專利名稱：成像裝置和方法、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品以及成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成像裝置和方法、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品以及成像系統(tǒng)，用于利用通過(guò)連續(xù)改變成像方向進(jìn)行成像而獲得的全景圖像來(lái)監(jiān)視寬范圍的場(chǎng)景。
背景技術(shù)：
在過(guò)去已經(jīng)廣泛使用的電子照相機(jī)中，通過(guò)釋放照相機(jī)的快門而穿過(guò)鏡頭來(lái)對(duì)對(duì)象成像的光可以通過(guò)固態(tài)圖像傳感器例如CCD(電荷耦合器件)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，并且該圖像信號(hào)被記錄在記錄介質(zhì)上?？梢詮挠涗浗橘|(zhì)中讀出過(guò)去記錄的圖像信號(hào)以進(jìn)行再現(xiàn)。許多電子照相機(jī)具有監(jiān)視器，該監(jiān)視器能夠顯示所捕獲的靜像并且可以在其上顯示從至今為止記錄在記錄介質(zhì)上的靜像中選擇出的一幅圖像。在電子照相機(jī)中，提供給監(jiān)視器的圖像信號(hào)與每屏一個(gè)對(duì)象相對(duì)應(yīng)。因此，同時(shí)顯示在監(jiān)視器上的多個(gè)圖像中的每個(gè)圖像的尺寸受限，從而不能用于同時(shí)監(jiān)視任意寬范圍的場(chǎng)景。
因此，出現(xiàn)了越來(lái)越流行的監(jiān)視攝像機(jī)，這種監(jiān)視攝像機(jī)允許通過(guò)連續(xù)移動(dòng)成像方向來(lái)使對(duì)象成像，以產(chǎn)生由多個(gè)單位圖像形成的全景圖像，從而監(jiān)視寬范圍的場(chǎng)景。近來(lái)，已經(jīng)提出一種收縮/合成多個(gè)視頻信號(hào)以產(chǎn)生出一幀視頻信號(hào)的技術(shù)(如1998年的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)No.108163中的技術(shù))，并且還提出了一種集中式監(jiān)視/記錄系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠從多個(gè)已有的監(jiān)視攝像機(jī)收集監(jiān)視視頻信號(hào)并將這些信號(hào)記錄在記錄介質(zhì)例如錄像帶上以便進(jìn)行監(jiān)視(如日本專利申請(qǐng)?zhí)卦S公開(kāi)No.2000-243062中的技術(shù))。

發(fā)明內(nèi)容
要指出的是，為了在觀看記錄在記錄介質(zhì)例如上述錄像帶中的監(jiān)視圖像的同時(shí)檢測(cè)出成像范圍中的某些變化，觀察者應(yīng)該詳細(xì)觀看在每次掃描時(shí)所提供的監(jiān)視圖像。觀察者不得不一直謹(jǐn)慎小心，以免遺漏了所觀察圖像的細(xì)小變化、非常小的物體的出現(xiàn)等，這需要太多的勞動(dòng)和時(shí)間。另外，由于監(jiān)視/監(jiān)控系統(tǒng)依賴于觀察者的眼睛，所以他或她有可能沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這些場(chǎng)景的變化。
為了在晚上監(jiān)視這樣的區(qū)域，觀察者應(yīng)該非常謹(jǐn)慎小心，避免沒(méi)有發(fā)現(xiàn)攝像機(jī)在光線不充足的情況下所捕獲的黑暗圖像中的侵入者。尤其是，在所監(jiān)視的場(chǎng)景的范圍較寬的情況下，非常難以發(fā)現(xiàn)這樣的侵入者。
另外，由于攝像機(jī)在晚上所捕獲的圖像本身太黑，以至于無(wú)法得知侵入的細(xì)節(jié)，即，無(wú)法得知某人從哪個(gè)建筑物的哪一部分進(jìn)入禁止進(jìn)入?yún)^(qū)域或者入侵者通過(guò)了哪條路徑。所監(jiān)視場(chǎng)景的范圍越寬，就越難以知道上述細(xì)節(jié)。
而且，由能夠與對(duì)象的亮度無(wú)關(guān)地使對(duì)象成像的紅外攝像機(jī)捕獲的視頻信息被轉(zhuǎn)換成單色(W/B)圖像以便向外輸出。因此，在使其形狀和溫度分布變化很少的對(duì)象成像的情況下，在很多情況中難以核實(shí)目標(biāo)和該目標(biāo)周圍的場(chǎng)景。
而且，已經(jīng)有人提出顯示用紅外攝像機(jī)獲取、并且根據(jù)整個(gè)圖像的熱分布來(lái)著色的單色(W/B)圖像。但是，由于著色是在圖像上用人造顏色進(jìn)行，所以著色后的圖像可視性較差。
因此，通過(guò)這種著色來(lái)顯示用紅外攝像機(jī)獲取的圖像的傳統(tǒng)技術(shù)的缺點(diǎn)在于，不容易檢測(cè)出對(duì)象的紅外圖像中的變化。
因此，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，最好提供一種能夠夜以繼日地與其背景相關(guān)地監(jiān)視特定對(duì)象例如人的成像裝置和方法、允許計(jì)算機(jī)控制成像裝置在利用該成像方法成像過(guò)程中的操作的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，以及成像系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種成像裝置，包括紅外成像部件，用于通過(guò)紅外輻射測(cè)量來(lái)對(duì)被監(jiān)視區(qū)域成像；活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)部件，用于根據(jù)由紅外成像部件所獲取的紅外圖像信號(hào)，檢測(cè)監(jiān)視區(qū)域中的活動(dòng)對(duì)象；圖像信號(hào)處理部件，用于使用預(yù)定顏色給紅外圖像信號(hào)的由活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)部件檢測(cè)出的活動(dòng)部分著色；以及圖像顯示部件，用于顯示由圖像信號(hào)處理部件給紅外圖像信號(hào)的活動(dòng)部分著色后得到的圖像。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種成像方法，包括以下步驟通過(guò)紅外輻射測(cè)量來(lái)對(duì)被監(jiān)視的區(qū)域成像；根據(jù)在紅外成像步驟中獲取的紅外圖像信號(hào)，檢測(cè)監(jiān)視區(qū)域中的活動(dòng)對(duì)象；使用預(yù)定顏色給紅外圖像信號(hào)的在活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)步驟中檢測(cè)出的活動(dòng)部分著色；并且顯示在圖像信號(hào)處理步驟中給紅外圖像信號(hào)的活動(dòng)部分著色后得到的圖像。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品允許計(jì)算機(jī)執(zhí)行成像控制處理，該處理包括以下步驟通過(guò)紅外輻射測(cè)量來(lái)對(duì)被監(jiān)視的區(qū)域成像；根據(jù)在紅外成像步驟中獲取的紅外圖像信號(hào)，檢測(cè)監(jiān)視區(qū)域中的活動(dòng)對(duì)象；用預(yù)定顏色給紅外圖像信號(hào)的在活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)步驟中檢測(cè)出的活動(dòng)部分著色；并且顯示在圖像信號(hào)處理步驟中給紅外圖像信號(hào)的活動(dòng)部分著色后得到的圖像。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種成像系統(tǒng)，包括
紅外成像裝置，用于通過(guò)紅外輻射測(cè)量來(lái)對(duì)被監(jiān)視區(qū)域成像；以及控制器，用于經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)控制紅外成像裝置的操作，所述控制器包括活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)部件，用于根據(jù)由紅外成像裝置獲取的紅外圖像信號(hào)，檢測(cè)監(jiān)視區(qū)域中的活動(dòng)對(duì)象；圖像信號(hào)處理部件，用于使用預(yù)定顏色給紅外圖像信號(hào)的由活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)部件檢測(cè)出的活動(dòng)部分著色；以及圖像顯示部件，用于顯示由圖像信號(hào)處理部件給紅外圖像信號(hào)的活動(dòng)部分著色后得到的圖像。
根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)通過(guò)利用紅外輻射測(cè)量對(duì)監(jiān)視區(qū)域成像而獲取的紅外圖像信號(hào)，檢測(cè)出該區(qū)域中的活動(dòng)對(duì)象，使用預(yù)定的顏色給紅外圖像信號(hào)的活動(dòng)部分著色，并且顯示給紅外圖像信號(hào)的活動(dòng)部分著色后得到的圖像。由此，可以夜以繼日地用顏色顯示包括在監(jiān)視區(qū)域的紅外圖像中的活動(dòng)對(duì)象，從而也可以與其背景相關(guān)地明確識(shí)別出監(jiān)視區(qū)域中的活動(dòng)對(duì)象。而且，由于可以準(zhǔn)確無(wú)誤地檢測(cè)出人的任意輕微活動(dòng)，所以本發(fā)明提供了更高精度的監(jiān)視。


圖1示出本發(fā)明的監(jiān)視/監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；圖2為攝像機(jī)單元和監(jiān)視器的示意性方框圖；圖3說(shuō)明了以某種視場(chǎng)角用攝像機(jī)單元對(duì)黑框所圍的觀看范圍進(jìn)行成像；圖4示出顯示器上的觀看區(qū)域的合成的例子。
圖5示出由監(jiān)視/監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)視器進(jìn)行的操作流程；圖6圖示的也是在檢測(cè)活動(dòng)對(duì)象過(guò)程中由監(jiān)視器進(jìn)行的操作流程；圖7示意性地示出由監(jiān)視器進(jìn)行活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)的結(jié)果；圖8示出在著色過(guò)程中由監(jiān)視器進(jìn)行的操作流程；并且圖9示意性地示出已著色的屏幕上的圖像的示例。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖并通過(guò)實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明例如應(yīng)用于如圖1中所示構(gòu)成的監(jiān)視/監(jiān)控系統(tǒng)1。
該監(jiān)視/監(jiān)控系統(tǒng)1包括用于對(duì)被監(jiān)視區(qū)域成像的紅外攝像機(jī)2、被供以來(lái)自紅外攝像機(jī)2的紅外圖像信號(hào)的監(jiān)視器5、與監(jiān)視器5連接的顯示器6、由多個(gè)用戶用于執(zhí)行其應(yīng)用的終端設(shè)備9、與終端設(shè)備9連接的終端顯示器10以及用于在紅外攝像機(jī)2、監(jiān)視器5和終端設(shè)備9之間進(jìn)行雙向通信的網(wǎng)絡(luò)8。
在監(jiān)視/監(jiān)控系統(tǒng)1中，紅外攝像機(jī)2為搖攝/俯仰機(jī)構(gòu)3和攝像機(jī)部件4的組合。搖攝/俯仰機(jī)構(gòu)3被形成為旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，該旋轉(zhuǎn)平臺(tái)例如可以繞著俯仰軸和搖攝軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以自由地改變成像方向。
攝像機(jī)部件4安裝在作為旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的搖攝/俯仰機(jī)構(gòu)3上，以在監(jiān)視器5的控制下在水平或垂直地改變其成像方向的同時(shí)對(duì)對(duì)象成像。而且，隨著視場(chǎng)角在監(jiān)視器5的控制下發(fā)生改變，攝像機(jī)部件4提高或者降低其功率來(lái)對(duì)對(duì)象成像。通過(guò)為一個(gè)監(jiān)視器5提供多個(gè)攝像機(jī)部件4，可以分別以不同的視場(chǎng)角利用這些攝像機(jī)單元來(lái)使對(duì)象成像，從而從多個(gè)視點(diǎn)獲取圖像信息。
監(jiān)視器5由電子設(shè)備例如個(gè)人計(jì)算機(jī)等構(gòu)成。它記錄從紅外攝像機(jī)2傳送來(lái)的圖像信號(hào)并在顯示器6上顯示所記錄的圖像信號(hào)。而且，在用戶指定了圖像的期望部分或點(diǎn)時(shí)，監(jiān)視器5從所記錄的圖像信號(hào)中選擇出最佳的一個(gè)，并且控制顯示器6顯示出所指定的圖像部分或點(diǎn)。監(jiān)視器5起到所謂的中央控制器的作用，用于控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)8，并在得到來(lái)自終端設(shè)備9的請(qǐng)求時(shí)將圖像發(fā)送給終端設(shè)備9。應(yīng)該指出的是，監(jiān)視器5如將在后面所詳細(xì)描述的那樣構(gòu)成。
網(wǎng)絡(luò)8是可以進(jìn)行信息的雙向通信的公用通信網(wǎng)絡(luò)，例如經(jīng)由電話網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)視器5連接的互聯(lián)網(wǎng)、與TA/調(diào)制解調(diào)器連接的ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))/B-ISDN(寬帶ISDN)等。應(yīng)該指出的是，在監(jiān)視/監(jiān)控系統(tǒng)1用在固定的較窄區(qū)域中的情況下，網(wǎng)絡(luò)8可以由LAN(局域網(wǎng))形成。而且，網(wǎng)絡(luò)8可以由所謂的光纖通信網(wǎng)形成。另外，網(wǎng)絡(luò)8可以設(shè)計(jì)成發(fā)送MPEG圖像以及靜像。在該情況下，根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)，MPEG數(shù)據(jù)將從一個(gè)信道連續(xù)發(fā)送，而靜像將以恒定的時(shí)間間隔從另一條信道發(fā)送。
終端設(shè)備9是個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)，每個(gè)家庭或辦公室中的用戶利用該個(gè)人計(jì)算機(jī)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)8從監(jiān)視器5獲取圖像，以便對(duì)這種圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行所需的處理。通過(guò)使多個(gè)終端設(shè)備9與網(wǎng)絡(luò)8連接，可以向多個(gè)用戶同時(shí)提供用于監(jiān)視/監(jiān)控系統(tǒng)1的應(yīng)用程序。終端設(shè)備9在終端顯示器10上顯示從監(jiān)視器5獲取的圖像。而且，終端設(shè)備9響應(yīng)由用戶輸入的命令，產(chǎn)生請(qǐng)求信號(hào)并且將該信號(hào)發(fā)送給監(jiān)視器5。應(yīng)該指出的是，終端設(shè)備9的模塊結(jié)構(gòu)與將在后面描述的監(jiān)視器5的結(jié)構(gòu)類似，并且不再說(shuō)明。
下面將參照?qǐng)D2對(duì)本發(fā)明的監(jiān)視/監(jiān)控系統(tǒng)1的每個(gè)組成部件進(jìn)行舉例說(shuō)明和描述。
如圖2所示，紅外攝像機(jī)2和監(jiān)視器5與公共控制器總線21連接。
包括在紅外攝像機(jī)2中的搖攝/俯仰機(jī)構(gòu)3包括用于改變成像方向的俯仰部件3a和搖攝部件3b。紅外攝像機(jī)2包括攝像機(jī)部件4。攝像機(jī)部件4主要包括用于改變鏡頭組件22的視場(chǎng)角的鏡頭控制器23、設(shè)置在與鏡頭組件22的光軸垂直的位置處的成像裝置24、用于將由成像裝置24產(chǎn)生的圖像信號(hào)發(fā)送給圖像輸入/輸出單元13的IEEE(電氣和電子工程師協(xié)會(huì))1394接口25、用于檢測(cè)紅外攝像機(jī)2的當(dāng)前位置的GPS(全球定位系統(tǒng))接收器28，以及設(shè)置在GPS接收器28中的元數(shù)據(jù)發(fā)生器29。應(yīng)該指出的是，IEEE 1394接口25可以用以太網(wǎng)(注冊(cè)商標(biāo))代替。
監(jiān)視器5包括與1394接口25連接的緩沖存儲(chǔ)器51、與緩沖存儲(chǔ)器51連接的編碼器52、服務(wù)器53、用于壓縮從服務(wù)器53讀取的圖像的圖像壓縮器54、與服務(wù)器53和圖像壓縮器54連接并用于產(chǎn)生用于顯示在顯示器6上的圖像的圖形控制器55、用于經(jīng)由控制器總線21控制每個(gè)組成部件的CPU 56，以及分別與I/O端口58連接的存儲(chǔ)卡61和時(shí)鐘62。
監(jiān)視器5還包括鍵盤59和鼠標(biāo)60，供用戶用于指定顯示在顯示器6上的圖像中的期望圖像區(qū)域和位置。
在俯仰部件3a和搖攝部件3b的每一個(gè)當(dāng)中，根據(jù)CPU 56提供的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)被設(shè)計(jì)為旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)源的步進(jìn)電機(jī)。因此，可以水平或垂直地改變?cè)O(shè)置在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上的攝像機(jī)部件4的成像方向。
鏡頭控制器23根據(jù)CPU 56提供的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)控制鏡頭組件22，以進(jìn)行自動(dòng)光圈控制和對(duì)焦控制。而且，鏡頭控制器23根據(jù)這種驅(qū)動(dòng)信號(hào)改變與對(duì)象相關(guān)的視場(chǎng)角。因此，攝像機(jī)部件4還可以在連續(xù)調(diào)節(jié)放大率的情況下對(duì)該對(duì)象成像。
成像裝置24包括例如用于檢測(cè)從人體表面發(fā)出的紅外輻射的熱感攝像機(jī)(thermal camera)或IRCCD圖像傳感器。它在像面上形成通過(guò)鏡頭組件22入射的對(duì)象圖像，以產(chǎn)生紅外圖像信號(hào)，并且將該信號(hào)發(fā)送給IEEE 1394接口25。
這里要指出的是，紅外攝像機(jī)2采用了所謂的熱成像技術(shù)來(lái)獲取所謂的熱圖像，即描繪出人體的溫度分布的紅外圖像。在紅外攝像機(jī)2中，從人體發(fā)射出的紅外輻射由成像單元24檢測(cè)出，將所檢測(cè)到的紅外輻射的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，分別將這些電信號(hào)放大至預(yù)定水平，從而產(chǎn)生形成紅外圖像的紅外圖像信號(hào)。
GPS接收器28被設(shè)置為根據(jù)從GPS系統(tǒng)發(fā)送的信號(hào)檢測(cè)紅外攝像機(jī)2的位置和成像方向。尤其在設(shè)置有多個(gè)紅外攝像機(jī)2的情況下，GPS接收器28允許控制共同起作用的的多個(gè)紅外攝像機(jī)2的成像方向。將來(lái)自GPS接收器28的輸出信號(hào)提供給元數(shù)據(jù)發(fā)生器29，該元數(shù)據(jù)發(fā)生器29用于根據(jù)GPS系統(tǒng)定位的結(jié)果產(chǎn)生包括緯度、經(jīng)度、方位、海拔高度等的位置信息以及包括例如時(shí)間和各種參數(shù)的元數(shù)據(jù)。元數(shù)據(jù)發(fā)生器29將位置信息和元數(shù)據(jù)提供給編碼器52。應(yīng)該指出的是，在本發(fā)明中可以省略上面的GPS接收器28和元數(shù)據(jù)發(fā)生器29。
控制緩沖存儲(chǔ)器51受CPU 56提供的控制信號(hào)的控制，臨時(shí)存儲(chǔ)從IEEE 1394接口25提供的圖像信號(hào)和紅外圖像信號(hào)。臨時(shí)存儲(chǔ)在緩沖存儲(chǔ)器51中的圖像信號(hào)和紅外圖像信號(hào)被提供給編碼器52，在那里它們將按照標(biāo)準(zhǔn)例如JPEG(聯(lián)合圖像專家組)被壓縮編碼。應(yīng)該指出的是，編碼器52可以是用于將元數(shù)據(jù)發(fā)生器29提供的位置信息和元數(shù)據(jù)加入到將進(jìn)行壓縮編碼的圖像信號(hào)和紅外圖像信號(hào)的編碼器。編碼器52將壓縮編碼后的圖像信號(hào)和紅外圖像信號(hào)輸出給服務(wù)器53或圖像壓縮器54。應(yīng)該指出的是，在所提供的圖像信號(hào)和紅外圖像信號(hào)不準(zhǔn)備進(jìn)行壓縮編碼的情況下，編碼器52將不進(jìn)行壓縮編碼。
服務(wù)器53將編碼器52提供的圖像信號(hào)和紅外圖像信號(hào)一個(gè)接一個(gè)地與位置信息和元數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)。應(yīng)該指出的是，服務(wù)器53可以用硬盤或可移動(dòng)盤狀記錄介質(zhì)代替。在CPU 56的控制下，將記錄在服務(wù)器53中的圖像信號(hào)讀出到圖像壓縮器54和圖形控制器55。還應(yīng)該提醒的是，使用CPU 56控制服務(wù)器53將記錄在其中的紅外圖像信號(hào)傳送給存儲(chǔ)卡61，用戶可以將這些所捕獲的圖像移動(dòng)到另一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)上。而且，使用CPU 56控制服務(wù)器53將記錄在其中的紅外圖像信號(hào)傳送給上述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(未示出)，可以用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(未示出)來(lái)代替服務(wù)器53。
圖像壓縮器54將從服務(wù)器53讀出的JPEG格式的紅外圖像信號(hào)壓縮成壓縮圖像或縮略圖像。而且，CPU 56控制圖像壓縮器54從服務(wù)器53讀取圖像并生成活動(dòng)圖像。應(yīng)該指出的是，可以根據(jù)MPEG、運(yùn)動(dòng)JPEG(Motion-JPEG)、運(yùn)動(dòng)JPEG2000(Motion-JPEG2000)等將圖像數(shù)據(jù)壓縮成這種活動(dòng)圖像。
圖形控制器55根據(jù)從服務(wù)器53讀出的紅外圖像信號(hào)或從圖像處理器54提供的紅外圖像信號(hào)針對(duì)顯示器6進(jìn)行圖形處理。而且，圖形控制器55由CPU 56控制，以控制顯示器6上的對(duì)比度和亮度。
在用戶使用鍵盤59或鼠標(biāo)60指定圖像區(qū)域和位置的情況下，CPU56經(jīng)由控制器總線21發(fā)送用于驅(qū)動(dòng)搖攝/俯仰機(jī)構(gòu)3的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和用于控制監(jiān)視器5中的每個(gè)組成部分的控制信號(hào)。而且，在被供以來(lái)自終端設(shè)備9的預(yù)定請(qǐng)求信號(hào)的情況下，CPU 56選擇記錄在服務(wù)器53中的最佳靜像、活動(dòng)圖像或者各種信息，控制后者將圖像或信息發(fā)送給終端設(shè)備9。
下面對(duì)本發(fā)明的監(jiān)視/監(jiān)控系統(tǒng)1的圖像拾取操作進(jìn)行說(shuō)明。
如圖3所示，紅外攝像機(jī)2以視場(chǎng)角u捕獲加黑框的成像范圍中的圖像。為了以視場(chǎng)角u覆蓋整個(gè)成像范圍，必須連續(xù)地水平或垂直移動(dòng)成像方向。假設(shè)成像范圍的大小可以由通過(guò)以任意視場(chǎng)角u成像而獲得的一幀(下面將其稱為“單元圖像”)的大小的i×j倍表示，則必須設(shè)定至少i×j種成像方向。通過(guò)將以視場(chǎng)角u捕獲的i×j個(gè)單元圖像重疊，可以合成表示整個(gè)成像范圍的總圖像。
假設(shè)成像范圍包括在坐標(biāo)(M，N)處的單元圖像，其中單元圖像1，2，...，M，i按該順序沿水平坐標(biāo)從成像范圍的左端開(kāi)始排列，并且單元圖像1，2，...，N，j按該順序沿垂直坐標(biāo)從上端開(kāi)始排列，則CPU 56將驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送給俯仰部件3a和搖攝部件3b，以首先將攝像機(jī)部件4的成像方向設(shè)定為上左坐標(biāo)(1，1)以便進(jìn)行成像。通過(guò)在坐標(biāo)(1，1)處捕獲單元圖像而產(chǎn)生的基于單元圖像的圖像信號(hào)被臨時(shí)存儲(chǔ)在緩沖存儲(chǔ)器51中，然后根據(jù)JPEG標(biāo)準(zhǔn)在編碼器52中進(jìn)行壓縮編碼。該圖像信號(hào)具有指示成像方向等的位置信息和從GPS 28發(fā)送并記錄到服務(wù)器53中的元數(shù)據(jù)。
同樣，CPU 56將驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送給俯仰部件3a和搖攝部件3b，以使攝像機(jī)部件4的成像方向向右移動(dòng)一幀到坐標(biāo)(2，1)以便進(jìn)行成像。通過(guò)在坐標(biāo)(2，1)處捕獲圖像而產(chǎn)生的圖像信號(hào)同樣記錄到服務(wù)器53中。在CPU 56的控制下，攝像機(jī)部件4在其成像方向連續(xù)水平移動(dòng)到坐標(biāo)(3，1)，(4，1)，...，(i，1)的情況下進(jìn)行成像。
在完成沿成像范圍的第一行成像之后，CPU 56控制攝像機(jī)部件4，以將成像方向調(diào)節(jié)至第二行的坐標(biāo)(1，2)以便進(jìn)行成像，然后連續(xù)水平移動(dòng)成像方向以進(jìn)行成像。在重復(fù)上述操作之后完成了直到坐標(biāo)(1，j)的成像后，服務(wù)器53將在其中記錄了基于分別在相應(yīng)坐標(biāo)處捕獲的i×j個(gè)單元圖像的圖像信號(hào)。
這里要指出的是，基于記錄在服務(wù)器53中的單元圖像的圖像信號(hào)由圖像壓縮器54一個(gè)接一個(gè)地讀出，并且被壓縮至適合顯示器6的顯示屏尺寸。這樣被壓縮的單元圖像通過(guò)圖形控制器15傳送并且顯示在顯示器6上。將記錄在服務(wù)器53中的所有i×j個(gè)單元圖像都顯示在顯示器6上，以合成出一幅全景完整圖像(全景圖像)。通過(guò)每隔一定間隔進(jìn)行上述成像操作，可以獲取描繪出由攝像機(jī)部件4的成像范圍所覆蓋的最新場(chǎng)景的完整圖像，并且在服務(wù)器53中存儲(chǔ)并且管理這些完整圖像。
圖4示出一個(gè)例子，其中將通過(guò)重疊由攝像機(jī)部件4捕獲的i×j個(gè)單元圖像而合成的完整圖像顯示在顯示器6的完整圖像顯示區(qū)域70中。要指出的是，監(jiān)視器5可適合于描繪出共同形成完整圖像顯示區(qū)域70中的完整圖像的單元圖像之間的接縫或邊界，或者在顯示區(qū)域70中僅顯示無(wú)縫的完整圖像。而且，監(jiān)視器5可以設(shè)計(jì)成在完整圖像顯示區(qū)域70中顯示以下述視場(chǎng)角捕獲的一個(gè)完整圖像在該視場(chǎng)角下用整個(gè)成像范圍代替全景完整圖像。
顯示器6具有顯示屏45。如所示出的，顯示屏45還包括放大圖像顯示區(qū)域71，其中用增大的比例系數(shù)來(lái)顯示單元圖像。在該放大圖像顯示區(qū)域71中，可以顯示共同形成顯示在完整圖像顯示區(qū)域70中的完整圖像的單元圖像中、用戶所指定的一幅單元圖像，或者可以按照其成像方向的順序顯示這樣的多個(gè)用戶指定單元圖像。因此，用戶可以實(shí)時(shí)檢查每個(gè)指定單元圖像的成像方向。
用戶可以使用鍵盤59或鼠標(biāo)60來(lái)指定完整圖像顯示區(qū)域70和放大圖像顯示區(qū)域71中的所期望的圖像區(qū)域和位置。應(yīng)該指出的是，在顯示區(qū)域70和71的每一個(gè)中，還可以與鼠標(biāo)60等的移動(dòng)同步地顯示用于進(jìn)行上述指定操作的十字線或指針。
通過(guò)使用按鍵72、73、75和76代替鼠標(biāo)60來(lái)向顯示屏45進(jìn)行輸入操作，可以提高或降低顯示在放大圖像顯示區(qū)域71中的單元圖像的比例因子，控制成像方向以便水平或垂直調(diào)節(jié)攝像機(jī)部件4的成像方向，并且設(shè)定各種可能模式中所期望的一種。
而且，在被指定之后，上述人所處的圖像區(qū)域可以以更大的比例顯示在放大圖像顯示區(qū)域71中。
在該監(jiān)視/監(jiān)控系統(tǒng)1中，監(jiān)視器5根據(jù)監(jiān)視區(qū)域的每個(gè)紅外圖像，利用紅外攝像機(jī)2檢測(cè)活動(dòng)對(duì)象(在圖5的步驟S1中)，將被檢測(cè)的包含活動(dòng)對(duì)象的圖像分成活動(dòng)和靜止部分(在步驟S2中)，用預(yù)定的顏色給活動(dòng)部分著色，以從紅外圖像信號(hào)產(chǎn)生屏幕上的(on-screen)圖像(在步驟S3中)，然后將這樣產(chǎn)生的圖像顯示在顯示器6上(在步驟S4中)。
更具體地說(shuō)，在監(jiān)視/監(jiān)控系統(tǒng)1的監(jiān)視器5中，CPU 56根據(jù)存儲(chǔ)在ROM 57中的處理程序，如圖6中的流程圖所示執(zhí)行活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)程序，并如圖8中的流程圖所示執(zhí)行著色程序。
在如圖6所示的活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)程序中，初始化比較圖像的數(shù)目、比較塊尺寸、差異檢測(cè)水平、檢測(cè)區(qū)域尺寸等(在步驟S11中)，將由紅外攝像機(jī)2所捕獲的紅外圖像信號(hào)形成的紅外圖像分成每個(gè)都由多個(gè)象素形成的多個(gè)比較塊(在步驟S12中)，并且針對(duì)所分成的每個(gè)塊判斷這些比較圖像與參考圖像之間的差異是否高于預(yù)定檢測(cè)水平(在步驟S13中)。在判斷結(jié)果為肯定的情況下(“是”)，即比較圖像與參考圖像之間的差異高于預(yù)定檢測(cè)水平的情況下，打開(kāi)活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)表MDT的相應(yīng)區(qū)域(在步驟S14中)。相反，在步驟S13中的判斷結(jié)果為否定的情況下(“否”)，即比較圖像與參考圖像之間的差異不高于預(yù)定檢測(cè)水平的情況下，關(guān)閉活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)表MDT的相應(yīng)區(qū)域(在步驟S15中)。
接著，判斷是否所有的塊都已經(jīng)進(jìn)行了上面的比較(在步驟S16中)。在判斷結(jié)果為否定的情況下(“否”)，即仍然還有塊要進(jìn)行比較的情況下，操作返回到步驟S12，在該步驟中將對(duì)下一個(gè)塊進(jìn)行上面的比較。相反，在判斷結(jié)果為肯定的情況下(“是”)，即所有塊都進(jìn)行了比較的情況下，在活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)表MDT的打開(kāi)區(qū)域周圍進(jìn)行搜索，并且測(cè)量連續(xù)的打開(kāi)區(qū)域的總長(zhǎng)(在步驟S17中)。根據(jù)測(cè)量結(jié)果，判斷連續(xù)的打開(kāi)區(qū)域的總長(zhǎng)是否大于預(yù)定值(在步驟S18中)。
在步驟S18中的判斷結(jié)果為肯定的情況下(“是”)，即連續(xù)的打開(kāi)區(qū)域的總長(zhǎng)大于預(yù)定值的情況下，直接判斷是否已經(jīng)檢查了所有打開(kāi)區(qū)域的總長(zhǎng)(在步驟S20中)。否則，在步驟S18中的判斷結(jié)果為否定的情況下(“否”)，即連續(xù)的打開(kāi)區(qū)域的總長(zhǎng)不大于預(yù)定值的情況下，在判斷是否已經(jīng)檢查了所有打開(kāi)區(qū)域的總長(zhǎng)(在步驟S20中)之前，關(guān)閉活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)表MDT中的相應(yīng)區(qū)域(在步驟S19中)。在步驟S20中的判斷結(jié)果為否定的情況下(“否”)，即仍然存在其長(zhǎng)度還要測(cè)量的打開(kāi)區(qū)域的情況下，操作回到步驟S16，在該步驟中檢查打開(kāi)區(qū)域的總長(zhǎng)，然后結(jié)束活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)程序。相反，在步驟S20中的判斷結(jié)果為肯定的情況下(“是”)，立即結(jié)束活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)程序。
在活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)程序中，例如測(cè)量出如圖7A所示的連續(xù)的打開(kāi)區(qū)域(表示通過(guò)檢測(cè)比較圖像與參考圖像之間的差異而檢測(cè)出的活動(dòng)對(duì)象)的總長(zhǎng)，以獲得活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)結(jié)果，該檢測(cè)結(jié)果僅表示出其尺寸大于預(yù)定值的活動(dòng)對(duì)象部分，作為如圖7B所示的活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)表MDT中沿著比預(yù)定長(zhǎng)度大的長(zhǎng)度的連續(xù)的打開(kāi)區(qū)域。
并且，在如圖8所示的著色程序中，首先檢查活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)表MDT(在步驟S21中)，并且判斷每個(gè)塊是否為打開(kāi)區(qū)域(在步驟S22中)。
然后，在步驟S22中的判斷結(jié)果為肯定的情況下(“是”)，即該塊為打開(kāi)區(qū)域的情況下，從顏色數(shù)據(jù)表中獲取與對(duì)應(yīng)于該打開(kāi)區(qū)域的紅外圖像信號(hào)的一部分的信號(hào)電平相對(duì)應(yīng)的顏色(在步驟S23中)，并且在屏幕上的圖像的相應(yīng)區(qū)域中設(shè)定該顏色數(shù)據(jù)(在步驟S24中)。
而且，在步驟S22中的判斷結(jié)果為否定的情況下(“否”)，即該塊不是任何打開(kāi)區(qū)域的情況下，在屏幕上的圖像的相應(yīng)區(qū)域中設(shè)定與紅外圖像信號(hào)的信號(hào)電平相對(duì)應(yīng)的單色(W/B)數(shù)據(jù)(在步驟S25中)。
在步驟S26中判斷是否已經(jīng)針對(duì)所有塊設(shè)定了屏幕上的圖像。在判斷結(jié)果為否定的情況下(“否”)，即仍然存在需要為其設(shè)定屏幕上的圖像的任何塊的情況下，操作返回到步驟S21，在該步驟中針對(duì)下一個(gè)塊設(shè)定屏幕上的圖像。相反，在判斷結(jié)果為肯定的情況下(“是”)，即已經(jīng)針對(duì)所有塊進(jìn)行了屏幕上的圖像設(shè)定的情況下，結(jié)束該著色程序。
要指出的是，在顏色數(shù)據(jù)表中，可以通過(guò)將與紅外圖像信號(hào)的對(duì)應(yīng)于打開(kāi)區(qū)域的部分的信號(hào)電平相對(duì)應(yīng)的任意顏色，例如冷色，逐漸改變?yōu)榕?，或者通過(guò)用僅指示具有與預(yù)定信號(hào)電平相對(duì)應(yīng)的預(yù)定溫度的對(duì)象的特定顏色來(lái)代表任意顏色，來(lái)預(yù)先設(shè)定顏色數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的監(jiān)視/監(jiān)控系統(tǒng)1中，監(jiān)視器5檢測(cè)出監(jiān)視區(qū)域中的活動(dòng)對(duì)象，根據(jù)通過(guò)用紅外攝像機(jī)2進(jìn)行紅外輻射測(cè)量所捕獲的監(jiān)視區(qū)域的紅外圖像信號(hào)，用預(yù)定顏色給紅外圖像信號(hào)的活動(dòng)部分著色，并且利用用預(yù)定顏色給活動(dòng)部分OB著色后得到的紅外圖像信號(hào)來(lái)顯示圖像。因此，如圖9所示可以晝夜用顏色顯示包含在監(jiān)視區(qū)域的紅外圖像中的活動(dòng)對(duì)象，從而還可以與其背景相關(guān)地在監(jiān)視區(qū)域中明確識(shí)別出活動(dòng)對(duì)象。而且，由于可以準(zhǔn)確無(wú)誤地檢測(cè)出人的任意輕微活動(dòng)，所以本發(fā)明的監(jiān)視/監(jiān)控系統(tǒng)1提供了更高精度的監(jiān)視。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，只要在所附權(quán)利要求或其等同方案的范圍之內(nèi)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素可以作出各種修改、組合、子組合和替換。
權(quán)利要求
1.一種成像裝置，包括紅外成像部件，用于通過(guò)紅外輻射測(cè)量來(lái)對(duì)被監(jiān)視區(qū)域成像；活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)部件，用于根據(jù)由紅外成像部件所獲取的紅外圖像信號(hào)，檢測(cè)監(jiān)視區(qū)域中的活動(dòng)對(duì)象；圖像信號(hào)處理部件，用于使用預(yù)定顏色給紅外圖像信號(hào)的由活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)部件檢測(cè)出的活動(dòng)部分著色；以及圖像顯示部件，用于顯示由圖像信號(hào)處理部件給紅外圖像信號(hào)的活動(dòng)部分著色后得到的圖像。
2.一種成像方法，包括以下步驟通過(guò)紅外輻射測(cè)量來(lái)對(duì)被監(jiān)視的區(qū)域成像；根據(jù)在紅外成像步驟中獲取的紅外圖像信號(hào)，檢測(cè)監(jiān)視區(qū)域中的活動(dòng)對(duì)象；使用預(yù)定顏色給紅外圖像信號(hào)的在活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)步驟中檢測(cè)出的活動(dòng)部分著色；并且顯示在圖像信號(hào)處理步驟中給紅外圖像信號(hào)的活動(dòng)部分著色后得到的圖像。
3.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品允許計(jì)算機(jī)執(zhí)行成像控制處理，該處理包括以下步驟通過(guò)紅外輻射測(cè)量來(lái)對(duì)被對(duì)被監(jiān)視的區(qū)域成像；根據(jù)在紅外成像步驟中獲取的紅外圖像信號(hào)，檢測(cè)監(jiān)視區(qū)域中的活動(dòng)對(duì)象；用預(yù)定顏色給紅外圖像信號(hào)的在活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)步驟中檢測(cè)出的活動(dòng)部分著色；并且顯示在圖像信號(hào)處理步驟中給紅外圖像信號(hào)的活動(dòng)部分著色后得到的圖像。
4.一種成像系統(tǒng)，包括紅外成像裝置，用于通過(guò)紅外輻射測(cè)量來(lái)對(duì)被對(duì)被監(jiān)視區(qū)域成像；以及控制器，用于經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)控制紅外成像裝置的操作，所述控制器包括活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)部件，用于根據(jù)由紅外成像裝置獲取的紅外圖像信號(hào)，檢測(cè)監(jiān)視區(qū)域中的活動(dòng)對(duì)象；圖像信號(hào)處理部件，用于使用預(yù)定顏色給紅外圖像信號(hào)的由活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)部件檢測(cè)出的活動(dòng)部分著色；以及圖像顯示部件，用于顯示由圖像信號(hào)處理部件給紅外圖像信號(hào)的活動(dòng)部分著色后得到的圖像。
5.一種成像裝置，包括紅外攝像機(jī)，用于通過(guò)紅外輻射測(cè)量來(lái)對(duì)被對(duì)被監(jiān)視區(qū)域成像；活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)器，用于根據(jù)由紅外攝像機(jī)獲取的紅外圖像信號(hào)，檢測(cè)監(jiān)視區(qū)域中的活動(dòng)對(duì)象；圖像信號(hào)處理器，用于使用預(yù)定顏色給紅外圖像信號(hào)的由活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)器檢測(cè)出的活動(dòng)部分著色；以及圖像顯示器，用于顯示由圖像信號(hào)處理器給紅外圖像信號(hào)的活動(dòng)部分著色后得到的圖像。
6.一種成像系統(tǒng)，包括紅外攝像機(jī)，用于通過(guò)紅外輻射測(cè)量來(lái)對(duì)被對(duì)被監(jiān)視區(qū)域成像；以及控制器，用于經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)控制紅外攝像機(jī)的操作，所述控制器包括活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)器，用于根據(jù)由紅外攝像機(jī)獲取的紅外圖像信號(hào)，檢測(cè)監(jiān)視區(qū)域中的活動(dòng)對(duì)象；圖像信號(hào)處理器，用于使用預(yù)定顏色給紅外圖像信號(hào)的由活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)器檢測(cè)出的活動(dòng)部分著色；以及圖像顯示器，用于顯示由圖像信號(hào)處理器給紅外圖像信號(hào)的活動(dòng)部分著色后得到的圖像。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種成像裝置和方法、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品以及成像系統(tǒng)，可以在紅外攝像機(jī)捕獲的紅外圖像中與活動(dòng)對(duì)象的背景相關(guān)地明確識(shí)別出活動(dòng)對(duì)象的相對(duì)位置。本發(fā)明的成像裝置包括紅外攝像機(jī)，用于通過(guò)紅外輻射測(cè)量來(lái)對(duì)被對(duì)被監(jiān)視區(qū)域成像；活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)器，用于根據(jù)由紅外攝像機(jī)所獲取的紅外圖像信號(hào)檢測(cè)監(jiān)視區(qū)域中的活動(dòng)對(duì)象；圖像信號(hào)處理器，用于用預(yù)定顏色給紅外圖像信號(hào)的由活動(dòng)對(duì)象檢測(cè)器檢測(cè)出的活動(dòng)部分著色；以及圖像顯示器，用于顯示由圖像信號(hào)處理器給紅外圖像信號(hào)的活動(dòng)部分著色后得到的圖像。
文檔編號(hào)H04N5/77GK1870739SQ200610089850
公開(kāi)日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2006年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月26日
發(fā)明者池田幸雄 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社