專利名稱：利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置與系統(tǒng)的制作方法
專利說(shuō)明本實(shí)用新型涉及一種利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置與系統(tǒng)，特別是于一 攝影裝置內(nèi)針對(duì)所擷取的圖像進(jìn)行色度空間轉(zhuǎn)換，并僅保留其中色彩信息作為圖像比對(duì)的 ■石出。
背景技術(shù)：
智能視頻監(jiān)控(Intelligent Video Surveillance, IVS)系統(tǒng)是一種由閉路電視 (CCTV)網(wǎng)絡(luò)、控制臺(tái)的監(jiān)視器和安全人員構(gòu)成。在積極發(fā)展中的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，能夠通 過(guò)數(shù)字圖像分析，將所拍攝的圖像進(jìn)行圖像特征化、差異比對(duì)等圖像處理流程，找出移動(dòng)圖 像或是分析出有意義的信息，進(jìn)而達(dá)到自動(dòng)追蹤、判斷，輔助安全人員找出可疑對(duì)象。在公知技術(shù)中，有使用閉路電視錄像配合安全人員的監(jiān)控模式，此類監(jiān)控模式除 了安全人員現(xiàn)場(chǎng)可以判斷出可疑對(duì)象，通常是在特定事件發(fā)生后，通過(guò)檢視錄像內(nèi)容，倚靠 監(jiān)視器上的畫面找出有用的信息。接著，經(jīng)數(shù)字化后，傳統(tǒng)閉路電視改成了數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，使得容易通過(guò)數(shù)字控制實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)偵測(cè)、判斷的功能，并且節(jié)省了圖像儲(chǔ)存的空間與成本。目前，安全監(jiān)控的技術(shù)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了智能視頻監(jiān)控，除了產(chǎn)生了多種的監(jiān)控應(yīng)用 夕卜，更應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)募夹g(shù)，包括執(zhí)行目標(biāo)對(duì)象偵測(cè)、追蹤、異常事件判斷，并進(jìn)而觸發(fā)警 報(bào)，讓監(jiān)控的工作更強(qiáng)大。在進(jìn)行安全監(jiān)控的狀況下，最重要之一的事情是對(duì)移動(dòng)對(duì)象的偵測(cè)，由于在數(shù)字 攝像機(jī)的拍攝下，連續(xù)的圖像信號(hào)是由多幀(frame)的圖像組成，先建立參考背景，再連續(xù) 比對(duì)多幀圖像，藉以得出在特定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的變化，能因此分析出發(fā)生于被監(jiān)控區(qū)域的對(duì) 象，接著通過(guò)警報(bào)機(jī)制告知相關(guān)保全人員。因此，圖像之間的像素差異就變成圖像分析的基礎(chǔ)，可參考美國(guó)專利公開第 2008/0031493號(hào)(公開于2008年2月7日)所揭示用于監(jiān)控?cái)z像機(jī)上的對(duì)象特征辨識(shí)方法。根據(jù)該案所描述的技術(shù)，先由一連串變動(dòng)中的圖像中辨識(shí)出其中的對(duì)象，再 通過(guò)彩色圖表產(chǎn)生器，根據(jù)每幀中對(duì)象的顏色與亮度的信息產(chǎn)生出色彩圖表(color histogram)。再根據(jù)色彩圖表中的色彩分布，將場(chǎng)景與對(duì)象區(qū)分為不同的類型，之后可以為 了能夠凸顯對(duì)象特征，進(jìn)行特定色彩空間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，再計(jì)算出各種類型中色彩分布中的 參數(shù)，以利得出對(duì)象特征。此例中，通過(guò)色彩分布的分析得出連續(xù)場(chǎng)景的變化得出監(jiān)控場(chǎng)景中對(duì)象的特征， 的后，監(jiān)控?cái)z像機(jī)可以根據(jù)對(duì)象特征進(jìn)行追蹤，或是其他分析。由于一般智能視頻監(jiān)控的技術(shù)常是通過(guò)過(guò)濾背景得出參考圖像，再以數(shù)值分析來(lái) 找到變動(dòng)狀況，但一般通過(guò)彩色圖像的變化來(lái)找出移動(dòng)的變動(dòng)，可能會(huì)被環(huán)境影響而產(chǎn)生 誤報(bào)。另有公知技術(shù)提出能夠通過(guò)簡(jiǎn)化彩色圖像來(lái)降低各種可能產(chǎn)生誤報(bào)的問(wèn)題，包括利 用灰階圖像將不必要得色彩排除，利用其中黑與白的變化找出變動(dòng)的物體。但灰階圖像仍有可能被光線亮度的變動(dòng)影響而產(chǎn)生誤報(bào)。
實(shí)用新型內(nèi)容公知技術(shù)中，經(jīng)過(guò)攝像機(jī)錄制的圖像可能會(huì)因?yàn)榄h(huán)境光線、亮度對(duì)比產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷的問(wèn)題，本實(shí)用新型揭示一種利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置與系統(tǒng)，通過(guò)裝置 中的圖像處理手段與色彩空間轉(zhuǎn)換手段，擷取前后圖像中的色度空間中的色彩信息，特別 是將原來(lái)圖像所處的色度空間轉(zhuǎn)換為色彩-飽和度-亮度的色度空間(Hue，Saturation, Intensity, HSI space)，并僅擷取其中色彩信息(Hue)，以排除其他可能造成誤判的信息。 以此增加判斷的準(zhǔn)確性，以產(chǎn)生正確且有效的信息。本發(fā)明為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的 裝置，所述的裝置包括有一取像單元，用于擷取一連續(xù)圖像；一暫存內(nèi)存，電性連接該取像單元，用于暫存該連續(xù)圖像；一執(zhí)行一圖像處理程序的處理單元，電性連接該暫存內(nèi)存與該取像單元，由該連 續(xù)圖像中擷取出一參考圖像與后續(xù)圖像，并傳遞一控制信號(hào)至該取像單元；一儲(chǔ)存單元，電性連接該處理單元，用以儲(chǔ)存該參考圖像與一段時(shí)間內(nèi)擷取的該 后續(xù)圖像；一執(zhí)行該參考圖像與該后續(xù)圖像的色彩空間轉(zhuǎn)換以及匹配運(yùn)算的圖像處理模塊， 電性連接該處理單元。根據(jù)較佳實(shí)施例，利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置先通過(guò)取像單元擷取連 續(xù)圖像，借助于暫存內(nèi)存暫存連續(xù)圖像，之后由處理單元執(zhí)行一圖像處理程序，由連續(xù)圖像 中擷取出參考圖像與后續(xù)圖像，處理單元更能以控制信號(hào)控制該取像單元的運(yùn)作。裝置更 有儲(chǔ)存單元儲(chǔ)存此參考圖像與一段時(shí)間內(nèi)擷取的后續(xù)圖像。此裝置包括一圖像處理模塊，用以執(zhí)行色彩空間轉(zhuǎn)換，特別是將參考圖像與后續(xù) 圖像由原本所處的色度空間轉(zhuǎn)換為一色彩-飽和度-亮度的色度空間(HSI color space), 再擷取其中特定一或多個(gè)對(duì)象的色彩特征(Hue)，以執(zhí)行匹配運(yùn)算，由此判斷匹配程度，并 將結(jié)果回傳至該處理單元。其中，圖像處理模塊中包括有一原色度空間信息接收單元，用以接收連續(xù)圖像，并 擷取當(dāng)中原色度空間信息，再通過(guò)色度空間轉(zhuǎn)換單元，進(jìn)行色度空間轉(zhuǎn)換程序，通過(guò)色彩特 征擷取單元擷取出占有一定空間的對(duì)象的色彩特征，并排除其中飽和度與亮度的特征。之 后由匹配運(yùn)算單元計(jì)算參考圖像與后續(xù)圖像中對(duì)象的色彩特征的匹配值，以及以比較運(yùn)算 單元判斷參考圖像與后續(xù)圖像中對(duì)象的匹配程度，以判斷前后圖像是否匹配。通過(guò)以上裝置，可以通過(guò)圖像的色彩信息有效地判斷出連續(xù)圖像中改變的內(nèi)容， 借以判斷特殊事件，如圖像改變可能表示對(duì)象正在移動(dòng)，可根據(jù)后續(xù)圖像中對(duì)象的色彩信 息的不匹配信息描繪出對(duì)象的動(dòng)作路徑，其他還有表示攝像機(jī)拍攝的位置與角度被改變， 或是攝像機(jī)被外物遮蔽?；蛲ㄟ^(guò)偵測(cè)到圖像改變而驅(qū)動(dòng)其他事件。應(yīng)用上述利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置，本實(shí)用新型實(shí)施例則提出一種 執(zhí)行圖像比對(duì)的系統(tǒng)，其所述的系統(tǒng)包括一攝像機(jī)本體，承載該利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)與色彩空間轉(zhuǎn)換的裝置， 該攝像機(jī)本體利用該裝置擷取一連續(xù)圖像并得出一參考圖像與其后續(xù)圖像；[0025]一傳輸手段，無(wú)線或有線手段連接該攝像機(jī)本體，用以傳遞所擷取的圖像與比對(duì) 結(jié)果；以及一終端控制手段，通過(guò)該傳輸手段連接該攝像機(jī)本體，接收該所傳遞的圖像與比 對(duì)結(jié)果，根據(jù)比對(duì)結(jié)果產(chǎn)生一信息。本實(shí)用新型還提 供一種利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)包 括一攝像機(jī)本體，包括一取像單元，用以擷取一連續(xù)圖像；一暫存內(nèi)存，電性連接該取像單元，用以暫存該連續(xù)圖像；一處理單元，電性連接該暫存內(nèi)存，用以初步處理該連續(xù)圖像，包括信號(hào)處理、模 擬數(shù)字轉(zhuǎn)換與圖像儲(chǔ)存等；一通信單元，電性連接該處理單元，用以通過(guò)有線或無(wú)線手段達(dá)到遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)；一傳輸手段，以無(wú)線或有線手段連接該攝像機(jī)本體，用以傳遞圖像信號(hào)；以及一終端控制中心，通過(guò)該傳輸手段連接該攝像機(jī)本體，接收該所傳遞的圖像信號(hào)， 根據(jù)一比對(duì)結(jié)果產(chǎn)生一信息，其中包括一控制中心通信單元，以無(wú)線或有線手段達(dá)到通信目的；一儲(chǔ)存單元，用以儲(chǔ)存所接收的信號(hào)；—執(zhí)行色彩空間轉(zhuǎn)換的圖像處理模塊。其中具有至少一個(gè)攝像機(jī)，其本體即承載上述利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的 裝置，通過(guò)裝置擷取一連續(xù)圖像并得出參考圖像與其后續(xù)圖像，再執(zhí)行相同色彩空間轉(zhuǎn)換， 將圖像轉(zhuǎn)換至色彩-飽和度-亮度的色度空間(HSI color space)，再以其中特定對(duì)象的色 彩特征執(zhí)行匹配運(yùn)算。接著，通過(guò)無(wú)線或有線手段傳遞所擷取的圖像與經(jīng)匹配程度的判斷 結(jié)果至一終端控制中心，根據(jù)比對(duì)結(jié)果產(chǎn)生一信息。上述裝置更可分為兩個(gè)部份，主要為攝像機(jī)本體與終端控制中心，其中攝像機(jī)本 體有擷取連續(xù)圖像的取像單元、暫存內(nèi)存與處理單元，通過(guò)初步處理連續(xù)圖像后，借助于通 信單元以有線或無(wú)線等傳輸手段聯(lián)機(jī)終端控制中心，于接收所傳遞的圖像信號(hào)后分出一參 考圖像與其后續(xù)圖像，并執(zhí)行色彩空間轉(zhuǎn)換，將圖像轉(zhuǎn)換至一色彩-飽和度-亮度的色度空 間，再擷取其中特定一或多個(gè)對(duì)象的色彩特征，以執(zhí)行匹配運(yùn)算，再根據(jù)判斷結(jié)果發(fā)出如警 報(bào)的信息。
圖1為本實(shí)用新型利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置的應(yīng)用實(shí)施例示意圖；圖2為本實(shí)用新型所利用的色彩_飽和度_亮度的色度空間示意圖；圖3為本實(shí)用新型利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置實(shí)施例示意圖；圖4為上述利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置中圖像處理模塊的實(shí)施例；圖5為本實(shí)用新型利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置應(yīng)用示意圖；圖6為本實(shí)用新型利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的系統(tǒng)實(shí)施例；圖7為應(yīng)用本實(shí)用新型的實(shí)施例之一；圖8為應(yīng)用本實(shí)用新型的實(shí)施例之二 ；圖9為應(yīng)用本實(shí)用新型的實(shí)施例之三；[0050]圖10為應(yīng)用本實(shí)用新型的實(shí)施例之四。主要元件附圖標(biāo)記說(shuō)明建筑物11攝像機(jī)13無(wú)線基地臺(tái)15監(jiān)控中心17利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置300取像單元301鏡頭31驅(qū)動(dòng)單元32模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元33圖像傳感器34控制單元35暫存內(nèi)存305處理單元307儲(chǔ)存單元309數(shù)據(jù)庫(kù)311通信單元313控制機(jī)房30圖像處理模塊315原色度空間信息接收單元41色度空間轉(zhuǎn)換單元42 色彩特征擷取單元43參考信息緩存器44圖像信息緩存器45匹配運(yùn)算單元46比較運(yùn)算單元47攝像機(jī)本體50無(wú)線基地臺(tái)52終端控制計(jì)算機(jī)54控制機(jī)房60儲(chǔ)存單元309’通信單元313，數(shù)據(jù)庫(kù)311，圖像處理模塊315，攝像機(jī)70，80，90，90，，10，10，空間72，82，參考圖像 701，801，901比對(duì)圖像 702，802，902 移動(dòng)物 102，102，具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型主要通過(guò)一利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置擷取連續(xù)圖 像，并通過(guò)色度空間轉(zhuǎn)換，特別將圖像轉(zhuǎn)換為一色彩-飽和度-亮度的色度空間(Hue， Saturation, Intensity, HSI space)，并僅擷取其中色彩(Hue)信息，能夠排除在圖像監(jiān)控 時(shí)因?yàn)楣庥?、亮度變化等各種可能產(chǎn)生辨識(shí)錯(cuò)誤的不確定的因子，也避免產(chǎn)生錯(cuò)誤警報(bào)的 問(wèn)題。在一般用于監(jiān)控圖像的攝影裝置中，圖像原本所處的色度空間為一紅-綠-藍(lán)色 度空間(RGB color space)，但其中隱含有因?yàn)榱炼?、光?如太陽(yáng)光變化)改變的色彩值， 且相關(guān)門檻值設(shè)定困難。本實(shí)用新型則特別是將原來(lái)圖像所處的色度空間轉(zhuǎn)換為上述色 彩-飽和度-亮度的色度空間，更排除飽和度與亮度的信息，僅擷取其中色彩(Hue)信息， 能排除其他可能造成誤判的信息，增加判斷圖像變化的準(zhǔn)確性。利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置可應(yīng)用于圖1所示的實(shí)施例，此例顯示有 一建筑物11，其中設(shè)置有一或多數(shù)個(gè)攝像機(jī)13，各攝像機(jī)13所擷取的圖像可通過(guò)無(wú)線或有 線的通信方式，如此例的無(wú)線基地臺(tái)15，傳遞至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心17。圖中顯示遠(yuǎn)程監(jiān)控中心 17中的保全人員可通過(guò)多個(gè)監(jiān)視器畫面進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。[0078]本實(shí)用新型利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置可設(shè)置于攝像機(jī)13本體，如圖6所示，攝像機(jī)13本體即能進(jìn)行各種圖像空間轉(zhuǎn)換、色彩信息擷取、匹配運(yùn)算 (correlation operation)與動(dòng)態(tài)圖像判斷，將結(jié)果傳遞至監(jiān)控中心17，能以圖像間的匹配 程度為基礎(chǔ)，判斷出所發(fā)生的事件，而產(chǎn)生適當(dāng)?shù)男盘?hào)?；蛉鐖D7所示，攝像機(jī)13僅用于畫 面擷取，經(jīng)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心17后，經(jīng)監(jiān)控中心17中執(zhí)行圖像處理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行對(duì)象判 斷、色度空間轉(zhuǎn)換，擷取色彩(Hue)信息與匹配運(yùn)算，達(dá)到監(jiān)控的目的。以下列舉幾種監(jiān)控的應(yīng)用，但實(shí)際實(shí)施，本實(shí)用新型的目的并不限于此，包括鏡頭位移偵測(cè)，偵測(cè)攝像機(jī)鏡頭被不正常移動(dòng)；鏡頭遮蔽偵測(cè)，由拍攝的畫面消失判斷是否有異物遮蔽；遺失物偵測(cè)，針對(duì)特定空間中特定對(duì)象進(jìn)行監(jiān)控，判斷是否遺失對(duì)象，或是圖像暫 時(shí)被遮住等情況；入侵檢測(cè)，針對(duì)圖像中新增不明對(duì)象(比如人、動(dòng)物、車輛)進(jìn)行監(jiān)控；遺留物偵測(cè)，即針對(duì)所監(jiān)控的空間是否有新增不明固定的對(duì)象進(jìn)行偵測(cè)；觸發(fā)偵測(cè)，通過(guò)偵測(cè)到圖像變動(dòng)來(lái)觸發(fā)特定程序，比如有入侵的狀況，則啟動(dòng)錄制 圖像、通知保全、啟動(dòng)特定開關(guān)，而忽略圖像不動(dòng)時(shí)的畫面；電子圍籬、警戒區(qū)域，通過(guò)監(jiān)控特定空間進(jìn)行保全，即針對(duì)一特定范圍進(jìn)行偵測(cè)不 明事件，并觸發(fā)特定保全程序；對(duì)象計(jì)數(shù)，通過(guò)圖像變動(dòng)的偵測(cè)，計(jì)算進(jìn)出人員或是物體的數(shù)量；對(duì)象偵測(cè)，可以鎖定空間中特定對(duì)象進(jìn)行監(jiān)控；對(duì)象追蹤，偵測(cè)出圖像變動(dòng)，由連續(xù)圖像判斷移動(dòng)中的對(duì)象，并描繪出移動(dòng)軌跡， 攝像機(jī)即能對(duì)此對(duì)象進(jìn)行追蹤；對(duì)象分類，可通過(guò)儲(chǔ)存于一數(shù)據(jù)庫(kù)的圖像色彩信息與相對(duì)對(duì)象的信息，經(jīng)圖像特 征比對(duì)后，分類各對(duì)象。以上各種應(yīng)用依據(jù)本實(shí)用新型擷取的圖像色彩(Hue)信息作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，排除可 能誤判的光影的因素后，再通過(guò)圖像間匹配程度的比對(duì)，能提高偵測(cè)的準(zhǔn)確度。圖2為本實(shí)用新型所利用的色彩_飽和度_亮度的色度空間示意圖。圖2顯示色彩_飽和度_亮度色度空間的坐標(biāo)形式之一，此例的色彩_飽和度_亮 度色度空間顯示為一圓錐型式的立體坐標(biāo)，其中縱向表示由最暗的黑到最亮的白，以亮度 (Intensity) i表達(dá)。而其中切面圓坐標(biāo)顯示在圖式右方，圓半徑表示飽和度(Saturation) s,圓心為飽和度最低0，而接近圓周的部份則表示最大飽和度；而圓周由0度到360度則表 示色彩(Hue)h，顏色依序由紅(Red)、黃(Yellow)、綠(Green)、青綠(Cyan)、藍(lán)(Blue)到洋 紅(Magenta)。以上僅列舉一種色彩_飽和度_亮度色度空間的表達(dá)型式，實(shí)際實(shí)施則不以這兩 種為限制。本實(shí)用新型所利用的圖像信息需將所擷取到的原始由紅-綠-藍(lán)色度空間表達(dá) 的色彩，轉(zhuǎn)換至色彩_飽和度_亮度的色度空間上，并排除飽和度與亮度的變量，僅以色彩 (Hue)為變量進(jìn)行圖像差異辨識(shí)。此處的色彩值可以角度表示，由0度到360度，每種角度 表示一種顏色，轉(zhuǎn)換方式如下，此例僅為實(shí)施例之一，但實(shí)際實(shí)施并不限制于此。比如，亮度以i = 1/3 (R+G+B)表示，為紅、綠、藍(lán)的平均值；飽和度以s = 1- (3/ (R+G+B)) *a表 示，其中a為紅、綠、藍(lán)中的最小值；色彩則可以h = cos"(-l) ((O. 5*((R-G) +(R-B )))/ ((R-G) “ 2+ (R-B) * (G-B)) ~ (O. 5))表達(dá)。另有公知技術(shù)(可參考美國(guó)專利第6，665，439號(hào))以下列數(shù)學(xué)式進(jìn)行色度空間， 如方程式(1)所示imax = max (r, g, b)imin = min (r, g, b)亮度 i = (imax+imin)/2當(dāng) imax = imin飽和度s = 0當(dāng) i <= (max_value)/2飽禾口度 s = (imax-imin) / (imax+imin) *max_value當(dāng) i > (max_value) /2飽禾口度 s = (imax-imin) / (max_value-imax_imin) *max_valuerl = (imax-r) / (imax-imin)gl = (imax-g) / (imax-imin)bl = (imax-b)/(imax-imin)當(dāng)imax = imin，則色彩h并無(wú)定義當(dāng)r = imax，則色彩 h = ((bl-gl) π/3當(dāng)g = imax，則色彩 h = ((2+rl-bl) π/3當(dāng)b = imax，則色彩 h = ((4+gl-rl) π/3其中r，g，b為各畫素的原始色彩值，imax為r，g，b的最大值，imin為r，g，b的最 小值，包括亮度i與飽和度s,范圍都是由0到最大值，若以8位的記錄方式，最大值為255， 也就是方程式(1)中的變量maxjalue。而色彩則以角度表示，由0到2 π。利用上述方程式(1)，將每個(gè)畫素(r(x，y)，g(x，y)，b(x，y))分別轉(zhuǎn)換為h(x，y)， s (χ, y)與 i (χ，y)。本實(shí)用新型利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置的實(shí)施例可參考圖3。如圖所示，此裝置300的較佳實(shí)施例至少包括能擷取連續(xù)畫面的取像單元301，其 中具有光學(xué)鏡頭31，控制鏡頭拍攝的驅(qū)動(dòng)單元32，經(jīng)鏡頭31擷取的模擬畫面將通過(guò)一模擬 數(shù)字轉(zhuǎn)換單元33轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，由圖像傳感器(如CCD、CM0S)34記錄各畫素曝光值。其 中更具有一控制單元35，主要是接收來(lái)自處理單元307的控制信號(hào)，控制取像單元301內(nèi)各 電路的運(yùn)作，包括控制驅(qū)動(dòng)單元32執(zhí)行鏡頭31轉(zhuǎn)動(dòng)、焦距、畫面遠(yuǎn)近的調(diào)整。有一電性連接取像單元301的暫存內(nèi)存305，用以暫存經(jīng)圖像傳感器34所感測(cè)的 圖像信息，暫存內(nèi)存305通常為設(shè)置于系統(tǒng)前端的閃存(flash)或是動(dòng)態(tài)隨機(jī)內(nèi)存(RAM)， 或可應(yīng)用硬盤的中特定區(qū)塊。系統(tǒng)中處理核心為處理單元307，其電性鏈接各電路，如圖所示，包括鏈接控制單 元35、暫存內(nèi)存305、儲(chǔ)存單元309、通信單元313與圖像處理模塊315。整個(gè)利用圖像色彩 信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置通過(guò)通信單元313，以有線或無(wú)線通信手段與遠(yuǎn)程控制機(jī)房30聯(lián) 機(jī)，控制機(jī)房30通過(guò)控制信號(hào)，通過(guò)處理單元307控制取像單元301。[0120]處理單元307用以執(zhí)行一圖像處理程序，并由連續(xù)圖像中擷取出一參考圖像與后續(xù)圖像，通過(guò)圖像處理模塊315進(jìn)行圖像色度空間轉(zhuǎn)換、匹配運(yùn)算與判斷。其中，可通過(guò)在參考圖像與后續(xù)圖像間特定匹配運(yùn)算(correlation operation) 得出前后圖像的關(guān)聯(lián)程度，可參考各種公知技術(shù)，再以此匹配程度作為判斷圖像變動(dòng)的基 礎(chǔ)，在此并不贅述。儲(chǔ)存單元309用于儲(chǔ)存參考圖像與一段時(shí)間內(nèi)擷取的后續(xù)圖像，可連接或是內(nèi)建 一數(shù)據(jù)庫(kù)311。根據(jù)實(shí)施例，數(shù)據(jù)庫(kù)311特別記載有各中圖像、對(duì)象的信息，記錄多個(gè)對(duì)象類 別的圖像信息，包括圖像對(duì)象中經(jīng)過(guò)色度空間轉(zhuǎn)換后擷取的色彩(Hue)特征。其中圖像處理模塊315中更具有執(zhí)行本實(shí)用新型圖像轉(zhuǎn)換、比對(duì)的軟件程序或 是硬件電路，電性連接處理單元307，用以執(zhí)行參考圖像與后續(xù)圖像的色彩空間轉(zhuǎn)換，通過(guò) 色度空間轉(zhuǎn)換程序，將圖像中各幀從原本所處的色度空間轉(zhuǎn)換為色彩_飽和度_亮度的色 度空間，再擷取其中特定一或多個(gè)對(duì)象的色彩特征，以執(zhí)行前后圖像間的匹配運(yùn)算，并將結(jié) 果回傳至處理單元307?？蓞⒖紙D4所示的實(shí)施例。圖像處理模塊315特別通過(guò)處理單元307由上述儲(chǔ)存單元309得到圖像信息，圖 像信息可為原處于紅-綠-藍(lán)(RGB)色度空間的圖像，經(jīng)原色度空間信息接收單元41接 收參考圖像與后續(xù)圖像的信號(hào)，并擷取當(dāng)中原色度空間信息。色度空間轉(zhuǎn)換單元42則針 對(duì)參考圖像與后續(xù)圖像中的原色度空間信息，執(zhí)行一色度空間轉(zhuǎn)換程序，將其中圖像各幀 (frame)從原本所處的色度空間轉(zhuǎn)換為色彩-飽和度-亮度的色度空間。色彩特征擷取單元 43將經(jīng)色度空間轉(zhuǎn)換的圖像中擷取出該占有一定空間的一或多個(gè)對(duì)象的色彩特征(Hue)， 排除其中飽和度與亮度的特征，分別將參考圖像與后續(xù)圖像的色彩信息儲(chǔ)存于參考信息緩 存器44與圖像信息緩存器45。再接著由一匹配運(yùn)算單元46計(jì)算參考圖像與后續(xù)圖像中特定對(duì)象的色彩特征的 匹配值，由比較運(yùn)算單元47比對(duì)經(jīng)匹配運(yùn)算的值與一設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，由此判斷參考圖像與后 續(xù)圖像是否匹配。在進(jìn)行比較時(shí)，由于前后圖像間差異的敏感度將決定將影響整個(gè)技術(shù)對(duì)特定對(duì)象 變動(dòng)的辨識(shí)能力與準(zhǔn)確度，故特別設(shè)定一匹配門檻值(correlation threshold)，作為判斷 參考圖像中對(duì)象與后續(xù)圖像的對(duì)象的匹配程度是否符合特定標(biāo)準(zhǔn)，以準(zhǔn)確判斷前后圖像信 息是否匹配。若是判斷出對(duì)象有異常，即發(fā)出警報(bào)信息。圖5為本實(shí)用新型利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置應(yīng)用示意圖。此例即將 本實(shí)用新型利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置300安裝于一攝像機(jī)本體50內(nèi)。由于 攝像機(jī)本體50承載本實(shí)用新型利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置，故能夠自行執(zhí)行 拍攝、儲(chǔ)存、色度空間轉(zhuǎn)換、匹配運(yùn)算與比對(duì)匹配門檻值等程序。攝像機(jī)本體50利用裝置300擷取一連續(xù)圖像并得出一參考圖像與其后續(xù)圖像，執(zhí) 行色彩空間轉(zhuǎn)換，將圖像轉(zhuǎn)換至色彩-飽和度-亮度的色度空間，再擷取其中特定一或多個(gè) 對(duì)象的色彩特征，以執(zhí)行匹配運(yùn)算。各連續(xù)圖像與前后比對(duì)結(jié)果即通過(guò)圖中無(wú)線基地臺(tái)52 所提供的傳輸手段，傳遞所擷取的圖像與匹配程度比對(duì)結(jié)果至終端控制計(jì)算機(jī)54。此終端 控制計(jì)算機(jī)54可表示一個(gè)監(jiān)控中心所提供的終端控制手段，終端控制計(jì)算機(jī)54根據(jù)比對(duì) 結(jié)果產(chǎn)生相關(guān)信息，比如警報(bào)信息。通過(guò)比對(duì)結(jié)果得出不匹配信息可作為觸發(fā)特定事件的驅(qū)動(dòng)信息，此通過(guò)不匹配的判斷發(fā)出觸發(fā)信息可為另一實(shí)施例，比如觸發(fā)攝像機(jī)開始錄制圖像，或是進(jìn)行其他程序， 如停止錄制、發(fā)出特定警報(bào)等功能。另有實(shí)施例更通過(guò)判斷對(duì)象前后不匹配，而判斷有進(jìn)出 的事件，進(jìn)而啟動(dòng)計(jì)數(shù)程序。而圖6則顯示利用比創(chuàng)作提供的裝置實(shí)施的另一統(tǒng)實(shí)施例。此實(shí)施例主要是將本 實(shí)用新型的裝置分為在攝像機(jī)本體執(zhí)行的功能與終端控制中心執(zhí)行的功能。攝像機(jī)本體概括至少有取像單元301、暫存內(nèi)存305、處理單元307與通信單元 313，通過(guò)通信單元313以有線或無(wú)線手段達(dá)到遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)。攝像機(jī)本體經(jīng)一傳輸手段聯(lián)機(jī)一終端控制中心，也就是圖中所示的控制機(jī)房60， 通過(guò)其中另一通信單元313’接收由攝像機(jī)所拍攝的連續(xù)圖像，儲(chǔ)存至儲(chǔ)存單元309’。接著 再以如本實(shí)用新型圖5所示的圖像處理模塊315’執(zhí)行相關(guān)圖像處理程序 。而此終端控制中心更具有一數(shù)據(jù)庫(kù)311’，用以記錄多個(gè)對(duì)象類別的圖像信息，通 過(guò)各對(duì)象色彩特征的比對(duì)，將所擷取的該連續(xù)圖像進(jìn)行分類。接著，圖7至圖10顯示為應(yīng)用本實(shí)用新型的各種實(shí)施例，但實(shí)際實(shí)施并不限于此。如圖7所示的遺失監(jiān)控實(shí)施例。攝像機(jī)70固定監(jiān)控特定空間72，實(shí)施例中除了固定擷取特定空間外，更可定時(shí)轉(zhuǎn) 動(dòng)動(dòng)態(tài)掃描一特定空間72，而由此空間72設(shè)定出一初始條件下的參考圖像701，并由后續(xù) 圖像擷取比對(duì)圖像702，經(jīng)比對(duì)參考圖像701與比對(duì)圖像702的色彩(Hue)信息，能夠判斷 出被監(jiān)控的空間中發(fā)生遺失的事件。此可能觸發(fā)保全統(tǒng)。圖8顯示遺留物監(jiān)控的實(shí)施例。攝像機(jī)80同樣針對(duì)一空間82或是動(dòng)態(tài)掃描一固定的方向，由初始環(huán)境設(shè)定參考 圖像801，再通過(guò)后續(xù)圖像得出比對(duì)圖像802，經(jīng)擷取色彩信息、比對(duì)后，能夠得出有新增不 明的物品。此同樣可觸發(fā)保全系統(tǒng)。同理，如圖9顯示為偵測(cè)鏡頭被移動(dòng)的實(shí)施例，其中攝像機(jī)90先產(chǎn)生原本環(huán)境中 的參考圖像901，再比對(duì)在比對(duì)圖像902中不同的圖像，可以發(fā)現(xiàn)攝像機(jī)被移動(dòng)的事件，此 可能觸發(fā)保全系統(tǒng)，作進(jìn)一步處理。比對(duì)上述參考圖像與連續(xù)變動(dòng)的比對(duì)圖像，可以得到連續(xù)改變的圖像，整合連續(xù) 變動(dòng)的畫面，可以描繪出一移動(dòng)軌跡，如圖10所示，判斷出有連續(xù)移動(dòng)的移動(dòng)物102、移動(dòng) 物102’，可以驅(qū)動(dòng)攝像機(jī)10旋轉(zhuǎn)至攝像機(jī)10，的位置，以追蹤移動(dòng)物10，10’。綜上所述，本實(shí)用新型使用圖像色彩信息的處理系統(tǒng)、處理方法與圖像分類方 法，主要是通過(guò)將擷取的圖像進(jìn)行色度空間轉(zhuǎn)換，再擷取其中不被環(huán)境光影、亮暗圖像判斷 的色彩(Hue)信息，之后經(jīng)過(guò)匹配運(yùn)算與匹配門檻值的比較，可以準(zhǔn)確判斷出異常事件，其 中具有較高的判斷率。但是，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳可行實(shí)施例，非因此即局限本實(shí)用新型的 權(quán)利要求保護(hù)范圍，故凡運(yùn)用本實(shí)用新型說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所為的等效結(jié)構(gòu)變化，均同理 包含于本實(shí)用新型的權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)，特此聲明。
權(quán)利要求一種利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置，其特征在于所述的裝置包括有一取像單元，用于擷取一連續(xù)圖像；一暫存內(nèi)存，電性連接該取像單元，用于暫存該連續(xù)圖像；一執(zhí)行一圖像處理程序的處理單元，電性連接該暫存內(nèi)存與該取像單元，由該連續(xù)圖像中擷取出一參考圖像與后續(xù)圖像，并傳遞一控制信號(hào)至該取像單元；一儲(chǔ)存單元，電性連接該處理單元，用以儲(chǔ)存該參考圖像與一段時(shí)間內(nèi)擷取的該后續(xù)圖像；一執(zhí)行該參考圖像與該后續(xù)圖像的色彩空間轉(zhuǎn)換以及匹配運(yùn)算的圖像處理模塊，電性連接該處理單元。
2.如權(quán)利要求1所述的利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置，其特征在于所述的圖 像處理模塊更包括一原色度空間信息接收單元，用以接收該參考圖像與該后續(xù)圖像的信號(hào)，并擷取當(dāng)中 原色度空間信息；一執(zhí)行該色度空間轉(zhuǎn)換程序的色度空間轉(zhuǎn)換單元；一色彩特征擷取單元，將經(jīng)該色度空間轉(zhuǎn)換的圖像中擷取出該占有一定空間的一或多 個(gè)對(duì)象的色彩特征，排除其中飽和度與亮度的特征；一參考信息緩存器，儲(chǔ)存經(jīng)色度空間轉(zhuǎn)換的該參考圖像的信息； 一圖像信息緩存器，儲(chǔ)存經(jīng)色度空間轉(zhuǎn)換的該后續(xù)圖像的信息； 一計(jì)算該參考圖像與該后續(xù)圖像色彩特征匹配值的匹配運(yùn)算單元；以及 一判斷匹配與否的比較運(yùn)算單元。
3.如權(quán)利要求1所述的利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置，其特征在于更包括一 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元，電性連接該取像單元，將該圖像進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換。
4.如權(quán)利要求1所述的利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置，其特征在于更包括 一數(shù)據(jù)庫(kù)，電性連接該儲(chǔ)存單元，用以記錄多個(gè)對(duì)象類別的圖像信息。
5.如權(quán)利要求1所述的利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置，其特征在于更包括一 通信單元，一遠(yuǎn)程控制中心可通過(guò)無(wú)線或有線通信手段控制該使用圖像色彩信息的處理系 統(tǒng)，并接收由該系統(tǒng)所傳遞的信息。
6.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述的利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置的系統(tǒng)，其特征 在于所述的系統(tǒng)包括有一攝像機(jī)本體，承載該利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)與色彩空間轉(zhuǎn)換的裝置，該攝 像機(jī)本體利用該裝置擷取一連續(xù)圖像并得出一參考圖像與其后續(xù)圖像；一傳輸手段，無(wú)線或有線手段連接該攝像機(jī)本體，用以傳遞所擷取的圖像與比對(duì)結(jié)果；以及一終端控制手段，通過(guò)該傳輸手段連接該攝像機(jī)本體，接收該所傳遞的圖像與比對(duì)結(jié) 果，根據(jù)比對(duì)結(jié)果產(chǎn)生一信息。
7.一種利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的統(tǒng)，其特征在于所述的系統(tǒng)包括有 一攝像機(jī)本體，包括一取像單元，用以擷取一連續(xù)圖像； 一暫存內(nèi)存，電性連接該取像單元，用以暫存該連續(xù)圖像；一處理單元，電性連接該暫存內(nèi)存，用以初步處理該連續(xù)圖像，包括信號(hào)處理、模擬數(shù) 字轉(zhuǎn)換與圖像儲(chǔ)存等；一通信單元，電性連接該處理單元，用以通過(guò)有線或無(wú)線手段達(dá)到遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)； 一傳輸手段，以無(wú)線或有線手段連接該攝像機(jī)本體，用以傳遞圖像信號(hào)；以及 一終端控制中心，通過(guò)該傳輸手段連接該攝像機(jī)本體，接收該所傳遞的圖像信號(hào)，根據(jù) 一比對(duì)結(jié)果產(chǎn)生一信息，其中包括一控制中心通信單元，以無(wú)線或有線手段達(dá)到通信目的； 一儲(chǔ)存單元，用以儲(chǔ)存所接收的信 號(hào)； 一執(zhí)行色彩空間轉(zhuǎn)換的圖像處理模塊。
8.如權(quán)利要求7所述的利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的統(tǒng)，其特征在于所述的終端 控制中心更具有一數(shù)據(jù)庫(kù)，用以記錄多個(gè)對(duì)象類別的圖像信息，通過(guò)各對(duì)象色彩特征的比 對(duì)，將所擷取的該連續(xù)圖像進(jìn)行分類。
專利摘要一種利用圖像色彩信息執(zhí)行圖像比對(duì)的裝置與系統(tǒng)，根據(jù)裝置的較佳實(shí)施例，先通過(guò)取像單元擷取一連續(xù)圖像，并儲(chǔ)存于暫存內(nèi)存，之后由處理單元執(zhí)行一圖像處理程序，由連續(xù)圖像中擷取出參考圖像與后續(xù)圖像，接著利用一圖像處理模塊執(zhí)行一色彩空間轉(zhuǎn)換，特別是將參考圖像與后續(xù)圖像由原來(lái)所處的色彩空間轉(zhuǎn)換為一色彩-飽和度-亮度的色度空間(HSI color space)，再擷取其中特定對(duì)象的色彩特征，執(zhí)行匹配運(yùn)算，作為判斷對(duì)象改變的基礎(chǔ)，并將結(jié)果回傳至該處理單元。
文檔編號(hào)H04N7/18GK201726494SQ20092029873
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
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