[发明专利]目标移动对象跟踪设备

说明书

技术领域

本发明涉及目标移动对象跟踪设备，更具体地，涉及这样一种用于利用摄像机跟踪可能的入侵者的设备。

背景技术

存在日益增加的以下需要：在门或类似物周围的限制区中，借助于摄像机跟踪人的活动，并且识别人的活动。为此，现有技术的跟踪设备通常被配置成通过时间序列监视图像的演变，确定每一个监视图像内的移动对象区域，并且放大如此确定的移动对象区域。然而，如此确定的移动对象区域随着移动对象移动加快而变得更小，这致使移动对象区域的放大图像的分辨率很差。为了解决这个问题，在论文“Human Tracking Using TemporalAveraging Silhouette with an Active Camera”(Transactions of the Instituteof Electronics，Information and Communication Engineers ISSN：09151923，vol.J88-D-II，No.2，pp 291-301，2005年2月1日出版)中，提出了确定移动对象区域的另一个方案。该论文提出，基于针对连续监视图像的每一个图像中的选定点获得的运动矢量(光流(optical flow))，确定移动对象区域。首先，该方案获得通过背景判别(background differentiation)而检测到的包围通过图像判别而检测到的移动对象的检测框。然后，该方案进而获得关于在两个连续图像的每一个图像的检测框的里面和外面分别选择的区域的运动矢量，基于运动矢量的分析从背景中辨别移动对象区域，并且提取当前图像中的移动对象的轮廓，以确定该移动对象的形状和中心。尽管发现这个方案在预期只有一个移动对象的环境中是有效的，但是在摄像机的视野中预期有多于一个移动对象的情况下，识别移动对象却相当困难。为了缓解这个缺点，依靠模板可能认为是有效的，通过该模板，可以将目标移动对象与其它移动对象区别开。由于移动对象的轮廓被定义为具有相同运动矢量的部分的集合，所以移动对象的精确形状是相当难以提取的。因此，即使添加模板，上述方案对实现移动对象的可靠确定也无法令人满意。

发明内容

考虑到以上问题，作出了本发明，以便提供能够以提高的精确性来确定目标移动对象的目标移动对象跟踪设备，用于目标移动对象的识别。

根据本发明的设备包括：画面图像存储器(20)，其被配置用来存储摄像机(10)关于观察区所拍摄的真实画面图像的时间序列，其中，观察区覆盖可能的目标移动对象；以及显示器(30)，其被配置用来以所需的放大率显示所述真实画面图像中的可选择的一个或多个真实画面图像。在该设备中还包括：轮廓图像(outline image)处理器(40)，其被配置用来分别从所述真实画面图像提供轮廓图像；以及模板存储器(60)，其被配置用来存储识别目标移动对象的模板图像。该设备进一步包括移动对象定位器(70)，其被配置用来将所述轮廓图像中的每一个轮廓图像与模板图像目比较，以检测每个轮廓图像中与模板图像匹配的局部区域，并且基于被检测到与模板图像匹配的所述局部区域，获得目标移动对象在观察区内的位置数据。该设备中包括放大画面生成装置(80)，其用于基于所述位置数据，从真实画面图像的与轮廓图像的被检测到与模板图像匹配的局部区域相对应的部分提取放大的图像，并且在显示器上显示放大的画面视图。本发明的特征在于，移动对象定位器(70)被配置用来从与被检测到与模板图像匹配的局部区域相对应的轮廓图像中的每一个提取移动对象轮廓图像，并且在于提供了模板更新装置(62)，用来通过使用所述移动对象轮廓图像中当前的一个与所述移动对象轮廓图像中先前的一个或多个的结合来替换模板图像，从而更新模板图像。借助于这种配置，模板图像被不断地更新，一旦当前和先前的轮廓图像被检测到与模板图像匹配，就很好地反映了当前和先前的轮廓图像。因此，对于人体中形状有些固定不变的部分(亦即与诸如臂或腿等其它部分相比在人体的运动期间较不易有形状波动的部分)比如头或肩的轮廓，模板图像能够累积并加权，以便为移动对象的可靠识别提供坚实的基础。另外，所述移动对象的在移动对象轮廓图像中的一个中的一部分的任何小的遗漏都能够通过所述移动对象轮廓图像中的另一个来补充，从而使得模板图像尽可能接近目标移动对象，这导致基于轮廓图像与模板图像之间的比较而精确确定目标移动对象。

优选地，所述轮廓图像处理器被配置用来提供由二进制数据定义的轮廓图像，以便在实现所述设备时降低存储轮廓图像的存储器需求。