的步驟包括(a)設(shè)定一個空背景模型，接收N幅彩色影像中的第一幅影像；(b)將該存入了第一幅影像的背景模型作為現(xiàn)有背景模型，以第二幅影像為當(dāng)前影像；(c)將該當(dāng)前影像中的各像素與現(xiàn)有背景模型中的像素進行比較，以確定相應(yīng)像素間的像素值之差和亮度差值；(d)當(dāng)所述確定的像素值之差和亮度差值均小于或等于預(yù)先設(shè)定的門檻值時，判定該像素為背景像素，將該像素加入現(xiàn)有背景模型中生成新背景模型，且由所有背景像素組成的物件為背景物件；或(e)當(dāng)上述確定的像素值之差和亮度差值均大于所述預(yù)先設(shè)定的門檻值時，判定該像素為前景像素，由所有前景像素組成的物件為前景物件；及(f)依次將所述N幅影像中的第三至第N幅影像中的一幅影像作為當(dāng)前影像，并將偵測該當(dāng)前影像之前的所有影像得到的背景模型作為現(xiàn)有背景模型，執(zhí)行步驟(c)至步驟(e) 以偵測出每幅影像中的前景物件和背景物件。
3.如權(quán)利要求2所述的物件監(jiān)控方法，其特征在于，在步驟(d)與步驟(e)之間，該方法還包括步驟(dl)暫存所述前景像素及所述現(xiàn)有背景模型得到一個暫存背景模型B ； (d2)監(jiān)控該暫存背景模型B中的各像素的像素值和亮度值在預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)是否有變化；(d3)若該暫存背景模型B中的各像素的像素值和亮度值在所述預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)沒有變化，則以該暫存背景模型B更新所述現(xiàn)有背景模型后生成新背景模型；或(d4)若該暫存背景模型B中的像素的像素值和亮度值在所述預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)有變化， 變化后的暫存背景模型為『，則返回步驟(業(yè))監(jiān)控該暫存背景模型B、在預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)是否有變化。
4.如權(quán)利要求1所述的物件監(jiān)控方法，其特征在于，在所述判定該監(jiān)控區(qū)域內(nèi)有進入物的步驟后，該方法還包括步驟對所判定的進入物進行大小、顏色和進入時間過濾；將過濾后的進入物的特征點及其描述向量與一個特征點數(shù)據(jù)庫中存儲的各物體的特征點描述向量模型進行比較，以識別該進入物為何種物體；及發(fā)出報警提示。
5.如權(quán)利要求1所述的物件監(jiān)控方法，其特征在于，在所述判定該監(jiān)控區(qū)域內(nèi)有移除物的步驟后，該方法還包括步驟判斷該移除物是否在指定時間段內(nèi)被移除；若判斷結(jié)果為該移除物不是在指定時間段內(nèi)被移除，則結(jié)束流程；及若判斷結(jié)果為該移除物是在指定時間段內(nèi)被移除，則發(fā)出報警提示。
6.一種物件監(jiān)控系統(tǒng)，運行于影像服務(wù)器中，其特征在于，該系統(tǒng)包括前景物件偵測單元，用于利用雙層背景模型偵測監(jiān)控設(shè)備所捕獲的影像中的前景物件，該雙層背景模型包括現(xiàn)有背景模型和暫存背景模型；物件及區(qū)域判定單元，用于當(dāng)該偵測的前景物件在大于或等于一個設(shè)定時間間隔后仍被判定為前景物件時，在該前景物件的像素被移入暫存背景模型時標(biāo)記所述像素為感興趣像素，從暫存背景模型中搜尋與所述感興趣像素鄰近的區(qū)域中與所述感興趣像素的像素值相同的像素點作為感興趣像素，由此得到一個像素點集合b，當(dāng)集合b的面積大于一個設(shè)定范圍時，從現(xiàn)有背景模型中擷取與集合b對應(yīng)的像素點，并由此得到像素點集合a ；所述物件及區(qū)域判定單元，還用于利用特征點演算法分別對集合a和b實施運算，找出各像素點集合中的特征點及其描述向量，然后將集合a的特征點作為種子實施影像切割得到區(qū)塊A，及將集合b中與區(qū)塊A相對應(yīng)位置上的的特征點作為種子實施影像切割得到區(qū)塊 B ；及物件識別單元，用于當(dāng)區(qū)塊B的面積大于區(qū)塊A的面積時，判定該監(jiān)控區(qū)域內(nèi)有移除物，及當(dāng)區(qū)塊B的面積小于區(qū)塊A的面積時，判定該監(jiān)控區(qū)域內(nèi)有進入物。
7.如權(quán)利要求6所述的物件監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述物件識別單元還用于對所判定的進入物進行大小、顏色和進入時間過濾，并將過濾后的進入物的特征點及其描述向量與一個特征點數(shù)據(jù)庫中存儲的各物體的特征點描述向量模型進行比較，以識別該進入物， 及判斷所述移除物是否在指定時間段內(nèi)被移除。
8.如權(quán)利要求7所述的物件監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述物件識別單元還用于識別出進入物后或當(dāng)所述移除物不是在指定時間段內(nèi)被移除時，發(fā)出報警提示。
9.如權(quán)利要求6所述的物件監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述前景物件偵測單元包括模型建立模塊，用于設(shè)定一個空背景模型，接收N幅彩色影像中的第一幅影像；像素分離模塊，用于將該存入了第一幅影像的背景模型作為現(xiàn)有背景模型，以第二幅影像為當(dāng)前影像，將該當(dāng)前影像中的各像素與現(xiàn)有背景模型中的像素進行比較，以確定相應(yīng)像素間的像素值之差和亮度差值，當(dāng)所確定的像素值之差和亮度差值均小于或等于預(yù)先設(shè)定的門檻值時，判定該像素為背景像素，由所有背景像素組成的物件為背景物件，或當(dāng)所確定的像素值之差和亮度差值均大于所述預(yù)先設(shè)定的門檻值時，判定該像素為前景像素，由所有前景像素組成的物件為前景物件；及存儲模塊，用于將所述背景像素加入現(xiàn)有背景模型中生成新背景模型，并暫存所述前景像素及現(xiàn)有背景模型得到所述暫存背景模型B ；及所述像素分離模塊還用于依次將所述N幅影像中的第三至第N幅影像中的一幅影像作為當(dāng)前影像，并將偵測該當(dāng)前影像之前的所有影像得到的背景模型作為現(xiàn)有背景模型，繼續(xù)將上述當(dāng)前影像與現(xiàn)有背景模型中相應(yīng)像素進行比較，直到偵測出每幅影像中的前景物件和背景物件。
10.如權(quán)利要求9所述的物件監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述前景物件偵測單元還包括； 暫存背景模型監(jiān)控模塊，用于實時監(jiān)控所述暫存背景模型B中的像素的像素值和亮度值在預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)是否有變化；及背景模型更新模塊，用于當(dāng)上述監(jiān)控的結(jié)果為該暫存背景模型B中的各像素的像素值和亮度值在所述預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)沒有變化時，以該暫存背景模型B更新所述現(xiàn)有背景模型后生成新背景模型；及所述暫存背景模型監(jiān)控單元，還用于當(dāng)上述監(jiān)控的結(jié)果為該暫存背景模型B中的像素的像素值和亮度值在所述預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)有變化，且變化后的暫存背景模型為B、時，監(jiān)控該暫存背景模型B、在所述預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)是否有變化。
全文摘要
一種物件監(jiān)控系統(tǒng)及方法，該方法包括偵測影像中的前景物件；若該前景物件在大于等于設(shè)定時間間隔后仍為前景，則在該前景物件對應(yīng)像素被移入暫存背景模型時標(biāo)記其為感興趣像素；從暫存背景模型中搜尋與感興趣像素鄰近的區(qū)域，找出與其像素值相同的像素點為感興趣像素，得到集合b；當(dāng)集合b的面積大于一個設(shè)定范圍時，從現(xiàn)有背景模型中擷取與集合b對應(yīng)的像素點得到集合a；找出集合a和b中的特征點及其描述向量；分別將該兩個集合中的特征點作為種子實施影像切割得到區(qū)塊A和B；當(dāng)區(qū)塊B的面積大于區(qū)塊A的面積時，判定有移除物；及當(dāng)區(qū)塊B的面積小于區(qū)塊A的面積時，判定有進入物。利用本發(fā)明可有效判定移除物和進入物，并識別該進入物。
文檔編號G06K9/00GK102244770SQ20101017276
公開日2011年11月16日 申請日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者楊智程, 陳建霖 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司