识别定位相对运动区域以及位移方向和速度的方法和装置

摘要

本发明的目的在于提供一种实时操作的方法和装置，用于识别和定位在场景中的相对运动的区域，并实时地确定这一相对运动的速度和方向。所述的方法进行数字视频输入信号S(PI)的时间处理，在于从一帧中的每个像素值和前一帧中的每个像素值之间的改变导出的二进制信号DP，用于识别有无显著改变，以及一个表示这个改变的大小的数字信号CO，并进行空间处理，在于在矩阵中连续地分配对于通过矩阵扫描的单帧的这两个信号，并且从矩阵分配来推导所需的相对运动及其参数。该装置通过包括和一个存储器16相连的一个时间处理单元15、和一个延迟单元18相连的一个空间处理单元17、时钟单元20和用于控制单元15和17的操作速率的控制单元19来实现上述目的。

主权项

1.一种实时操作的方法，用于识别和定位在一个通过观测系统观测的场景中的相对运动的区域，所述观测系统具有由一个视频数字信号构成的一个输出，所述视频数字信号包括连续的具有相同的特性的相应的帧，每个帧由连续的行构成，每行包括连续的像素，并用于确定相对位移运动的速度和方向，所述方法在于对于所述视频数字输出信号连续地进行：-时间处理，对于每个像素位置确定在当前帧的像素信号的幅值和在前面的帧中表示的像素信号的幅值之间的差，和-空间处理，对于每个所述视频数字信号的帧在具有分别比所述视频数字信号的行数和每行的像素数少的行数和列数的矩阵中，对于表示像素值的变化的信号的一个帧的一部分像素-在一个帧期间扫描过所述矩阵而经过的部分像素-在同一观测时刻唯一地分配值；并从与给定观测时刻有关的矩阵表示，-即所述视频或数字信号的给定帧-获得相对运动的区域的定位和运动的估计，如果存在相对运动；并且其特征在于它包含一个双预处理，包括使用一个数字时间常数对所述视频数字信号进行自适应平滑，对于所述视频数字信号的每个像素该数字时间常数的数字值是独立的并根据像素值有无时间的变化而被修正，和在一方面，在平滑之后，存储所述输出信号的一个帧，在另一方面，存储每个所述帧像素位置的所述时间常数；时间处理，在于对于每个像素位置确定在当前帧和刚刚在前面的被平滑和存储帧之间像素信号的大小可能的显著变化的存在和其幅值，并产生两个数字信号，第一个信号是二进制的并具有两个可能的值的1位的信号，两个可能的值第一值表示当前帧和前一帧之间存在显著变化，而第二个代表不存在所述显著变化，所述二进制信号的值修正所述时间常数的存储值，以便如果所述信号具有第一值的话减少所述时间常数；以及如果所述信号具有第二值的话，增加所述时间常数；所述减少或增加以定量的方式进行，而第二个数字信号，即幅值信号，是一个多位信号，其具有量化所述变化的幅值的有限的位数；以及-空间处理，在于对于视频数字输出信号的每一帧进行：在整个帧期间，通过所述矩阵一方面分配二进制信号，另一方面分配所述数字幅值信号，确定在对于同一个像素的所述二进制信号和所述数字幅值信号双倍瞬时矩阵表示中的一个特定区域，在该特定的区域中，所述二进制信号具有被寻求的值，表示一个显著的变化是否存在，及所述数字幅值信号表示在双倍瞬时矩阵表示中对于帧的相同部分并从而在同一观察时刻沿着从一个原始像素开始的一个方向的矩阵的两个相邻像素之间是否变化了一个显著变化值，并且从这两个二进制信号和数值数字信号的瞬时矩阵分布中，产生信号表示可能的相对位移的区域的存在和位置、以及相对其环境的相对的帧间速度和在观测平面中可能的相对位移的可能的几个方向中的一个方向。