專利名稱：在指定的空間確定人數(shù)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供的一種方法和裝置是用來確定在指定的空間確定人的數(shù)目，也可用于對(duì)電視觀眾觀測(cè)和對(duì)房屋的自動(dòng)監(jiān)視。
已經(jīng)存在一些對(duì)電視觀眾進(jìn)行觀測(cè)的裝置。這些裝置與各個(gè)電視機(jī)相連接，它們能記錄下電視機(jī)開啟和關(guān)閉的時(shí)間以及所選擇的頻道。因此，通過給定一個(gè)時(shí)基，并結(jié)合所記錄的時(shí)間，就有可能精確確定哪臺(tái)節(jié)目被選看。一個(gè)中心計(jì)算機(jī)通過電話網(wǎng)詢問與電視機(jī)相聯(lián)接的這類裝置，這樣就可自動(dòng)地掌握觀眾的情況，從而確定被不同的電視頻道所演播出來的不同節(jié)目的成功與否。然而，這些現(xiàn)有的裝置不能提供在一部電視機(jī)前收看某臺(tái)節(jié)目的人數(shù)，它們甚至不能確定在一部偶爾打開的電視機(jī)前是否確實(shí)有人在收看。
一般說來，已知的裝置用于對(duì)房屋的監(jiān)視是出于安全的目的。它們利用超聲波或多普勒效應(yīng)檢測(cè)器，可以提供在一個(gè)指定的房屋內(nèi)出席或缺席的人員的信息。然而，這些現(xiàn)有的裝置不能確定到底有多少人出席。要得到出席人數(shù)這個(gè)數(shù)據(jù)，必須采用對(duì)通過房屋入口和出口的人數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法。這種方法需要將一個(gè)房屋的入口和出口分開，并且在計(jì)數(shù)前要置一個(gè)初始值。進(jìn)一步說，這些裝置不適于完成電視觀眾人數(shù)的自動(dòng)測(cè)定，因?yàn)樗鼈儍H僅只能證明在一個(gè)擁有電視機(jī)的房間內(nèi)存在著某人，并不能證實(shí)這個(gè)人是否正在收看電視。
本發(fā)明的目的是要彌補(bǔ)現(xiàn)有裝置的上述缺陷。
本發(fā)明提供一種方法和裝置，可以用來確定在一個(gè)房間里的人的數(shù)目，特別是可以用來確定收看電視廣播的人數(shù)。
為此，本發(fā)明提供的在一指定空間內(nèi)確定存在的人數(shù)的方法的特征是，首先在一帶狀或一組光檢測(cè)器上形成所給空間的圖象，然后按照給定的讀取頻率讀出這個(gè)圖象中點(diǎn)的灰色電平值。通過比較相繼的圖象中的同一點(diǎn)的灰色電平值，可以確定灰色電平值的變化，這些變化是由于人的移動(dòng)造成的，從而可以推算出在指定空間里的人數(shù)。
這種方法不僅可以知道一給定時(shí)刻在指定空間內(nèi)存在的人數(shù)，而且可以知道這個(gè)人數(shù)的變化以及出席的人離去和返回的情況。所說的空間可能是一個(gè)被監(jiān)視的房間，或者是房間內(nèi)面對(duì)電視機(jī)的一個(gè)局部。身在其中的人確實(shí)在收看電視。
本發(fā)明所述的方法的進(jìn)一步的特征在于改變光檢測(cè)器的讀取頻率，此頻率是為了得到一種平均圖象灰色電平值所需的對(duì)指定空間照明強(qiáng)度的函數(shù)，而平均圖象灰色電平值實(shí)際上與光照條件無關(guān)。
這就避免了光檢測(cè)器的飽和，圖象之間的比較也簡(jiǎn)化了。
本發(fā)明的方法還在于在一頻率下記錄上述圖象，這個(gè)頻率是讀取頻率的約數(shù)，比較相繼的一對(duì)對(duì)圖象，這些圖象是按照指定記錄圖象的數(shù)目彼此之間分離開來，并得到這些圖象之間的差，從而確定灰色電平值的變化。
這個(gè)方法是改變記錄圖象的頻率和/或按照一個(gè)人位移速度來變化一對(duì)對(duì)要比較的分離圖象的數(shù)目。
于是，這個(gè)方法可自動(dòng)適應(yīng)在一個(gè)房間內(nèi)人的運(yùn)動(dòng)。
最后，這個(gè)方法對(duì)不同數(shù)目的相繼結(jié)果相互比較，以消除由于局部照明的變化或兩個(gè)人的圖象暫時(shí)重疊所造成的錯(cuò)誤結(jié)果。
本發(fā)明還提供了一種裝置，可以用來確定在一個(gè)指定的房間內(nèi)的人數(shù)。其特征是它的組成是一個(gè)物鏡，用來在一帶狀或一組光檢測(cè)器上形成圖象;用來控制和讀取光檢測(cè)器的電路;一個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器;信息處理器，如微處理機(jī)，用來比較光檢測(cè)器輸出的相繼的信號(hào)，以便確定由于人的移動(dòng)導(dǎo)致輸出信號(hào)之間的顯著差別，微處理機(jī)還可推算出在透鏡所觀察到的區(qū)域內(nèi)出席的人數(shù)。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該裝置包含用來確定頻率的裝置，用此頻率讀取光檢測(cè)器，它是指定空間內(nèi)照明強(qiáng)度的函數(shù);還有用來記錄已讀取的和數(shù)字化的信號(hào)的裝置，記錄的頻率是光檢測(cè)器讀取頻率的約數(shù);一種用來比較記錄下來的一對(duì)對(duì)相繼信號(hào)的裝置，這些被記錄的信號(hào)按指定數(shù)目分離開來，并得到被比較信號(hào)之間的差;將比較信號(hào)之間差轉(zhuǎn)變?yōu)槎M(jìn)制信號(hào)的裝置;用以消除不明顯差別的濾波器。
這樣的裝置可以與一部電視機(jī)聯(lián)接以進(jìn)行對(duì)電視觀眾的自動(dòng)觀測(cè)，另外，也可以聯(lián)接到一個(gè)系統(tǒng)上保持對(duì)房屋的連續(xù)監(jiān)視。
下面通過示例和參考有關(guān)附圖，對(duì)本發(fā)明作出說明性的描述。通過閱讀下面這一部分，將對(duì)本發(fā)明有更好的理解，并了解到一些細(xì)節(jié)、特點(diǎn)及長(zhǎng)處。


圖1是本發(fā)明的裝置圖。
圖2示出了處理來自光檢測(cè)器的信號(hào)的方法。
圖3示出了本發(fā)明的方法的主要步驟的定時(shí)關(guān)系圖。
參考圖1給出了本發(fā)明的關(guān)鍵元件。
這個(gè)裝置有一個(gè)物鏡10，如同一個(gè)靜物攝象機(jī)或視頻攝象機(jī)的透鏡，這個(gè)透鏡有一個(gè)觀察范圍，物體或人12可以出現(xiàn)在這個(gè)視域中。
透鏡10與由光檢測(cè)器16組成的光檢測(cè)器帶或組14相連，光檢測(cè)器可以是電荷轉(zhuǎn)換型的，一組光檢測(cè)器可以含有512個(gè)或者1024個(gè)。透鏡10在光檢測(cè)器16形成的條帶14檢測(cè)的區(qū)域內(nèi)形成一個(gè)平面圖象，這里所說的平面和圖1中所示的平面一樣。
條帶14的光檢測(cè)器和電路相連接，如圖1的18所示，它給出了總體輪廓。其中包括讀取光檢測(cè)器16上的電荷的電路和至少包括一個(gè)時(shí)鐘，用來確定積分周期或讀取光檢測(cè)器16的頻率。讀取電路通過一個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器20聯(lián)接在一個(gè)微處理機(jī)22上，微處理機(jī)一方面用來處理光檢測(cè)器的輸出信號(hào)，一方面還對(duì)電路18起控制作用。微處理機(jī)還可以接受一個(gè)設(shè)置在遠(yuǎn)距離的計(jì)算機(jī)或中心單元26通過電話網(wǎng)24的詢問。
當(dāng)本發(fā)明要用于對(duì)觀眾進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)時(shí)，上述裝置必須與一部電視機(jī)相聯(lián)接，并且要放置在離地面大約1米高的水平平面區(qū)域上，這個(gè)高度正好與坐在電視機(jī)前看電視的人的身體高度相一致。這樣便可在光檢測(cè)器帶14上成象。
如果本發(fā)明應(yīng)用對(duì)房屋的監(jiān)視，上述裝置要有一光檢測(cè)矩陣，這樣可以避免一維掃描的限制。
本發(fā)明提供的方法的主要步驟和裝置的操作，可以借助圖2和圖3進(jìn)行說明。
圖2中曲線a和b代表相隔予定時(shí)間間隔的兩個(gè)時(shí)刻，從帶14的基本光檢測(cè)器16上讀取的視頻信號(hào)。
曲線a和b代表不同光檢測(cè)器檢測(cè)到的灰色電平值。
當(dāng)在兩個(gè)時(shí)刻間所觀察的景物不變時(shí)，并且提供的照明條件也不變時(shí)，那么曲線a和b是相同的。然而，當(dāng)作為景物的人移動(dòng)了，即使是十分微小的動(dòng)作，這種移動(dòng)也會(huì)引起灰色電平值的變化，并且被光檢測(cè)器檢測(cè)到，用光檢測(cè)器檢測(cè)灰色電平值的變化有助于顯示一個(gè)人的移動(dòng)，這樣便可在所觀察的景物中識(shí)別人的存在，并且將同一景象中的不同人區(qū)別開來。于是，確定在景物中存在的人數(shù)就可行了。事實(shí)上，對(duì)于一個(gè)人，在哪怕幾秒鐘內(nèi)保持完全靜止不動(dòng)，甚至沒有呼吸是不可能的。
由光檢測(cè)器帶14提供的視頻信號(hào)的處理要點(diǎn)如下比較曲線a和曲線b所表示的兩個(gè)相繼的信號(hào)，將它們相減得到曲線C表示的信號(hào)，這個(gè)信號(hào)被放大，由曲線d表示，然后被整流并與閾值相比較后轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制信號(hào)，這是為了消除光檢測(cè)器16的殘留噪聲。信號(hào)的放大增益在前面讀取期間作為被觀察到的光照強(qiáng)度的函數(shù)加以調(diào)整。對(duì)于每一個(gè)要考慮的點(diǎn)來說，閾值也是這些點(diǎn)的光照強(qiáng)的函數(shù)。結(jié)果，得到了如圖中曲線e所示的信號(hào)，它包括脈寬較大的第一方波脈沖或回波28以及寬度小得多的第二方波脈沖或回波30，將這信號(hào)加到一個(gè)濾波器上，它僅僅保留第一回波28(曲線f)，它相當(dāng)于一個(gè)人，而消除的第二回波30由于它的脈寬太小，不能和人相比較，這個(gè)回波可能是由于光照強(qiáng)度的變化(如電燈的打開與關(guān)閉)，或者一個(gè)人手的移動(dòng)，或人拿著的物體晃動(dòng)等因素所引起的。
下面將更詳細(xì)地說明本發(fā)明的方法的各種運(yùn)行的定時(shí)，如圖3示。
帶14的光檢測(cè)器的讀取頻率是由微處理機(jī)22決定的，這個(gè)頻率是觀察的景物的光照強(qiáng)度的函數(shù)，這樣就避免了光檢測(cè)器的飽和，以保證由光檢測(cè)器檢測(cè)的灰色電平值實(shí)際上是恒定的，而且與光照條件無關(guān)。實(shí)際上光檢測(cè)器的讀取速率可以有一個(gè)變化范圍，如每秒讀取1至10次或更多。在給定的5秒到6秒的時(shí)間周期內(nèi)光檢測(cè)器的讀取序列用圖3中的A表示，從A中可以看到讀取頻率大約是每秒4次。
被電路18讀取的信號(hào)，通過轉(zhuǎn)換器20進(jìn)行數(shù)字化，再用微處理機(jī)記錄下來，記錄頻率不大于讀取頻率，它常常是讀取頻率的約數(shù)。圖3中的B圖部分顯示了數(shù)字化信號(hào)的記錄步驟，從中可看到每半秒記錄一個(gè)信號(hào)，換句話說，每隔一個(gè)數(shù)字化信號(hào)記錄一次。
下一步驟是一對(duì)對(duì)地比較相繼的記錄信號(hào)，這些信號(hào)是按照予定的時(shí)間間隔或記錄信號(hào)數(shù)目分離的，找出這些被比較信號(hào)之間的差別。這一步驟由圖3中的C部分代表，圖中的情況是每隔3秒分離一次用于比較的記錄的信號(hào)，換言之，在零時(shí)刻記錄下來的第一個(gè)信號(hào)與3秒后記錄的那個(gè)信號(hào)相比較。它們之間的差的處理過程參照?qǐng)D2的描述(它們被放大、整流、轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制信號(hào)，然后濾波)，是為了得到結(jié)果信號(hào)，這個(gè)信號(hào)是t＝3秒時(shí)刻記錄的(圖3中C部分)。在t＝0.5秒時(shí)記錄的信號(hào)與t＝3.5秒時(shí)記錄的信號(hào)相比較，以此類推。
再下一步驟是變化的數(shù)目的結(jié)果之間相互比較，以消除虛假的結(jié)果，這些虛假的結(jié)果可能是由于一個(gè)人快速經(jīng)過電視機(jī)前面，或者是兩個(gè)人的圖象暫時(shí)重迭等因素造成的。這一步驟由圖3中的D部分表示，它是三個(gè)相繼信號(hào)相互進(jìn)行比較，這個(gè)比較的結(jié)果在t＝4秒時(shí)記錄。
從這些不同步驟的定時(shí)中可以看出，在完成第一事件的記錄之后，最后的結(jié)果是在t＝4秒時(shí)獲得。這個(gè)已知的延遲是由以下因素決定的光檢測(cè)器的讀取頻率，讀取的數(shù)字化信號(hào)的記錄頻率，相互比較的一對(duì)對(duì)信號(hào)之間的時(shí)間間隔的選擇，被比較的相繼信號(hào)的數(shù)目以及微處理機(jī)對(duì)每一個(gè)結(jié)果對(duì)應(yīng)的精確時(shí)刻的確定。
微處理機(jī)還用來調(diào)整數(shù)字化信號(hào)的記錄頻率和兩個(gè)被比較信號(hào)之間的時(shí)間間隔，使它們成為在所觀察的景物中被檢測(cè)的一個(gè)人位移速度的函數(shù)。當(dāng)然，當(dāng)人們坐在電視機(jī)前時(shí)，他們移動(dòng)的速度相對(duì)慢一些，所以兩個(gè)將要相互比較的被記錄信號(hào)之間的時(shí)間間隔至少要2秒至3秒，以保證這兩個(gè)被比較信號(hào)的差不是零，從而使確定存在的人數(shù)成為可能。然而，當(dāng)人在房間內(nèi)快速移動(dòng)時(shí)，兩個(gè)將要相互比較的信號(hào)間的時(shí)間間隔要求更小，信號(hào)的記錄速度要增加。
本發(fā)明的方法由軟件控制的微機(jī)完成，這個(gè)軟件由一系統(tǒng)程序組成，它們的功能如下-獲得來自光檢測(cè)器帶的檢測(cè)信號(hào)。
-一對(duì)對(duì)比較這些信號(hào)，以確定每一個(gè)點(diǎn)之間的差別，將這些差別與值相比較，這個(gè)閾值是起作用的光檢測(cè)器的能量電平的函數(shù)(例如將一個(gè)給定信號(hào)與一個(gè)領(lǐng)先于這個(gè)信號(hào)0.1秒、1秒、2秒、3秒、4秒的信號(hào)分別比較)，從而得到一個(gè)結(jié)果信號(hào)。
-相互比較相繼的結(jié)果信號(hào)，以鑒別其連續(xù)性，并確定在一給定周期內(nèi)的總結(jié)果，如周期為1秒。
-比較在不同周期(如3秒、5秒、10秒、15秒等)內(nèi)按上述方法得到的結(jié)果，所說的周期按照所獲得的結(jié)果變化(相應(yīng)數(shù)據(jù)的可能性)，從而得知關(guān)于人們進(jìn)入和離開光檢測(cè)器帶的觀察域的結(jié)論和存在的人數(shù)。
-提供和顯示結(jié)果。
附錄A，B和C是程序的主要部分，它們分別對(duì)應(yīng)于獲得信號(hào)，確定放大系數(shù)，顯示結(jié)果這幾個(gè)步驟(其它的程序主要是關(guān)于信號(hào)的比較，這一部分對(duì)于專業(yè)程序人員很容易編出)。
權(quán)利要求
1.確定在指定空間存在人數(shù)的方法、這個(gè)方法其特征是在光檢測(cè)器16所組成的檢測(cè)器帶或組14上形成所指空間的圖象，以確定的讀取頻率讀取所說圖象中的點(diǎn)灰色電平值，在相繼的圖象中比較同一點(diǎn)的灰色電平值，確定由于人的移動(dòng)形成的灰色電平值的變化，推算出所指空間存在的人數(shù)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，該方法的特征是光檢測(cè)器的讀取頻率是所指空間光照強(qiáng)度的函數(shù)，從而得到實(shí)際上與光照條件無關(guān)的平均圖象灰色電平值。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，該方法的特征是用一定頻率記錄上述圖象，記錄頻率是讀取頻率的約數(shù)，一對(duì)對(duì)地比較按予定的記錄圖象數(shù)目相互分離的相繼的圖象，找出這些圖象之間的差，以確定灰色電平值的變化。
4.按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征是改變記錄圖象的頻率和/或分離成兩個(gè)將要比較的圖象的數(shù)目是一個(gè)人位移速度的函數(shù)。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的方法，該方法特征在于經(jīng)整流和一個(gè)閾值相比較，將灰色電平變化的量轉(zhuǎn)換成為二進(jìn)制信號(hào)，所說的閾值是每一個(gè)要考慮的點(diǎn)照明強(qiáng)度的函數(shù)。
6.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征是對(duì)二進(jìn)制信號(hào)濾波，以消除那些小得無法與人相比較的信號(hào)。
7.按照權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征是相互比較數(shù)目不同的相繼結(jié)果，以消除錯(cuò)誤的結(jié)果，這錯(cuò)誤的結(jié)果可能來自照明的局部變化或者兩個(gè)人的圖象暫時(shí)相互重疊。
8.按照前述任何一條權(quán)利要求所述的方法，該方法特征是用于確定一部電視機(jī)前觀眾的數(shù)目，或者對(duì)房間的監(jiān)視。
9.用來確定在一指定空間內(nèi)存在人數(shù)的裝置，其特征是它的組成是一個(gè)物鏡10，用來在光檢測(cè)器16組成的光檢測(cè)帶或組14上形成所指定空間的圖象;電路18，用來控制光檢測(cè)器和讀取光檢測(cè)器的信號(hào);一個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器20;一個(gè)信息處理器，如微處理機(jī)22，用來比較檢測(cè)器相繼提供的信號(hào)，以確定這些信號(hào)之間由于人的移動(dòng)而產(chǎn)生的顯著差別，推算在透鏡10的視域內(nèi)存在的人數(shù)。
10.按照權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于它包括一種確定讀取光檢測(cè)器16的頻率的裝置，這個(gè)頻率是所指定的空間光照強(qiáng)度的函數(shù)。
11.按照權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征在于包括一個(gè)記錄裝置，用來記錄讀取的和數(shù)字化的信號(hào)，記錄頻率是光檢測(cè)器讀取頻率的約數(shù);還有另一個(gè)裝置，用來比較并找出一對(duì)對(duì)相繼的記錄信號(hào)之間的差別，記錄信號(hào)是按規(guī)定的數(shù)目分離的。
12.按照權(quán)利11所述的裝置，其特征在于包括一個(gè)轉(zhuǎn)換裝置，它用來將被比較的信號(hào)之間差轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制信號(hào);以及濾波電路，用來消除不明顯的差別。
13.按照權(quán)利要求9至12任何一條所述的裝置，其特征在于包括一個(gè)裝置，它用來比較相繼獲得的不同數(shù)目的結(jié)果，以消除虛假的結(jié)果。
14.按照權(quán)利要求9至13的任何一條所述的裝置，其特征在于它與一個(gè)系統(tǒng)連接，用于完成對(duì)房屋的監(jiān)視，或者與一部電視機(jī)連接，以確定觀眾的數(shù)目。
全文摘要
一種用來確定在指定的空間確定人的數(shù)目的方法及設(shè)備。該方法首先在一帶狀或一組光檢測(cè)器上形成所給空間的圖像，然后按一定頻率讀出該圖象中點(diǎn)的灰色電平值。通過比較相繼的圖象中的同一點(diǎn)的灰色電平值的變化，該變化是由于人的移動(dòng)造成的，因此可以推算出指定空間里的人數(shù)。該裝置包括一個(gè)物鏡；控制電路，一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器；和信息處理裝置；用于推算出觀察區(qū)域內(nèi)出席的人數(shù)。
文檔編號(hào)H04Q9/00GK1030989SQ8810432
公開日1989年2月8日 申請(qǐng)日期1988年6月4日 優(yōu)先權(quán)日1987年6月5日
發(fā)明者米歇爾·法多, 伊夫·蓋恩, 讓-皮埃爾·迪納, 讓-馬克·德雷旺 申請(qǐng)人:伯丁公司