專利名稱：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
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用圖像色彩信息的比對處理系統(tǒng)與方法，特別是利用色度空間 轉(zhuǎn)換，并僅保留色彩信息作為圖像比對的基礎(chǔ)，以排除可能產(chǎn)生錯(cuò)誤辨識的問題。
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)場可以判斷出可疑對象，通常是在特定對象發(fā)生后，通過檢視錄像內(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)，使得容易通過數(shù)字控制實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)偵測、判斷的功能，并且節(jié)省了圖像儲存的空間與成本。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 外，更應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)募夹g(shù)，包括執(zhí)行目標(biāo)對象偵測、追蹤、異常對象判斷，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移動(dòng)對象的偵測，由于在數(shù)字 攝像機(jī)的拍攝下，連續(xù)的圖像信號是由多幀(frame)的圖像組成，先建立參考背景，再連續(xù) 比對多幀圖像，由以得出在特定時(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 象，接著通過警報(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)，可參考美國專利公開第 2008/0031493號(公開于2008年2月7日)所揭示用于監(jiān)控?cái)z像機(jī)上的對象特征辨識方 法，其中即如圖1顯示通過色彩圖表進(jìn)行對象特征辨識的方法。如步驟S101，先由一連串變動(dòng)中的圖像中辨識出其中的的對象，再通過色彩圖表 產(chǎn)生器，根據(jù)每幀中對象的顏色與亮度的信息產(chǎn)生出色彩圖表(color histogram，步驟 S103)。再如步驟S105，根據(jù)色彩圖表中的色彩分布，將場景與對象區(qū)分為不同的類型(步 驟S105)，之后可以為了能夠凸顯對象特征，進(jìn)行特定色彩空間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換(步驟S107)，再 計(jì)算出各種類型中色彩分布中的參數(shù)(步驟S109)，以利得出對象特征(步驟S111)。此例中，通過色彩分布的分析得出連續(xù)場景的變化得出監(jiān)控場景中對象的特征， 之后，監(jiān)控?cái)z像機(jī)可以根據(jù)對象特征進(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)常是通過過濾背景得出參考圖像，再以數(shù)值分析來 找到變動(dòng)狀況，但一般通過彩色圖像的變化來找出移動(dòng)的變動(dòng)，可能會被環(huán)境影響而產(chǎn)生 誤報(bào)。另有公知技術(shù)提出能夠通過簡化彩色圖像來降低各種可能產(chǎn)生誤報(bào)的問題，包括利 用灰階圖像將不必要的色彩排除，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)。

發(fā)明內(nèi)容
公知技術(shù)中，經(jīng)過攝像機(jī)錄制的圖像可能會因?yàn)榄h(huán)境光線、亮度對比產(chǎn)生錯(cuò)誤判 斷的問題，本發(fā)明所揭示的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僅 擷取前后圖像中的色度空間中的色彩信息，特別是將原來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，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 肩、ο本發(fā)明為了解決上述的技術(shù)問題，提供了一種使用圖像色彩信息的處理方法，包 括以下步驟擷取一連續(xù)圖像，并設(shè)定一參考圖像；進(jìn)行該參考圖像中各幀的一色度空間轉(zhuǎn)換，其中該色度空間轉(zhuǎn)換為將該參考圖像 或該后續(xù)圖像原來所處的色度空間轉(zhuǎn)換為一色彩-飽和度-亮度的色度空間；擷取該參考圖像中一對象的色彩信息，以建立一參考信息；擷取一后續(xù)圖像；該后續(xù)圖像中各幀進(jìn)行該色度空間轉(zhuǎn)換；擷取該后續(xù)圖像中該對象的色彩信息；由該參考信息與該后續(xù)圖像中該對象的色彩信息的匹配運(yùn)算判斷是否匹配；若判斷為匹配，則繼續(xù)擷取后續(xù)圖像；以及若判斷不匹配，則發(fā)出一信息。根據(jù)較佳實(shí)施例，發(fā)明揭示一種使用圖像色彩信息的處理方法，其中步驟先擷取 一連續(xù)圖像，并設(shè)定一參考圖像，實(shí)際實(shí)施可以開始運(yùn)作時(shí)的初始幀為參考圖像，再執(zhí)行色 度空間轉(zhuǎn)換，特別是將原來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。接 著，擷取參考圖像中一對象的色彩信息，排除飽和度與亮度的信息，建立參考信息。之后，步驟繼續(xù)擷取后續(xù)圖像，并對后續(xù)圖像中各幀進(jìn)行色度空間轉(zhuǎn)換，同樣轉(zhuǎn)換 為色彩-飽和度-亮度的色度空間，再擷取后續(xù)圖像中對象的色彩信息。根據(jù)參考圖像與 后續(xù)圖像中對象的色彩信息的匹配運(yùn)算判斷是否符合對象變動(dòng)的判斷標(biāo)準(zhǔn)。其中，經(jīng)執(zhí)行 匹配運(yùn)算后，若判斷為匹配，則繼續(xù)擷取后續(xù)圖像；但若判斷不匹配(表示有變動(dòng))，則發(fā)出 “'fn 息。上述步驟中，可通過比對是否匹配來判斷特定對象，比如，不匹配可能表示對象正 在移動(dòng)，可根據(jù)后續(xù)圖像中對象的色彩信息的不匹配信息描繪出對象的動(dòng)作路徑。不匹配 可能表示攝像機(jī)拍攝的位置與角度被改變，或是攝像機(jī)被外物遮蔽?；蚴牵舍槍μ囟臻g中的特定對象進(jìn)行偵測，判斷是否遺失，或是特定空間是否 新增不明其他對象。另一實(shí)施例是可通過不匹配的判斷發(fā)出觸發(fā)信息，以觸發(fā)攝像機(jī)開始 錄制圖像，或是進(jìn)行其他動(dòng)作，更包括停止錄制等功能。另有實(shí)施例更通過判斷對象前后不 匹配，而判斷有進(jìn)出的對象，進(jìn)而啟動(dòng)計(jì)數(shù)。本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用如上述的使用圖像色彩信息的圖像分類方法，所述的方 法包括有以下步驟擷取一圖像；
進(jìn)行一色度空間轉(zhuǎn)換，其中該色度空間轉(zhuǎn)換為將該圖像原來所處的色度空間轉(zhuǎn)換 為一色彩-飽和度-亮度的色度空間；擷取該圖像中一對象的色彩信息，并排除該對象于該色彩-飽和度-亮度的色度 空間中的飽和度與亮度的信息；引入一數(shù)據(jù)庫；比對該對象的色彩信息與儲存于該數(shù)據(jù)庫中的圖像色彩信息；以及分類該對象。本發(fā)明還提供了一種使用圖像色彩信息的處理系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)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；一處理單元，電性連接該暫存內(nèi)存與該取像單元，用以處理該連續(xù)圖像，并由該連 續(xù)圖像中擷取出一參考圖像與后續(xù)圖像；一儲存單元，電性連接該處理單元，用以儲存該參考圖像與一段時(shí)間內(nèi)擷取的該 后續(xù)圖像；一圖像處理模塊，電性連接該處理單元，包括一色度空間轉(zhuǎn)換單元，將該連續(xù)圖像中各幀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；一色彩特征擷取單元，將經(jīng)該色度空間轉(zhuǎn)換的圖像中擷取出一對象的色彩特征， 排除該飽和度與該亮度的特征；以及一匹配運(yùn)算單元，執(zhí)行該參考圖像中該對象與該連續(xù)圖像中的對象間的匹配運(yùn) 算，并判斷其中色彩特征是否匹配。根據(jù)另一較佳實(shí)施例，發(fā)明所揭示的使用圖像色彩信息的處理系統(tǒng)包括有擷取連 續(xù)圖像的取像單元，并通過暫存內(nèi)存暫存連續(xù)圖像，再由處理單元處理連續(xù)圖像，擷取出一 參考圖像與后續(xù)圖像。另用儲存單元儲存上述參考圖像與一段時(shí)間內(nèi)擷取的后續(xù)圖像，之 后通過一圖像處理模塊進(jìn)行處理。而圖像處理模塊由儲存單元中存取其中的圖像信息，通過色度空間轉(zhuǎn)換單元將連 續(xù)圖像中各幀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空間)， 通過色彩特征擷取單元排除其中的飽和度與亮度的特征，僅擷取出當(dāng)中特定對象的色彩特 征。通過色彩特征的匹配運(yùn)算判斷對象的變化，利用匹配運(yùn)算判斷參考圖像中對象與連續(xù) 圖像中的對象的色彩特征是否匹配。最后，通過匹配判斷對象的變化，以決定是否要發(fā)出信息，比如判斷出對象有異 常，即發(fā)出警報(bào)信息。


圖1為公知技術(shù)通過色彩圖表進(jìn)行對象特征辨識的方法；圖2為本發(fā)明使用圖像色彩信息的處理系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)施例示意圖；圖3為本發(fā)明使用圖像色彩信息的處理方法中計(jì)算匹配的步驟；圖4為本發(fā)明所利用的色彩-飽和度-亮度的色度空間示意圖；圖5為本發(fā)明使用圖像色彩信息的處理方法實(shí)施例流程圖；圖6為本發(fā)明使用圖像色彩信息的處理方法的對象分類實(shí)施例流程圖7為本發(fā)明使用圖像色彩信息的處理統(tǒng)實(shí)施例示意圖
圖8為應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例之一；
圖9為應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例之二；
圖10為應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例之三；
圖11為應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例之四。
主要元件附圖標(biāo)記說明
建筑物21攝像機(jī)M
無線基地臺25監(jiān)控中心27
取像單元701模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元703
暫存內(nèi)存705處理單元707
儲存單元709數(shù)據(jù)庫711
通信單元713控制機(jī)房70
圖像處理模塊715色度空間轉(zhuǎn)換單元71
色彩特征擷取單元72匹配運(yùn)算單元73
攝像機(jī) 80，90，10，11
空間82，92，參考圖像801,901,101
比對圖像802，902，102移動(dòng)物112，112，
具體實(shí)施例方式由于監(jiān)控中的圖像往往會因?yàn)楦鞣N不確定的因子產(chǎn)生錯(cuò)誤警報(bào)的問題，比如利 用監(jiān)控?cái)z像機(jī)對特定空間進(jìn)行入侵監(jiān)測，當(dāng)空間有任何改變時(shí)，攝像機(jī)所擷取的畫面就會 有改變，因而產(chǎn)生警報(bào)信息，但是卻難避免因?yàn)楣庥?、亮度的變化而被誤判為可疑對象的問 題。本發(fā)明揭示一種使用圖像色彩信息的比對處理系統(tǒng)與方法，并包括一圖像分類方法，特 別是利用色度空間轉(zhuǎn)換(Color Space Transformation)，轉(zhuǎn)換原本圖像所處的色度空間， 且通過僅保留色彩信息作為圖像比對的基礎(chǔ)，以排除可能產(chǎn)生錯(cuò)誤辨識的問題。其中，圖像原本所處的色度空間可為一紅-綠-藍(lán)色度空間(RGBcolor space)，但 其中隱含有因?yàn)榱炼?、光?如太陽光變化)改變的色彩值，且相關(guān)門檻值設(shè)定困難。但若 僅將其轉(zhuǎn)化成灰階表達(dá)，仍是以亮度為參考基準(zhǔn)。因此，本發(fā)明特別是將原來圖像所處的色 度空間轉(zhuǎn)換為一色彩-飽和度-亮度的色度空間(Hue，Mturation，Intensity，HSIspace)， 并僅擷取其中色彩(Hue)信息，而排除其中飽和度與強(qiáng)度(亮度)的變量，為的是排除其他 可能造成誤判的信息，以色彩信息增加判斷圖像變化的準(zhǔn)確性，以產(chǎn)生正確且有效的信息。若將本發(fā)明應(yīng)用于保全監(jiān)控的領(lǐng)域，即可參考圖2使用圖像色彩信息的處理系統(tǒng) 的應(yīng)用實(shí)施例示意圖。于建筑物21設(shè)置有一或多數(shù)個(gè)攝像機(jī)23，攝像機(jī)23所擷取的圖像 可通過無線或有線的通信方式傳遞至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心27，此例以無線基地臺25進(jìn)行圖像傳 輸。通過本發(fā)明所擷取的現(xiàn)場圖像將傳遞至監(jiān)控中心27，監(jiān)控中心27具有圖像處理 的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過對象判斷、色度空間轉(zhuǎn)換，并擷取色彩(Hue)信息，以此作為監(jiān)控的基 石出。除了于上述監(jiān)控中心27中實(shí)施圖像處理外，另一實(shí)施例更可于攝像機(jī)23本機(jī)上設(shè)置具有對象判斷、色度空間轉(zhuǎn)換與色彩信息擷取功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，再將處理過的信息 傳遞至監(jiān)控中心27。而監(jiān)控的應(yīng)用可包括鏡頭位移偵測，偵測攝像機(jī)鏡頭被不正常移動(dòng)；鏡頭遮蔽偵測，由拍攝的畫面消失判斷是否有異物遮蔽；遺失物偵測，針對特定空間中特定對象進(jìn)行監(jiān)控，判斷是否遺失對象，或是圖像暫 時(shí)被遮住等情況；入侵檢測，針對圖像中新增不明對象(比如人、動(dòng)物、車輛)進(jìn)行監(jiān)控；遺留物偵測，即針對所監(jiān)控的空間是否有新增不明固定的對象進(jìn)行偵測；觸發(fā)偵測，通過偵測到圖像變動(dòng)來觸發(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，通過監(jiān)控特定空間進(jìn)行保全，即針對一特定范圍進(jìn)行偵測不 明對象，并觸發(fā)特定保全程序；對象計(jì)數(shù)，通過圖像變動(dòng)的偵測，計(jì)算進(jìn)出人員或是物體的數(shù)量；對象偵測，可以鎖定空間中特定對象進(jìn)行監(jiān)控；對象追蹤，偵測出圖像變動(dòng)，由連續(xù)圖像判斷移動(dòng)中的對象，并描繪出移動(dòng)軌跡， 攝像機(jī)即能對此對象進(jìn)行追蹤；對象分類，可通過儲存于一數(shù)據(jù)庫的圖像色彩信息與相對對象的信息，經(jīng)圖像特 征比對后，分類各對象。以上各種應(yīng)用依據(jù)本發(fā)明擷取的圖像色彩(Hue)信息作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，排除可能誤 判的光影的因素后，再通過匹配運(yùn)算判斷匹配程度，能提高偵測的準(zhǔn)確度。如圖3敘述的本發(fā)明使用圖像色彩信息的處理方法中計(jì)算匹配的步驟。步驟開始時(shí)，如步驟S301，由一攝像機(jī)進(jìn)行取像，經(jīng)數(shù)字化后，擷取出圖像中特定 對象的紅-綠-藍(lán)(RGB)信息，此例中，圖像原處于紅-綠-藍(lán)色度空間，圖像信息即由 紅、綠、藍(lán)顏色表達(dá)，經(jīng)過色度空間轉(zhuǎn)換(步驟S3( )，轉(zhuǎn)換為色彩-飽和度-亮度的色度空 間(步驟S307)，并擷取當(dāng)中對象色彩(Hue)信息，以此為參考，如步驟S309，進(jìn)行參考圖 像與擷取圖像間色彩信息的特定匹配運(yùn)算(correlationoperation)，判斷匹配程度(步驟 S311)。其中匹配運(yùn)算可應(yīng)用公知各種計(jì)算匹配的方程式，在此并不贅述。接著，圖4為本發(fā)明所利用的色彩-飽和度-亮度的色度空間示意圖。圖4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由色彩、顏色飽和度與亮度等信息表達(dá)的圓錐體的立體坐標(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)顯示在附圖 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)施則不以這種為限 制。本發(fā)明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。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)施例的一，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)) 表 示，其中a為紅、綠、藍(lán)中的最小值；色彩則可以h = cos"(-l) ((0. 5*((R-G) +(R-B)))/ ((R-G) “ 2+ (R-B) * (G-B)) ~ (0. 5))表達(dá)。另有公知技術(shù)(可參考美國專利第6，665，439號)以下列數(shù)學(xué)式進(jìn)行色度空間， 如方程式(1)所示
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
(max_value-imax_imin)*max_valueimax = max (r, g, b)當(dāng) i > (max_value) /2飽和度 s = (imax-imin)rl = (imax-r) / (imax-imin)gl = (imax-g) / (imax-imin)bl = (imax-b)/(imax-imin)當(dāng)imax = imin,則色彩h并無定義當(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為各像素的原始色彩值，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)像素(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)。圖5為本發(fā)明使用圖像色彩信息的處理方法實(shí)施例流程圖，此實(shí)施例流程主要是 擷取出圖像色彩(Hue)信息作為圖像變動(dòng)偵測的參考，之后通過量化，比如計(jì)算匹配，由匹 配程度判斷圖像變動(dòng)，能應(yīng)用于各種智能視頻監(jiān)控(IVS)系統(tǒng)中。此處理方法步驟一開始，如步驟S501，由一攝像機(jī)進(jìn)行拍攝，特別是記錄(儲存至 內(nèi)存或是特定暫存區(qū))連續(xù)的圖像，接著，如步驟S503，通過圖像處理單元執(zhí)行色度空間轉(zhuǎn) 換，如上述實(shí)施例，特別是將圖像原處的色度空間轉(zhuǎn)換為本方法實(shí)施例所應(yīng)用的色彩-飽 和度-亮度的色度空間。利用上述色彩-飽和度-亮度的色度空間所描述的圖像包括有色彩(Hue)、飽和度 (Saturation)與強(qiáng)度或亮度Qntensity)等參數(shù)，如步驟S505，實(shí)施例僅擷取圖像中特定 對象的色彩(Hue)信息，而排除飽和度與強(qiáng)度的特征。其中圖像中的對象可為使用者所選取，或是通過自動(dòng)偵測變動(dòng)的內(nèi)容而判斷出。再如S507，由最初在原始條件下的圖像色彩信 息中建立參考信息，作為比對的基礎(chǔ)。在實(shí)際實(shí)施上，連續(xù)圖像有多個(gè)幀(frame)所組成，故所謂色度空間轉(zhuǎn)換或是擷 取的色彩信息皆以幀為基礎(chǔ)單位。接著，此方法實(shí)施例繼續(xù)擷取后續(xù)圖像(步驟S509)，同樣于步驟S511中進(jìn)行色度 空間轉(zhuǎn)換，于本發(fā)明實(shí)施例即由圖像原處的色度空間轉(zhuǎn)換為上述色彩-飽和度-亮度的色 度空間。之后，如步驟S513，擷取后續(xù)圖像中特定對象的色彩(Hue)信息，并與之前設(shè)定的 參考信息執(zhí)行匹配運(yùn)算，由匹配程度判斷參考信息與后續(xù)圖像的色彩信息是否匹配(步驟 S515)。于此判斷步驟中，主要是通過計(jì)算參考圖像與后續(xù)擷取的圖像的色彩信息間的匹 配得出關(guān)聯(lián)的程度，而匹配運(yùn)算則可參考其他公知技術(shù)，主要的目的是用以適當(dāng)?shù)亓炕瘏?考信息與后續(xù)色彩信息間的差異。上述通過匹配運(yùn)算判斷關(guān)聯(lián)的程度，可通過設(shè)定另一門檻值來決定匹配程度是否 符合一特定判斷標(biāo)準(zhǔn)，此門檻值可用以調(diào)整判斷標(biāo)準(zhǔn)，可解釋為敏感度。舉例來說，若匹配 門檻值低(接近最小匹配程度)，容易判斷為匹配，表示敏感度低；若門檻值高(接近最大 匹配程度)，表示判斷匹配的可能較低，則敏感度較高。步驟中，若判斷為匹配，則繼續(xù)擷取后續(xù)圖像(步驟S509)，但若判斷不匹配，可再 引入一延遲時(shí)間作為判斷的條件之一，由以判斷參考圖像與后續(xù)圖像間的關(guān)聯(lián)程度，也就 如步驟S517，判斷是否超過一延遲時(shí)間。在此延遲時(shí)間的判斷步驟中，主要是判斷參考圖像 與后續(xù)圖像間的關(guān)聯(lián)程度，也是就判斷圖像不匹配的情況是否維持一延遲時(shí)間，此延遲時(shí) 間是要用于避免突然對象造成誤判的可能，比如偵測過程中有特定被允許的人員進(jìn)入，此 為暫時(shí)的對象，以此延遲時(shí)間作為排除暫時(shí)被允許的對象。若不匹配(圖像有變動(dòng))的情 況維持了延遲時(shí)間或以上，則發(fā)出信息(步驟S519)，否則，若不匹配的情況并無維持此延 遲時(shí)間，判斷排除此暫時(shí)對象，則繼續(xù)進(jìn)行擷取后續(xù)圖像的步驟(步驟S509)。當(dāng)發(fā)出信息后，相關(guān)人員將進(jìn)行處理，此為后續(xù)處理過程，在此并不贅述。之后，將 解除此信息相關(guān)信息，比如解除警報(bào)(步驟S521)，則回到最初步驟S501，重新執(zhí)行取像、色 度空間轉(zhuǎn)換、擷取色彩信息、建立參考信息，并后續(xù)擷取圖像與計(jì)算匹配等步驟。特別的是，若經(jīng)上述參考圖像與后續(xù)圖像間的匹配運(yùn)算與延遲時(shí)間的判斷，若判 斷為關(guān)聯(lián)程度較低，可能表示攝像機(jī)拍攝的位置與角度被改變，或是攝像機(jī)被外物遮蔽?；蚴?，可針對特定空間中的特定對象進(jìn)行偵測，若有對象遺失，此圖像間關(guān)聯(lián)程度 (參考匹配程度與時(shí)間延遲)將表現(xiàn)出來，包括色彩信息產(chǎn)生差異，并且維持了一段時(shí)間。 或是利用不匹配與維持了一段時(shí)間的信息判斷特定空間是否新增不明其他對象。另一實(shí)施例是，若上述圖像間關(guān)聯(lián)程度較低，則發(fā)出觸發(fā)信息，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)施例更通過判 斷對象前后關(guān)聯(lián)程度較低，而判斷有進(jìn)出的對象，進(jìn)而啟動(dòng)計(jì)數(shù)程序。另有實(shí)施例如圖6所示本發(fā)明使用圖像色彩信息的處理方法的對象分類實(shí)施例 流程圖。此例主要是應(yīng)用上述圖5所描述利用圖像中色彩信息作為比對判斷的計(jì)數(shù)，此例 則應(yīng)用于對象分類。開始如步驟S601，進(jìn)行取像，接著針對圖像中特定對象或是空間擷取出對象色彩(Hue)信息(步驟S603)。接著，如步驟S605，引入一數(shù)據(jù)庫，此數(shù)據(jù)庫中記載有各種圖像對 象的色彩特征，特別是經(jīng)過轉(zhuǎn)換至色彩-飽和度-亮度的色度空間的圖像的色彩特征，通過 比對(步驟S607)，能夠?qū)⑺鶖X取的圖像中的對象進(jìn)行分類(步驟S609)，如流程圖所示，將 對象分類為類別一(步驟S611)、類別二(步驟S613)與類別三(步驟S615)，或是更多類 別。應(yīng)用上述圖像處理方法的系統(tǒng)可參考圖7顯示的應(yīng)用本發(fā)明使用圖像色彩信息 的處理統(tǒng)實(shí)施例示意圖。如圖所示，此統(tǒng)的較佳實(shí)施例至少包括能擷取連續(xù)畫面的取像單元701，有一電性 連接取像單元701的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元703，通常通過鏡頭擷取的畫面為模擬信號，將通過 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元703數(shù)字化，并暫存于相互電性連接的暫存內(nèi)存705。暫存內(nèi)存705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707，其電性鏈接各電路，如圖所示，包括有暫存內(nèi)存 705、儲存單元709、通信單元713與圖像處理模塊715。處理單元707用以處理所擷取的連 續(xù)圖像，并由其中擷取出參考圖像與后續(xù)圖像。其中儲存單元709用于儲存參考圖像與一 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711，根據(jù)上述實(shí)施例，數(shù)據(jù)庫711特 別記載有各中圖像、對象的信息，記錄多個(gè)對象類別的圖像信息，包括圖像對象中經(jīng)過色度 空間轉(zhuǎn)換后擷取的色彩(Hue)特征。另有通信單元713，能以有線或無線通信手段連接遠(yuǎn)程控制機(jī)房70，控制機(jī)房70 能遠(yuǎn)程控制此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，如應(yīng)用于智 能視頻監(jiān)控系統(tǒng)上，通過控制機(jī)房70的監(jiān)控，可即時(shí)收到各地保全系統(tǒng)傳遞的信息。圖像處理模塊715由上述儲存單元709得到圖像信息，系統(tǒng)主要通過圖像處理模 塊715中的色度空間轉(zhuǎn)換單元71執(zhí)行色度空間轉(zhuǎn)換，于較佳實(shí)施例中，將連續(xù)圖像中各幀 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。通過其中色彩特征擷取單元72擷取經(jīng)色度空間轉(zhuǎn)換后的色彩(Hue)特征(可針 對特定對象)，并排除其中飽和度與亮度的特征。通過匹配運(yùn)算單元73，運(yùn)算參考圖像與后續(xù)圖像中各幀的色彩特征間的的匹配 值，由此匹配運(yùn)算判斷參考圖像與各后續(xù)圖像是否匹配，且根據(jù)其匹配程度判斷圖像變動(dòng) 的情形。最后，通過門檻比對判斷對象的變化，以決定是否要發(fā)出信息，比如判斷出對象有 異常，即發(fā)出警報(bào)信息。接著，圖8至圖11顯示為應(yīng)用本發(fā)明的各種實(shí)施例，但實(shí)際實(shí)施并不限于此。如圖8所示的遺失監(jiān)控實(shí)施例。攝像機(jī)80固定監(jiān)控特定空間82，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82，而由此空間82設(shè)定出一初始條件下的參考圖像801，并由后續(xù) 圖像擷取比對圖像802，經(jīng)比對參考圖像801與比對圖像802的色彩(Hue)信息，能夠判斷 出被監(jiān)控的空間中發(fā)生遺失的對象。此可能觸發(fā)保全系統(tǒng)。圖9顯示遺留物監(jiān)控的實(shí)施例。攝像機(jī)90同樣針對一空間92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901，再通過后續(xù)圖像得出比對圖像902，經(jīng)擷取色彩信息、比對后，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10顯示為偵測鏡頭被移動(dòng)的實(shí)施例，其中攝像機(jī)10先產(chǎn)生原本環(huán)境中 的參考圖像101，再比對圖像102中不同的圖像，可以發(fā)現(xiàn)攝像機(jī)被移動(dòng)的對象，此可能觸 發(fā)保全系統(tǒng)，作進(jìn)一步處理。比對上述參考圖像與連續(xù)變動(dòng)的比對圖像，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11所示，可通過具有魚眼鏡頭的攝像機(jī)11全程 監(jiān)控，并判斷出有連續(xù)移動(dòng)的對象，如圖中所示的移動(dòng)物112與移動(dòng)物112’。綜上所述，本發(fā)明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)過匹配運(yùn)算判斷匹配程度，以判斷出異常對象，其中具有較高的判斷率。但是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳可行實(shí)施例，非因此即局限本發(fā)明的權(quán)利要求 保護(hù)范圍，故凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所為的等效結(jié)構(gòu)變化，均同理包含于本發(fā)明 權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)，特此聲明。
權(quán)利要求
1.一種使用圖像色彩信息的處理方法，其特征在于，包括有 擷取一連續(xù)圖像，并設(shè)定一參考圖像；進(jìn)行該參考圖像中各幀的一色度空間轉(zhuǎn)換，其中該色度空間轉(zhuǎn)換為將該參考圖像或該 后續(xù)圖像原來所處的色度空間轉(zhuǎn)換為一色彩-飽和度-亮度的色度空間； 擷取該參考圖像中一對象的色彩信息，以建立一參考信息； 擷取一后續(xù)圖像；該后續(xù)圖像中各幀進(jìn)行該色度空間轉(zhuǎn)換； 擷取該后續(xù)圖像中該對象的色彩信息；由該參考信息與該后續(xù)圖像中該對象的色彩信息的匹配運(yùn)算判斷是否匹配； 若判斷為匹配，則繼續(xù)擷取后續(xù)圖像；以及 若判斷不匹配，則發(fā)出一信息。
2.如權(quán)利要求1所述的使用圖像色彩信息的處理方法，其特征在于，更包括一匹配門 檻值，通過該匹配門檻值所定義的范圍判斷該參考信息與該色彩信息是否匹配。
3.如權(quán)利要求2所述的使用圖像色彩信息的處理方法，其特征在于，若判斷不匹配，則 接著判斷不匹配的程度是否到達(dá)該匹配門檻值，更包括若不匹配的程度并未到達(dá)該匹配門檻值，則繼續(xù)擷取后續(xù)圖像；以及 若不匹配的程度已達(dá)到或是超過該匹配門檻值，則發(fā)出該信息。
4.如權(quán)利要求3所述的使用圖像色彩信息的處理方法，其特征在于，于發(fā)出該信息前， 判斷該不匹配的情況是否維持一延遲時(shí)間，更包括若該不匹配的情況維持該延遲時(shí)間，則發(fā)出該信息；以及 若該不匹配的情況并無維持該延遲時(shí)間，則進(jìn)行擷取后續(xù)圖像的步驟。
5.如權(quán)利要求1所述的使用圖像色彩信息的處理方法，其特征在于，判斷不匹配時(shí)，根 據(jù)該后續(xù)圖像中該對象的色彩信息的不匹配信息進(jìn)行一計(jì)數(shù)程序。
6.一種應(yīng)用如權(quán)利要求1項(xiàng)所述的使用圖像色彩信息的圖像分類方法，其特征在于所 述的方法包括有擷取一圖像；進(jìn)行一色度空間轉(zhuǎn)換，其中該色度空間轉(zhuǎn)換為將該圖像原來所處的色度空間轉(zhuǎn)換為一 色彩-飽和度-亮度的色度空間；擷取該圖像中一對象的色彩信息，并排除該對象于該色彩-飽和度-亮度的色度空間 中的飽和度與亮度的信息； 引入一數(shù)據(jù)庫；比對該對象的色彩信息與儲存于該數(shù)據(jù)庫中的圖像色彩信息；以及分類該對象。
7.一種使用圖像色彩信息的處理系統(tǒng)，其特征在于所述的系統(tǒng)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；一處理單元，電性連接該暫存內(nèi)存與該取像單元，用以處理該連續(xù)圖像，并由該連續(xù)圖 像中擷取出一參考圖像與后續(xù)圖像；一儲存單元，電性連接該處理單元，用以儲存該參考圖像與一段時(shí)間內(nèi)擷取的該后續(xù) 圖像；一圖像處理模塊，電性連接該處理單元，包括一色度空間轉(zhuǎn)換單元，將該連續(xù)圖像中各幀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；一色彩特征擷取單元，將經(jīng)該色度空間轉(zhuǎn)換的圖像中擷取出一對象的色彩特征，排除 該飽和度與該亮度的特征；以及一匹配運(yùn)算單元，執(zhí)行該參考圖像中該對象與該連續(xù)圖像中的對象間的匹配運(yùn)算，并 判斷其中色彩特征是否匹配。
8.如權(quán)利要求7所述的使用圖像色彩信息的處理系統(tǒng)，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。
9.如權(quán)利要求7所述的使用圖像色彩信息的處理系統(tǒng)，其特征在于，更包括一數(shù)據(jù)庫， 電性連接該儲存單元，用以記錄多個(gè)對象類別的圖像信息。
10.如權(quán)利要求7所述的使用圖像色彩信息的處理系統(tǒng)，其特征在于，更包括一通信單 元，一遠(yuǎn)程控制中心可通過無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。
全文摘要
一種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，根據(jù)較佳實(shí)施例，先擷取一連續(xù)圖像，包括所設(shè)定的參考圖像與后續(xù)圖像，執(zhí)行色度空間轉(zhuǎn)換，特別是將原來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；以其中色彩信息作為判斷特定對象變動(dòng)的基礎(chǔ)，再根據(jù)參考圖像與后續(xù)圖像中對象的色彩信息計(jì)算匹配程度，以判斷特定發(fā)生的對象。
文檔編號G06T7/40GK102117484SQ20091021691
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者黃茂杞 申請人:新誼整合科技股份有限公司