发明名称 影像平面中侦测物体的方法与系统;METHOD AND SYSTEM FOR OBJECT DETECTION IN AN IMAGE PLANE
摘要 本发明揭露一种影像平面中侦测物体的方法与系统。其针对一个影像画面建立一个隐藏式马可夫模型,并初始化此隐藏式马可夫模型的参数。然后,在空间轴上,利用前一个时刻所求得的物体遮罩,更新目前时刻的隐藏式马可夫模型参数。根据此更新的参数及一解码演算法再估测目前时刻的物体遮罩。如此,快速估计出隐藏式马可夫模型参数,并有效地得到稳定强健的物体侦测结果,使得所求得的物体遮罩更趋近于实际物体的范围,而背景结果也能更加排除误判的情况。
申请公布号 TWI328201 申请公布日期 2010.08.01
申请号 TW095140053 申请日期 2006.10.30
申请人 财团法人工业技术研究院 INDUSTRIAL TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE 新竹县竹东镇中兴路4段195号 发明人 王文豪
分类号 主分类号
代理机构 代理人 洪尧顺 台北市内湖区行爱路176号3楼
主权项 1.一种影像平面中侦测物体的方法,该方法包含下列步骤:针对一个画面建立一个隐藏式马可夫模型,并初始化该隐藏式马可夫模型的参数;在一目前时刻t的空间轴上,利用前一个时刻t-1所求得的物体遮罩Ωh(t-1)求得一待更新遮罩Ω(t),更新该目前时刻之隐藏式马可夫模型的参数;以及根据该更新之目前时刻的隐藏式马可夫模型的参数及一解码演算法,再估测该目前时刻的物体遮罩;其中,该目前时刻t意指一目前画面被撷取之时刻,而该前一个时刻t-1意指前一个画面被撷取之时刻。 ;2.如申请专利范围第1项所述之影像平面中侦测物体的方法,其中以两种状态,背景状态S1与前景状态S2,和两种符号,背景符号α与前景符号β,来建立该隐藏式马可夫模型。 ;3.如申请专利范围第2项所述之影像平面中侦测物体的方法,其中该初始化该隐藏式马可夫模型参数的步骤包括设定背景状态S1下的前景符号的机率P1(x=α)、背景状态S1下的背景符号的机率P1(x=β)、状态S1及状态S2的初始机率和状态转移机率矩阵{aij,i,j=1,2},aij是从状态Si转移到状态Sj的机率。 ;4.如申请专利范围第3项所述之影像平面中侦测物体的方法,其中该更新目前时刻之隐藏式马可夫模型的参数的步骤更包括:该待更新遮罩Ω(t)代表前景遮罩去除前一时刻所求的前景遮罩Ωh(t-1)之后的二值化遮罩;以及该待更新遮罩Ω(t)在背景状态下的前景符号的机率被近似为ξ,亦即P1(x=α)=ξ,其中ξ代表在Ω(t)中,前景符号所占的比例。 ;5.如申请专利范围第2项所述之影像平面中侦测物体的方法,其中该再估测该目前时刻的物体遮罩的步骤更包括:以一维的方式读取利用前一个时刻所求得的物体遮罩Ωh(t-1)而求得的该待更新遮罩Ω(t);利用该解码演算法去估计目前时刻之影像画素(x,y)的一维状态Ωf(x,y,t),其中如果利用该前一个时刻所求得的物体遮罩Ωh(t-1)而求得的该待更新遮罩Ω(t)之前景符号与背景符号模糊的部分符合背景的统计模型,此部分则视为背景;以及转换该估计出之Ωf(x,y,t)的一维状态为二维物体遮罩;其中,影像画素(x,y)意指该影像画素在一画面之画素位置的二维座标。 ;6.如申请专利范围第5项所述之影像平面中侦测物体的方法,其中该前一个时刻所求得的二维物体遮罩系用原始解析度来读取。 ;7.如申请专利范围第4项所述之影像平面中侦测物体的方法,其中该前一个时刻所求得的二维物体遮罩系先将输入讯号的取样缩小后的结果。 ;8.如申请专利范围第3项所述之影像平面中侦测物体的方法,其中该状态转移机率矩阵的设定更包括当i≠j时,aii>aij。 ;9.如申请专利范围第7项所述之影像平面中侦测物体的方法,其中对于以该输入讯号的取样缩小后的结果去估测的状态序列(t),该方法再包括将该状态序列(t)的取样放大,以取得该物体遮罩的步骤。 ;10.如申请专利范围第如申请专利范围第1项所述之影像平面中侦测物体的方法,其中该解码演算法为一种Viterbi演算法。 ;11.一种影像平面中侦测物体的系统,该系统包含:一隐藏式马可夫模型,由已初始化之多个参数组态而成并与一物体片段切割单元耦合,λ代表该隐藏式马可夫模型之该多个参数的集合;一估计参数单元,利用前一个时刻t-1所求得的物体遮罩Ωh(t-1),求得一待更新遮罩Ω(t),更新目前时刻t之隐藏式马可夫模型的参数λ(t);一估计状态单元,根据该参数λ(t),由一解码器估计出一相对应的状态序列;一转换与储存物体遮罩单元,将该状态序列转换成一物体遮罩Ωh(t)并储存之;以及一延迟缓冲器,将该前一个时刻t-1的物体遮罩Ωh(t-1)传送给该估计参数单元;其中,t意指一目前画面被撷取之时刻,而该前一个时刻t-1意指前一个画面被撷取之时刻。 ;12.如申请专利范围第11项所述之影像平面中侦测物体的系统,其中该隐藏式马可夫模型系由下列参数组态而成,并以H:=(N,M,A,π,P1,P2)来表示:N是状态的个数,且N=2,该两种状态分别为背景状态S1与前景状态S2;M是符号的个数,且M=2,该两种符号分别为背景符号α与前景符号β;A是状态转移机率矩阵,A={aij,i,j=1,...N},aij是从状态i转移到状态j的机率;π={π1,...,πN},πi是状态i发生的初始机率;以及P1及P2分别是背景状态S1及前景状态S2的机率分布函数。 ;13.如申请专利范围第11项所述之影像平面中侦测物体的系统,其中该解码器是一种Viterbi解码器。 ;14.如申请专利范围第11项所述之影像平面中侦测物体的系统,其中该物体遮罩Ωh是一种二值化画面资料。;第一图为一示意图,说明传统之隐藏式马可夫模型化的流程。;第二图说明相应于影像之物体遮罩的二维表示法可用一维的讯号来表示。;第三图为一状态图,说明本发明范例中隐藏式马可夫模型所使用的状态。;第四图为一流程图,说明本发明之影像平面中物体侦测方法的主要运作程序。;第五图为一方块示意图,补充说明第四图中各步骤的运作。;第六图是本发明之范例中的一个系统方块示意图。
地址 INDUSTRIAL TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE 新竹县竹东镇中兴路4段195号