[发明专利]决定图像区域的亮度临界值的方法及相关装置

说明书

技术领域

本发明涉及移动检测(motion detection)，尤指一种用以决定一图像区域 的一亮度临界值的方法及其相关装置，以便以该亮度临界值为基础，从而决 定该图像区域的背景模型以利移动检测的进行。

背景技术

移动检测指于图像串流(video stream)中判断图像中所记录的物件是否 发生移动并进而追踪移动物件的技术，其通过检测图像串流中不同图像画面 (video frame)之间的关连性，以分析图像串流中移动物件的动态。此一技术 如今已被广泛地应用于各种领域，如职业运动比赛、安保系统、军事监控等。

现有移动检测技术中，常见的一种方法为背景模型法，主要是通过建立 图像串流中的背景模型以分离出移动物件。更细节地说，背景模型法先将每 一图像画面分割成固定的多个图像区域，并产生对应于每个图像区域的亮度 临界值，此一亮度临界值即用以区别背景模型与移动物件的不同。当对应于 一图像区域的背景模型的亮度临界值建立后，再以此亮度临界值为依据来进 行移动物件的检测，因此，当该图像区域的总亮度产生变动(如：该图像区域 于前后两张图像画面(frame)中具有不同的总亮度值)，并且该变动大于亮度临 界值一定比例时，即被视为有移动物件自该图像区域通过，之后，对图像画 面中被检测出有移动物件通过的所有图像区域进行综合分析，即可找出图像 画面中的移动物件。最常见的亮度临界值取得方法是对一图像区域的总亮度 值进行取样，进而求得到某一段时间中相对稳定的总亮度值水平，此总亮度 值水平便会被用来当作之后一段时间内的亮度临界值，以作为分辨是否有移 动物件自该图像区域通过的判断基准。现有技术中通常采用统计的方式来求 取此一亮度临界值，也即，于一段时间中对图像区域的总亮度值持续取样， 待该段时间终了时，将所有的取样结果进行平均以代表该段时间中的总亮度 值水平，并将其作为对应该图像区域的亮度临界值。为了适时反应背景模型 的变动，此一背景临界值须时常被更新，才能于背景模型改变时正常地进行 移动检测。关于上述的说明，已进一步将流程整理并概略绘制于图1中的步 骤110～140，由于其为本领域普通技术人员所明了，故进一步的操作在此不 另作赘述。

因此，就硬件成本而论，公知技术所需要的成本相当可观，其中最主要 的成本即是用以记录每次取样结果的存储装置。举例来说，若以每隔10秒 更新某一个区域亮度临界值为例，且每秒对某一个区域总亮度值取样30次 来说(也即在每秒产生30个画面的图像设备中，于每一画面产生时，即对图 像区域的总亮度值进行取样一次)，如此一来，每一个区域亮度则总共需要 300个存储空间(如：暂存器)来分别记录每次的取样结果，并通过一组平均 运算电路才能顺利进行一图像区域的亮度临界值更新。再者，硬件成本最主 要集中于所需存储空间的设置，其为由于平均值计算需要有较长时间的取样 才能确保其正确性，若为提升移动检测的敏感度则需将图像画面分割成更多 的图像区域，如此一来，现有技术将需会负担更多硬件成本。

发明内容

为能解决现有移动检测中，背景模型的建立所需硬件成本过多的问题， 因此，本发明提出一种创新的背景模型的亮度临界值取得的方法与相关装 置，其是通过锁相回路的技术，并辅以快速逼近的技巧，使得每区域亮度临 界值能适当地反应出图像区域的总亮度值改变来产生符合现况的亮度临界 值，从而建立稳定的背景模型。

进一步来说，本发明的诉求在于取代现有技术利用统计一段时间内的每 区域总亮度平均值来产生亮度临界值的方法，因此，本发明主要是利用亮度 逼近值来概略地粗估每区域亮度临界值，再通过锁相回路的技术来提高亮度 逼近值所估计的亮度临界值的精准度。同时，利用锁相回路的低功率波特性， 除了获得稳定亮度临界值的区域亮度(即背景区域亮度)外，克服动态或噪声 干扰，同时能稳定逐步的改变当前锁相回路输出的亮度临界值，来配合背景 缓慢的改变。