[發明專利]前景檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201210003655.5
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN103136742A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 白宏益;吳易達;藍坤銘
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;H04N5/14
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

技術領域

本公開涉及一種安全監控圖像的前景檢測裝置及方法。

背景技術

圖像安全監控的應用范圍非常廣，深入在我們生活環境的周圍。當成千上萬臺攝像機架設在城市各個角落，將所拍攝的畫面傳回后臺主控端時，后端圖像畫面的管理與辨識則成了一項艱巨的工作。圖像安全監控除了有賴于以人工方式監控屏幕來達到安全防護，另一個有效的解決方式就是通過穩健的智能型視頻物件檢測的功能，其中又以功能的穩健性最重要，直接和消費者是否愿意接受智能攝像機有關。

影響智能型視頻物件檢測穩健性的關鍵之一，來自于速又準確的前景檢測技術。在安全監控的應用中，所謂的前景通常指的是該場景中移動的人、車子或其他感興趣的移動物件。準確的前景檢測可以應用在人物的追蹤、人物的計數、虛擬警戒區域的入侵檢測等等和安全監控相關的應用。如果沒有好的前景檢測技術，這些應用都無法在準確度上達到令人滿意或可商業化的程度，所以準確的前景檢測是一個最基礎也是最關鍵的技術。

一般前景分離使用的方法是先建立圖像強度的背景模型，再利用和背景的差異程度來分離出前景。其中最常見的方法，就是為每一像素建立的以強度為基底的背景強度高斯模型。近年來，學者提出以強度和顏色向量的差異性大小(θ)和手動設定θ的差異性的閾值來分離前景，這對于單純以強度差異來做前景篩選的技術來說，因為多了一個可供評量的有效信息，可以得到更準確結果。但也因為每一個像素除了計算該像素強度外，還必須多計算顏色向量的差異性大小(θ)，使得計算量大幅提高，結果將造成嵌入式平臺實作上的困難。

高準確度所要付出的代價是高的計算量，而高的計算量也帶來高單價的處理器，這對于需要商業化的產品來說是比較不利的作法，因為這意謂著需要花費更高成本才能來實現商品化目的，甚至有時使用最好的處理器也無法負載復雜演算所帶來的高計算量。

發明內容

有鑒于此，本公開提出一種前景檢測方法及裝置，根據情境調整前景像素的過濾器，可實現高準確度與低計算量的前景檢測。

本公開提出一種前景檢測裝置，包括前景特征值計算模塊、第一過濾器及第二過濾器。其中，前景特征值計算模塊利用目標圖像的多個像素中每一個像素的圖像強度與背景模型中對應像素的背景強度，計算前景特征值。第一過濾器依照拍攝目標圖像的場景因素決定第一閾值及第二閾值，并用以濾除目標圖像的像素中前景特征值位于第一閾值及第二閾值之間的多個非前景像素。第二過濾器依照拍攝目標圖像的場景因素決定圖像差異條件及色度相似條件，并用以濾除經第一過濾器濾除后剩余的像素中前景特征值滿足圖像差異條件與色度相似度條件的非前景像素，而以濾除后剩余的像素作為所檢測的多個前景像素。

在本公開范例實施例的一范例實施例中，上述的前景特征值計算模塊包括背景強度計算單元、圖像強度計算單元及強度比例計算單元。其中，背景強度計算單元接收多張背景圖像，并計算這些背景圖像中每一個像素的背景強度，以建立背景模型。圖像強度計算單元接收目標圖像，并計算此目標圖像中每一個像素的圖像強度。強度比例計算單元用以計算各個像素的圖像強度與背景模型中對應像素的背景強度的強度比例，作為前景特征值。

在本公開范例實施例的一范例實施例中，上述的背景強度計算單元包括以背景圖像中各個像素的灰階值作為像素的背景強度，而上述的圖像強度計算單元包括以目標圖像中各個像素的灰階值作為像素的圖像強度。

在本公開范例實施例的一范例實施例中，上述的背景強度計算單元包括計算背景圖像中各個像素的多個色彩空間的像素值的平均值，以作為該像素的背景強度，而上述的圖像強度計算單元包括計算目標圖像中各個像素的多個色彩空間的像素值的平均值，以作為該像素的圖像強度。

在本公開范例實施例的一范例實施例中，上述的背景強度計算單元包括計算背景圖像中各個像素的多個色彩空間的像素值的平方和開根號值，以作為該像素的背景強度，而上述的圖像強度計算單元包括計算目標圖像中各個像素的多個色彩空間的像素值的平方和開根號值，以作為該像素的圖像強度。

在本公開范例實施例的一范例實施例中，上述的第二過濾器包括前景過濾器及背景色度過濾器。其中，前景過濾器用以判定經第一過濾器濾除后剩余的像素中前景特征值大于圖像差異條件的第三閾值或小于圖像差異條件的第四閾值的像素為前景像素。背景色度過濾器用以計算目標圖像中各個像素與背景模型的對應像素的色度差異值，并判定這些像素中色度差異值大于色度相似條件的第五閾值或小于色度相似條件的第六閾值的像素為前景像素。