專利名稱：一種圖象采集的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別地涉及一種圖象采集的方法和裝置。
背景技術(shù)：
目前圖象采集設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)合日益廣泛，包括對(duì)公共場(chǎng)所目標(biāo)物的監(jiān)視、 工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)目標(biāo)物的監(jiān)控以及個(gè)人信息溝通等多種方面。在應(yīng)用中，圖象采 集設(shè)備直接根據(jù)鏡頭獲取到的光線的亮度平均值來(lái)決定曝光的等級(jí)。通常，在 許多實(shí)際拍攝中，目標(biāo)物附近存在非常亮的背景或一個(gè)點(diǎn)光源是不可避免的， 例如在戶外攝影中，目標(biāo)的背景可能是晴朗的天空、反光耀眼的雪地，或者室 內(nèi)情況下，面對(duì)鏡頭的目標(biāo)物附近可能有明亮的窗戶或者燈。當(dāng)這些情況下， 快門速度增加的時(shí)候，光圈會(huì)被關(guān)閉導(dǎo)致主要目標(biāo)變得太黑而難以辨認(rèn)。因此， 就需要調(diào)節(jié)曝光參數(shù)來(lái)獲得合適的光圈大小，使得圖象采集設(shè)備采集到的幀中 目標(biāo)物圖象區(qū)域的亮度得到提升。
現(xiàn)有的圖象采集設(shè)備大多備有曝光調(diào)節(jié)功能，通過(guò)對(duì)所采集的視頻幀固定 區(qū)域進(jìn)行加權(quán)的方式計(jì)算全幀的亮度值，然后進(jìn)行曝光調(diào)節(jié)，這種做法并沒(méi)有 突出目標(biāo)區(qū)域的視覺(jué)效果。并且，在圖象采集設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用中，若場(chǎng)景中存 在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的目標(biāo)物，由于調(diào)整自動(dòng)曝光參數(shù)需要一定的計(jì)算時(shí)間，這樣，在 對(duì)場(chǎng)景的曝光參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)之后，場(chǎng)景已發(fā)生變化，得到的曝光參數(shù)不再適用 于變化后的場(chǎng)景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例給出一種圖象采集的方法與裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于存 在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的目標(biāo)物的場(chǎng)景，在對(duì)場(chǎng)景的曝光參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)之后，由于場(chǎng)景已 發(fā)生變化，得到的曝光參數(shù)不再適用于變化后的場(chǎng)景的問(wèn)題。本發(fā)明實(shí)施例給出的一種圖象采集方法，包括 釆集場(chǎng)景圖象得到幀序列并根據(jù)該幀序列得到背景圖象； 根據(jù)采集所得當(dāng)前幀和所述背景圖象檢測(cè)所述當(dāng)前幀是否包含目標(biāo)物圖 象，若是，貝'J:
在采集當(dāng)前幀的后續(xù)幀之前，根據(jù)所述幀序列和當(dāng)前幀得到所述后續(xù)幀中 目標(biāo)物圖象的預(yù)期位置，
根據(jù)背景圖象、當(dāng)前幀中目標(biāo)物圖象和所述預(yù)期位置調(diào)整曝光參數(shù)， 在采集所述后續(xù)幀時(shí)應(yīng)用調(diào)整后的曝光參數(shù)。
本發(fā)明實(shí)施例給出的一種圖象采集裝置包括采集模塊、背景模塊、檢測(cè)模 塊、位置預(yù)測(cè)模塊和曝光參數(shù)模塊，其中
采集模塊，用于采集場(chǎng)景圖象得到幀序列以及根據(jù)所述曝光參數(shù)模塊給出 的曝光參數(shù)采集場(chǎng)景圖象；
背景模塊，用于根據(jù)所述幀序列得出背景圖象；
檢測(cè)模塊，用于根據(jù)采集所得當(dāng)前幀和所述背景圖象檢測(cè)所述當(dāng)前幀是否 包含目標(biāo)物圖象；
位置預(yù)測(cè)模塊，用于若所述當(dāng)前幀包含目標(biāo)物圖象，則在釆集當(dāng)前幀的后 續(xù)幀之前，根據(jù)所述幀序列和當(dāng)前幀得到所述后續(xù)幀中目標(biāo)物圖象的預(yù)期位 置；
曝光參數(shù)模塊，用于根據(jù)背景圖象、當(dāng)前幀中目標(biāo)物圖象和所述預(yù)期位置 調(diào)整曝光參數(shù)。
采用本發(fā)明實(shí)施例中的方法和裝置，當(dāng)場(chǎng)景中存在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的目標(biāo)物時(shí)能 夠根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的目標(biāo)物的位置調(diào)節(jié)采集圖象時(shí)的曝光參數(shù)，這樣，在采集到 的圖象中，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的目標(biāo)物圖象有著良好的視覺(jué)效果。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的方法流程圖;圖2為邊緣檢測(cè)模板示意圖； 圖3為層次型Adaboost分類器示意圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例給出的圖象采集裝置示意圖； 圖5為本發(fā)明實(shí)施例給出的圖象采集裝置中檢測(cè)模塊的一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明實(shí)施例給出的圖象采集裝置中動(dòng)態(tài)區(qū)域^r測(cè)單元的一種結(jié)構(gòu) 示意圖7為本發(fā)明實(shí)施例給出的圖象采集裝置中曝光參數(shù)模塊的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明實(shí)施例給出一種圖象采集方法，如圖l所示，包括如下步驟
步驟1:采集場(chǎng)景圖象得到幀序列并才艮據(jù)該幀序列得到背景圖象。
步驟2:根據(jù)采集所得當(dāng)前幀和背景圖象檢測(cè)當(dāng)前幀是否包含目標(biāo)物圖象，
若是，進(jìn)入步驟3，否則進(jìn)入步驟5。
步驟3:在采集當(dāng)前幀的后續(xù)幀之前，根據(jù)幀序列和當(dāng)前幀得到后續(xù)幀中
目標(biāo)物圖象的預(yù)期位置。
步驟4:根據(jù)背景圖象、當(dāng)前幀中目標(biāo)物圖象和預(yù)期位置得到曝光參數(shù)。 步驟5:設(shè)置后續(xù)幀的預(yù)期平均亮度為當(dāng)前幀像素點(diǎn)的平均亮度并根據(jù)該
預(yù)期平均亮度調(diào)整曝光參數(shù)。
步驟6:在采集后續(xù)幀時(shí)應(yīng)用步驟4或步驟5中得到的曝光參數(shù)。 下面對(duì)上述各步驟進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
在本發(fā)明實(shí)施例中，對(duì)當(dāng)前時(shí)刻采集到的當(dāng)前幀作一系列分析并根據(jù)分析 結(jié)果確定曝光參數(shù)。本發(fā)明實(shí)施例中,支設(shè)在當(dāng)前時(shí)刻之前已采集了 "幀圖象來(lái) 用于得到步驟1中背景圖象，即上述步驟l中的幀序列，這通常只需很短的時(shí) 間例如l秒即可完成。在當(dāng)前時(shí)刻，場(chǎng)景中可能包含運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的目標(biāo)物。目標(biāo) 物是需要關(guān)注其狀態(tài)或運(yùn)動(dòng)情況的物體，其中包括人體。在步驟l中不論當(dāng)前場(chǎng)景中是否包含運(yùn)動(dòng)目標(biāo)物，得到的背景圖象內(nèi)都不存在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)物的圖象。 也就是說(shuō)步驟1的目的在于得到一個(gè)只顯示靜態(tài)物體的背景圖象， 一般情形下 的圖象則是在該背景圖象上疊加運(yùn)動(dòng)目標(biāo)物的圖象。背景圖象才艮據(jù)已采集的包
含了n幀圖象的幀序列而得出。首先設(shè)置一個(gè)條件公式
<formula>formula see original document page 8</formula>,力 (1) 其中/(x,力是坐標(biāo)為(x,力的像素灰度值，A(x,力和 (x,力分別是"幀圖象 坐標(biāo)為(x,力的位置的像素灰度值的平均值和均方差，-是設(shè)定的參數(shù)，當(dāng)"較 大，例如大于20時(shí)，"可取為1。構(gòu)建背景圖象，是確定背景圖象每一像素點(diǎn) 的灰度值。令S(x,力為背景圖象中坐標(biāo)為(x,力的像素點(diǎn)灰度值，當(dāng)前采集的"幀 圖象中坐標(biāo)為(x,力的像素滿足式(l)的幀共有m幀，則有如下公式得到背景圖象 每一像素點(diǎn)的灰度值
<formula>formula see original document page 8</formula>(2) 附5
式中/ (x, _y)是滿足式(1)的附幀中第/幀的坐標(biāo)為(x,力的像素的灰度值。 此外，因?yàn)樵谝曨l序列圖象中，每個(gè)像素點(diǎn)的灰度值是符合高斯分布的， 因此(l)式中
<formula>formula see original document page 8</formula>式中">1。
因?yàn)殡S著時(shí)間的推移，當(dāng)前場(chǎng)景會(huì)發(fā)生變化，所以對(duì)于從(2)式得到的背景 圖象，較佳的做法還可以包括背景更新，即利用當(dāng)前幀對(duì)該背景圖象作出修正。 隨著時(shí)間推移，不斷有當(dāng)前幀被采集，可以利用每次采集所得當(dāng)前幀不斷地對(duì) 背景圖象作出修正，即不斷地進(jìn)行背景更新。背景更新的具體作法是判斷當(dāng)前 幀與當(dāng)前幀的前一幀中坐標(biāo)相同的像素點(diǎn)灰度值的差值絕對(duì)值是否大于設(shè)定值，若是，則令50,力="《(1，力，若否，則令萬(wàn)0，力="^0,力+ (1-cO/(;c，力，其 中萬(wàn)(jc,力為修正后的背景圖象中坐標(biāo)為(;c,力的像素點(diǎn)灰度值，5,(x,力為修正前 的背景圖象中坐標(biāo)為Oc，力的像素點(diǎn)灰度值，/(x，力是當(dāng)前幀中坐標(biāo)為(;c,力的像 素點(diǎn)灰度值，a取值滿足OSaSl。
在背景圖象得到確定之后，接下來(lái)對(duì)當(dāng)前幀進(jìn)行檢測(cè)，以確定當(dāng)前幀是否 包含目標(biāo)物圖象，即上述步驟2。在步驟l之后的各步驟中，優(yōu)選地應(yīng)當(dāng)使用 經(jīng)過(guò)上述方法修正得到的背景圖象。步驟2具體又分為如下2步
步驟21:根據(jù)當(dāng)前幀和背景圖象確定當(dāng)前幀中動(dòng)態(tài)區(qū)域。具體說(shuō)明如下。 判斷當(dāng)前幀中坐標(biāo)為(x,力的像素點(diǎn)灰度值與背景圖象中坐標(biāo)為(x,力的像 素點(diǎn)灰度值之差的絕對(duì)值是否大于設(shè)定值，若是，則令M(x,力-l,若否，則令 M(;c,>0 = 0,其中M(x,力是當(dāng)前幀的二值圖矩陣中第x行第少列的元素。即有如 下公式
<formula>formula see original document page 9</formula> 其中A"力是背景圖象中坐標(biāo)為Oc,力的像素點(diǎn)灰度值，Kx,W是背景圖
象中坐標(biāo)為(x,力的像素點(diǎn)灰度值，r是設(shè)定值。M是運(yùn)動(dòng)區(qū)域分割的二值圖矩
陣，M(;c，力"表示目標(biāo)物圖象區(qū)域，M(;c，力-O表示背景區(qū)域。對(duì)應(yīng)的二值圖
中像素灰度值為1的區(qū)域即為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)圖象區(qū)域，隨著目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)目標(biāo) 圖象在不斷地發(fā)生變化，所以運(yùn)動(dòng)目標(biāo)圖象區(qū)域?yàn)閯?dòng)態(tài)區(qū)域。這里并不是直接 獲取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)圖象本身，而是其形狀和在幀中的位置，即當(dāng)前幀中的動(dòng)態(tài)區(qū)域。
步驟22:根據(jù)當(dāng)前幀中動(dòng)態(tài)區(qū)域檢測(cè)當(dāng)前幀是否包含目標(biāo)物圖象。具體包 括下述的步驟221-224。
步驟221:使用邊緣檢測(cè)算子求取當(dāng)前幀中動(dòng)態(tài)區(qū)域圖象的水平和垂直方 向邊緣。該步驟具體說(shuō)明如下
對(duì)當(dāng)前幀中動(dòng)態(tài)區(qū)域圖象的每一個(gè)像素，分別使用邊緣檢測(cè)算子進(jìn)行檢驗(yàn)，例如Sobel算子，它的水平方向檢測(cè)模板和垂直方向檢測(cè)模板^和&分別 為
<formula>formula see original document page 10</formula>使用Sobel算子時(shí)，可以把檢測(cè)模板S,和&看作是一個(gè)"框架"，套在每一 個(gè)待檢測(cè)像素上。如圖2所示，矩形ABCD是圖象中的一個(gè)區(qū)域，其中每一小 格是1個(gè)像素。例如圖中像素21的灰度值為^，它周圍像素的灰度值如圖中 所示，計(jì)算像素21水平邊緣值￡//(21)如下
<formula>formula see original document page 10</formula>
同樣可計(jì)算像素21的垂直邊緣值￡7(21)。
步驟222:對(duì)水平和垂直方向邊緣進(jìn)行離散化并求取離散化的邊緣方向和 強(qiáng)度。在該步驟中具體根據(jù)如下公式進(jìn)行計(jì)算
離散化的邊緣強(qiáng)度E/的計(jì)算公式為￡/ =如2+￡"
無(wú)符號(hào)邊緣方向的計(jì)算公式為￡D = wccot(I)
接下來(lái)計(jì)算像素點(diǎn)離散化的邊緣方向，計(jì)算公式為
<formula>formula see original document page 10</formula>
步驟223:根據(jù)離散化的邊緣方向和強(qiáng)度計(jì)算邊緣直方圖。具體說(shuō)明如下 邊緣方向直方圖HOG定義為區(qū)域內(nèi)所有離散化邊緣方向取值為i的像素 點(diǎn)邊緣強(qiáng)度的累積和，計(jì)算公式為
P(jc,力e/ ，五Z)(P(;c,:v)H 式中力)為坐標(biāo)為(x，力的像素點(diǎn)的值。
步驟224:根據(jù)邊緣直方圖，使用模式識(shí)別的方法檢測(cè)當(dāng)前幀是否包含目 標(biāo)物圖象。因?yàn)閯?dòng)態(tài)區(qū)域中既包含了需要監(jiān)視的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)例如車輛或人體，也 包含了其他不需關(guān)心的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)例如搖擺的樹木，所以使用模式識(shí)別，將需要監(jiān)視的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別出來(lái)。下面對(duì)該步驟進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖象區(qū)域內(nèi)包含的任意矩形區(qū)域稱為子矩形，子矩形所包含的區(qū)域可以互
相重疊。同時(shí)，為了減少運(yùn)算量，提高下一步將要進(jìn)行的Adaboost分類器訓(xùn) 練速度，可以限定子矩形的寬度和高度范圍，以及各個(gè)子矩形邊沿之間的間距。 當(dāng)采用上述圖象對(duì)Adaboost分類器進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)，對(duì)于每個(gè)子矩形范圍內(nèi)的圖 象，都存在一個(gè)計(jì)算邊緣直方圖Hist，根據(jù)Hist的計(jì)算方法，可知Hist是一個(gè) N維向量，其中包含N個(gè)元素，每個(gè)元素為一個(gè)離散化邊緣方向上的邊緣強(qiáng)度 的累積和。設(shè)訓(xùn)練共選定R個(gè)子矩形，則這R個(gè)子矩形共包含NxR個(gè)Hist 元素。本發(fā)明實(shí)施例采用Adaboost分類器進(jìn)行目標(biāo)物圖象識(shí)別，此時(shí)需要構(gòu) 造候選弱特征集，為了提高目標(biāo)物圖象檢測(cè)的速度，采用層次型Adaboost，其 組成結(jié)構(gòu)如圖3所示，每層分類器(稱作強(qiáng)分類器)是由多個(gè)弱分類器組成， 每個(gè)弱分類器由一個(gè)弱特征值和查找表構(gòu)成，本發(fā)明實(shí)施例中采用上述NxR 個(gè)Hist元素作為弱特征，每個(gè)弱特征值對(duì)應(yīng)一個(gè)弱分類器，若某矩形區(qū)域符合 所有設(shè)定的弱特征，則認(rèn)為該區(qū)域檢測(cè)通過(guò)，即該區(qū)域中包含目標(biāo)物圖象的一 部分。當(dāng)所有子矩形完成識(shí)別后，即完成了全幀區(qū)域的模式識(shí)別，此時(shí)就確定 了當(dāng)前幀中是否存在目標(biāo)物圖象，當(dāng)存在目標(biāo)物圖象時(shí)，在本步驟中也得到了 目標(biāo)物圖象。
接下來(lái)進(jìn)行步驟3，即在釆集當(dāng)前幀的后續(xù)幀之前，才艮據(jù)幀序列和當(dāng)前幀 得到后續(xù)幀中目標(biāo)物圖象的預(yù)期位置。該步驟的工作又可稱為位置預(yù)測(cè)，即預(yù) 測(cè)當(dāng)前幀的后續(xù)幀中目標(biāo)物圖象區(qū)域的預(yù)期位置，可以是當(dāng)前幀的下一幀，也 可以是在當(dāng)前幀之后的其他幀。常用的方法有卡爾曼預(yù)測(cè)和《--濾波器等。下 面以a - 濾波器為例進(jìn)行說(shuō)明。
因?yàn)閷?duì)圖象的釆樣間隔很短，在該短時(shí)間間隔中可近似認(rèn)為運(yùn)動(dòng)物體為勻 速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。所以在本發(fā)明實(shí)施例中考慮目標(biāo)勻速運(yùn)動(dòng)的情況下"-/ 濾波器， 目標(biāo)的狀態(tài)方程和測(cè)量方程分別為
+1) = F輝)+ G, , =股("+。其中;c 、 分別表示目標(biāo)物圖象區(qū)域圖象外接矩形中心的列坐標(biāo)和行坐標(biāo): 少表示兩個(gè)坐標(biāo)方向上的速度，式中，
<formula>formula see original document page 12</formula>為零均值系統(tǒng)噪聲，滿足五[V(A:)J^C/)] = o;2^ ;
『("為零均值觀測(cè)噪聲，滿足￡[『(/t,rco] = W《；
r為采樣間隔。 則a-Z 狀態(tài)估計(jì)方程為 i(A; + l|A: + l) = i(A: + l|A;) + a[Z(A: + l)-， +
}(A: + l|"l) = i("l|A:) + *[Z(A: + l) — f +
"，"e[O，l];
狀態(tài)預(yù)測(cè)方程為
i (a+1|" = ，|"+ri (豐)
從式中+1|^即可得出當(dāng)前幀的下一幀中目標(biāo)物圖象區(qū)域圖象外接矩 形中心的列坐標(biāo)和行坐標(biāo)，即確定了當(dāng)前幀中目標(biāo)物圖象區(qū)域的位置。如果預(yù) 測(cè)當(dāng)前幀的下一幀中目標(biāo)物圖象區(qū)域圖象外接矩形中心的列坐標(biāo)和行坐標(biāo)，則
使用上述方法，對(duì)于當(dāng)前幀的其他后續(xù)幀，則將上述各式中r改為其整數(shù)倍。
在得到當(dāng)前幀的后續(xù)幀中目標(biāo)物圖象的預(yù)期位置之后，進(jìn)行步驟4，即根 據(jù)背景圖象、當(dāng)前幀中目標(biāo)物圖象和預(yù)期位置得到曝光參數(shù)。步驟4又可分為 場(chǎng)景擬合的步驟41和計(jì)算步驟42。
步驟41:場(chǎng)景擬合，是將當(dāng)前幀中目標(biāo)物圖象在背景圖象的預(yù)期位置所占 區(qū)域作為前景區(qū)域，將背景圖象中前景區(qū)域之外的區(qū)域作為背景區(qū)域。經(jīng)過(guò)步 驟1-3，已經(jīng)得到了背景圖象、目標(biāo)物圖象，并且通過(guò)計(jì)算得出了目標(biāo)物圖象 在后續(xù)幀中的預(yù)期位置。所以接下來(lái)將目標(biāo)物圖象置于背景圖象中目標(biāo)物圖象在后續(xù)幀中的預(yù)期位置，將此時(shí)目標(biāo)物圖象在背景圖象所占區(qū)域作為前景區(qū) 域，同時(shí)背景圖象中前景區(qū)域之外的區(qū)域即為背景區(qū)域。對(duì)于同一運(yùn)動(dòng)的目標(biāo) 物，在不同的幀中其圖象不同，從而所占區(qū)域也有所不同，但因間隔l個(gè)或幾 個(gè)采樣間隔的幀的圖象內(nèi)容差別很小，所以上述的近似作法帶來(lái)的誤差也很
小。這里的后續(xù)幀具體應(yīng)當(dāng)是上述步驟3中的后續(xù)幀。從這里可以看出步驟3 中優(yōu)選地應(yīng)當(dāng)預(yù)測(cè)目標(biāo)物圖象在當(dāng)前幀的下一幀中的位置，這樣上述誤差達(dá)到 最小。
步驟42:計(jì)算后續(xù)幀的預(yù)期平均亮度。通過(guò)預(yù)期的目標(biāo)物圖象亮度設(shè)定參 數(shù)并計(jì)算后續(xù)幀的預(yù)期平均亮度，在該亮度下采集的后續(xù)幀中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)物圖象 有較好的視覺(jué)效果。具體地根據(jù)"];+ (1-")72計(jì)算，其中1^和K分別是前景區(qū)域 像素點(diǎn)的平均亮度值和背景區(qū)域像素點(diǎn)的平均亮度值，"是設(shè)定的參數(shù)，取值 滿足0.5^d,使用該取值范圍，使得前景區(qū)域亮度大于背景區(qū)域，從而使運(yùn) 動(dòng)目標(biāo)物圖象得到突出。根據(jù)計(jì)算所得預(yù)期平均亮度調(diào)整曝光參數(shù)。
另一方面若步驟2中未檢測(cè)到目標(biāo)物圖象，則不調(diào)整曝光參數(shù)，這樣設(shè)置 后續(xù)幀的預(yù)期平均亮度為當(dāng)前幀像素點(diǎn)的平均亮度并根據(jù)該預(yù)期平均亮度調(diào) 整曝光參數(shù)，即上述的步驟5。
在采集后續(xù)幀時(shí)應(yīng)用步驟4或步驟5中調(diào)整的曝光參數(shù)，能夠使后續(xù)幀的 平均亮度達(dá)到預(yù)期平均亮度，從而若后續(xù)幀中存在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)物圖象，其視覺(jué)效 果也達(dá)到了預(yù)期的效果。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例給出的方法，本發(fā)明實(shí)施例給出相應(yīng)的圖象處理裝置。 如圖4所示，圖象采集裝置4包括采集模塊、背景模塊、檢測(cè)模塊41、位置預(yù) 測(cè)模塊和曝光參數(shù)模塊42。采集模塊用于采集場(chǎng)景圖象得到幀序列以及根據(jù)曝 光參數(shù)模塊給出的曝光參數(shù)采集場(chǎng)景圖象。背景模塊用于根據(jù)幀序列得出背景 圖象。檢測(cè)模塊41用于根據(jù)采集所得當(dāng)前幀和背景圖象檢測(cè)當(dāng)前幀是否包含 目標(biāo)物圖象。位置預(yù)測(cè)模塊，用于若當(dāng)前幀包含目標(biāo)物圖象，則在采集當(dāng)前幀 的后續(xù)幀之前，4艮據(jù)幀序列和當(dāng)前幀得到后續(xù)幀中目標(biāo)物圖象的預(yù)期位置。曝光參數(shù)模塊42用于根據(jù)背景圖象、當(dāng)前幀中目標(biāo)物圖象和后續(xù)幀中目標(biāo)物圖 象的預(yù)期位置調(diào)整曝光參數(shù)。
檢測(cè)模塊41的一種結(jié)構(gòu)如圖5所示，包括動(dòng)態(tài)區(qū)域確定單元和動(dòng)態(tài)區(qū)域 檢測(cè)單元51 。動(dòng)態(tài)區(qū)域確定單元用于根據(jù)當(dāng)前幀和背景圖象確定當(dāng)前幀中動(dòng)態(tài) 區(qū)域。動(dòng)態(tài)區(qū)域檢測(cè)單元51用于根據(jù)當(dāng)前幀中動(dòng)態(tài)區(qū)域檢測(cè)當(dāng)前幀是否包含 目標(biāo)物圖象。
動(dòng)態(tài)區(qū)域檢測(cè)單元51的一種結(jié)構(gòu)如圖6所示，包括邊^(qū)^r測(cè)單元、離散 化單元、直方圖計(jì)算單元和識(shí)別單元。邊緣檢測(cè)單元用于使用邊緣檢測(cè)算子求 取當(dāng)前幀中存在的各個(gè)水平和垂直方向邊緣。離散化單元用于對(duì)水平和垂直方 向邊緣進(jìn)行離散化并求取離散化的邊緣方向和強(qiáng)度。直方圖計(jì)算單元用于根據(jù) 離散化的邊緣方向和強(qiáng)度計(jì)算邊緣直方圖。識(shí)別單元用于根據(jù)邊緣直方圖，使 用模式識(shí)別的方法確定當(dāng)前幀是否包含目標(biāo)物圖象。
曝光參數(shù)^t塊42的一種結(jié)構(gòu)如圖7所示，包括區(qū)域劃分單元、計(jì)算單元 和參數(shù)單元。區(qū)域劃分單元用于將當(dāng)前幀中目標(biāo)物圖象在背景圖象的預(yù)期位置 所占區(qū)域作為前景區(qū)域，將背景圖象中前景區(qū)域之外的區(qū)域作為背景區(qū)域。計(jì) 算單元用于根據(jù)^ + (1 -W)r2計(jì)算后續(xù)幀的預(yù)期平均亮度，其中X和r2分別是前
景區(qū)域像素點(diǎn)的平均亮度值和背景區(qū)域像素點(diǎn)的平均亮度，"是設(shè)定的參數(shù)， 取值滿足0.5""。參數(shù)單元用于根據(jù)預(yù)期平均亮度調(diào)整曝光參數(shù)。
如果當(dāng)前幀沒(méi)有包含目標(biāo)物圖象，則計(jì)算單元還用于設(shè)置后續(xù)幀的預(yù)期平 均亮度為當(dāng)前幀像素點(diǎn)的平均亮度。
采用本發(fā)明實(shí)施例中的方法和裝置，當(dāng)場(chǎng)景中存在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的目標(biāo)物時(shí)能 夠根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的目標(biāo)物的位置調(diào)節(jié)采集圖象時(shí)的曝光參數(shù)，這樣，在采集到 的圖象中，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的目標(biāo)物圖象有著良好的視覺(jué)效果。
明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及 其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種圖象采集方法，其特征在于，包括采集場(chǎng)景圖象得到幀序列并根據(jù)該幀序列得到背景圖象；根據(jù)采集所得當(dāng)前幀和所述背景圖象檢測(cè)所述當(dāng)前幀是否包含目標(biāo)物圖象，若是，則在采集當(dāng)前幀的后續(xù)幀之前，根據(jù)所述幀序列和當(dāng)前幀得到所述后續(xù)幀中目標(biāo)物圖象的預(yù)期位置，根據(jù)背景圖象、當(dāng)前幀中目標(biāo)物圖象和所述預(yù)期位置調(diào)整曝光參數(shù)，在采集所述后續(xù)幀時(shí)應(yīng)用調(diào)整后的曝光參數(shù)。
2、 如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述后續(xù)幀為所述當(dāng)前幀的下 一幀。
3、 如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述根據(jù)采集所得當(dāng)前幀和所 述背景圖象檢測(cè)所述當(dāng)前幀是否包含目標(biāo)物圖象包括根據(jù)當(dāng)前幀和背景圖象確定當(dāng)前幀中動(dòng)態(tài)區(qū)域；根據(jù)當(dāng)前幀中動(dòng)態(tài)區(qū)域檢測(cè)當(dāng)前幀是否包含目標(biāo)物圖象。
4、 如權(quán)利要求3所述方法，其特征在于，所述根據(jù)當(dāng)前幀中動(dòng)態(tài)區(qū)域檢 測(cè)所述當(dāng)前幀是否包含目標(biāo)物圖象包括使用邊緣^r測(cè)算子求取當(dāng)前幀中動(dòng)態(tài)區(qū)域圖象的水平和垂直方向邊緣； 對(duì)所述水平和垂直方向邊緣進(jìn)行離散化并求取離散化的邊緣方向和強(qiáng)度； 根據(jù)離散化的邊緣方向和強(qiáng)度計(jì)算邊緣直方圖；根據(jù)邊緣直方圖，使用模式識(shí)別的方法檢測(cè)當(dāng)前幀是否包含目標(biāo)物圖象。
5、 如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述^^艮據(jù)背景圖象、當(dāng)前幀中 目標(biāo)物圖象和所述預(yù)期位置調(diào)整曝光參數(shù)包括將當(dāng)前幀中目標(biāo)物圖象在所述背景圖象的預(yù)期位置所占區(qū)域作為前景區(qū) 域，將背景圖象中所述前景區(qū)域之外的區(qū)域作為背景區(qū)域；根據(jù)t^+(1-w)^計(jì)算所述后續(xù)幀的預(yù)期平均亮度，其中K和^分別是所述前景區(qū)域像素點(diǎn)的平均亮度值和所述背景區(qū)域像素點(diǎn)的平均亮度值，"是設(shè)定的參凄史，取《直滿足o.5《"^i;根據(jù)所述預(yù)期平均亮度調(diào)整曝光參數(shù)。
6、 如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括若所述 當(dāng)前幀不包含目標(biāo)物圖象，則設(shè)置所述后續(xù)幀的預(yù)期平均亮度為當(dāng)前幀像素點(diǎn) 的平均亮度并根據(jù)該預(yù)期平均亮度調(diào)整曝光參數(shù)。
7、 一種圖象采集裝置，其特征在于，包括采集模塊、背景模塊、檢測(cè)模 塊、位置預(yù)測(cè)模塊和曝光參數(shù)模塊，其中所述采集模塊，用于采集場(chǎng)景圖象得到幀序列以及根據(jù)所述曝光參數(shù)模塊 給出的曝光參數(shù)采集場(chǎng)景圖象；所述背景模塊，用于根據(jù)所述幀序列得出背景圖象；所述檢測(cè)模塊，用于根據(jù)采集所得當(dāng)前幀和所述背景圖象檢測(cè)所述當(dāng)前幀 是否包含目標(biāo)物圖象；所述位置預(yù)測(cè)模塊，用于若所述當(dāng)前幀包含目標(biāo)物圖象，則在采集當(dāng)前幀 的后續(xù)幀之前，根據(jù)所述幀序列和當(dāng)前幀得到所述后續(xù)幀中目標(biāo)物圖象的預(yù)期 位置；所述啄光參數(shù)模塊，用于根據(jù)背景圖象、當(dāng)前幀中目標(biāo)物圖象和所述預(yù)期 位置調(diào)整曝光參數(shù)。
8、 如權(quán)利要求7所述裝置，其特征在于，所述檢測(cè)模塊包括動(dòng)態(tài)區(qū)域確 定單元和動(dòng)態(tài)區(qū)域;險(xiǎn)測(cè)單元，其中所述動(dòng)態(tài)區(qū)域確定單元，用于根據(jù)當(dāng)前幀和背景圖象確定當(dāng)前幀中動(dòng)態(tài)區(qū)域；所述動(dòng)態(tài)區(qū)域^r測(cè)單元，用于根據(jù)當(dāng)前幀中動(dòng)態(tài)區(qū)域檢測(cè)當(dāng)前幀是否包含 目標(biāo)物圖象。
9、 如權(quán)利要求7所述裝置，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)區(qū)域檢測(cè)單元包括邊 緣檢測(cè)單元、離散化單元、直方圖計(jì)算單元和識(shí)別單元，其中所述邊緣檢測(cè)單元，用于使用邊緣檢測(cè)算子求取當(dāng)前幀中存在的各個(gè)水平和垂直方向邊緣；所述離散化單元，用于對(duì)水平和垂直方向邊緣進(jìn)行離散化并求取離散化的 邊緣方向和強(qiáng)度；所述直方圖計(jì)算單元，用于根據(jù)離散化的邊緣方向和強(qiáng)度計(jì)算邊緣直方圖；所述識(shí)別單元，用于根據(jù)邊緣直方圖，使用模式識(shí)別的方法確定當(dāng)前幀是 否包含目標(biāo)物圖象。
10、 如權(quán)利要求8所述裝置，其特征在于，所述曝光參數(shù)模塊包括區(qū)域劃 分單元、計(jì)算單元和參數(shù)單元，其中所述區(qū)域劃分單元，用于將當(dāng)前幀中目標(biāo)物圖象在所述背景圖象的預(yù)期位 置所占區(qū)域作為前景區(qū)域，將背景圖象中所述前景區(qū)域之外的區(qū)域作為背景區(qū) 域；所述計(jì)算單元，用于根據(jù)^+(1-")K計(jì)算所述后續(xù)幀的預(yù)期平均亮度，其 中《和72分別是所述前景區(qū)域像素點(diǎn)的平均亮度值和所述背景區(qū)域像素點(diǎn)的平 均亮度，w是設(shè)定的參數(shù)，取值滿足0.5"si;所述參數(shù)單元，用于根據(jù)預(yù)期平均亮度調(diào)整曝光參數(shù)。
11、 如權(quán)利要求10所述裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元進(jìn)一步用于若 所述當(dāng)前幀不包含目標(biāo)物圖象，則設(shè)置所述后續(xù)幀的預(yù)期平均亮度為當(dāng)前幀像 素點(diǎn)的平均亮度。
全文摘要
本發(fā)明公開一種圖象采集的方法與裝置，采集場(chǎng)景圖象得到幀序列并根據(jù)該幀序列得到背景圖象，根據(jù)采集所得當(dāng)前幀和所述背景圖象檢測(cè)當(dāng)前幀是否包含目標(biāo)物圖象，若是，則在采集當(dāng)前幀的后續(xù)幀之前，根據(jù)幀序列和當(dāng)前幀得到后續(xù)幀中目標(biāo)物圖象的預(yù)期位置，并根據(jù)背景圖象、當(dāng)前幀中目標(biāo)物圖象和預(yù)期位置調(diào)整曝光參數(shù)，以及在采集所述后續(xù)幀時(shí)應(yīng)用調(diào)整后的曝光參數(shù)。采用本發(fā)明實(shí)施例中的方法和裝置，當(dāng)場(chǎng)景中存在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的目標(biāo)物時(shí)能夠根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的目標(biāo)物的位置調(diào)節(jié)采集圖象時(shí)的曝光參數(shù)，這樣，在采集到的圖象中，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的目標(biāo)物圖象有著良好的視覺(jué)效果。
文檔編號(hào)G06T7/20GK101304488SQ20081011531
公開日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2008年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日
發(fā)明者盧曉鵬, 鄧亞峰 申請(qǐng)人:北京中星微電子有限公司