TW201215146A - Image capturing device and method for tracking a moving object using the image capturing device - Google Patents

Image capturing device and method for tracking a moving object using the image capturing device Download PDF

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Description

201215146 -六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明涉及一種攝影機裝置及利用其動態偵測監控場景 的方法。 【先前技術】 [0002] 傳統的攝影機裝置在利用執道系統進行安全監控時，需 要監看人員隨時關注監控場景的畫面，當不明物體（包 括人員）出現在晝面中時，監看人員僅能依靠攝影機裝 置的專屬控制器，手動調整攝影機裝置在執道系統上的 ® 位置，及攝影機裝置鏡頭的角度和焦距，以取得較為清 晰的物體影像。但是，如果監看人員忽略了畫面中的移 動物體，或其手動操作速度無法跟上移動中的物體時， 將會造成拍攝的物體影像或人員影像的清晰度不足，從 而給安全監控工作帶來隱患。 【發明内容】 [0003] 鑒於以上内容，有必要提供一種利用攝影機裝置動態偵 測監控場景的方法，其可根據監控場景中物體的移動， 自動控制攝影機裝置在軌道系統上移動，並調整攝影機 裝置鏡頭的位置。 [0004] 在一個實施方式中，該方法包括如下步驟： [0005] 獲取攝影機裝置的鏡頭連續攝取的監控場景圖像； [0006] 在獲取的圖像中偵測移動物體； [0007] 當偵測到移動物體時，根據該移動物體的移動資料，獲 ： 取攝影機裝置的移動資料； 099132939 表單編號A0101 第3頁/共20頁 0992057640-0 201215146 [00083 根據攝影機裝置的移動資料，控制攝影機裝置在軌道系 統上移動。 [0009] 前述方法可以由攝影機裝置執行，其中該攝影機裝置具 有一個或多個處理器、儲存器以及儲存在儲存器中用於 執行這些方法的一個或多個模組、程式或指令集。 [0010] 用於執行前述方法的指令可以包含在被配置成由一個或 多個處理器執行的程式產品中。 [0011] 相較於習知技術，所述的攝影機裝置及利用其動態偵測 監控場景的方法，可以根據監控場景中物體的移動，自 動控制攝影機裝置在軌道系統上移動，並調整攝影機裝 置鏡頭的位置，提高了安全監控工作的效率和精確度。 【實施方式】 [0012] 參閱圖1所示，係本發明攝影機裝置較佳實施方式的結構 方框圖。在本實施方式中，該攝影機裝置2包括鏡頭21、 儲存器22、驅動器23和處理器24。所述攝影機裝置2包括 ，但不限於，可由軟體或硬體電路方式驅動的巡轉臺攝 影機、快速球攝影機（SpeedDome )和可平移（Pan )、 傾斜（Tilt)、縮放（Zoom)的PTZ (Pan/Tilt/Zoom )攝影機等。 [0013] 其中，所述鏡頭21用於連續獲取監控場景的圖像。在本 實施方式中，所述鏡頭21為電荷耦合裝置（Charge Coupled Device，CCD)。所述驅動器24可以是驅動馬 達，用於驅動攝影機裝置2在軌道系統上移動。 [0014] 所述儲存器22中儲存有動態追蹤系統210，該動態追蹤系 099132939 表單編號A0101 第4頁/共20頁 0992057640-0 201215146 統21 0用於即時偵測監控場景中的移動物體，並根據該移 動物體的移動資料自動控制攝影機裝置在軌道系統上移 動’具體過程參見圖3的描述。 [0015] 在本實施方式中，所述動態追蹤系統210可以被分割成一 個或多個模組，所述一個或多個模組被配置成由一個或 多個處理器（本實施方式為一個處理器24)執行，以完 成本發明。本發明所稱的模組是完成一特定功能的程式 段，比程式更適合於描述軟體在攝影機裝置2中的執行過 程。 〇 [0016] 參閱圖2所示，是攝影機裝置安裝於執道系統的示意圖。 在本實施方式中，所述軌道系統3的類型包括，但不限於 ，履帶傳動式、電動滑輪式和攝影機自帶馬達式等致動 方式。該軌道系統3可以設置於監控場景的天花板上，或 任何適合攝影機裝置2移動並取得場景影像的位置。 [0017] 參閱圖3所示，係本發明利用攝影機裝置動態偵測監控場 景的方法的較佳實施方式的流程圖。 [0018] 步驟S1，動態追蹤系統210獲取攝影機裝置2的鏡頭21連 續攝取的監控場景圖像。舉例而言，假設攝影機裝置2的 鏡頭21每秒鐘拍攝10張圖像，則攝影機裝置2拍攝的間隔 時間為0. 1秒鐘，即每隔0. 1秒鐘，攝影機裝置2的鏡頭 21拍攝一張圖像。 [0019] 步驟S2，動態追蹤系統210在獲取的圖像中偵測移動物體 。具體而言，動態追蹤系統210先從連續的若干圖像中獲 取監控場景的當前圖像和上一張圖像，並計算出當前圖 099132939 表單編號Α0101 第5頁/共20頁 0992057640-0 201215146 [0020] [0021] [0022] [0023] [0024] 像和上-$圖像的特程ϋ (例如圖像的藍色灰度值）。 然後，動態追蹤系統21G將當前圖像和上—張圖像的特徵 值進行杈糊匹配，以找出當前圖像和上一張圖像的相符 區域。最後，動態追蹤系統21〇將當前圖像和上一張圖像 的相符區域的特徵值進行精確匹配，並將特徵值不同的 部分標示為所述監控場景的動態區域，該標示出的動態 區域作為監控場景中的移動物體。 步驟S3，動態追蹤系統21〇判斷是否偵測到移動物體。如 果偵測到移動物體’執行步驟S4;如果沒有读測到移動 物體，返回步驟S2。 步驟S4，動態追蹤系統210根據該移動物體的移動資料， 獲取攝影機裝置2的移動資料。在本實施方式中，所述移 動資料包括：移動方向和移動距離。 舉例而言，如果移動物體的移動方向為向左，則攝影機 裝置2的移動方向為向左；如果移動物體的移動方向為向 右，則攝影機裝置2的移動方向為南古；如果移動物體的 移動方向為向上，則攝影機裝置2的移動方向為向上；如 果移動物體的移動方向為向下，則攝影機裝置2的移動方 向為向下。 所述攝影機裝置2的移動距離可以根據預先設置的攝影機 裝置2的移動速度和拍攝的間隔時間確定。例如，假設攝 影機裝置2的移動速度S = i厘米/秒，拍攝的間隔時間 0. 1秒，則攝影機裝置2每次的移動距離為〇.丨厘米。 步驟S5，動態追蹤系統21〇透過驅動器23，根據攝影機裝 099132939 表單編號A0101 第6頁/共2〇頁 0992057640-0 201215146 置2的移動資料，控制攝影機裝置2在軌道系統3上移動。 [0025] 參閱圖4(A)至圖4(C)所示，係攝影機裝置2在t0、tl、 Ο [0026] 1:2三個不同時刻拍攝的圖像。其中，在t0時刻，攝影機 裝置2在執道系統3的位置A1處。當移動物體4向右上方移 動時，攝影機裝置2跟隨該移動物體沿軌道系統3的右上 方移動，到達位置A2，並獲取此刻（即tl時刻）的圖像 。然後，移動物體4繼續向上方移動，攝影機裝置2跟隨 該移動物體沿軌道系統3的上方移動，到達位置A3，並獲 取此刻（即t2時刻）的圖像。
在其他實施方式中，於步驟S5後，該方法還包括如下步 驟：如果移動物體的最小包圍集在獲取的圖像中所佔比 例小於一個預設比例（例如10%)，則動態追蹤系統210 根據該移動物體的最小包圍集在該獲取的圖像中的位置 資訊下達第一控制指令對鏡頭21作相應傾斜、平移操作 ，直到移動物體的最小包圍集的中心與該獲取的圖像的 中心重合。然後，動態追蹤系統210下達第二控制指令對 鏡頭21的焦距進行相應調整（Zoom in)使得移動物體 的最小包圍集在該獲取的圖像中所佔比例等於所述預設 比例，以獲取大尺寸的移動物體圖像。其中，所述移動 物體的最小包圍集是指包圍該移動物體的最小長方形區 域。 [0027] 舉例而言，參閱圖5(A)和圖5(B)所示，D1代表調整鏡頭 21的位置之前，攝影機裝置2的鏡頭21獲取的圖像，D2代 表調整鏡頭21的位置後，攝影機裝置2的鏡頭21獲取的圖 像。 099132939 表單編號A0101 第7頁/共20頁 0992057640-0 201215146 [0028] 本發明是以安全監控領域為例進行說明的，同樣，該方 法也可以應用於其他相關領域，如居家照護、保全監視 等。 [0029] 最後應說明的是，以上實施方式僅用以說明本發明的技 術方案而非限制，儘管參照較佳實施方式對本發明進行 了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對 本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發 明技術方案的精神和範圍。 【圖式簡單說明】 [0030] 圖1係本發明攝影機裝置較佳實施方式的結構方框圖。 [0031] 圖2係攝影機裝置安裝於轨道系統的示意圖。 [0032] 圖3係本發明利用攝影機裝置動態偵測監控場景的方法的 較佳實施方式的流程圖。 [0033] 圖4(A)至圖4(C)是控制攝影機裝置在執道系統上移動的 示意圖。 [0034] 圖5(A)至圖5(B)是調整攝影機裝置鏡頭位置的示意圖。 【主要元件符號說明】 [0035] 攝影機裝置：2 [0036] 鏡頭：21 [0037] 儲存器：22 [0038] 驅動器：2 3 [0039] 處理器：24 099132939 表單編號A0101 第8頁/共20頁 0992057640-0 201215146 [0040] 動態追蹤系統：210 〇
099132939 表單編號A0101
第9頁/共20頁
0992057640-0

Claims (1)

  1. 201215146 七、申5月專利範圍： 一種利用攝影機裝置動態债測於 ^丨只州现控场景的方法，該攝影機 衣置安裝於軌料'統中，該方法包括如下步驟： 獲取攝影機裝置的鏡頭連續攝取的監控場景圖像； 在獲取的圖像中偵測移動物體； 當偵測到移動物體時，根據該移動物體的移動資料獲取 攝影機裝置的移動資料；及 «㈣機裝置的移動資料’控制攝影機裝置在軌道系統 上移動。 如^專利範㈣丨項所述之制攝影機裝置動態偵測監 控場,?、的方法’其巾，所述在獲取的圖像巾制移動物體 的步驟包括： 從連續的圖像巾獲取監控場景的當制像和上—張圖像， 並計算出當前圖像和上一張圊像的特徵值； 將田如圖像和上一張圖像的特徵值進行模糊匹配，以找出 當前圖像和上一張圖像的相符运域；及 將當前圖像和上-張圖像的相特區域的特徵值進行精痛匹 配，並將特徵值不同的部分標示為所述監控場景的動態區 域，該標示出的動態區域作為監控場景中的移動物體。 如申請專利範圍第1項所述之利用攝影機裝置動態谓測監 控場景的方法，其中，所述移動f料包括：移動方向和移 動距離。 如申請專利範圍第1項所述之利用攝影機裝置動態偵測監 控場景的方法，其中，在所述根據攝影機裝置的移動資料 控制攝影機裝置在執道系統上移動的步驟之後還包括步 099132939 表單編號A0101 第10頁/共20頁 0992057640-0 201215146 . 驟： 如果移動物體的最小包圍集在獲取的圖像中所佔比例小於 一個預設比例，則根據該移動物體的最小包圍集在該獲取 的圖像中的位置資訊下達第一控制指令對鏡頭作相應傾斜 、平移操作，直到移動物體的最小包圍集的中心與該獲取 的圖像的中心重合；及 下達第二控制指令對鏡頭的焦距進行相應調整使得移動物 體的最小包圍集在該獲取的圖像中所佔比例等於所述預設 比例。 〇 5 .如申請專利範圍第4項所述之利用攝影機裝置動態偵測監 控場景的方法，其中，所述移動物體的最小包圍集是指包 圍該移動物體的最小長方形區域。 6 . —種攝影機裝置，該攝影機裝置安裝於軌道系統中，用於 對監控場景進行動態偵測，其中，該攝影機裝置包括： 鏡頭； 儲存器； 驅動器； 〇 w 一個或多個處理器；以及 一個或多個模組，所述一個或多個模組被儲存在所述儲存 器中並被配置成由所述一個或多個處理器執行，所述一個 或多個模組包括： 獲取攝影機裝置的鏡頭連續攝取的監控場景圖像的模組； 在獲取的圖像中偵測移動物體的模組； 當偵測到移動物體時，根據該移動物體的移動資料，獲取 攝影機裝置的移動資料的模組；及 根據攝影機裝置的移動資料，利用驅動器控制攝影機裝置 099132939 表單編號A0101 第11頁/共20頁 0992057640-0 201215146 在執道系統上移動的模組。 7 .如申清專利辜巳圍第6項所述之攝影機裝置，其中，所述在 獲取的圖像十偵測移動物體的模組包括： 從連續的圖像中獲取監控場景的當前圖像和上—張圖像， 並計算出當前圖像和上一張圖像的特徵值的子模組； 將當前圖像和上-張圖像的特徵值進行模糊匹配，以找出 當前圖像和上-張圖像的相符區域的子模組；及 將當前圖像和上-張圖像的相符區域的特徵值進行精嫁匹 配，並將特徵值不同的部分標示為所述監控場景的動態區 域的子模組，該標示㈣動龍域作為監控場景中的移動 物體。 8.如申請專利範圍第6項所述之攝影機裝置，其中，所述移 動資料包括：移動方向和移動距離。 •如申請專利範圍第6項所述之攝影機裝置，其中，所述一 個或多個模組還包括： 如果移動㈣的以包_在獲取_翁所纟比例小於 一個預設比例，則根據該移動物體的最小包圍集在該獲取 的圖像中的位置資訊下達第一控制指令對鏡頭作相應傾斜 、平移操作，直到移動物體的最小包圍集的中心與該獲取 的圖像的中心重合的模組；及 下達第—控制才曰令對鏡頭的焦距進行相應調整使得移動物 的最J、包圍集在S亥獲取的圖像中所占比例等於所述預設 比例的模組。 如申4專利範圍第9項所述之攝影機裝置，其中，所述移 動物體的最小包圍集是指包圍該移動物體的最小長方形區 域。 099132939 表單蝙號Α0101 第12頁/共20頁 0992057640-0
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