專利名稱：用于自動(dòng)跟蹤攝像機(jī)圖像的虛擬遮罩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用攝像機(jī)來(lái)自動(dòng)跟蹤攝像機(jī)視野內(nèi)的所關(guān)注的移動(dòng)對(duì)象的方法，尤其涉及一種減小視野中的其它移動(dòng)對(duì)象對(duì)跟蹤所關(guān)注的對(duì)象的影響的方法。
背景技術(shù)：
在很多地方會(huì)發(fā)現(xiàn)視頻監(jiān)視攝像系統(tǒng)，視頻監(jiān)視攝像系統(tǒng)可以包括具有固定視野的固定攝像機(jī)和/或能夠搖攝、傾斜和/或變焦以調(diào)整攝像機(jī)的視野的可調(diào)攝像機(jī)。這些攝像機(jī)的視頻輸出一般被傳送到中心位置，在該中心位置，視頻輸出被顯示在多個(gè)顯示屏中的一個(gè)上面并且保安人員可以監(jiān)視這些顯示屏以發(fā)現(xiàn)可疑活動(dòng)。
可以搖攝、傾斜和/或變焦的可移動(dòng)的攝像機(jī)也可以用于跟蹤對(duì)象。使用PTZ(搖攝、傾斜、變焦)攝像系統(tǒng)，通?？蓽p少監(jiān)視給定場(chǎng)所所需的攝像機(jī)的數(shù)量，從而可以減少視頻源以及諸如與其關(guān)聯(lián)的多路復(fù)用器和開關(guān)這樣的系統(tǒng)集成硬件的數(shù)量和成本。用于指示搖攝、傾斜、變焦移動(dòng)的控制信號(hào)一般經(jīng)由操縱桿來(lái)自操作人員或來(lái)自自動(dòng)視頻跟蹤系統(tǒng)。自動(dòng)視頻跟蹤(即“自動(dòng)跟蹤”)系統(tǒng)可以識(shí)別視野中的移動(dòng)對(duì)象，然后通過(guò)移動(dòng)攝像機(jī)來(lái)跟蹤該對(duì)象，從而使得將該移動(dòng)對(duì)象保持在攝像機(jī)視野的中心部分。
自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)可以通過(guò)比較多個(gè)連續(xù)獲得的視野中的圖像，來(lái)識(shí)別視野中的移動(dòng)對(duì)象。在連續(xù)獲得的圖像之間，單個(gè)像素或局部一組像素的內(nèi)容的改變可以指示存在需要跟蹤的移動(dòng)對(duì)象。對(duì)于自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，生成“運(yùn)動(dòng)遮罩”是已知的，該運(yùn)動(dòng)遮罩是對(duì)連續(xù)獲得的圖像間的像素中的內(nèi)容改變的量或可能性的逐個(gè)像素的量化。通過(guò)識(shí)別在連續(xù)獲得的圖像之間具有內(nèi)容變化的像素組，系統(tǒng)可以識(shí)別視野中的移動(dòng)對(duì)象。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些涉及使用自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的問(wèn)題。例如，當(dāng)檢測(cè)到可能是入侵者的可疑的移動(dòng)對(duì)象時(shí)，自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)。然而，問(wèn)題是當(dāng)檢測(cè)到系統(tǒng)認(rèn)為是可疑目標(biāo)的“靜態(tài)移動(dòng)”(即背景移動(dòng))時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤警報(bào)。這種靜態(tài)移動(dòng)的來(lái)源的一個(gè)例子是在風(fēng)中飄動(dòng)的旗幟。相關(guān)的問(wèn)題是，在視野中出現(xiàn)靜態(tài)移動(dòng)可能導(dǎo)致無(wú)法跟蹤真實(shí)的可疑目標(biāo)。最后，在視野中出現(xiàn)靜態(tài)移動(dòng)可能擾亂系統(tǒng)，并導(dǎo)致系統(tǒng)丟失真實(shí)可疑目標(biāo)的蹤跡。
雖然多種系統(tǒng)用于滿足在監(jiān)視攝像系統(tǒng)中提供運(yùn)動(dòng)遮罩的需求，但是沒(méi)有系統(tǒng)滿足當(dāng)在自動(dòng)跟蹤監(jiān)視系統(tǒng)中使用運(yùn)動(dòng)遮罩時(shí)過(guò)濾掉靜態(tài)移動(dòng)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種監(jiān)視攝像自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其產(chǎn)生指示靜態(tài)移動(dòng)的位置的虛擬遮罩(virtual mask)。可以利用該虛擬遮罩修改運(yùn)動(dòng)遮罩(motion mask)，以使得當(dāng)系統(tǒng)檢查運(yùn)動(dòng)遮罩以確定是否存在所關(guān)注的移動(dòng)對(duì)象時(shí)，可以較少地受到靜態(tài)移動(dòng)的影響。
本發(fā)明可以提供1)一種可用于PTZ攝像機(jī)的自動(dòng)可變換虛擬遮罩系統(tǒng)的方法；2)一種提供具有靈活形狀的虛擬遮罩的方法，其可具有用戶繪制的任意多的頂點(diǎn)；3)一種提供用于更強(qiáng)壯的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的靜態(tài)運(yùn)動(dòng)的連續(xù)可變換虛擬遮罩的方法；4)一種使得能夠獲得非靜態(tài)圖像以及靜態(tài)圖像的方法；5)一種與以恒定形狀而改變尺寸相對(duì)的，使得能夠動(dòng)態(tài)變焦、促進(jìn)精確隱私遮罩(privacy mask)的方法；6)一種不需要攝像機(jī)校準(zhǔn)過(guò)程的虛擬遮罩系統(tǒng)。
以其中一種形式，本發(fā)明包括一種監(jiān)視攝像系統(tǒng)，該監(jiān)視攝像系統(tǒng)包括可獲取圖像并且具有可調(diào)視野的攝像機(jī)。該處理裝置被可操作地連接到攝像機(jī)。該處理裝置允許用戶在所獲取的圖像內(nèi)定義虛擬遮罩。處理裝置還在所獲取的圖像中跟蹤所關(guān)注的移動(dòng)對(duì)象，并且減小對(duì)所述獲取的圖像的在所述虛擬遮罩內(nèi)的區(qū)域的關(guān)注度。
以其中另一種形式，本發(fā)明包括操作監(jiān)視攝像系統(tǒng)的方法，其中包括用攝像機(jī)獲取圖像。在所獲取的圖像內(nèi)定義虛擬遮罩。在所獲取的圖像中跟蹤所關(guān)注的移動(dòng)對(duì)象，并且減小對(duì)所述獲取的圖像的在所述虛擬遮罩內(nèi)的區(qū)域的關(guān)注度。
以其中另一種形式，本發(fā)明包括操作監(jiān)視攝像系統(tǒng)的方法，其中包括用攝像機(jī)獲取圖像。基于所獲取的圖像生成運(yùn)動(dòng)遮罩。在所獲取的圖像內(nèi)定位靜態(tài)運(yùn)動(dòng)源。在所獲取的圖像內(nèi)的靜態(tài)運(yùn)動(dòng)源上定義虛擬遮罩。利用虛擬遮罩修改運(yùn)動(dòng)遮罩?；谛薷暮蟮倪\(yùn)動(dòng)遮罩在所獲取的圖像內(nèi)跟蹤所關(guān)注的移動(dòng)對(duì)象。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于自動(dòng)可變換遮罩算法增強(qiáng)了自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的健壯性，并減少了由靜態(tài)運(yùn)動(dòng)源(如旗幟、樹木或風(fēng)扇)導(dǎo)致的擾亂。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是虛擬遮罩可以被精細(xì)地剪裁為所述區(qū)域的形狀，為了自動(dòng)跟蹤而忽略該區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明還可以允許一種虛擬遮罩，其中，非遮罩區(qū)域完全被遮罩區(qū)域圍繞，例如，環(huán)形遮罩。


參照以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行的說(shuō)明，本發(fā)明的上述和其它特征及目的，以及實(shí)現(xiàn)它們的方式將更加明了，并且能更好地理解發(fā)明本身，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的視頻監(jiān)視系統(tǒng)的示意圖；圖2是圖1的處理裝置的示意圖；圖3是使用模擬視頻信號(hào)的處理裝置的一部分的示意圖；圖4是說(shuō)明定義隱私遮罩的方法的流程圖；圖5是說(shuō)明將隱私遮罩顯示在顯示屏上的方法的流程圖；圖6是隱私遮罩的示意圖；
圖7是圖6中的隱私遮罩在遮罩變換后的示意圖，以說(shuō)明攝像機(jī)視野中的變化；圖8是另一隱私遮罩的示意圖；圖9是圖8中的隱私遮罩在遮罩變換后的示意圖，以說(shuō)明攝像機(jī)的視野中的變化；圖10是本發(fā)明的用于在運(yùn)動(dòng)遮罩上畫出虛擬遮罩的方法的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)流圖；圖11是本發(fā)明的虛擬遮罩算法的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)流圖；圖12是說(shuō)明定義虛擬遮罩的方法的流程圖；圖13是說(shuō)明將虛擬遮罩用于自動(dòng)跟蹤的方法的流程圖；圖14是說(shuō)明將虛擬遮罩用于自動(dòng)跟蹤的另一個(gè)方法的流程圖；圖15是由攝像機(jī)獲取并顯示在屏幕上的圖像的平面圖；圖16是從由攝像機(jī)獲取的一系列連續(xù)圖像中得出的運(yùn)動(dòng)遮罩的平面圖；圖17是用圖15的虛擬遮罩修改的圖16的運(yùn)動(dòng)遮罩的平面圖。
在多個(gè)圖中，相應(yīng)的參考標(biāo)記指示相應(yīng)的部件。雖然此處所示的范例說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施例，但是以下公開的實(shí)施例不是用于窮舉并且不能被解釋為將本發(fā)明的范圍限制為所公開的精確形式。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明，圖1顯示視頻監(jiān)視系統(tǒng)20。系統(tǒng)20包括位于部分為球形的外殼24內(nèi)的攝像機(jī)22。對(duì)外殼24進(jìn)行著色，以允許攝像機(jī)獲取外殼24的外界環(huán)境的圖像，并同時(shí)防止環(huán)境中正被攝像機(jī)22觀察的個(gè)體確定攝像機(jī)22的方向。攝像機(jī)22包括電動(dòng)機(jī)，其用于攝像機(jī)22的搖攝、傾斜和焦距調(diào)整。攝像機(jī)22的搖攝移動(dòng)由箭頭26表示，攝像機(jī)22的傾斜移動(dòng)由箭頭28表示，攝像機(jī)22的鏡頭23的焦距的改變(即變焦)用箭頭30表示。如參照坐標(biāo)系21所示，搖攝運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)于沿x軸方向的移動(dòng)，傾斜運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)于沿y軸方向的移動(dòng)，焦距調(diào)整對(duì)應(yīng)于沿z軸方向的移動(dòng)。在所示實(shí)施例中，攝像機(jī)22和外殼24是“Philips AutoDomeCamera System”牌的攝像機(jī)系統(tǒng)，例如G3 Basic AutoDome攝像機(jī)和外殼，其可從前身為“PhilipsCommunication，Security&Imaging”公司的“Bosch Security Systems”公司獲得，該公司在賓夕法尼亞州(Pennsylvania)的蘭開斯特(Lancaster)擁有營(yíng)業(yè)場(chǎng)所。由Sergeant等人在名為“Surveillance CameraSystem”的美國(guó)專利No.5,627,616中描述了適用于本發(fā)明的攝像機(jī)，通過(guò)參考將其包含在此。
系統(tǒng)20還包括頭端單元32。頭端單元32包括視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換開關(guān)或視頻信號(hào)多路復(fù)用器33。例如，頭端單元可以包括可從位于賓夕法尼亞州的蘭開斯特市的，前身為“Philips Communication，Security&Imaging”公司的“Bosch Security Systems”公司得到的Allegiant牌的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換開關(guān)，例如LTC 8500系列的Allegiant視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換開關(guān)，其為多達(dá)64個(gè)攝像機(jī)提供輸入，并且還可以被配備8個(gè)獨(dú)立鍵盤和8個(gè)監(jiān)視器。頭端單元32包括鍵盤34和操縱桿36供操作者或用戶輸入。頭端單元32還包括監(jiān)視器38形式的顯示裝置，用于操作者觀看。用24伏的AC電源40為攝像機(jī)22和處理裝置50供電。將處理裝置50可操作地連接到攝像機(jī)22和頭端單元32。
所示系統(tǒng)20是單個(gè)攝像機(jī)應(yīng)用，然而，本發(fā)明可用于具有其它攝像機(jī)的更大的監(jiān)視系統(tǒng)中，其中，其它攝像機(jī)可以是靜態(tài)的或可移動(dòng)的攝像機(jī)，或其組合，以覆蓋更大或更復(fù)雜的監(jiān)視區(qū)域。一個(gè)或多個(gè)VCR或其它形式的模擬或數(shù)字記錄裝置也可被連接到頭端單元32，用于記錄由攝像機(jī)22或系統(tǒng)中的其它攝像機(jī)捕獲的視頻圖像。
圖2中示意性地表示了處理裝置50的硬件結(jié)構(gòu)。在所示實(shí)施例中，處理裝置50包括系統(tǒng)控制板64。在圖2中，處理裝置50的電源/IO部分66被顯示為分離的板，然而，這是為了清楚的目的，電源/IO部分66的元件可以直接安裝到系統(tǒng)控制板64。為將電力提供給處理裝置50，電源線42將電源40連接到轉(zhuǎn)換器52。處理裝置50經(jīng)由視頻線44從攝像機(jī)22接收原始模擬視頻供給，視頻線45用于將視頻圖像傳送到頭端單元32。在所示實(shí)施例中，視頻線44、45為同軸的、75歐姆、1Vp-p，并且包括用于與處理裝置50進(jìn)行接合的BNC連接器。由攝像機(jī)22提供的視頻圖像可以是模擬的，并且符合NTSC或PAL標(biāo)準(zhǔn)。板72可以是標(biāo)準(zhǔn)的通信電路板，其能處理雙相的信號(hào)，并包括同軸消息集成電路(COMIC)，用于允許經(jīng)過(guò)視頻鏈路進(jìn)行雙向通信。
經(jīng)由另一模擬視頻線56，模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器58從攝像機(jī)22接收視頻圖像，并將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻信號(hào)。在數(shù)字視頻信號(hào)被存儲(chǔ)在SDRAM 60形式的緩沖器中之后，數(shù)字化的視頻圖像被傳送到視頻內(nèi)容分析數(shù)字信號(hào)處理器(VCA DSP)62。在VCA DSP 62中執(zhí)行視頻穩(wěn)定算法。由Sablak等人在名為“IMAGESTABILIZATION SYSTEM AND METHOD FOR A VIDEOCAMERA”的美國(guó)專利申請(qǐng)中描述了系統(tǒng)20可以采用的圖像穩(wěn)定系統(tǒng)的例子，該專利申請(qǐng)的提交日與本申請(qǐng)相同，并且與本申請(qǐng)具有共同的受讓人，因此將該申請(qǐng)的公開通過(guò)參考合并在此。被調(diào)整的顯示圖像被送到數(shù)模轉(zhuǎn)換器74，其中視頻信號(hào)被轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。經(jīng)由模擬視頻線76、54、模擬電路68和模擬視頻線70將得到的有注釋的模擬視頻信號(hào)發(fā)送到通信插件板72，然后該通信插件板經(jīng)由視頻線45將信號(hào)發(fā)送到頭端單元32。
處理器62可以是TIDM 642多媒體數(shù)字信號(hào)處理器，其可從德克薩斯州(Texas)的達(dá)拉斯(Dalias)的德州儀器(Texas InstrumentsIncorporated)獲得。一開始，可編程媒體處理器62加載引導(dǎo)裝入程序。然后引導(dǎo)程序從存儲(chǔ)器裝置(例如閃存78)將VCA應(yīng)用程序代碼拷貝到SDRAM 60用于執(zhí)行。在所示實(shí)施例中，閃存78提供4兆字節(jié)的存儲(chǔ)空間，SDRAM 60提供32兆字節(jié)的存儲(chǔ)空間。因?yàn)橐粏?dòng)就將應(yīng)用程序代碼從閃存78加載到SDRAM 60，所以SDRAM 60剩余大約28兆字節(jié)的存儲(chǔ)空間用于視頻幀存儲(chǔ)和其它軟件應(yīng)用程序。
在圖2所示的實(shí)施例中，經(jīng)由高速串行通信總線63、雙相數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線80、I2C數(shù)據(jù)總線82和RS-232數(shù)據(jù)總線84、88，將位于系統(tǒng)控制板64上的元件連接到通信插件板72。還可以提供RS-232/RS-485兼容收發(fā)器86用于通信。同軸線45經(jīng)由通信插件板72提供處理裝置50和頭端單元32之間的通信?？梢允荝S-232調(diào)試數(shù)據(jù)總線形式的多種其它線路(例如線路49)也可用于將信號(hào)從頭端單元32傳送到處理裝置50。由這些線路(例如線路45和49)傳送的信號(hào)可以包括被發(fā)送到攝像機(jī)22之前可被處理裝置50修改的信號(hào)。這些信號(hào)可經(jīng)由線路48被發(fā)送到與微控制器90通信的攝像機(jī)22。在所示實(shí)施例中，微控制器90是H8S/2378控制器，其可從在加利福尼亞州(California)的圣何塞(San Jose)具有營(yíng)業(yè)場(chǎng)所的“RenesasTechnology America”公司獲得。
微控制器90運(yùn)行系統(tǒng)控制器軟件并且還與VCA元件92通信。雖然未示出，但是導(dǎo)電跡線和內(nèi)襯導(dǎo)電材料的通孔被用于提供安裝在圖2所示的印制電路板上的多個(gè)元件之間的電氣通信。因此，VCA元件(例如VCA DSP 62)可以經(jīng)由微控制器90和線路48向攝像機(jī)22發(fā)送信號(hào)。也可以使用線路46直接將信號(hào)從頭端單元32傳送到攝像機(jī)22，而不通過(guò)處理裝置50傳送信號(hào)。可以將處理裝置50和攝像機(jī)22以及頭端單元32之間的各種替代通信鏈路應(yīng)用于本發(fā)明。
系統(tǒng)控制板64還包括現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)94，其包括三個(gè)存儲(chǔ)裝置，即遮罩存儲(chǔ)器96，字符存儲(chǔ)器98以及屏幕上顯示(OSD)存儲(chǔ)器100。在所示實(shí)施例中，F(xiàn)PGA 94可以是可從在加利福尼亞州的圣何塞具有營(yíng)業(yè)場(chǎng)所的Xilinx公司獲得，并且以Spartan 3的名稱來(lái)出售的FPGA。在所示實(shí)施例中，遮罩存儲(chǔ)器96是4096×16的雙端口隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器模塊，字符存儲(chǔ)器98是4096×16的雙端口隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器模塊，OSD存儲(chǔ)器100是1024×16的雙端口隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器模塊。類似的，VCA元件92包括遮罩存儲(chǔ)器102，字符存儲(chǔ)器104以及屏幕上顯示(OSD)存儲(chǔ)器106，它們也可以是雙端口隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器模塊。這些元件可用于遮罩顯示在屏幕38上的圖像的不同部分，或者為屏幕38生成文本顯示。更具體地講，處理裝置50的這種結(jié)構(gòu)使得處理器能夠?qū)δM視頻信號(hào)或數(shù)字視頻信號(hào)應(yīng)用隱私遮罩、虛擬遮罩，和屏幕上顯示。
如果希望對(duì)數(shù)字圖像信號(hào)應(yīng)用隱私遮罩或屏幕上顯示，則將使用存儲(chǔ)器102、104和106，并且在處理器62中進(jìn)行計(jì)算隱私遮罩和屏幕上顯示的位置所需的處理。如果對(duì)模擬視頻信號(hào)應(yīng)用隱私遮罩和屏幕上顯示，那么將使用存儲(chǔ)器96、98和100，并且在微處理器90中進(jìn)行計(jì)算隱私遮罩和屏幕上顯示的位置所需的處理。在處理裝置50中包含具有存儲(chǔ)器102、104和106的VCA元件92，有利于進(jìn)行視頻內(nèi)容分析，例如用于對(duì)闖入者的自動(dòng)跟蹤。然而，可以提供不配備VCA元件92的處理裝置50的替代實(shí)施例，以降低成本，所述處理裝置50不提供相同的視頻內(nèi)容分析能力。在這種實(shí)施例中，處理裝置50仍然能夠通過(guò)使用微處理器90和具有存儲(chǔ)器96、98和100的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)94對(duì)模擬視頻信號(hào)應(yīng)用隱私遮罩、虛擬遮罩以及屏幕上顯示。
處理裝置50還包括可重寫的閃存裝置95、101。閃存95用于存儲(chǔ)包括字符映射表(character map)的數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，該字符映射表被寫到存儲(chǔ)器98和100。類似的，閃存101用于存儲(chǔ)包括字符映射表的數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，字符映射表被寫到存儲(chǔ)器104和106。通過(guò)將字符映射表存儲(chǔ)在代替只讀存儲(chǔ)器的可重寫的存儲(chǔ)裝置上(例如閃存95、101)，之后如果希望，則可以通過(guò)簡(jiǎn)單地重寫或補(bǔ)充存儲(chǔ)在閃存上的字符映射表，從而相對(duì)容易地對(duì)字符映射表進(jìn)行升級(jí)。系統(tǒng)控制器板64還包括并行數(shù)據(jù)閃存108，用于存儲(chǔ)包括用戶定義的隱私遮罩的用戶設(shè)置，其中與用戶定義的隱私遮罩對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)可以被寫到存儲(chǔ)器96和/或102。
圖3提供了比圖2所示更詳細(xì)的FPGA 94和模擬電路68的示意圖。如圖3所示，除了遮罩存儲(chǔ)器96、字符存儲(chǔ)器98和OSD存儲(chǔ)器100之外，F(xiàn)PGA 94還包括OSD/遮罩控制塊94a、地址解碼器94b以及可選的主機(jī)端口接口HPI16 94c，用于傳送幀精確位置數(shù)據(jù)。當(dāng)利用VCA元件92將隱私遮罩和信息顯示(例如單個(gè)文本字符)與數(shù)字視頻圖像結(jié)合時(shí)，使用HPI16接口。
圖3還可看出，模擬電路(圖2中以更簡(jiǎn)化的方式顯示并用68標(biāo)識(shí))包括第一模擬開關(guān)68a，第二模擬開關(guān)68b，濾波器68c和模擬多路復(fù)用器68d以及視頻同步分離器68e?！案蓛舻摹蹦M視頻信號(hào)通過(guò)線路54傳送到第二模擬開關(guān)68b、混合器68c和同步分離器68e，其中，所述“干凈的”模擬視頻信號(hào)即雖然可以穩(wěn)定圖像，但是視頻信號(hào)基本上包括所有被攝像機(jī)22捕獲的圖像而未對(duì)圖像的內(nèi)容進(jìn)行任何實(shí)質(zhì)修改。模擬視頻信號(hào)從混合器68c傳送到第一模擬開關(guān)68a?；旌掀?8c還包括半色調(diào)黑色調(diào)整，從而部分視頻信號(hào)可用灰色調(diào)修改。同步分離器68e從視頻信號(hào)提取定時(shí)信息，該視頻信號(hào)然后被傳送到FPGA 94。干凈的模擬視頻信號(hào)，諸如來(lái)自FPGA 94或線路54的，也被濾波器68c接收。使模擬視頻信號(hào)通過(guò)濾波器68c使得圖像模糊，并且模糊的圖像被傳送到模擬開關(guān)68a。模擬開關(guān)68a還具有對(duì)應(yīng)于黑色和白色輸入的輸入線。兩條啟動(dòng)線提供模擬開關(guān)68a和FPGA 94之間的通信。兩條啟動(dòng)線允許FPGA 94控制將由模擬開關(guān)68a接收的哪個(gè)輸入信號(hào)輸出到模擬開關(guān)68b。圖3還可看出，第二模擬開關(guān)68b包括兩條輸入線，一條對(duì)應(yīng)于來(lái)自線路54的“干凈的”模擬視頻信號(hào)，另一條對(duì)應(yīng)于模擬開關(guān)68a的輸出。兩條啟動(dòng)線提供模擬開關(guān)68b和FPGA 94之間的通信，由此FPGA 94控制將輸入到模擬開關(guān)68b的哪個(gè)信號(hào)輸出到線路70，并且隨后顯示在顯示屏38上。
由攝像機(jī)22拍攝的視頻序列的每個(gè)單個(gè)的圖像或幀包括排列在一系列行中的像素，并且每個(gè)圖像的單個(gè)像素通過(guò)模擬電路68被連續(xù)地傳送到顯示屏38。當(dāng)模擬開關(guān)68b將干凈的視頻信號(hào)從線路54傳送到線路70時(shí)，從這樣的信號(hào)生成的像素將在顯示屏38上生成由攝像機(jī)22拍攝的圖像的相應(yīng)部分的清楚且精確的描繪。為使顯示在屏幕38上的圖像的一部分變模糊(從而生成隱私遮罩或指示虛擬遮罩的位置)，模擬開關(guān)68a將模糊的圖像信號(hào)(對(duì)應(yīng)于從濾波器68c接收的信號(hào))傳送到模擬開關(guān)68b。然后開關(guān)68b將該模糊的圖像傳送到線路70，以用于產(chǎn)生圖像的對(duì)應(yīng)于隱私遮罩或虛擬遮罩的所選部分的像素。如果想要灰度色調(diào)的隱私遮罩或虛擬遮罩，則可通過(guò)開關(guān)68a和68b以及線路70將來(lái)自混合器68d的輸入信號(hào)(而不是來(lái)自濾波器68c的模糊的圖像信號(hào))傳送到顯示屏38，以用于圖像的所選擇的部分。為生成屏幕上顯示，例如在白色背景上的黑色文本，模擬開關(guān)68a將用于單個(gè)像素以生成想要的文本和背景的適當(dāng)?shù)男盘?hào)(黑色或白色)傳送到模擬開關(guān)68b，然后，模擬開關(guān)68b將所述信號(hào)通過(guò)線路70傳送到顯示屏38用于適當(dāng)?shù)南袼亍Ｒ虼?，通過(guò)控制開關(guān)68a和68b，F(xiàn)PGA94以可以用于模擬視頻信號(hào)的方式在顯示屏38上生成隱私遮罩和信息顯示。也就是說(shuō)，通過(guò)開關(guān)68a和68b的處理將對(duì)應(yīng)于隱私遮罩、虛擬遮罩或信息顯示的像素與由攝像機(jī)22捕獲的圖像結(jié)合。
如上所述，字符映射表存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器98中，并被用于信息顯示的生成。這些單個(gè)字符映射表每個(gè)對(duì)應(yīng)于一塊像素，并且描述塊中的像素哪些是背景，哪些是前景，其中背景和前景具有不同的顯示特性，例如前景和背景是黑色和白色，或者是其它的一些對(duì)比色對(duì)，以形成期望的字符。然后可以將這些單個(gè)字符映射表用于控制開關(guān)68a、68b以在顯示屏38上產(chǎn)生預(yù)期的像素塊。
隱私遮罩以大小為4×4像素的單個(gè)像素塊著色，并且隱私遮罩的實(shí)現(xiàn)通?？梢匀缦滤觥Ｊ紫?，用戶定義隱私遮罩的邊界。當(dāng)攝像機(jī)22的視野改變時(shí)，計(jì)算對(duì)應(yīng)于新的視野的隱私遮罩的新的變換后的邊界。然后使用4×4的像素塊著色或填充由新邊界定義的隱私遮罩區(qū)域。通過(guò)使用相對(duì)小的像素塊(即4×4的像素塊)來(lái)代替10×16的像素塊(當(dāng)顯示單個(gè)文本字符時(shí)可能使用)，以完全填充隱私遮罩的新的變換后的邊界，當(dāng)攝像機(jī)的視野改變時(shí)，隱私遮罩將更符合所希望的應(yīng)用隱私遮罩的實(shí)際主體。由Henninger在名為“ON-SCREENDISPLAY AND PRIVACY MASKING APPARATUS AND METHOD”的美國(guó)專利申請(qǐng)中描述了連同文本信息的屏幕上顯示使用隱私遮罩，該專利申請(qǐng)于2004年6月2日提交并且被轉(zhuǎn)讓給“Bosch SecuritySystems”，因此將其公開通過(guò)參考包含在此。
以4×4像素塊給隱私遮罩著色不需要以任何特定的方式定義隱私遮罩邊界，并且可以以這種分辨率給遮罩著色，而不管初始定義遮罩的精度。以下將更詳細(xì)地說(shuō)明定義以及變換隱私遮罩的過(guò)程。
在所示實(shí)施例中，操作人員可在頭端單元32輸入命令，并且命令經(jīng)由在頭端單元32和處理裝置50之間提供通信的多條線路(例如線路45、49)之一傳送到處理裝置50，所述線路還在頭端單元32和處理裝置50之間傳送其它串行通信。在所示實(shí)施例中，處理裝置50配備有金屬片外殼，并且安裝在攝像機(jī)22鄰近處。處理裝置50還可以采用其他方法安裝以及安裝在其它位置。處理裝置50也可采用其他硬件體系結(jié)構(gòu)。應(yīng)該注意的是，通過(guò)為處理裝置50配備金屬片外殼，使得將其安裝在PTZ(搖攝、傾斜、變焦)攝像機(jī)上或附近變得容易，因此系統(tǒng)20可以提供不需要基于個(gè)人計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)的獨(dú)立的嵌入式平臺(tái)。
如處理裝置50所示，提供獨(dú)立的平臺(tái)還允許本發(fā)明使用輸出未改變的視頻圖像(即，沒(méi)有被修改的“干凈的”視頻信號(hào))的攝像機(jī)。在從攝像機(jī)裝置輸出后，即從攝像機(jī)外殼22a中的系統(tǒng)的那些元件輸出后，“干凈的”視頻可以具有由獨(dú)立平臺(tái)應(yīng)用到其的隱私遮罩和屏幕上顯示。通常，使用隱私遮罩不能同時(shí)使用自動(dòng)跟蹤，因?yàn)閷?duì)視頻圖像應(yīng)用隱私遮罩通常由位于攝像機(jī)外殼內(nèi)的處理裝置進(jìn)行，這會(huì)使一部分視頻圖像模糊從而限制了執(zhí)行自動(dòng)跟蹤所需的視頻內(nèi)容分析的有效性。使用獨(dú)立平臺(tái)對(duì)攝像機(jī)輸出的干凈的視頻圖像應(yīng)用隱私遮蔽和屏幕上信息顯示允許使用自動(dòng)跟蹤或其它需要視頻內(nèi)容分析的應(yīng)用，而不需要攝像機(jī)裝置本身包括執(zhí)行所有這些特征功能所需的硬件。然而，如果希望的話，處理裝置50也可以安裝在攝像機(jī)裝置的外殼22a內(nèi)。
除提供隱私遮罩、虛擬遮罩和屏幕上顯示外，處理裝置50可以執(zhí)行多種功能。其中一種是自動(dòng)跟蹤功能。例如，處理裝置50可以識(shí)別攝像機(jī)的視野(FOV)內(nèi)的移動(dòng)目標(biāo)對(duì)象，然后生成調(diào)節(jié)攝像機(jī)的搖攝、傾斜和變焦設(shè)置的控制信號(hào)以跟蹤目標(biāo)對(duì)象，并將目標(biāo)對(duì)象保持在攝像機(jī)的FOV內(nèi)。由Sablak等人在2002年11月27日提交的，名為“VIDEO TRACKING SYSTEM AND METHOD”的美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/306,509中，描述了可由系統(tǒng)20采用的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的例子，通過(guò)參考將該申請(qǐng)的公開包含在此。
雖然以上公討論了具體的硬件結(jié)構(gòu)，但是在實(shí)施本發(fā)明的過(guò)程中可以對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行各種修改。在這樣的替代結(jié)構(gòu)中，最好遮罩的更新速度足夠防止在攝像機(jī)移動(dòng)期間對(duì)所定義的遮罩區(qū)域的未遮罩。現(xiàn)在對(duì)識(shí)別遮罩區(qū)域和隨攝像機(jī)視野的改變而變換遮罩區(qū)域的方法進(jìn)行說(shuō)明。
圖4和5顯示說(shuō)明在處理裝置50上運(yùn)行的軟件提供可變換隱私遮罩的方法的流程圖。圖4說(shuō)明由系統(tǒng)的用戶建立隱私遮罩的算法。首先，如120、122所指示的，用戶通過(guò)從交互菜單選擇該功能或通過(guò)其它適合的裝置來(lái)啟動(dòng)繪制遮罩功能。當(dāng)繪制遮罩功能被啟動(dòng)后，如124所示，處理裝置連續(xù)地存儲(chǔ)最近所獲取的圖像。如126所示，用戶首先向軟件指示將繪制隱私遮罩而不選擇關(guān)注點(diǎn)(POI)。當(dāng)采用視頻跟蹤程序跟蹤POI時(shí)，可以選擇POI。然后，如128所示，用戶操作操縱桿36以選擇遮罩頂點(diǎn)(x，y)?？梢允褂檬髽?biāo)或其它合適的方法來(lái)選擇遮罩頂點(diǎn)。如果選擇的遮罩頂點(diǎn)超過(guò)一個(gè)，如130所示，則在屏幕上繪制連接遮罩頂點(diǎn)的線。然后，如132所示，用戶通過(guò)按下操縱桿36或鍵盤34上的特定按鈕或按鍵，從而確認(rèn)所選擇的新的遮罩頂點(diǎn)。對(duì)遮罩增加新的頂點(diǎn)的操作由從框132至框142的線路指示。然后，如134所示，程序確定為遮罩而選擇的頂點(diǎn)的數(shù)量是否大于2，或者所選的頂點(diǎn)是否定義一個(gè)多邊形。如果對(duì)這些問(wèn)題中的任一個(gè)的回答是“否”，則程序返回框128，以選擇新的遮罩頂點(diǎn)。如果至少已選擇了3個(gè)頂點(diǎn)，并且所選的頂點(diǎn)定義一個(gè)多邊形，那么如136所示，程序繪制并填充由頂點(diǎn)定義的遮罩。然后，在138，詢問(wèn)用戶是否已完成遮罩或者是否添加另一個(gè)頂點(diǎn)。如果用戶指示添加另一頂點(diǎn)到遮罩，則程序返回框128并重復(fù)上述處理。如果用戶已經(jīng)完成向遮罩添加頂點(diǎn)并指示遮罩完成，則程序前進(jìn)到框140，在140，告知用戶選擇用于遮罩的遮蔽填充的類型。
在所示實(shí)施例中，用戶可以選擇實(shí)心填充或半透明填充。實(shí)心遮罩填充可以采用純色填充的形式，諸如純灰色或純白色填充，其通過(guò)完全阻擋視頻圖像的對(duì)應(yīng)于隱私遮罩的部分來(lái)遮蔽遮罩內(nèi)的視頻圖像。半透明填充可以通過(guò)降低包含在隱私遮罩區(qū)域內(nèi)的視頻圖像的分辨率來(lái)形成，從而使隱私遮罩內(nèi)的視頻圖像變模糊，而不用阻擋遮罩內(nèi)的全部視頻圖像。例如，對(duì)于數(shù)字視頻信號(hào)，隱私遮罩內(nèi)的區(qū)域可以被分解成多個(gè)包含多個(gè)單個(gè)像素的塊。然后，構(gòu)成每個(gè)塊的單個(gè)像素的值被平均，并且平均值被用于對(duì)整個(gè)塊著色。對(duì)于模擬視頻信號(hào)，對(duì)應(yīng)于遮罩內(nèi)區(qū)域的信號(hào)可以被濾波以提供降低的分辨率。降低視頻圖像的所選部分的分辨率的方法是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的。
在一些優(yōu)選降低隱私遮罩內(nèi)的視頻圖像的分辨率而不整體阻擋圖像的那一部分的情況中，這些遮蔽圖像的方法是可取的。例如，如果想要對(duì)一個(gè)窗口使用隱私遮罩，并且還想要對(duì)窗口前的通道進(jìn)行監(jiān)視，那么通過(guò)使用半透明隱私遮罩，對(duì)應(yīng)于窗口的圖像的細(xì)節(jié)可通過(guò)降低分辨率變得充分地模糊，以提供想要的隱私，同時(shí)仍然使得保安人員能夠跟蹤在窗口前移動(dòng)或走動(dòng)的目標(biāo)對(duì)象或個(gè)人的一般的移動(dòng)路徑。
在選擇遮罩的填充類型之后，如框142所示，程序?qū)⒃摂?shù)據(jù)和遮罩頂點(diǎn)一起記錄。在開始記錄遮罩頂點(diǎn)時(shí)，攝像機(jī)的搖攝、傾斜和變焦設(shè)置也與頂點(diǎn)坐標(biāo)一同被記錄，如從攝像機(jī)框144延伸至遮罩框142的線所示。在遮罩被定義后，如146所示，程序確定是否在攝像機(jī)的當(dāng)前視野內(nèi)有任何一個(gè)遮罩頂點(diǎn)。如果沒(méi)有遮罩頂點(diǎn)在當(dāng)前視野內(nèi)，那么攝像機(jī)繼續(xù)將獲取的圖像傳送到處理裝置50，并且將圖像顯示在顯示屏38上而不帶有隱私遮罩。如果有隱私遮罩的頂點(diǎn)包含在攝像機(jī)的當(dāng)前視野內(nèi)，那么如框148所示，程序?qū)⒄谡诛@示在顯示屏38上。
圖5提供說(shuō)明在監(jiān)視攝像機(jī)系統(tǒng)20的正常操作期間將隱私遮罩顯示在顯示屏38上的方法的流程圖。如150所示，程序首先確定是否有任何可見的隱私遮罩在攝像機(jī)的當(dāng)前視野內(nèi)。這可以通過(guò)利用攝像機(jī)的當(dāng)前搖攝、傾斜和變焦設(shè)置來(lái)確定當(dāng)前視野的范圍并通過(guò)將當(dāng)前視野與由用戶定義的隱私遮罩的頂點(diǎn)進(jìn)行比較來(lái)進(jìn)行。
如果在當(dāng)前視野存在遮罩，則程序進(jìn)行框152，其中程序獲得遮罩?jǐn)?shù)據(jù)以及攝像機(jī)的當(dāng)前搖攝和傾斜位置。遮罩?jǐn)?shù)據(jù)包括對(duì)應(yīng)于原始遮罩頂點(diǎn)的攝像機(jī)的搖攝和傾斜設(shè)置。然后如下所述計(jì)算歐拉角和旋轉(zhuǎn)矩陣。(本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知，歐拉旋轉(zhuǎn)定理假定任何旋轉(zhuǎn)可以用三個(gè)角來(lái)描述)。然后，如154所示，將攝像機(jī)的焦距或變焦設(shè)置用于攝像機(jī)校準(zhǔn)矩陣Q2的計(jì)算。然后，如156所示，計(jì)算單應(yīng)矩陣M。
旋轉(zhuǎn)和單應(yīng)矩陣的計(jì)算被用于變換隱私遮罩，以將其與當(dāng)前圖像對(duì)準(zhǔn)，并可能需要遮罩的平移、縮放和旋轉(zhuǎn)。對(duì)以不同于定義遮罩的焦距而獲取的圖像的遮罩的變換需要縮放和旋轉(zhuǎn)遮罩以及平移遮罩，以在當(dāng)前圖像中合適地定位遮罩。由這樣的幾何操作生成的遮罩近似于原始遮罩。將原始或基準(zhǔn)遮罩映射在當(dāng)前圖像上由下式定義p′＝sQRQ-1p＝Mp(1)其中，p和p′表示在第一和第二圖像中的相同世界點(diǎn)(world point)的單應(yīng)圖像坐標(biāo)，s表示縮放圖像(其對(duì)應(yīng)于攝像機(jī)的焦距)，Q表示內(nèi)部攝像機(jī)校準(zhǔn)矩陣，R是兩個(gè)攝像機(jī)位置之間的旋轉(zhuǎn)矩陣。
或者，兩個(gè)連續(xù)圖像中的靜態(tài)世界點(diǎn)的遮罩投影坐標(biāo)p和p′(即像素位置(x，y)和(x′，y′))之間的關(guān)系可如下表示x′=m11x+m12y+m13m31x+m32y+m33---(2)]]>y′=m21x+m22y+m23m31x+m32y+m33---(3)]]>其中，|mij|3×3是單應(yīng)矩陣M，其將第一組坐標(biāo)映射(對(duì)齊)到第二組坐標(biāo)。
在這種圖像/坐標(biāo)對(duì)準(zhǔn)中的主要任務(wù)是確定矩陣M。從公式(1)可以清楚的看出給定s、Q和R，理論上可以直接確定矩陣M。然而，實(shí)際上，通常不知道s、Q和R的確切值。公式(1)還假定攝像機(jī)中心和旋轉(zhuǎn)中心是相同的，這通常只是近似正確。然而，這種假設(shè)對(duì)于提供隱私遮罩來(lái)講是足夠準(zhǔn)確的。在所示實(shí)施例中，在圖像同步的基礎(chǔ)上攝像機(jī)172提供數(shù)據(jù)(即，用于確定R的搖攝值和傾斜值以及用于確定s的變焦值)以及傳送到處理裝置50的每個(gè)圖像。
然后，使用該圖像特定數(shù)據(jù)，可以利用以上概述的單應(yīng)方法對(duì)隱私遮罩執(zhí)行平移、旋轉(zhuǎn)以及縮放，以適當(dāng)?shù)貙⑵鋵?duì)齊以用于第二圖像。在該方法中，平移是在x，y方向移動(dòng)多個(gè)像素的像素運(yùn)動(dòng)。正平移是向著行或列坐標(biāo)增大的方向，而負(fù)平移與之相反。正向的平移向圖像的上部或左邊增加行或列，直到達(dá)到所需的增長(zhǎng)量。相對(duì)于原點(diǎn)執(zhí)行圖像旋轉(zhuǎn)，其被定義為在運(yùn)動(dòng)的中心并且指定一個(gè)角度?？s放圖像意味著以指定因子放大或縮小圖像。以下近似關(guān)系可用于表示這種平移、旋轉(zhuǎn)和縮放x′＝s(xcosα-ysinα)+tx(4)y′＝s(ysinα+xcosα)+ty其中s是縮放(變焦)因子；α是關(guān)于原點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)角度；tx是在x方向的平移；以及ty是在y方向的平移。
通過(guò)引入新的獨(dú)立變量a1＝scosα和a2＝ssinα，公式(4)成為x′＝a1x-a2y+tx(5)y′＝a2x+a1y+ty在確定a1、a2、tx和ty之后，基準(zhǔn)遮罩頂點(diǎn)的坐標(biāo)可被變換以用于當(dāng)前圖像。
如從框174至框156的線所示，從存儲(chǔ)裝置獲得與變換的遮罩對(duì)應(yīng)的Q1-1的值。例如，該遮罩?jǐn)?shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在遮罩存儲(chǔ)器中。如上所述，當(dāng)遮罩被應(yīng)用于數(shù)字視頻圖像時(shí)，數(shù)據(jù)將被存儲(chǔ)在遮罩存儲(chǔ)器102中，當(dāng)遮罩被應(yīng)用于模擬視頻信號(hào)時(shí)，數(shù)據(jù)將被存儲(chǔ)在遮罩存儲(chǔ)器96中。在計(jì)算單應(yīng)矩陣M后，如158所示，識(shí)別在視野中可見的當(dāng)前遮罩的頂點(diǎn)，然后，如160所示，單應(yīng)矩陣被用于確定遮罩頂點(diǎn)的變換后的圖像坐標(biāo)。然后如162所示，將新的圖像坐標(biāo)映射到180×360的柵格上，并存儲(chǔ)在合適的遮罩存儲(chǔ)器96或102中。
在映射遮罩頂點(diǎn)后，如164所示，程序確定是否還有任何剩余的遮罩頂點(diǎn)需要變換。如果還有另外的遮罩頂點(diǎn)，則程序返回框160，其中單應(yīng)矩陣M被用于確定另外的遮罩頂點(diǎn)的變換后的圖像坐標(biāo)。重復(fù)該處理直到已對(duì)所有的遮罩頂點(diǎn)計(jì)算了變換后的圖像坐標(biāo)。然后，處理進(jìn)行到框166，并且填充由變換后的圖像坐標(biāo)定義的多邊形。
然后，如168所示，程序確定是否有任何另外的包含在當(dāng)前視野中的隱私遮罩。如果有另外的遮罩，則程序返回框150，在框150識(shí)別另外的遮罩并且對(duì)該另外的遮罩重復(fù)上述處理。一旦所有遮罩被識(shí)別、變換以及填充，則程序進(jìn)行到框170，在框170，使用DMA(直接存儲(chǔ)器訪問(wèn))技術(shù)檢索存儲(chǔ)在遮罩存儲(chǔ)器96或102中的遮罩?jǐn)?shù)據(jù)以應(yīng)用于視頻圖像信號(hào)。然后如框176所示，完成顯示當(dāng)前視野的隱私遮罩。
只要攝像機(jī)的視野不變，隱私遮罩的圖像坐標(biāo)保持不變。如果遮罩填充是實(shí)心填充，則該實(shí)心填充保持不變直到攝像機(jī)的視野改變。如果遮罩填充是半透明填充，則填充遮罩的相對(duì)較大的像素塊將被由攝像機(jī)獲取的每個(gè)新的圖像更新，但是形成隱私遮罩的像素塊的位置保持不變直到攝像機(jī)的視野改變。一旦通過(guò)改變攝像機(jī)的搖攝角、傾斜角或變焦設(shè)置(即焦距)中的一個(gè)或多個(gè)而改變攝像機(jī)的視野，那么就重復(fù)圖4所示的顯示遮罩算法，以確定是否有任何隱私遮罩包含在新的視野中，并且變換包含在視野中的任何遮罩的圖像坐標(biāo)，從而可以在顯示屏38上顯示遮罩。
如參照?qǐng)D6-9所述，可以以替代方式來(lái)定義隱私遮罩頂點(diǎn)。例如，隱私遮罩的原始定義涉及利用定義第一視野的攝像機(jī)，用戶選擇多個(gè)特定點(diǎn)，例如圖6中的點(diǎn)A、B、C和D，以定義對(duì)應(yīng)于隱私遮罩的邊界的多邊形。參照?qǐng)D6和7，圖6顯示當(dāng)攝像機(jī)22定義第一視野時(shí)顯示在屏幕38上的圖像180，而圖7顯示在微小地調(diào)整攝像機(jī)的視野以定義第二視野后，顯示在屏幕38上的圖像182。線184定義圖像180中的隱私遮罩的外部邊界，而線186定義圖像182中的變換后的隱私遮罩的外部邊界。
用于定義隱私遮罩的頂點(diǎn)可以限定為用戶輸入的頂點(diǎn)，即用于圖6和7的遮罩的點(diǎn)A、B、C和D，或者，在用戶通過(guò)輸入頂點(diǎn)定義遮罩的邊界后，可以自動(dòng)選定沿遮罩邊界的另外的點(diǎn)以定義遮罩的更多的頂點(diǎn)。例如，由用戶定義的遮罩可被分解為定義遮罩的單獨(dú)的像素行，并且包含在原始遮罩中的每行的左端和右端的像素可被選作另外的遮罩頂點(diǎn)?；蛘?，代替為每行選擇另外的頂點(diǎn)，可以為每?jī)尚谢蛎咳械冗x擇另外的頂點(diǎn)。在圖6中，只標(biāo)出少數(shù)的另外的頂點(diǎn)用于說(shuō)明。(圖6不是按比例繪制，并且沒(méi)有為所有形成遮罩的像素行畫出頂點(diǎn))。更具體地，頂點(diǎn)R1L、R1R分別對(duì)應(yīng)于遮罩中第一行像素的左端點(diǎn)和右端點(diǎn)，而頂點(diǎn)R2L、R2R分別對(duì)應(yīng)于遮罩中第二行像素的左端點(diǎn)和右端點(diǎn)，而其余頂點(diǎn)用同樣的命名方式來(lái)標(biāo)記。
在如圖7所示，將攝像機(jī)的視野調(diào)整為第二視野后，遮罩頂點(diǎn)的坐標(biāo)被變換，并且變換后的坐標(biāo)被用于定義頂點(diǎn)，當(dāng)這些頂點(diǎn)被連接時(shí)定義變換后的遮罩的邊界186，以顯示在屏幕38上。如果僅僅用戶定義的點(diǎn)被用于定義遮罩頂點(diǎn)，那么變換后的遮罩將通過(guò)連接頂點(diǎn)A、B、C和D畫出。然而，如果另外的頂點(diǎn)(例如R1L、R1R、…R4L、R4R等)被用于定義遮罩，則將為這些頂點(diǎn)中的每一個(gè)計(jì)算變換后的坐標(biāo)，并且通過(guò)連接每一個(gè)變換后的頂點(diǎn)來(lái)繪出變換后的遮罩。在定義了遮罩邊界后，遮罩被填充。通過(guò)提供更多的頂點(diǎn)，隨著視野的改變，遮罩將更近地跟隨被初始定義的隱私遮罩而遮蔽的主題的輪廓。遮罩和想要對(duì)其進(jìn)行遮罩的主題的輪廓的匹配程度還受到填充遮罩邊界的方式的影響。例如，基于單個(gè)像素填充遮罩，則顯示的遮罩將最接近地對(duì)應(yīng)于所計(jì)算的隱私遮罩的邊界。遮罩還可以用小的像素塊填充，例如，大小為4×4像素的單個(gè)塊可用于填充遮罩，因?yàn)檫@些單個(gè)的像素塊大于單個(gè)的像素，所以顯示結(jié)果將不如基于單個(gè)像素填充遮罩時(shí)那么接近地對(duì)應(yīng)于所計(jì)算的隱私遮罩的邊界，但是仍然可以提供相對(duì)精確的被著色的隱私遮罩。
本發(fā)明還可用于允許遮罩的內(nèi)部區(qū)域不被遮蔽。例如，由圖6中的頂點(diǎn)E、F、G和H定義的區(qū)域是非遮罩區(qū)域，即視頻圖像的該部分不被遮蔽，其被遮罩區(qū)域完全包圍。當(dāng)初始輸入遮罩時(shí)，由用戶定義該非遮罩區(qū)域。例如，在定義遮罩前軟件會(huì)詢問(wèn)用戶是否希望創(chuàng)建內(nèi)部非遮罩區(qū)域。以與變換遮罩的外部邊界相同的方式，將定義非遮罩內(nèi)部部分(即遮罩的內(nèi)部邊界188)的頂點(diǎn)變換為定義變換后的內(nèi)部邊界190的變換后的頂點(diǎn)E′、F′、G′和H′。對(duì)于每個(gè)像素行，也可以以與外部遮罩邊界同樣的方式為該內(nèi)部邊界定義另外的頂點(diǎn)。
在圖8和9中示出定義遮罩頂點(diǎn)的可替換的方法。在本發(fā)明的該實(shí)施例中，用戶輸入一系列點(diǎn)以定義初始遮罩，例如圖8的圖像192中的點(diǎn)J、K、L和M。然后，遮罩區(qū)域被分解為具有相同大小的單個(gè)的像素塊194。這些單個(gè)的遮罩塊可以為任何數(shù)量的像素，例如九個(gè)或四個(gè)像素的塊。塊194也可以僅由單個(gè)的像素構(gòu)成。在每個(gè)塊中，像素的數(shù)量越少，變換后的遮罩將越接近地對(duì)應(yīng)于被初始遮罩遮蔽的實(shí)際主題。如圖8所示，一些遮罩塊(例如塊194a)可以是無(wú)邊界像素塊，其完全被形成遮罩的一部分的其它塊包圍。當(dāng)每個(gè)單獨(dú)的塊被定義時(shí)，遮罩頂點(diǎn)195被分配給每個(gè)塊。每個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)對(duì)應(yīng)于塊的中心，如圖8所示，或其它相同的位置，例如每個(gè)塊的左上角。當(dāng)攝像機(jī)的視野改變時(shí)，例如，當(dāng)改變?yōu)槎x圖9所示的圖像196的第二視野時(shí)，為每個(gè)定義遮罩塊194的位置的單個(gè)頂點(diǎn)195計(jì)算變換后的坐標(biāo)。還為每個(gè)遮罩塊計(jì)算變換后的大小。因此，視野中的當(dāng)初始定義遮罩時(shí)的大小相同的遮罩塊在攝像機(jī)的視野改變時(shí)可能具有不同的大小。如圖9所示，計(jì)算變換后的坐標(biāo)和形成遮罩的各個(gè)遮罩塊的大小并將它們用于定義變換后的遮罩。然后，由變換后的遮罩定義的邊界被用于確定需要填充的圖像區(qū)域以產(chǎn)生期望的遮蔽。遮罩塊194也可能完全包圍遮罩內(nèi)部的非遮罩區(qū)域。
如上所述，處理裝置50還運(yùn)行使用戶能夠識(shí)別隱私區(qū)域的軟件，諸如附近住宅的窗口以用于遮罩。然后，隱私遮罩被用于遮蔽圖像所示的基本主題。對(duì)于具有可調(diào)視野的攝像機(jī)，如果在攝像機(jī)視野改變時(shí)，遮罩將繼續(xù)用于遮蔽相同的主題，例如附近住宅的窗口，那么遮罩區(qū)域必需隨攝像機(jī)視野的改變而變換。雖然這種隱私遮罩通常涉及遮蔽遮罩區(qū)域內(nèi)的顯示圖像，但是也可以替代地設(shè)計(jì)用于提供虛擬遮罩。例如，窗口或其它區(qū)域可能包括大量不希望跟蹤的運(yùn)動(dòng)，但是其可能激活自動(dòng)跟蹤程序。在這種情況下，希望為這樣的區(qū)域定義一種遮罩，并且繼續(xù)以和顯示屏38上的剩余圖像同樣的分辨率顯示遮罩區(qū)域，但是不使用圖像的該區(qū)域用于自動(dòng)跟蹤的目的。換句話說(shuō)，為了自動(dòng)跟蹤程序的用途，該圖像在遮罩區(qū)域中被“遮蔽”(通過(guò)減少提供的或可用于遮罩區(qū)域的分析的信息)，即使顯示在該區(qū)域的圖像的分辨率并未降低。本發(fā)明還可以用于這種虛擬遮罩。
用于虛擬遮罩的算法可以與由系統(tǒng)控制器CPU上的隱私遮罩軟件使用的算法相同。為了實(shí)現(xiàn)虛擬遮罩的功能，需要對(duì)隱私遮罩軟件進(jìn)行改變。
虛擬遮罩和隱私遮蔽在兩個(gè)重要方面不同。第一，其中隱私遮罩可以被直接用于輸入視頻以防止用戶看到遮罩后面是什么，虛擬遮罩可以被直接應(yīng)用于所計(jì)算的運(yùn)動(dòng)遮罩以禁止自動(dòng)跟蹤器和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)軟件將被虛擬遮罩的區(qū)域用于探測(cè)運(yùn)動(dòng)。第二，虛擬遮罩在輸出視頻上可以是不可見的。
虛擬遮罩可以基于父圖像的搖攝、傾斜和變焦參數(shù)以及遮罩的搖攝、傾斜和變焦參數(shù)被扭曲到運(yùn)動(dòng)遮罩上。實(shí)時(shí)自動(dòng)的“可變換的虛擬遮罩”是一種實(shí)現(xiàn)技術(shù)，用于減小在包括諸如旗幟、樹木和風(fēng)扇等的顯示上的靜態(tài)運(yùn)動(dòng)影響。
一種可能的遮罩靜態(tài)運(yùn)動(dòng)或“背景運(yùn)動(dòng)”的方法包括從所計(jì)算的運(yùn)動(dòng)遮罩中移除或刪除較大的預(yù)選區(qū)域，該預(yù)選區(qū)域可能包括靜態(tài)運(yùn)動(dòng)。計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)可以轉(zhuǎn)換來(lái)自攝像機(jī)的圖像幀上的每個(gè)遮罩，并且可以處理每個(gè)幀以消除靜態(tài)運(yùn)動(dòng)。這種方法除了可消除靜態(tài)運(yùn)動(dòng)外，還可以消除大部分有用的信息。
本發(fā)明的虛擬遮罩系統(tǒng)可以使用專有的多用途視頻處理平臺(tái)，其從標(biāo)準(zhǔn)PTZ攝像機(jī)獲取視頻和攝像機(jī)控制信息。由在視頻處理平臺(tái)上運(yùn)行的專有軟件執(zhí)行虛擬遮罩。軟件可以在攝像機(jī)主板上運(yùn)行。
執(zhí)行虛擬遮罩的軟件可以在PTZ攝像機(jī)內(nèi)的內(nèi)部處理器上運(yùn)行，該P(yáng)TZ攝像機(jī)允許通過(guò)利用在源視頻上的圖像處理，對(duì)關(guān)注區(qū)域進(jìn)行靜態(tài)運(yùn)動(dòng)的遮蔽。首先，虛擬遮罩系統(tǒng)可以查詢當(dāng)前攝像機(jī)的搖攝、傾斜和變焦位置；選擇任意形狀的包括任何數(shù)量的多邊形頂點(diǎn)的關(guān)注區(qū)域(ROI)；鎖定ROI；在PTZ攝像機(jī)的視野界限內(nèi)跟蹤ROI的移動(dòng)；然后利用圖像和視覺處理技術(shù)變換ROI。虛擬遮罩系統(tǒng)必需可靠地保持ROI的位置和形狀的變換，這需要計(jì)算機(jī)視覺算法以接近于實(shí)時(shí)的速度執(zhí)行。
虛擬遮罩系統(tǒng)可以利用在所有方向的連續(xù)移動(dòng)(搖攝/傾斜/變焦)，從而遮罩來(lái)自PTZ攝像機(jī)中的自動(dòng)跟蹤器軟件的移動(dòng)遮罩圖像上的ROI。同時(shí)，虛擬遮罩系統(tǒng)可以不修改顯示圖像，但是可以移除在自動(dòng)跟蹤器中計(jì)算的移動(dòng)遮罩中的靜態(tài)移動(dòng)。該技術(shù)可以包括為每個(gè)遮罩存儲(chǔ)PTZ位置和每個(gè)多邊形頂點(diǎn)。虛擬遮罩可以僅利用單應(yīng)坐標(biāo)對(duì)每個(gè)遮罩形狀進(jìn)行變換。這樣的虛擬遮罩可以消除與PTZ攝像機(jī)的幾何失真相關(guān)的負(fù)面影響，從而得到更精確的虛擬遮罩的位置。
對(duì)虛擬遮罩算法的輸入可以包括由自動(dòng)跟蹤器計(jì)算的移動(dòng)遮罩。另一個(gè)輸入可以是虛擬遮罩本身。每個(gè)遮罩可以包括一組頂點(diǎn)。虛擬遮罩可以在系統(tǒng)控制器上生成，然后，遮罩信息被視頻內(nèi)容分析數(shù)字信號(hào)處理器接收并在其上緩沖。更具體的，可以經(jīng)由使用旗語(yǔ)的主機(jī)接口，將虛擬遮罩從系統(tǒng)控制器傳輸?shù)揭曨l內(nèi)容分析數(shù)字信號(hào)處理器以指示表更新。
對(duì)虛擬遮罩算法的其它輸入還可以是當(dāng)遮罩被生成時(shí)的攝像機(jī)位置(搖攝、傾斜、變焦)?？梢酝ㄟ^(guò)系統(tǒng)控制器將PTZ信息提供給視頻內(nèi)容分析數(shù)字信號(hào)處理器。其它的輸入可以是比例，如果穩(wěn)定功能關(guān)閉，比例為1.0，或者，如果穩(wěn)定功能開啟，等于(圖像高度/顯示高度)。其它的輸入還可以是當(dāng)前攝像機(jī)在搖攝、傾斜和變焦方面的位置。
虛擬遮罩算法的輸出可以是修改后的運(yùn)動(dòng)遮罩，其中，對(duì)應(yīng)于虛擬遮罩“后”的區(qū)域的像素元素被設(shè)置為“0”。每個(gè)虛擬遮罩可以包括一組頂點(diǎn)，頂點(diǎn)數(shù)量，以及當(dāng)遮罩生成時(shí)的攝像機(jī)位置(搖攝、傾斜、變焦)。
虛擬遮罩的外部變量可以包括攝像機(jī)搖攝、傾斜和變焦數(shù)據(jù)。另一外部變量可以是運(yùn)動(dòng)遮罩，例如176×120(NTSC)或176×144(PAL)。虛擬遮罩的內(nèi)部變量可以包括通過(guò)考慮攝像機(jī)固有屬性、旋轉(zhuǎn)和投影矩陣而開發(fā)的單應(yīng)矩陣。
圖10是在運(yùn)動(dòng)遮罩上繪制虛擬遮罩的過(guò)程的數(shù)據(jù)流圖。首先利用當(dāng)前攝像機(jī)PTZ信息和數(shù)學(xué)過(guò)程來(lái)評(píng)估虛擬遮罩或遮罩的坐標(biāo)。然后用新的虛擬遮罩信息更新運(yùn)動(dòng)遮罩。
圖11是本發(fā)明的虛擬遮罩算法的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)流圖。在判定框1110中，確定遮罩當(dāng)前是否可見?！癗”表示虛擬遮罩的數(shù)量?！癕M”表示運(yùn)動(dòng)遮罩。扭曲的頂點(diǎn)(warped vertices)由“點(diǎn)”表示(可以使用單應(yīng))。如果穩(wěn)定功能關(guān)閉，則“比例”可以等于1。否則，“比例”可以等于圖像高度與顯示高度的比值。
Draw_Virtual_Masks_On_Motion_Mask(在運(yùn)動(dòng)遮罩上繪制虛擬遮罩)功能1120可以確定哪個(gè)虛擬遮罩1130當(dāng)前可見，并且可以對(duì)在運(yùn)動(dòng)遮罩1140上繪制虛擬遮罩進(jìn)行影響。可利用當(dāng)前攝像機(jī)PTZ信息和數(shù)學(xué)過(guò)程(諸如單應(yīng)等)來(lái)評(píng)估或確定虛擬遮罩或遮罩的坐標(biāo)。在繪制多邊形之前，可利用剪取算法評(píng)估或移動(dòng)頂點(diǎn)。剪取算法可用于剪取在視野之外的虛擬遮罩的多個(gè)部分?？梢钥紤]當(dāng)虛擬遮罩多邊形被剪取時(shí)，剪取的遮罩可能具有比剪取前遮罩原始具有的頂點(diǎn)更多的頂點(diǎn)。例如，當(dāng)三角形的一個(gè)角被剪取時(shí)，得到一個(gè)四邊形。在多邊形被剪取后，具有適當(dāng)頂點(diǎn)的多邊形被填充。
對(duì)Draw_Virtual_Masks_On_Motion_Mask功能1120的輸入包括當(dāng)前攝像機(jī)位置(搖攝、傾斜、變焦)1150，到運(yùn)動(dòng)遮罩1140的指針，和/或比例值。如果穩(wěn)定功能開啟，可能需要按比例縮放。Draw_Virtual_Masks_On_Motion_Mask功能1120的輸出可以是更新后的運(yùn)動(dòng)遮罩。
對(duì)于運(yùn)動(dòng)遮罩1140中的每一行，F(xiàn)illPolygon(填充多邊形)功能1160可以計(jì)算所有可見遮罩的左右邊緣對(duì)，并且可以填充每個(gè)左右邊緣對(duì)之間的運(yùn)動(dòng)遮罩元素。填充本身可以由其它功能執(zhí)行。
可以從隱私遮罩FillPolygon功能來(lái)改編和修改虛擬遮罩FillPolygon功能1160。在虛擬遮罩和隱私遮罩FillPolygon功能之間沒(méi)有算法上的區(qū)別。在虛擬遮罩和隱私遮罩FillPolygon功能之間，可能僅僅是每行被填充的機(jī)制不同。系統(tǒng)控制器可以經(jīng)由FPGA填充每行。VCA可以通過(guò)直接控制每個(gè)像素來(lái)填充每行，或可以通過(guò)利用一系列快速直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)(QDMA)傳送來(lái)填充每行。
可以為遮罩/多邊形的每一行調(diào)用DrawLineByZeros()功能。如果輸入指針指向運(yùn)動(dòng)遮罩的存儲(chǔ)區(qū)，則DrawLineByZeros()功能可以在兩個(gè)給定點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)遮罩中畫線。在虛擬遮罩的情況下，遮罩可以是不可見的，因此，此處的畫線可以包括將那些在虛擬遮罩后面的像素設(shè)置為零。
DrawLineByZeros()功能在某些方面可以與隱私遮罩功能類似。然而，在虛擬遮罩的情況下，可以不在FPGA上執(zhí)行畫線，而是直接在存儲(chǔ)器(例如RAM)上執(zhí)行。也就是說(shuō)，存儲(chǔ)在運(yùn)動(dòng)遮罩的存儲(chǔ)區(qū)中的像素可以被直接修改(設(shè)置為0)。虛擬遮罩方法可以包括圖12和13的流程圖中所示的多個(gè)不同的算法功能。
圖12和13是一種方法的流程圖，在處理裝置50上運(yùn)行的軟件通過(guò)該方法提供可變換的虛擬遮罩。圖12示出一種算法，系統(tǒng)用戶通過(guò)該算法繪制或生成虛擬遮罩。首先，如1200，1220所示，用戶通過(guò)從交互式菜單選擇該功能或其它合適的方式來(lái)啟動(dòng)繪制遮罩功能。當(dāng)繪制遮罩功能被啟動(dòng)時(shí)，如1240所示，最近獲取的圖像被處理裝置連續(xù)地存儲(chǔ)。如1260所示，用戶首先指示軟件將繪制虛擬遮罩，而不是選擇感興趣的點(diǎn)(POI)。當(dāng)采用視頻跟蹤程序跟蹤POI時(shí)，POI可被選擇。然后，如1280所示，用戶操作操縱桿36以選擇遮罩頂點(diǎn)(x，y)。鼠標(biāo)和其它合適的裝置可用于選擇遮罩頂點(diǎn)。如果選擇的遮罩頂點(diǎn)超過(guò)一個(gè)，那么如1300所示，則在屏幕上繪制連接遮罩頂點(diǎn)的線。然后，如1320所示，用戶通過(guò)按操縱桿36或鍵盤34上的特定按鈕或鍵，確認(rèn)對(duì)新的遮罩頂點(diǎn)的選擇。向遮罩增加新的頂點(diǎn)的操作由從框1320至框1420的線指示。然后，如1340所示，程序確定為遮罩選擇的頂點(diǎn)的數(shù)量是否大于2，以及是否所選的頂點(diǎn)定義多邊形。如果這些問(wèn)題中的任一個(gè)的答案是“否”，那么程序返回框1280，以選擇新的遮罩頂點(diǎn)。如果至少3個(gè)頂點(diǎn)被選擇，并且所選頂點(diǎn)定義多邊形，如1360所示，程序繪制并填充由頂點(diǎn)定義的遮罩。然后，在1380，詢問(wèn)用戶遮罩是否已被完成或著要增加另一頂點(diǎn)。如果用戶指示向遮罩增加另一頂點(diǎn)，則程序返回框1280，重復(fù)上述過(guò)程。如果用戶結(jié)束向遮罩增加頂點(diǎn)，并且指示遮罩被完成，那么程序前進(jìn)到框1400，在那里要求用戶選擇用于遮罩的遮蔽填充的類型。
在所示實(shí)施例中，用戶可以選擇實(shí)心填充或半透明填充。實(shí)心遮罩填充可以采用純色填充的形式，諸如純灰色或白色填充，其通過(guò)完全遮蔽對(duì)應(yīng)于虛擬遮罩的視頻圖像的部分來(lái)遮蔽遮罩內(nèi)的視頻圖像。半透明填充可以通過(guò)降低包含在虛擬遮罩區(qū)域內(nèi)的視頻圖像的分辨率而形成，從而遮蔽虛擬遮罩內(nèi)的視頻圖像，而不用封鎖遮罩內(nèi)的全部視頻圖像。例如，對(duì)于數(shù)字視頻信號(hào)，虛擬遮罩內(nèi)的區(qū)域可以被分解成包括多個(gè)單個(gè)像素的塊。然后，組成各塊的單個(gè)像素的值被平均，并且平均值被用于對(duì)整個(gè)塊著色。對(duì)于模擬視頻信號(hào)，對(duì)應(yīng)于遮罩內(nèi)區(qū)域的信號(hào)可以被濾波，以提供降低的分辨率。降低視頻圖像的所選部分的分辨率的方法是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的。
在一些優(yōu)選降低隱私遮罩內(nèi)的視頻圖像的分辨率而不用完全封鎖圖像的該部分的情況中，希望使用這些遮蔽圖像的方法。例如，如果想要對(duì)一個(gè)窗口使用隱私遮罩，并且還想要對(duì)窗口前的通道進(jìn)行監(jiān)視，那么通過(guò)使用半透明虛擬遮罩，對(duì)應(yīng)于窗口的圖像的細(xì)節(jié)可通過(guò)降低分辨率被充分遮蔽，以指示虛擬遮罩的位置，同時(shí)仍然允許安全人員跟蹤在窗口前移動(dòng)或走動(dòng)的目標(biāo)對(duì)象或個(gè)人的移動(dòng)的一般路徑。
在選擇遮罩的填充類型之后，如框1420所示，程序?qū)⒃摂?shù)據(jù)和遮罩頂點(diǎn)一起記錄。在開始記錄遮罩頂點(diǎn)時(shí)，攝像機(jī)的搖攝、傾斜和變焦設(shè)置也與頂點(diǎn)坐標(biāo)一起記錄，如從攝像機(jī)框1440延伸至遮罩框1420的線所示。在遮罩被定義后，如1460所示，程序確定是否有任何一個(gè)遮罩頂點(diǎn)在攝像機(jī)的當(dāng)前視野內(nèi)。如果沒(méi)有遮罩頂點(diǎn)在當(dāng)前視野內(nèi)，則攝像機(jī)繼續(xù)將獲取的圖像轉(zhuǎn)發(fā)到處理裝置50，并且將圖像顯示在顯示屏38上而沒(méi)有虛擬遮罩。如果虛擬遮罩的頂點(diǎn)包含在攝像機(jī)的當(dāng)前視野內(nèi)，如框1480所示，程序?qū)⒄谡诛@示在顯示屏38上。
圖13提供表示一種方法的流程圖，通過(guò)該方法，在監(jiān)視攝像機(jī)系統(tǒng)20的正常操作期間實(shí)現(xiàn)虛擬遮罩。首先，如1490所示，用戶通過(guò)從交互式菜單選擇該功能或通過(guò)其它適合方式來(lái)啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)虛擬遮罩功能。然后，如1500所示，程序確定是否有任何虛擬遮罩在攝像機(jī)的當(dāng)前視野中。這可以通過(guò)使用攝像機(jī)的當(dāng)前搖攝、傾斜和變焦設(shè)置以確定當(dāng)前視野的范圍，并通過(guò)將當(dāng)前視野與已由用戶定義的虛擬遮罩的頂點(diǎn)相比較來(lái)完成。可以理解，在用戶繪制之后，即使虛擬遮罩位于視野內(nèi)，其也可以是不可見的。
如果在當(dāng)前視野存在遮罩，程序進(jìn)行框1520，其中，其獲得遮罩?jǐn)?shù)據(jù)以及攝像機(jī)的當(dāng)前搖攝和傾斜位置。遮罩?jǐn)?shù)據(jù)包括對(duì)應(yīng)于原始遮罩頂點(diǎn)的攝像機(jī)的搖攝和傾斜設(shè)置。然后如下所述，計(jì)算歐拉角和旋轉(zhuǎn)矩陣。(本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知?dú)W拉旋轉(zhuǎn)定理假定任何旋轉(zhuǎn)可以用三個(gè)角來(lái)描述。)然后，如1540所示，將攝像機(jī)的焦距或變焦設(shè)置用于攝像機(jī)校準(zhǔn)矩陣Q2的計(jì)算。然后，如1560所示，計(jì)算單應(yīng)矩陣M。
旋轉(zhuǎn)和單應(yīng)矩陣的計(jì)算被用于變換虛擬遮罩，以將其與當(dāng)前圖像對(duì)準(zhǔn)，并且可能需要遮罩的平移、按比例縮放和旋轉(zhuǎn)。對(duì)于在與定義遮罩時(shí)的焦距不同的焦距獲取的圖像的遮罩的變換，需要按比例縮放和旋轉(zhuǎn)遮罩以及平移遮罩，以在當(dāng)前圖像中適當(dāng)?shù)囟ㄎ徽谡?。由這樣的幾何操作生成的遮罩近似于原始遮罩。將原始或基準(zhǔn)遮罩映射在當(dāng)前圖像上由下式定義p′＝sQRQ-1p＝Mp(1)其中，p和p′表示在第一和第二圖像中相同世界點(diǎn)的單應(yīng)圖像坐標(biāo)，s表示縮放圖像(其對(duì)應(yīng)于攝像機(jī)的焦距)，Q表示內(nèi)部攝像機(jī)校準(zhǔn)矩陣，R表示兩個(gè)攝像機(jī)位置之間的旋轉(zhuǎn)矩陣。
或者，在兩個(gè)連續(xù)圖像中的靜態(tài)世界點(diǎn)的遮罩投影坐標(biāo)p和p′(即像素位置(x，y)和(x′y′))之間的關(guān)系可如下表示x′=m11x+m12y+m13m31x+m31y+m33---(2)]]>y′=m21x+m22y+m23m31x+m32y+m33---(3)]]>其中，|mij|3×3是單應(yīng)矩陣M，其將第一組坐標(biāo)映射(調(diào)整)為第二組坐標(biāo)。
在這樣的圖像/坐標(biāo)調(diào)整中的主要任務(wù)是確定矩陣M。從公式(1)明顯看出，給定s，Q和R理論上可以直接確定矩陣M。然而，實(shí)際上，通常不知道s，Q和R的確切值。公式(1)還假定攝像機(jī)中心和旋轉(zhuǎn)中心是相同的，這一般只是接近實(shí)際情況。然而，對(duì)于提供虛擬遮罩，這種假設(shè)可以足夠精確。在所示實(shí)施例中，攝像機(jī)1720在圖像同步的基礎(chǔ)上提供數(shù)據(jù)(即用于確定R的搖攝值和傾斜值以及用于確定s的變焦值)，并且連同每個(gè)圖像傳送到處理裝置50。
然后，可以利用以上所述的單應(yīng)方法，利用這些圖像特定數(shù)據(jù)，對(duì)虛擬遮罩執(zhí)行平移、旋轉(zhuǎn)以及縮放，以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整其以用于第二圖像。在該方法中，平移是在x或y方向移動(dòng)多個(gè)像素的像素移動(dòng)。正平移是朝增大行或列坐標(biāo)的方向，而負(fù)平移與之相反。正向平移向圖像的上部或左邊增加行或列，直到達(dá)到所需增長(zhǎng)量。圖像旋轉(zhuǎn)相對(duì)于被定義為運(yùn)動(dòng)中心的原點(diǎn)進(jìn)行，并被指定一個(gè)角度?？s放圖像意味著按指定因子放大或縮小圖像。下列近似計(jì)算公式可用于表示這種平移、旋轉(zhuǎn)和縮放x′＝s(xcosα-ysinα)+tx(4)y′＝s(ysinα+xcosα)+ty其中s是縮放(變焦)因子；α是關(guān)于原點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)角度；tx是沿x方向的平移；以及ty是沿y方向的平移。
通過(guò)引入新的獨(dú)立變量a1＝scosα和a2＝ssinα，公式(4)變?yōu)閤′＝a1x-a2y+tx(5)y′＝a2x+a1y+ty在確定a1，a2，tx和ty之后，基準(zhǔn)遮罩頂點(diǎn)的坐標(biāo)可被變換以用于當(dāng)前圖像。
如從框1740至框1560的線所示，從存儲(chǔ)裝置獲取與正被變換的遮罩相對(duì)應(yīng)的Q1-1的值。例如，該遮罩?jǐn)?shù)據(jù)可以被存儲(chǔ)在遮罩存儲(chǔ)器中。如上所述，當(dāng)遮罩將被應(yīng)用于數(shù)字視頻圖像時(shí)，數(shù)據(jù)將被存儲(chǔ)在遮罩存儲(chǔ)器102中，以及當(dāng)遮罩將被應(yīng)用于模擬視頻信號(hào)時(shí)，數(shù)據(jù)將被存儲(chǔ)在遮罩存儲(chǔ)器96中。在計(jì)算單應(yīng)矩陣M之后，識(shí)別視野中的當(dāng)前可見的遮罩的頂點(diǎn)，如1580所示，然后，如1600所示，單應(yīng)矩陣被用于確定遮罩頂點(diǎn)的變換后的圖像坐標(biāo)。然后，如1620所示，新的圖像坐標(biāo)被從自動(dòng)跟蹤器映射到運(yùn)動(dòng)遮罩圖像1610上，作為雙層(bi-level)圖像，諸如黑色和白色圖像。運(yùn)動(dòng)遮罩可以是四分之一通用中間格式(QCIF)運(yùn)動(dòng)遮罩的形式。新的圖像坐標(biāo)可以被存儲(chǔ)在適當(dāng)?shù)恼谡执鎯?chǔ)器96或102中。
在映射遮罩頂點(diǎn)后，如1640所示，程序確定是否還有遮罩頂點(diǎn)需要變換。如果還有另外的遮罩頂點(diǎn)，程序返回框1600，其中單應(yīng)矩陣M被用于確定另外的遮罩頂點(diǎn)的變換后的圖像坐標(biāo)。該過(guò)程被重復(fù)，直到為所有的遮罩頂點(diǎn)計(jì)算了變換后的圖像坐標(biāo)。然后，處理過(guò)程進(jìn)行到框1660，并且由變換后的圖像坐標(biāo)定義的多邊形被填充以移除在所選擇的虛擬遮罩區(qū)域上的靜態(tài)運(yùn)動(dòng)。例如，在虛擬遮罩內(nèi)的運(yùn)動(dòng)遮罩的每個(gè)像素被分配值“0”。
然后，如1680所示，程序確定是否有任何另外的虛擬遮罩包含在當(dāng)前視野中。如果有另外的遮罩，則程序返回框1500，在那里另外的遮罩被識(shí)別并且對(duì)該另外的遮罩重復(fù)上述處理過(guò)程。一旦所有虛擬遮罩被識(shí)別、變換以及填充，則程序進(jìn)行到框1700，在那里使用DMA(直接存儲(chǔ)器訪問(wèn))技術(shù)獲取存儲(chǔ)在遮罩存儲(chǔ)器96或102中的遮罩?jǐn)?shù)據(jù)以用于運(yùn)動(dòng)遮罩的更新。被一個(gè)或多個(gè)虛擬遮罩修改的更新后的運(yùn)動(dòng)遮罩被發(fā)送至如框1760所示的自動(dòng)跟蹤器算法。自動(dòng)跟蹤器算法然后可以使用更新后的運(yùn)動(dòng)遮罩跟蹤視野內(nèi)的感興趣的移動(dòng)對(duì)象，而不會(huì)受到視野內(nèi)的靜態(tài)運(yùn)動(dòng)源的干擾。
只要攝像機(jī)的視野不變，虛擬遮罩的圖像坐標(biāo)保持不變。如果遮罩填充是實(shí)心填充，那么該實(shí)心填充保持不變直到攝像機(jī)的視野改變。如果遮罩填充是半透明填充，那么填充遮罩的相對(duì)較大的像素塊將被由攝像機(jī)獲取的每個(gè)新的圖像而更新，但是形成虛擬遮罩的像素塊的位置保持不變直到攝像機(jī)的視野改變。一旦通過(guò)改變攝像機(jī)的搖攝角、傾斜角或變焦設(shè)置(即焦距)中的一個(gè)或多個(gè)而改變攝像機(jī)的視野，就重復(fù)進(jìn)行圖12所示的顯示遮罩算法，以確定是否有任何虛擬遮罩包含在新的視野中，并且變換包含在視野中的任何遮罩的圖像坐標(biāo)，從而使得遮罩可以在顯示屏38上顯示。
參照?qǐng)D6-9，或者可以用與上述用于隱私遮罩的基本類似的方式來(lái)定義虛擬遮罩頂點(diǎn)。因此，為了避免不必要的重復(fù)，此處不再詳細(xì)說(shuō)明定義虛擬遮罩頂點(diǎn)的替代方式。
圖14是本發(fā)明的方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程圖，用于在自動(dòng)跟蹤算法中實(shí)現(xiàn)虛擬遮罩。在第一步驟1800中，識(shí)別視野內(nèi)的潛在的靜態(tài)運(yùn)動(dòng)源。例如，用戶可以可視地在視野內(nèi)識(shí)別在風(fēng)中飄動(dòng)的旗幟這種形式的潛在的靜態(tài)運(yùn)動(dòng)源。在下一步驟1810，選擇包括潛在的靜態(tài)運(yùn)動(dòng)源的區(qū)域的頂點(diǎn)，由此定義虛擬遮罩。例如，用戶可以使用計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)進(jìn)行點(diǎn)擊，從而在顯示屏38上選擇多個(gè)圍繞潛在的靜態(tài)運(yùn)動(dòng)源的頂點(diǎn)。即，潛在的靜態(tài)運(yùn)動(dòng)源可以處在由所選頂點(diǎn)定義的多邊形內(nèi)。在步驟1820中計(jì)算運(yùn)動(dòng)遮罩。例如，運(yùn)動(dòng)遮罩算法可以按順序分析多個(gè)視頻幀，由此確定在哪些像素中有移動(dòng)對(duì)象。算法可以將運(yùn)動(dòng)值賦予每個(gè)像素，以指示在那個(gè)像素內(nèi)的運(yùn)動(dòng)的程度?；蛘撸\(yùn)動(dòng)值可以指示出現(xiàn)在每個(gè)像素中的運(yùn)動(dòng)的可能性。在步驟1830，虛擬遮罩被應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)遮罩，從而使處于虛擬遮罩內(nèi)的運(yùn)動(dòng)遮罩的值“清零”。即，虛擬遮罩內(nèi)的所有像素的運(yùn)動(dòng)值被設(shè)置為零，從而指示在那些像素內(nèi)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)。更一般的，可以修改運(yùn)動(dòng)遮罩，從而使得靜態(tài)運(yùn)動(dòng)對(duì)運(yùn)動(dòng)遮罩的影響可降低或被消除。在最后的步驟1840中，算法在通過(guò)虛擬遮罩修改的運(yùn)動(dòng)遮罩內(nèi)搜索可疑目標(biāo)的移動(dòng)。即，算法可以分析運(yùn)動(dòng)遮罩內(nèi)的運(yùn)動(dòng)值，并嘗試識(shí)別可以指示在視野內(nèi)存在移動(dòng)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)值的模式。因?yàn)榭蓺w于靜態(tài)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)值已被虛擬遮罩清零，所以被識(shí)別的運(yùn)動(dòng)是由于靜態(tài)運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致的可能性更小。
圖15-17示出了圖14的方法的應(yīng)用的具體實(shí)例。圖15顯示了由攝像機(jī)22獲取的并顯示在屏幕38上的圖像。圖像包括在風(fēng)中波動(dòng)的旗幟200形式的靜態(tài)運(yùn)動(dòng)源。圖像還包括正在行走的人202形式的所關(guān)注的移動(dòng)對(duì)象。對(duì)于處理裝置50來(lái)講，希望將人202識(shí)別為所關(guān)注的移動(dòng)對(duì)象，并且對(duì)于攝像機(jī)22，希望跟蹤人202的移動(dòng)。即，為了防止人202的連續(xù)移動(dòng)導(dǎo)致人202移動(dòng)到攝像機(jī)22的視野之外，攝像機(jī)22可以自動(dòng)地跟蹤人202(“自動(dòng)跟蹤”)。
系統(tǒng)20的用戶可以查看屏幕38并將旗幟200識(shí)別為攝像機(jī)22的視野中潛在的靜態(tài)運(yùn)動(dòng)源。為了使處理裝置50跟蹤人202同時(shí)很少關(guān)注或不關(guān)注旗幟200的靜態(tài)運(yùn)動(dòng)，用戶可以定義虛擬遮罩204以“覆蓋”旗幟200的靜態(tài)運(yùn)動(dòng)。即，所獲取的在虛擬遮罩204內(nèi)的圖像的區(qū)域包括靜態(tài)運(yùn)動(dòng)源200。用戶可以通過(guò)在屏幕38上畫出虛擬遮罩204的直觀表示來(lái)定義虛擬遮罩204。在一個(gè)實(shí)施例中，用戶例如通過(guò)使用操縱桿36或計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)(未示出)在屏幕38上選擇遮罩204的頂點(diǎn)A，B，C，D。在用戶選擇了頂點(diǎn)A-D之后，處理裝置50可以向顯示加入將相鄰的頂點(diǎn)對(duì)連接的可見邊界線206。
處理裝置50可以分析并比較連續(xù)獲取的多個(gè)圖像，從而檢測(cè)所獲取的圖像內(nèi)的移動(dòng)。例如，通過(guò)比較連續(xù)獲取的圖像，處理裝置50可以檢測(cè)出旗幟200和人202的移動(dòng)。更具體的，眾所周知，每個(gè)圖像可以被作為一個(gè)像素矩陣來(lái)獲取。處理裝置50可以比較在連續(xù)獲取的圖像中的相應(yīng)像素，以確定是否每個(gè)特定像素的內(nèi)容在圖像之間改變。如果像素的內(nèi)容在圖像間改變，則表示在那個(gè)特定像素內(nèi)存在移動(dòng)。
處理裝置50可以量化所獲取的圖像中的每個(gè)像素中的移動(dòng)的程度或可能性。圖16是運(yùn)動(dòng)值矩陣形式的運(yùn)動(dòng)遮罩的實(shí)施例。每個(gè)運(yùn)動(dòng)值可以對(duì)應(yīng)于所獲取的圖像的各個(gè)像素，并且可以指示出在對(duì)應(yīng)的像素中的移動(dòng)的程度或可能性。
或者，在圖16所示的實(shí)施例中，每個(gè)運(yùn)動(dòng)值可以對(duì)應(yīng)于10×10像素或更多像素的像素子矩陣。即，每個(gè)運(yùn)動(dòng)值可以指示在相應(yīng)的簇或組(即像素的“子矩陣”)中的移動(dòng)程度或可能性。運(yùn)動(dòng)值的范圍從0至5，0指示沒(méi)有移動(dòng)的可能性或程度，5指示最大的移動(dòng)可能性或程度。雖然運(yùn)動(dòng)遮罩可以在用戶定義虛擬遮罩204之前或之后計(jì)算，但是圖16的運(yùn)動(dòng)遮罩未被虛擬遮罩204修改，即未被虛擬遮罩204影響。
在圖16的實(shí)施例中，大多數(shù)運(yùn)動(dòng)值是0，但是有兩簇非零的運(yùn)動(dòng)值。在運(yùn)動(dòng)遮罩的左上方的非零運(yùn)動(dòng)值的簇對(duì)應(yīng)于飄動(dòng)的旗幟200，在運(yùn)動(dòng)遮罩的右下方的非零的運(yùn)動(dòng)值的簇對(duì)應(yīng)于行走的人202。
在圖16中，虛擬遮罩204的虛線表示被疊加在與至少部分被虛擬遮罩204覆蓋的像素或像素子矩陣對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)值之上或其周圍。虛擬遮罩204的虛線表示包含在圖16中僅用于說(shuō)明的目的，虛擬遮罩204不以任何方式包括在運(yùn)動(dòng)遮罩中。
在用戶定義虛擬遮罩204之后，處理裝置50生成運(yùn)動(dòng)遮罩，可以通過(guò)使用虛擬遮罩來(lái)修改運(yùn)動(dòng)遮罩。更特別地，與至少部分被虛擬遮罩204“覆蓋”的像素或像素子矩陣對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)值可以被處理裝置50清零。
圖17示出在利用虛擬遮罩204修改之后的圖16的運(yùn)動(dòng)遮罩。更具體地，在圖17中，在對(duì)應(yīng)于飄動(dòng)旗幟200的運(yùn)動(dòng)遮罩左上方的非零運(yùn)動(dòng)值的簇被清零，這是因?yàn)樗龇橇氵\(yùn)動(dòng)值對(duì)應(yīng)于虛擬遮罩204或由虛擬遮罩204覆蓋。因此，可以從運(yùn)動(dòng)遮罩消除靜態(tài)運(yùn)動(dòng)源的影響。
處理裝置50可以分析所修改的運(yùn)動(dòng)遮罩，以便在所獲取的圖像中識(shí)別非零運(yùn)動(dòng)值的簇的形式的所關(guān)注的移動(dòng)對(duì)象。然后，處理裝置50可以使攝像機(jī)22執(zhí)行將所關(guān)注的移動(dòng)對(duì)象202保持在攝像機(jī)22的視野中所需的搖攝、傾斜和變焦移動(dòng)。例如，攝像機(jī)22可以被命令向右搖攝，以使得圖17中的非零運(yùn)動(dòng)值的簇可以被平移到攝像機(jī)視野內(nèi)更靠近中心的位置。因此，虛擬遮罩204可被處理裝置50用于更有效地自動(dòng)跟蹤所關(guān)注的移動(dòng)對(duì)象202，而不會(huì)出現(xiàn)可能由視野內(nèi)的靜態(tài)運(yùn)動(dòng)引起復(fù)雜變化的情況。
雖然本發(fā)明被描述為具有示例性的設(shè)計(jì)方案，但是，在該公開的精神和范圍內(nèi)可以進(jìn)一步修改本發(fā)明。因此，本申請(qǐng)?jiān)噲D覆蓋使用其通用原理進(jìn)行的任何變形、使用和調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種監(jiān)視攝像系統(tǒng)(20)，包括攝像機(jī)(22)，其具有可調(diào)節(jié)的視野并用于獲取圖像；所述監(jiān)視攝像系統(tǒng)的特征在于處理裝置(50)，其被可操作地連接到所述攝像機(jī)，并且用于允許用戶在所述獲取的圖像內(nèi)定義虛擬遮罩(204)；以及跟蹤所述獲取的圖像中的所關(guān)注的移動(dòng)對(duì)象(202)，并且減小對(duì)所述獲取的圖像的在所述虛擬遮罩內(nèi)的區(qū)域的關(guān)注度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述獲取的圖像包括多個(gè)像素，所述處理裝置用于跟蹤所述獲取的圖像中的所關(guān)注的移動(dòng)對(duì)象，并且對(duì)于所述多個(gè)像素中的在所述虛擬遮罩內(nèi)的第一像素所給予的關(guān)注要少于對(duì)于所述多個(gè)像素中的在所述虛擬遮罩之外的第二像素所給予的關(guān)注。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理裝置用于跟蹤在所述獲取的圖像中的所關(guān)注的移動(dòng)對(duì)象，并且不關(guān)注所述多個(gè)像素中的在所述虛擬遮罩內(nèi)的第一像素。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理裝置還用于檢測(cè)在所述獲取的圖像中的移動(dòng)，并基于所述檢測(cè)到的移動(dòng)生成運(yùn)動(dòng)遮罩；利用所述虛擬遮罩來(lái)修改所述運(yùn)動(dòng)遮罩；以及根據(jù)所述修改后的運(yùn)動(dòng)遮罩識(shí)別所述獲取的圖像中的所關(guān)注的移動(dòng)對(duì)象。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)遮罩包括多個(gè)運(yùn)動(dòng)值，所述多個(gè)運(yùn)動(dòng)值中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述獲取的圖像中的至少一個(gè)相應(yīng)的像素。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理裝置用于允許用戶通過(guò)畫出所述虛擬遮罩的直觀表示，從而在所述獲取的圖像內(nèi)定義虛擬遮罩。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理裝置用于允許用戶通過(guò)在所述獲取的圖像中選擇所述虛擬遮罩的多個(gè)頂點(diǎn)，從而在所述獲取的圖像內(nèi)定義虛擬遮罩。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述獲取的圖像中的在所述虛擬遮罩內(nèi)的區(qū)域包括靜態(tài)運(yùn)動(dòng)源(200)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述虛擬遮罩定義完全圍繞非遮罩區(qū)域的遮罩區(qū)域。
10.一種操作監(jiān)視攝像系統(tǒng)(20)的方法，所述方法包括利用攝像機(jī)(22)獲取圖像；所述方法的特征在于定義步驟，用于在所述獲取的圖像內(nèi)定義虛擬遮罩(204)；以及跟蹤步驟，用于跟蹤所述獲取的圖像中的所關(guān)注的移動(dòng)對(duì)象(202)，并且減小對(duì)所述獲取的圖像的在所述虛擬遮罩內(nèi)的區(qū)域的關(guān)注度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述獲取的圖像包括多個(gè)像素，所述跟蹤步驟包括跟蹤所述獲取的圖像中的所關(guān)注的移動(dòng)對(duì)象，并且對(duì)于所述多個(gè)像素中的在所述虛擬遮罩內(nèi)的第一像素所給予的關(guān)注要少于對(duì)于所述多個(gè)像素中的在所述虛擬遮罩之外的第二像素所給予的關(guān)注。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述跟蹤步驟包括跟蹤在所述獲取的圖像中的所關(guān)注的移動(dòng)對(duì)象，并且不關(guān)注所述多個(gè)像素中的在所述虛擬遮罩內(nèi)的第一像素。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟檢測(cè)在所述獲取的圖像中的移動(dòng)；基于所述檢測(cè)到的移動(dòng)生成運(yùn)動(dòng)遮罩；利用所述虛擬遮罩修改所述運(yùn)動(dòng)遮罩；以及根據(jù)所述修改后的運(yùn)動(dòng)遮罩識(shí)別所述獲取的圖像中的所關(guān)注的移動(dòng)對(duì)象。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)遮罩包括多個(gè)運(yùn)動(dòng)值，所述多個(gè)運(yùn)動(dòng)值中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述獲取的圖像中的至少一個(gè)相應(yīng)的像素。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述定義步驟包括畫出所述虛擬遮罩的直觀表示。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述定義步驟包括在所述獲取的圖像中選擇所述虛擬遮罩的多個(gè)頂點(diǎn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述獲取的圖像中的在所述虛擬遮罩內(nèi)的區(qū)域包括靜態(tài)運(yùn)動(dòng)源(200)。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述虛擬遮罩定義完全圍繞非遮罩區(qū)域的遮罩區(qū)域。
19.一種操作監(jiān)視攝像系統(tǒng)(20)的方法，所述方法包括利用攝像機(jī)(22)獲取圖像；基于所述獲取的圖像生成運(yùn)動(dòng)遮罩；所述方法的特征在于定位步驟，用于在所述獲取的圖像中定位靜態(tài)運(yùn)動(dòng)源(200)；定義步驟，用于在所述獲取的圖像中的靜態(tài)運(yùn)動(dòng)源上定義虛擬遮罩(204)；修改步驟，用于利用所述虛擬遮罩修改所述運(yùn)動(dòng)遮罩；以及跟蹤步驟，用于基于所述修改后的運(yùn)動(dòng)遮罩跟蹤所述獲取的圖像中的所關(guān)注的移動(dòng)對(duì)象(202)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述獲取的圖像包括多個(gè)像素，所述運(yùn)動(dòng)遮罩包括多個(gè)運(yùn)動(dòng)值，所述多個(gè)運(yùn)動(dòng)值中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)像素中的至少一個(gè)，對(duì)所述多個(gè)運(yùn)動(dòng)值執(zhí)行所述修改步驟。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述跟蹤步驟包括跟蹤在所述獲取的圖像中的所關(guān)注的移動(dòng)對(duì)象，并且不關(guān)注所述多個(gè)像素中的在所述虛擬遮罩內(nèi)的像素。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述定義步驟包括畫出所述虛擬遮罩的直觀表示。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述定義步驟包括在所述獲取的圖像中選擇所述虛擬遮罩的多個(gè)頂點(diǎn)。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述虛擬遮罩定義完全圍繞非遮罩區(qū)域的遮罩區(qū)域。
全文摘要
一種監(jiān)視攝像系統(tǒng)(20)，包括攝像機(jī)(22)，其獲取圖像并具有可調(diào)視野。處理裝置(50)被可操作地連接到攝像機(jī)。處理裝置允許用戶在所獲取的圖像內(nèi)定義虛擬遮罩(204)。處理裝置還跟蹤所述獲取的圖像中的所關(guān)注的移動(dòng)對(duì)象(202)，并且減小對(duì)所述獲取的圖像的在所述虛擬遮罩內(nèi)的區(qū)域的關(guān)注度。
文檔編號(hào)H04N5/445GK1929602SQ20061013752
公開日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2006年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月9日
發(fā)明者塞澤·薩布拉克, 格扎·帕普, 邁克爾·D·博洛蒂納 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司