本發(fā)明涉及一種用于圖像處理的方法，其中產(chǎn)生被記錄的圖像和參考圖像的互相關(guān)矩陣，所述被記錄的圖像包含被檢測(cè)的對(duì)象，所述參考圖像包含參考對(duì)象。本發(fā)明例如可應(yīng)用為存在探測(cè)器以及用于具有至少一個(gè)這種存在探測(cè)器的照明系統(tǒng)，尤其用于空間照明，和用于外部照明，尤其用于其監(jiān)控和控制。

背景技術(shù)：

對(duì)于存在識(shí)別已知無(wú)源的ir靈敏的(“pir”-)探測(cè)器，所述ir靈敏的探測(cè)器借助簡(jiǎn)單的信號(hào)檢測(cè)通常差動(dòng)地對(duì)其視野中的對(duì)象運(yùn)動(dòng)做出反應(yīng)。在此，常見(jiàn)的pir探測(cè)器通常使用基于熱電效應(yīng)的pir傳感器，所述pir傳感器僅對(duì)變化的ir輻射做出反應(yīng)。因此，恒定的背景輻射保持不予考慮。這種pir傳感器——在技術(shù)上與菲涅爾帶光學(xué)裝置(zonenoptik)配合地——僅應(yīng)用為運(yùn)動(dòng)感應(yīng)器而不能夠用于探測(cè)靜態(tài)存在。然而，這不足以進(jìn)行漸進(jìn)的因至少還靜態(tài)的對(duì)象識(shí)別和/或?qū)ο蠓诸?lèi)。pir探測(cè)器的其他缺點(diǎn)在于，所述pir探測(cè)器由于其ir適宜的菲涅爾光學(xué)裝置具有相對(duì)大的結(jié)構(gòu)體積。此外，由于其典型小的角分辨率和作用半徑，出現(xiàn)相對(duì)高的錯(cuò)誤探測(cè)率。如果在照明系統(tǒng)的范圍中激活運(yùn)動(dòng)感應(yīng)器，人員必須基于獨(dú)有的運(yùn)動(dòng)靈敏性通過(guò)明顯的手勢(shì)引人注意，以便激活或保持照明系統(tǒng)。

已知的運(yùn)動(dòng)感應(yīng)器的其他組包括有源的運(yùn)動(dòng)感應(yīng)器，所述運(yùn)動(dòng)感應(yīng)器發(fā)出在子ghz范圍中的微波或還有超聲波，以便根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)象的多普勒頻移來(lái)搜尋其回波。這種有源的運(yùn)動(dòng)感應(yīng)器典型地也僅用作為運(yùn)動(dòng)感應(yīng)器而不用于探測(cè)靜態(tài)存在。

此外，已知利用cmos傳感器的基于攝像機(jī)的存在識(shí)別。cmos傳感器在典型可見(jiàn)的光譜范圍中記錄圖像或檢測(cè)相應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)。cmos傳感器通常與數(shù)據(jù)處理裝置耦合，所述數(shù)據(jù)處理裝置針對(duì)現(xiàn)有對(duì)象的存在和分類(lèi)對(duì)所記錄的圖像或圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

對(duì)于借助cmos傳感器的對(duì)象識(shí)別(“objectrecognition”)已知的是，首先將圖像或圖像數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)對(duì)象消除或清除常規(guī)背景并且隨后借助于基于特征的對(duì)象識(shí)別或圖案識(shí)別分析對(duì)象，并且關(guān)于其特征進(jìn)行分類(lèi)和由此識(shí)別。對(duì)于存在識(shí)別和常規(guī)照明的應(yīng)用領(lǐng)域，在此主要下述對(duì)象是感興趣的，所述對(duì)象類(lèi)似于人或人輪廓，以便在肯定結(jié)果時(shí)例如將相應(yīng)的通知信號(hào)發(fā)出給燈光管理系統(tǒng)。

然而，被檢測(cè)的對(duì)象和參考對(duì)象之間的直接算術(shù)比較在圖像處理中不能夠用作相似程度，因?yàn)閷?duì)此兩個(gè)對(duì)比圖像必須具有相同的圖像值，如曝光、對(duì)比度、位置和視角，在實(shí)踐中情況并非如此。因此，在實(shí)踐中通常使用歸一化的互相關(guān)分析(也稱(chēng)作為ncc，“normalizedcrosscorrelation”，歸一化互相關(guān))，其中對(duì)清除背景的并且進(jìn)而被檢測(cè)的或“被分割的”的對(duì)象與適當(dāng)?shù)膮⒖紙D像經(jīng)由靜態(tài)的2d互相關(guān)分析彼此比較，并且將比較的結(jié)果作為特征性的相似程度用于就人員存在作出判斷。歸一化的互相關(guān)分析對(duì)此借助靜態(tài)方法來(lái)評(píng)估在被檢測(cè)的對(duì)象和參考圖像之間的絕對(duì)差，而補(bǔ)充地也還能夠借助卷積分析來(lái)分析在原始圖像和參考圖像之間的絕對(duì)和。

因?yàn)闅w一化的互相關(guān)分析在計(jì)算和存儲(chǔ)上是非常耗費(fèi)的，其僅有條件地適用于在微控制器或基于dsp的傳感器系統(tǒng)中執(zhí)行，所述傳感器系統(tǒng)典型地具有受限的計(jì)算能力和存儲(chǔ)容量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是，至少部分地克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)并且尤其提供用于對(duì)由攝像機(jī)觀察的對(duì)象、尤其人員進(jìn)行分類(lèi)的改進(jìn)的可能性。尤其地，本發(fā)明的目的是提供用于對(duì)象的這種分類(lèi)的在計(jì)算上更簡(jiǎn)單的可能性。

所述目的根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的實(shí)施方式尤其可在從屬權(quán)利要求中獲知。

所述目的通過(guò)用于圖像處理的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中(a)借助于非歸一化的互相關(guān)或互相關(guān)計(jì)算，產(chǎn)生在被記錄的圖像和參考圖像之間的相關(guān)矩陣，所述被記錄的圖像包含至少一個(gè)被檢測(cè)的對(duì)象，所述參考圖像包含參考對(duì)象；(b)執(zhí)行相關(guān)矩陣的多個(gè)區(qū)域的比較；和(c)根據(jù)比較的結(jié)果作出判斷：被檢測(cè)的對(duì)象和參考對(duì)象是否一致。

該方法具有的優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)使用數(shù)學(xué)上簡(jiǎn)單表達(dá)的非歸一化的互相關(guān)，以與歸一化的互相關(guān)分析比較明顯更小的存儲(chǔ)和計(jì)算耗費(fèi)來(lái)提供有效的對(duì)象識(shí)別。

被記錄的圖像可以理解成借助于攝像機(jī)記錄的原始圖像或從中導(dǎo)出的或被繼續(xù)處理的圖像。通過(guò)圖像處理導(dǎo)出的圖像例如可以是下述圖像，在所述圖像中移除為對(duì)象而設(shè)置的圖像背景，其中亮度分辨率已經(jīng)改變，其中對(duì)象轉(zhuǎn)動(dòng)等。

所記錄的原始圖像尤其是在可見(jiàn)光譜中記錄的圖像，由此得到與紅外圖像記錄相比高的分辨率，這明顯簡(jiǎn)化對(duì)象識(shí)別。原始圖像典型地具有(m·n)個(gè)矩陣狀設(shè)置的像點(diǎn)。然而，替選地或附加地，可以記錄紅外圖像。例如基于gaas傳感器或基于微測(cè)熱輻射計(jì)的傳感器的具有高的圖像分辨率的ir探測(cè)器基本上是可供使用，但是是非常昂貴的。所述ir探測(cè)器目前主要例如在flir(“forwardlookinginfrared”，前視紅外)攝像機(jī)或在建筑物熱檢測(cè)中使用。

被檢測(cè)的對(duì)象尤其理解成不屬于圖像背景的對(duì)象。被檢測(cè)的對(duì)象可以通過(guò)下述方式提供：在原始圖像中確定圖像背景并且將其從該圖像中移除。附加地或替選地，相對(duì)于圖像背景檢測(cè)不屬于該圖像背景的對(duì)象。被檢測(cè)的和被釋放的或暴露的對(duì)象也可以稱(chēng)作為“被分割的”對(duì)象。確定圖像背景可以包括：與之前不存在對(duì)象情況下所記錄的圖像背景作為(背景)參考進(jìn)行比較。例如，在圖像檢測(cè)時(shí)，首先每個(gè)像素組可以首先作為未知的對(duì)象處理，所述像素組與預(yù)設(shè)的背景不同或突出。因此，要尋找的是，每個(gè)所述被檢測(cè)的對(duì)象借助于分類(lèi)來(lái)識(shí)別。

因此優(yōu)選地進(jìn)行：在存在多個(gè)被分割的或可分割的對(duì)象時(shí)，將每個(gè)被分割的對(duì)象單獨(dú)地——例如多個(gè)對(duì)象依次地——提供用于分類(lèi)，或嘗試單獨(dú)地借助于分類(lèi)來(lái)識(shí)別每個(gè)被分割的對(duì)象。這因此是下述設(shè)計(jì)方案，在步驟(b)中為分別被檢測(cè)的對(duì)象執(zhí)行相關(guān)矩陣的多個(gè)區(qū)域的比較。于是還有下述設(shè)計(jì)方案：根據(jù)比較的結(jié)果作出判斷：相應(yīng)被檢測(cè)的對(duì)象和參考對(duì)象是否一致。

還有下述設(shè)計(jì)方案，在存在或檢測(cè)到多個(gè)對(duì)象時(shí)，單獨(dú)地釋放和/或分割每個(gè)被檢測(cè)的對(duì)象。

在相關(guān)圖中的峰值評(píng)定中(見(jiàn)下文，例如借助于自相關(guān)峰值的評(píng)估)，于是不存在多個(gè)對(duì)象的相互干擾。

因此，方法利用下述情形，非歸一化的互相關(guān)分析提供對(duì)歸一化的互相干分析的替選方案，以便借助明顯減小的計(jì)算耗費(fèi)執(zhí)行有效的對(duì)象識(shí)別。

在一個(gè)計(jì)算特別高效的實(shí)施方案中，非歸一化的互相關(guān)分析可以根據(jù)下面的等式(1)表示或者非歸一化的互相關(guān)可以根據(jù)下面的等式(1)執(zhí)行：

其中ccri,rj表示互相關(guān)矩陣或“相關(guān)圖”cc的矩陣元或點(diǎn)。

imgi,j表示所記錄的矩陣形的圖像img的像點(diǎn)(i，j)。

tk,l表示矩陣狀的參考圖像或具有(ntx·nty)個(gè)像點(diǎn)的參考模板，其包含參考對(duì)象。所記錄的圖像img和參考圖像t的像點(diǎn)的數(shù)量(即圖像大小)可以是相同的或不同的。求和運(yùn)算僅需要關(guān)于參考圖像t的大小范圍k＝0，……，ktx和0，……，nty執(zhí)行。所記錄的圖像img或{imgi,j}的大小可以相應(yīng)于通過(guò)攝像機(jī)記錄的原始圖像的大小或?yàn)槠渚植俊?/p>

在成功應(yīng)用非歸一化的互相關(guān)分析時(shí)的成功因素是，被檢測(cè)的對(duì)象的對(duì)象大小或?qū)ο蟮某叨扰c參考對(duì)象的大小的偏差不過(guò)大。

與此相關(guān)地，在步驟(b)中利用，在大小比較時(shí)，不同大小的對(duì)象(但是例如亮度和取向相同)以特征性的峰值的不同的信號(hào)特征形成在相關(guān)矩陣cc中。

這樣，兩個(gè)相同圖像的互相關(guān)矩陣cc具有鮮明的實(shí)際奇異峰或“自相關(guān)峰值”。所述理想的自相關(guān)峰值的高度和寬度與參考圖像的總大小和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性有關(guān)并進(jìn)而可以用作固定的系統(tǒng)量。所記錄的圖像img和參考圖像t區(qū)別越大，那么相關(guān)峰或相關(guān)峰值就越扁平，因?yàn)榫仃囋猚cri,rj的結(jié)果值與在理想的自相關(guān)峰值的情況相比越強(qiáng)地分布于相關(guān)圖cc上。

尤其在被分割的對(duì)象依次單獨(dú)地用于檢查或者經(jīng)受該方法并進(jìn)而單獨(dú)地經(jīng)受步驟(b)和步驟(c)的條件下，通過(guò)比較相關(guān)矩陣cc的多個(gè)(矩陣)區(qū)域，作為結(jié)果從相關(guān)峰值的“銳度”或“主導(dǎo)(dominanz)”中找到在所記錄的對(duì)象圖像img和參考對(duì)象t之間的相似程度或一致程度。

因此，一個(gè)改進(jìn)形式是，僅分別借助在所記錄的圖像中檢測(cè)的或從所記錄的圖像中分割的對(duì)象執(zhí)行相關(guān)分析或方法、尤其步驟(a)。如果在圖像中存在多個(gè)被分割的或可分割的對(duì)象，尤其可以依次地對(duì)多個(gè)被分割的對(duì)象執(zhí)行相關(guān)分析。

因此，在步驟(c)中根據(jù)比較的結(jié)果，能夠作出判斷：被檢測(cè)的對(duì)象和參考對(duì)象是否一致。

因此，通過(guò)步驟(b)，借助計(jì)算上更簡(jiǎn)單的手段，可以考慮可能不同的對(duì)象大小，而在計(jì)算相關(guān)圖cc之前不必耗費(fèi)地且在損失信息情況下重新縮放被檢測(cè)的對(duì)象。

一個(gè)設(shè)計(jì)方案是，在步驟(b)中執(zhí)行互相關(guān)矩陣或相關(guān)圖cc的外部區(qū)域和內(nèi)部區(qū)域的劃分或比較。所述設(shè)計(jì)方案可以特別簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)。第一“內(nèi)部的”(矩陣)區(qū)域例如可以是包括自相關(guān)峰值的區(qū)域，所述區(qū)域鄰接于第二“外部的”(矩陣)區(qū)域，尤其由外部區(qū)域或邊緣區(qū)域包圍。

內(nèi)部區(qū)域可以例如是圍繞自相關(guān)峰值集中的、例如相關(guān)圖cc的圓形的或矩形的區(qū)域。內(nèi)部區(qū)域可以(在矩陣形的視圖中)圍繞相關(guān)圖cc的中心集中。內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域例如可以至少大致具有相同數(shù)量的矩陣元。

替選地，可以為內(nèi)部區(qū)域確定計(jì)數(shù)值c_mid，使得整個(gè)相關(guān)圖cc由加權(quán)函數(shù)加權(quán)，其加權(quán)因子從內(nèi)向外減小。在此，矩陣元越靠近相關(guān)圖cc的預(yù)設(shè)的中心(例如，對(duì)象重心或自相關(guān)峰值)，那么矩陣元尤其被越強(qiáng)地加權(quán)。例如，可以使用圍繞中心集中的二次冪的或高斯形的加權(quán)函數(shù)。用于內(nèi)部區(qū)域的(總)計(jì)數(shù)值c_mid因此例如可以作為關(guān)于相關(guān)圖的全部矩陣元的經(jīng)加權(quán)的計(jì)數(shù)值的總和確定。在此假設(shè)：通過(guò)加權(quán)，用于外部區(qū)域的計(jì)數(shù)值提供僅可忽略的量值。

用于外部區(qū)域的(總)計(jì)數(shù)值c_rim例如可以從關(guān)于相關(guān)圖的全部矩陣元的未加權(quán)的計(jì)數(shù)值的總和中計(jì)算。用于計(jì)算用于外部區(qū)域的計(jì)數(shù)值c_rim的其他可能性包括：將相關(guān)圖的全部矩陣元加和，所述矩陣元之前是反轉(zhuǎn)加權(quán)的，使得外部的矩陣元與內(nèi)部的矩陣元相比更強(qiáng)地加權(quán)。這例如可以借助于反轉(zhuǎn)的高斯分布來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在計(jì)算(總)計(jì)數(shù)值c_mid和/或c_rim時(shí)使用加權(quán)函數(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)是，矩陣元不需要如之前解釋的那樣分配給內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域。

通常，相關(guān)圖的區(qū)域的計(jì)數(shù)值尤其可以理解成僅所述區(qū)域的或整個(gè)相關(guān)圖的矩陣元ccri,rj的值的總和。這種計(jì)算可以以非常小的耗費(fèi)執(zhí)行。

外部區(qū)域尤其延伸至相關(guān)圖的外部邊界，所述外部邊界與對(duì)象圖像img的roi區(qū)域具有相同的大小。

相關(guān)圖cc的內(nèi)部區(qū)域的計(jì)數(shù)值和外部區(qū)域的計(jì)數(shù)值之間的比值根據(jù)相似性位于在1和理想的自相關(guān)情況下的最大值之間。

與參考對(duì)象的相似性(例如由于不同的形狀和/或大小)僅微小偏差的對(duì)象在相關(guān)圖cc中雖然沒(méi)有顯示鮮明的峰值，結(jié)果值或矩陣元ccri,rj的分布仍然集中在相關(guān)圖cc的內(nèi)部區(qū)域中。相關(guān)圖cc的內(nèi)部區(qū)域的計(jì)數(shù)值和外部區(qū)域的計(jì)數(shù)值之間的比值因此與理想的自相關(guān)峰值的最大值僅略微偏差。

與參考對(duì)象的相似性(例如由于不同的形狀和/或大小)強(qiáng)烈偏差或具有小的相似性的對(duì)象在相關(guān)圖cc中未顯示鮮明的峰值，而是其側(cè)邊分布于相關(guān)圖cc的整個(gè)區(qū)域上。在相關(guān)圖cc的內(nèi)部區(qū)域的計(jì)數(shù)值和外部區(qū)域的計(jì)數(shù)值之間的比值趨近1并進(jìn)而是低的。

與參考對(duì)象僅由于其不同的大小而偏差的對(duì)象在相關(guān)圖cc的中央也不顯示鮮明的峰值，盡管如此矩陣元ccri,rj在相關(guān)圖cc的內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域之間的分布具有表征性的特征，所述特征借助于適當(dāng)?shù)目s放能夠在用于確定相似程度的計(jì)數(shù)方法中使用。

計(jì)算內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域的計(jì)數(shù)值能夠——如已經(jīng)在上文中描述的那樣——例如借助于至少一個(gè)加權(quán)函數(shù)(例如，高斯形的加權(quán)掩模(gewichtungsmaske))執(zhí)行，所述加權(quán)函數(shù)優(yōu)選考慮內(nèi)部區(qū)域的值并且相應(yīng)較少地考慮外部區(qū)域的值。所述高斯掩模的中心在此可以置于對(duì)象中心的中心中。然而，原則上也可以使用其他加權(quán)或也可以不使用加權(quán)。

還有一個(gè)設(shè)計(jì)方案是，在步驟b)中，根據(jù)出自?xún)?nèi)部區(qū)域的計(jì)數(shù)值c_mid與出自外部區(qū)域的計(jì)數(shù)值c_rim的比值執(zhí)行比較。

另一個(gè)設(shè)計(jì)方案是，為了比較將(經(jīng)加權(quán)的或未經(jīng)加權(quán)的)計(jì)數(shù)值c_mid和c_rim的比值與被檢測(cè)的對(duì)象的大小c_size關(guān)聯(lián)。大小c_size例如可以對(duì)應(yīng)于屬于被檢測(cè)的對(duì)象的像點(diǎn)的數(shù)量。這得到的優(yōu)點(diǎn)是，直接一起考慮被檢測(cè)的對(duì)象和參考對(duì)象之間的大小差。因此，可以棄用大小縮放。

一個(gè)改進(jìn)方案是，作為比較的結(jié)果，計(jì)算表征性的相似數(shù)cf，所述相似數(shù)特別簡(jiǎn)單地做出判斷：被檢測(cè)的對(duì)象和參考對(duì)象是否一致，例如經(jīng)由與至少一個(gè)例如按經(jīng)驗(yàn)確定的閾值的比較。借助按經(jīng)驗(yàn)得出的閾值能夠判斷：要分類(lèi)的對(duì)象是否與參考對(duì)象有足夠的相似性，并且歸入存在人員的空間性，或者要分類(lèi)的對(duì)象是否與參考對(duì)象有過(guò)小的相似性，并且空間性歸入為未占用的。

又一個(gè)設(shè)計(jì)方案是，作為在步驟(b)中比較的結(jié)果，作為相似程度根據(jù)下式計(jì)算表征性的相似數(shù)cf：

cf＝(c_midⁿ¹/c_rimⁿ²)c_sizeⁿ³

在此，n1、n2和n3是有理數(shù)的縮放分量(rationaleskalierungskomponenten)。所述縮放分量例如可以用于各個(gè)份額或計(jì)數(shù)值c_mid、c_rim或c_size的加權(quán)。

已經(jīng)證實(shí)為特別有效的是，根據(jù)下面的等式(2)計(jì)算相似數(shù)cf

cf＝(c_mi^d2/c_rim³)c_size¹

即其中n1＝2，n2＝3并且n3＝1。然而，縮放分量通常可以采取任意的相互關(guān)系，例如根據(jù)n1＞n2，n1＝n2或n1＜n2。

又一個(gè)改進(jìn)方案是，對(duì)于步驟(c)，將相似數(shù)cf與至少一個(gè)尤其按經(jīng)驗(yàn)確定的閾值cf_th進(jìn)行比較，例如值cf_th＝50。

根據(jù)相似數(shù)cf是否達(dá)到、超出或低于閾值cf_th，被檢測(cè)的對(duì)象可以分類(lèi)為與參考一致或與參考不一致并且進(jìn)而被識(shí)別，例如識(shí)別為人類(lèi)。

還有又一個(gè)設(shè)計(jì)方案，出自步驟(a)的被記錄的圖像是圍繞被檢測(cè)的對(duì)象被剪裁的圖像部段。因此，出自步驟(a)的被記錄的圖像例如可以通過(guò)下述方式來(lái)提供：在由攝像機(jī)記錄的原始圖像或從中被繼續(xù)處理的圖像中檢測(cè)至少一個(gè)對(duì)象，并且作為基礎(chǔ)的被記錄的圖像針對(duì)于對(duì)象被剪裁。這可以實(shí)現(xiàn)為使得將幀(“roi幀”)置于roi(“region-of-interest”，興趣區(qū)域)周?chē)鰎oi區(qū)域完全包含被檢測(cè)的和要分類(lèi)的對(duì)象，并且作為基礎(chǔ)的被記錄的圖像針對(duì)roi幀或roi區(qū)域被剪裁。通過(guò)所述設(shè)計(jì)方案，得到的優(yōu)點(diǎn)是，被記錄的和要有效地研究的圖像被縮小，這減小計(jì)算耗費(fèi)。此外，被檢測(cè)的對(duì)象更強(qiáng)地集中，這通過(guò)分類(lèi)進(jìn)一步改進(jìn)隨后的對(duì)象識(shí)別。

一個(gè)改進(jìn)方案是，在步驟(a)之前，從由攝像機(jī)記錄的原始圖像或從中剪裁出的圖像中清除或消除其背景。背景的這樣的分離簡(jiǎn)化了對(duì)象檢測(cè)并且通過(guò)分類(lèi)進(jìn)一步簡(jiǎn)化以后的對(duì)象識(shí)別，尤其在應(yīng)用非歸一化的互相關(guān)時(shí)也如此。

又一個(gè)設(shè)計(jì)方案是，在步驟(a)之前轉(zhuǎn)動(dòng)被檢測(cè)的對(duì)象，尤其使得對(duì)象的視圖軸線平行于包含被檢測(cè)的對(duì)象的圖像的側(cè)邊緣。所述取向也通過(guò)分類(lèi)簡(jiǎn)化以后的對(duì)象識(shí)別，尤其在應(yīng)用非歸一化的互相關(guān)時(shí)如此。

此外，一個(gè)設(shè)計(jì)方案是，在步驟(a)之前，對(duì)由攝像機(jī)記錄的原始圖像——尤其在圍繞被檢測(cè)的對(duì)象裁剪的圖像部段中——進(jìn)行亮度歸一化。由此實(shí)現(xiàn)，原始圖像和/或在被測(cè)量的原始圖像中檢測(cè)的對(duì)象始終具有至少大致相同的亮度或強(qiáng)度。在無(wú)亮度歸一化的情況下，與參考圖像沒(méi)有相似性的對(duì)象、如亮的斑點(diǎn)或反射由于其強(qiáng)度在非歸一化的互相關(guān)的應(yīng)用中會(huì)引起高的透射并進(jìn)而在存在探測(cè)時(shí)例如會(huì)引起錯(cuò)誤識(shí)別。

一個(gè)特別高效的設(shè)計(jì)方案是，亮度歸一化通過(guò)攝像機(jī)本身或自動(dòng)地執(zhí)行，尤其在記錄或保存原始圖像之前執(zhí)行。替選地，原始圖像可以在其記錄之后相應(yīng)地被繼續(xù)處理，例如在攝像機(jī)中或在獨(dú)立的數(shù)據(jù)處理裝置中被繼續(xù)處理。

一個(gè)設(shè)計(jì)方案還有，根據(jù)直方圖值執(zhí)行亮度歸一化。尤其，對(duì)此經(jīng)由控制回路可以設(shè)定攝像機(jī)的記錄參數(shù)、如放大(“增益”)和曝光時(shí)間(“曝光”)，使得圖像的直方圖值與實(shí)際上在該情景中的亮度比無(wú)關(guān)地至少近似恒定地保持在相同的水平上。在根據(jù)直方圖值的亮度歸一化中，替代整個(gè)圖像，也可以?xún)H將圖像的表征性的區(qū)域用于亮度測(cè)量。

對(duì)于根據(jù)直方圖值——尤其在攝像機(jī)內(nèi)部的——亮度歸一化有利的改進(jìn)方案是，最亮的像點(diǎn)(也稱(chēng)作為“像素”)、最亮的像點(diǎn)的組或最亮的圖像區(qū)域的像點(diǎn)被控制到恒定的亮度值。因此，在情景中的亮度或強(qiáng)度波動(dòng)對(duì)于互相關(guān)分析而言已經(jīng)盡可能被統(tǒng)一化。然而，其他所有適合的方法也可以用于亮度歸一化。

所述目的也通過(guò)探測(cè)器(在下文中在不限制一般性的情況下稱(chēng)作為“存在探測(cè)器”)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中存在探測(cè)器具有至少一個(gè)圖像傳感器、尤其cmos傳感器，并且構(gòu)成為用于執(zhí)行如在上文中描述的方法。所述存在探測(cè)器能夠類(lèi)似于方法構(gòu)成并且得到相同的優(yōu)點(diǎn)。

至少一個(gè)圖像傳感器記錄——尤其亮度歸一化的——原始圖像并且與數(shù)據(jù)處理裝置耦合，所述數(shù)據(jù)處理裝置在上文中所描述的方法的過(guò)程中處理所記錄的原始圖像，例如執(zhí)行非歸一化的互相關(guān)，計(jì)算表征性的相似數(shù)cf和執(zhí)行閾值比較。因此，該方法能夠在數(shù)據(jù)處理裝置上進(jìn)行。

數(shù)據(jù)處理裝置可以替選地為與存在探測(cè)器分開(kāi)的單元。

存在探測(cè)器尤其構(gòu)建成用于，根據(jù)被識(shí)別的對(duì)象觸發(fā)至少一個(gè)動(dòng)作，例如輸出至少一個(gè)信號(hào)，例如以便接通照明和/或以便通知其他實(shí)體(例如安全中心)。例如，在識(shí)別出對(duì)象為人員之后，可以輸出用于接通照明的信號(hào)。在識(shí)別出動(dòng)物時(shí)，可以不輸出這種信號(hào)。也可以的是，在門(mén)附近識(shí)別出人員，打開(kāi)門(mén)和接通在門(mén)的另一側(cè)的照明。此外，如果被識(shí)別的對(duì)象的位置是已知的，光源可以對(duì)準(zhǔn)該對(duì)象。替選地或附加地，可以將警報(bào)信號(hào)輸出給監(jiān)控單元，例如安全中心。

例如，存在探測(cè)器可以具有攝像機(jī)(例如視頻單元)作為圖像記錄裝置和數(shù)據(jù)處理裝置(例如專(zhuān)用的圖像數(shù)據(jù)處理單元)，其中數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)結(jié)果情況對(duì)開(kāi)關(guān)(例如開(kāi)關(guān)繼電器)進(jìn)行切換或?qū)⒔Y(jié)果情況通知給照明系統(tǒng)(例如燈光管理系統(tǒng))。

所述目的也通過(guò)一種照明系統(tǒng)或一種照明裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述照明系統(tǒng)或照明裝置如在上文中描述的那樣具有至少一個(gè)存在探測(cè)器。在此，存在探測(cè)器、尤其是其圖像傳感器與照明系統(tǒng)的至少一個(gè)光源耦合。數(shù)據(jù)處理裝置可以為照明系統(tǒng)的一部分，在該情況下，至少一個(gè)存在探測(cè)器、尤其是其圖像傳感器與照明系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理裝置耦合。

尤其地，照明系統(tǒng)可以配設(shè)有多個(gè)圖像傳感器。這包括下述情況，照明系統(tǒng)包括多個(gè)攝像機(jī)或視頻傳感器。多個(gè)攝像機(jī)可以分布到多個(gè)存在探測(cè)器上。

攝像機(jī)可以具有各自的數(shù)據(jù)處理裝置。替選地，照明系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理裝置可以與多個(gè)圖像傳感器耦合。

照明裝置也可以構(gòu)建成用于，根據(jù)通過(guò)至少一個(gè)圖像傳感器或存在探測(cè)器識(shí)別的對(duì)象觸發(fā)至少一個(gè)動(dòng)作，例如輸出至少一個(gè)信號(hào)，例如以便接通照明和/或以便通知其他實(shí)體(例如安全中心)。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的在上文中描述的特性、特征和優(yōu)點(diǎn)以及實(shí)現(xiàn)這些特性、特征和優(yōu)點(diǎn)的方式和方法結(jié)合下面對(duì)實(shí)施例的示意性描述變得更清楚和可更明白理解，所述實(shí)施例結(jié)合附圖予以詳細(xì)闡述。在此，為了概覽性，相同的或起相同作用的元件能夠設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。

圖1示出方法連同相關(guān)的設(shè)備的流程圖；

圖2示出借助于圖1中的方法記錄的第一原始圖像；

圖3示出借助于圖1中的方法計(jì)算的并且作為地貌圖(reliefdiagram)示出的用于圖2中的原始圖像的相關(guān)圖；

圖4示出借助于圖1中的方法記錄的第二原始圖像；

圖5示出借助于圖1中的方法計(jì)算的并且作為地貌圖示出的用于圖4中的原始圖像的相關(guān)圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出具有存在探測(cè)器2和至少一個(gè)與存在探測(cè)器2耦合的光源3(例如具有一個(gè)或多個(gè)基于led的發(fā)光機(jī)構(gòu)，傳統(tǒng)的熒光管等)的照明系統(tǒng)1。存在探測(cè)器2具有cmos傳感器4和與其耦合的數(shù)據(jù)處理裝置5。cmos傳感器4和數(shù)據(jù)處理裝置5也可以共同地稱(chēng)作為攝像機(jī)4、5。

cmos傳感器4例如設(shè)置在要監(jiān)控的空間的天花板上并且在步驟s1中記錄空間的在圖2中示出的原始圖像。原始圖像b1在俯視圖中示出呈人員p的形式的對(duì)象和背景h，所述背景例如具有框架。但是原則上在原始圖像b1中也可以存在多個(gè)人員p。

原始圖像b1已經(jīng)在其被攝像機(jī)4、5或存在探測(cè)器2記錄時(shí)關(guān)于其亮度被歸一化。更確切地說(shuō)，攝像機(jī)4、5構(gòu)建成用于，經(jīng)由控制回路自動(dòng)地設(shè)定記錄參數(shù)、例如放大和/或曝光時(shí)間，使得盡可能與實(shí)際上在該情景中存在的亮度比無(wú)關(guān)地將原始圖像b1的(亮度)直方圖值至少近似恒定地保持在相同的水平上。

原始圖像b1在第二步驟s2中由數(shù)據(jù)處理裝置5繼續(xù)處理，以便移除背景h。對(duì)此，將相應(yīng)的算法應(yīng)用于原始圖像b1。

在第三步驟s3中，現(xiàn)在在被記錄的和減弱背景的圖像中將人員p作為對(duì)象來(lái)檢測(cè)。如果要存在多個(gè)人員p，那么所述人員能夠在其檢測(cè)之后依次輸送給根據(jù)下面的步驟的評(píng)估過(guò)程。

在第四步驟s4中，隨后將被記錄的圖像或被檢測(cè)的對(duì)象轉(zhuǎn)動(dòng)到預(yù)設(shè)的取向上，例如借助平行于圖像邊緣的視圖軸線。

在第五步驟s5中，將例如矩形的框安置到被檢測(cè)的對(duì)象周?chē)⑶冶挥涗浀暮椭钡侥菚r(shí)借助于步驟s2至s4繼續(xù)處理的圖像針對(duì)框來(lái)裁剪。因此，提供被記錄的圖像，所述圖像特別適合于互相關(guān)。

在步驟s6中，使被記錄的和借助于步驟s2至s5繼續(xù)處理的圖像為了與參考圖像(見(jiàn)附圖)比較而經(jīng)受根據(jù)等式(1)的非歸一化的互相關(guān)，以便計(jì)算相關(guān)圖cc1或{ccri,rj}。參考圖像示例性地具有以俯視圖示出的人員作為參考對(duì)象。

圖3作為地貌圖以側(cè)視圖示出從原始圖像b1獲得的矩陣形的相關(guān)圖cc1。在此，相關(guān)圖cc1的矩陣元ccri,rj的結(jié)果值的峰值p1由于人員p與參考對(duì)象的良好的一致而是相對(duì)高的且窄的。

在步驟s7中，對(duì)于所述相關(guān)圖cc1根據(jù)等式(2)按照cf＝(c_mid²/c_rim³)·c_size計(jì)算表征性的相似數(shù)cf。對(duì)于相關(guān)圖cc1，對(duì)于所述情況，表征性的相似數(shù)cf1例如為55。

在步驟s8中，將表征性的相似數(shù)cf1＝55與閾值cf_th進(jìn)行比較，例如根據(jù)cf1＞cf_th。這在cf_th＝50時(shí)是這種情況，使得人員p在此分類(lèi)成與示出人員的參考對(duì)象一致并進(jìn)而被識(shí)別。在肯定識(shí)別的情況下，例如能夠接通至少一個(gè)光源3。

圖4類(lèi)似于圖2示出原始圖像b2，其中現(xiàn)在在圖像背景h之外記錄呈沙發(fā)椅的形式的具體的對(duì)象g。

屬于原始圖像b2的相關(guān)圖cc2在圖5中示出。峰值p2在此與峰值p1相比更寬并且明顯更扁平，使得得到表征性的相似數(shù)cf2＝32。所述值小于用于示出人員的參考對(duì)象的閾值cf_th＝50。因此，將對(duì)象g在比較cf2＞cf_th之后正確地不識(shí)別成人員。

盡管本發(fā)明在細(xì)節(jié)上通過(guò)示出的實(shí)施例詳細(xì)地說(shuō)明和描述，本發(fā)明并不限于此并且其他的變型形式能夠由本領(lǐng)域技術(shù)人員從中導(dǎo)出，而不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。

因此，數(shù)據(jù)處理裝置5也可以不為存在探測(cè)器的一部分，而是為照明系統(tǒng)1的一部分。照明系統(tǒng)1也可以具有多個(gè)cmos傳感器。

盡管本發(fā)明在細(xì)節(jié)上通過(guò)示出的實(shí)施例詳細(xì)地說(shuō)明和描述，本發(fā)明并不限于此并且其他的變型形式能夠由本領(lǐng)域技術(shù)人員從中導(dǎo)出，而不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。

因此，圖1中的步驟也能夠以其他順序執(zhí)行。

普遍地，能夠?qū)ⅰ耙弧薄ⅰ耙粋€(gè)”或單個(gè)或多個(gè)尤其在“至少一個(gè)”或“一個(gè)或多個(gè)”等的范圍中予以理解，只要這沒(méi)有明確地例如通過(guò)表述“剛好一個(gè)”等予以排除。

數(shù)量說(shuō)明也可以剛好包括給出的數(shù)量以及常見(jiàn)的公差范圍，只要這沒(méi)有明確地排除。

附圖標(biāo)記

1照明系統(tǒng)

2存在探測(cè)器

3光源

4cmos傳感器

5數(shù)據(jù)處理設(shè)備

b1原始圖像

b2原始圖像

cc1相關(guān)圖

cc2相關(guān)圖

cf表征性的相似數(shù)

cf_th閾值

g具體的對(duì)象

h背景

p人員

p1峰值

p2峰值

s1-s8方法步驟