專利名稱：自動辨識追蹤移動物體及清晰影樣取得方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種自動辨識追蹤移動物體及清晰影樣取得方法，尤指一種可利用數(shù)字影像處理技術，以從連續(xù)攝取的影像序列中，通過方塊對比最小平均差值操作，抽取出移動物體的運作向量，并借此運動向量作為控制參數(shù)反饋至附有電機傳動機制的影像攝取設備，以控制鏡頭自動追蹤移動物體，同時，可搭配距離測量機制，更進一步提供該物體自動對焦、局部放大等細部信息作為分析、搜證及觀測等數(shù)據(jù)。
采用定時周期巡視界的定時周期轉(zhuǎn)動的設備雖可增加寬廣的視野，仍會有移動時的死角，因缺乏機動監(jiān)視彈性，致使對突發(fā)環(huán)境狀況無法確實掌握，且仍需要人力監(jiān)控。并且因為要增加監(jiān)視視角的角度，卻造成了影像分辨率變差，經(jīng)?？吹剿浀男∮跋駧缀跄：脽o法辨識。而且，長時間的記錄還耗用了大量的記錄媒體。
采用人工操控或主動光感知控制視界的人工控制或主動光感知控制的設備，雖可彌補突發(fā)環(huán)境狀況的掌握，針對環(huán)境變化做最新的信息搜集更新，但相對地也付出額外的成本(如人力或復雜的數(shù)組信號感測系統(tǒng))。且在設備上，光感知控制還是無法做出對象辨識功能，而且不能避免人為的流失，或因人的疲勞所造成的疏忽。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明設計出一自動辨識追蹤移動物體及清晰影樣取得方法，其不需搭配主動光波組件(如無線電波、紅外線等)，而是利用移動中物體在數(shù)字影像中所產(chǎn)生的運動向量作為控制參數(shù)，驅(qū)使附有電機傳動機制的影像攝取設備，能夠針對移入視界中的物體或處于視界中正移動的物體進行追蹤，實時將該物體置入視野中心，并可搭配自動對焦、放大視野、監(jiān)錄及警示等功能，提供更明確的檢測搜索信息。
本發(fā)明的一目的在于提供一算法檢測技術，以便該檢測設備能同時鎖定多個移動目標物，并根據(jù)自訂規(guī)則加以選擇。
本發(fā)明的另一目的在于提供一可應用于自動門禁、監(jiān)控、保全等領域的自動辨識追蹤移動物體的方法，也可用于交互式玩具應用，作為電子寵物視覺的基礎，隨時對周圍狀況反映。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明公開了一種自動辨識追蹤移動物體方法，它包括下列步驟(a)開始掃描影像；(b)已檢測到移動物體；(c)將該物體編號；(d)計算其所在位置；(e)判別該物體是否移出監(jiān)視范圍，若是，記錄數(shù)據(jù)，否則，判別該物體影像是否置入視野中心，若未置入視野中心，驅(qū)動轉(zhuǎn)動攝取影像設各的電機傳動機制追蹤該物體，令該物體置入視野中心，回至步驟(d)。
所述的自動辨識追蹤移動物體方法，所述的步驟(a)可通過單一具有放大(ZOOM)功能的影像攝取設備掃描影像。
所述的自動辨識追蹤移動物體方法，所述的步驟(a)可通過兩影像攝取設備掃描影像，其中之一為低價低分辨率的固定的廣角影像攝取設備，另一為高分辨率具轉(zhuǎn)向機構(gòu)及局部放大功能的影像攝取設備。
所述的自動辨識追蹤移動物體方法，所述的步驟(d)可通過方塊對比最小平均差值操作，抽取出移動物體的運作向量，借此運動向量作為控制參數(shù)，并反饋至附有電機傳動機制的影像攝取設備，以控制鏡頭自動追蹤移動物體。
所述的自動辨識追蹤移動物體方法，所述的可搭配距離測量機制，進一步提供該物體自動對焦、放大視野、監(jiān)錄與警示信息作為分析、搜證及觀測數(shù)據(jù)。
為了能更進一步了解本發(fā)明的特征及技術內(nèi)容，請參閱以下有關本發(fā)明的詳細說明與附圖，然而附圖僅供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
請參閱圖5，是前述方塊對比法則的說明圖。若移動物體在前影像P中坐標為(i，j)，則可在后影像N上每一點坐標逐一搜尋，找到∑m，n＝1∶8(N(k+m，l+n)-P(i+m，j+n))/64發(fā)生最小值時的坐標(k，l)，此時移動向量D＝(k-i，l-j)。其中N(k+m，l+n)代表在N影像中(k+m，l+n)坐標點的影像亮度值；P(i+m，j+n)代表在P影像中(i+m，j+n)坐標點的影像亮度值。
在本發(fā)明的實施例中，該方塊對比最小平均差值操作如下將連續(xù)輸入的兩張影像(設為前P(i，j)與后N(K，l)影像)均切割為M*N(例如8*8)點陣區(qū)塊，當有物體移動時，兩張影像在移動區(qū)將產(chǎn)生差值，可經(jīng)由對比前影像的區(qū)塊在后影像中相近坐標的區(qū)塊里，找到一個最佳近似的區(qū)塊，此兩區(qū)塊的坐標差即代表運動物體的移動向量。而最佳近似區(qū)塊的選擇則以方程式∑m，n＝1∶8(N(k+m，l+n)-p(i+m，j+n))/64發(fā)生最小值時的N中方塊為準。此時移動向量(二維)即為D＝(k-i，l-j)。將D向量(像素點數(shù))與鏡頭視角做一轉(zhuǎn)化，即可提供正確反饋參數(shù)，驅(qū)使該影像攝取設備轉(zhuǎn)動，以將該物體移入影像中心。
再參閱

圖1及圖2，其設備組件包括具有鏡頭放大(XOOM)功能的影像攝取設備1、轉(zhuǎn)動該影像攝取設備的電機2、控制模塊3及通報系統(tǒng)4，其中影像攝取設備1是采用具自動對焦、放大功能的攝影機。
通報系統(tǒng)4可通過警報器、燈光、網(wǎng)絡信息或無線電信通報等。
控制模塊3可為個人計算機或微控器等，其設有一微處理器31，該微處理器31是通過輸入端口32與影像攝取設備1的輸出相連接，輸出端口33分別與通報系統(tǒng)4、電機2、鏡頭11相連接，且微處理器31與內(nèi)存34連接。
請參閱圖3，是本發(fā)明的流程圖。一開始，掃描影像輸入31，并判斷是否檢測到移動物？32。
若未檢測到移動物，回至步驟31，否則，進行辨識工作，即，將檢測到移動物并編號321，并計算該移動物所在位置322，接著，判別該物體是否移出監(jiān)視范圍？33。
若該物體已移出監(jiān)視范圍，將數(shù)據(jù)記錄331，并判別是否終止監(jiān)視？34。
若要終止監(jiān)視，結(jié)束工作，否則，回至步驟31。
若該物體未移出監(jiān)視范圍，則判別該物體的影像是否置入視野中心？35。
若否，驅(qū)動電機傳動機制追蹤物體351，令該物體置入視野中心352，并執(zhí)行步驟322；否則，進行辨識工作，計算該物體大小353，接著，判別影像大小是否適當？36。
若否，依該物體大小控制ZOOM功能，然后，將該物體影像輸入362，并執(zhí)行步驟353；否則，記錄該影像數(shù)據(jù)363，并辨識該物體364，將此通過聲光信息等通報系統(tǒng)365，然后，執(zhí)行步驟34。
請參閱圖4，是本發(fā)明的另一實施例圖。其也可利用兩個影像攝取設備來攝取畫面，其中之一為低價低分辨率的固定的廣角影像攝取設備5，另一為高分辨率具轉(zhuǎn)向機構(gòu)及局部放大功能的影像攝取設備1。
綜上所述，通過本發(fā)明的系統(tǒng)設備與軟件規(guī)劃，具有如下述特點(1)能對運動物體自動追蹤、進而提供細部信息或相對反應。
(2)免除人力資源或復雜檢測數(shù)組組件的支出。
(3)采用算法檢測技術，能同時鎖定多個移動目標物，并根據(jù)自訂規(guī)則加以選擇。
(4)算法實現(xiàn)方式富彈性，可快速修正后應用于各種特定場合或特殊要求。
(5)系統(tǒng)兼容于現(xiàn)行的其它系統(tǒng)，也可輔以人力雙重控管。
以上所述僅為本發(fā)明最佳的具體實施例，本發(fā)明的特征并不局限于此，任何本領域普通技術人員，顯而易見的等效變化或修飾，都可涵蓋在本發(fā)明的專利范圍。
權(quán)利要求
1.一種自動辨識追蹤移動物體方法，其特征在于，它包括下列步驟(a)開始掃描影像；(b)已檢測到移動物體；(c)將該物體編號；(d)計算其所在位置；(e)判別該物體是否移出監(jiān)視范圍，若是，記錄數(shù)據(jù)，否則，判別該物體影像是否置入視野中心，若未置入視野中心，驅(qū)動轉(zhuǎn)動攝取影像設各的電機傳動機制追蹤該物體，令該物體置入視野中心，回至步驟(d)。
2.如權(quán)利要求1所述的自動辨識追蹤移動物體方法，其特征在于所述的步驟(a)可通過單一具有放大(ZOOM)功能的影像攝取設備掃描影像。
3.如權(quán)利要求1所述的自動辨識追蹤移動物體方法，其特征在于所述的步驟(a)可通過兩影像攝取設備掃描影像，其中之一為低價低分辨率的固定的廣角影像攝取設備，另一為高分辨率具轉(zhuǎn)向機構(gòu)及局部放大功能的影像攝取設備。
4.如權(quán)利要求1所述的自動辨識追蹤移動物體方法，其特征在于所述的步驟(d)可通過方塊對比最小平均差值操作，抽取出移動物體的運作向量，借此運動向量作為控制參數(shù)，并反饋至附有電機傳動機制的影像攝取設備，以控制鏡頭自動追蹤移動物體。
5.如權(quán)利要求1所述的自動辨識追蹤移動物體方法，其特征在于所述的可搭配距離測量機制，進一步提供該物體自動對焦、放大視野、監(jiān)錄與警示信息作為分析、搜證及觀測數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自動辨識追蹤移動物體及清晰影樣取得方法，其是利用移動中物體在數(shù)字影像中所產(chǎn)生的運動向量作為控制參數(shù)，驅(qū)使附有電機傳動機制的影像攝取設備，能夠針對移入視界中的物體或處于視界中正移動的物體進行追蹤，實時將該物體置入視野中心，并可搭配自動對焦、放大視野、監(jiān)錄與警示等功能，提供更明確的檢測搜索信息。
文檔編號G06T7/20GK1477858SQ02141838
公開日2004年2月25日 申請日期2002年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月23日
發(fā)明者賴金輪, 賴金鼎 申請人:賴金輪, 田海洲, 賴金鼎