專利名稱：運(yùn)動(dòng)圖像檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路，特別涉及一種對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行檢測(cè)電路，通過前后幀靜態(tài)圖像的對(duì)比來判斷是否有運(yùn)動(dòng)發(fā)生。
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)人于2002年12月9日提交的已于2004年6月23日公開的名稱為“運(yùn)動(dòng)圖像檢測(cè)方法”的中國(guó)專利申請(qǐng)02153944.8公開了一種運(yùn)動(dòng)圖像檢測(cè)方法，該方法包括如下步驟從一組連續(xù)圖像中截取兩幀靜態(tài)圖像，并計(jì)算出各幀圖像每個(gè)像素的亮度值，然后根據(jù)兩幀圖像的亮度值的差，判斷是否圖像有變化，即該組圖像為運(yùn)動(dòng)圖像還是靜止圖像。
然而，該專利申請(qǐng)不能自動(dòng)調(diào)整檢測(cè)窗口參數(shù)以適應(yīng)對(duì)于遠(yuǎn)近不同的運(yùn)動(dòng)物體。
另外，用于檢測(cè)的窗口設(shè)置應(yīng)該可以隨被檢測(cè)的物體大小改變，這樣對(duì)于同樣大小的硬件存儲(chǔ)器，我們可以用更高的精度來檢測(cè)運(yùn)動(dòng)圖像的變化。對(duì)于不能變焦的監(jiān)視系統(tǒng)來說，運(yùn)動(dòng)物體在檢測(cè)窗口中有近大遠(yuǎn)小的現(xiàn)象。尤其對(duì)于監(jiān)視面積較大的場(chǎng)合，廣角鏡頭使得距離稍遠(yuǎn)的運(yùn)動(dòng)物體在檢測(cè)窗口中的對(duì)應(yīng)像素個(gè)數(shù)很少。如果能根據(jù)檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)物體的區(qū)域縮小檢測(cè)窗口，同時(shí)提高檢測(cè)精度，如變隔行計(jì)算為逐行計(jì)算，行計(jì)算結(jié)果不再舍去低位精度…，可以使原來被忽略的運(yùn)動(dòng)物體被檢測(cè)到，更有效適應(yīng)現(xiàn)實(shí)多變的應(yīng)用環(huán)境。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供能夠克服上述問題的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路。
根據(jù)本實(shí)用新型的目的，提供一種運(yùn)動(dòng)圖像檢測(cè)電路，包括行像素求和電路，以具有一定檢測(cè)精度的檢測(cè)窗口從一組連續(xù)圖像中截取兩幀靜態(tài)圖像，并對(duì)該兩幀圖像各行的像素亮度值求和；存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)各圖像行的求和結(jié)果；運(yùn)動(dòng)識(shí)別電路，接收來自存儲(chǔ)器的求和結(jié)果，并且根據(jù)求和結(jié)果確定圖像的變化行數(shù)，同時(shí)判斷圖像是運(yùn)動(dòng)圖像還是靜止圖像；和窗口控制器，當(dāng)判斷圖像為靜止圖像時(shí)計(jì)算有變化象素行在圖像中的分布；若有變化象素行集中分布在一定區(qū)域，則改變檢測(cè)窗口，使其與該區(qū)域相對(duì)應(yīng)，同時(shí)提高檢測(cè)窗口的檢測(cè)精度。
優(yōu)選的是，所述行像素求和電路包括對(duì)像素行各像素亮度值求和的求和電路、控制求和結(jié)果寫入存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器寫入控制電路、和根據(jù)檢測(cè)窗口進(jìn)行圖像行計(jì)數(shù)的行計(jì)數(shù)器；所述運(yùn)動(dòng)識(shí)別電路包括控制從存儲(chǔ)器讀出求和結(jié)果的存儲(chǔ)器讀出控制電路，將兩幀圖像的相同像素行的求和結(jié)果相減的圖像行求差電路，根據(jù)圖像行求差電路的差值確定像素行是否變化行并且對(duì)變化行計(jì)數(shù)的變化行計(jì)數(shù)器，和根據(jù)變化行數(shù)確定圖像是否運(yùn)動(dòng)的第一閾值比較電路；所述幀率控制器包括若圖像被判斷為靜止圖像，計(jì)算變化行分布情況的變化行分布計(jì)算電路，根據(jù)變化行分布情況與閾值進(jìn)行比較的第二閾值比較電路，和若有變化象素行集中分布在一定區(qū)域，則改變檢測(cè)窗口同時(shí)提高檢測(cè)窗口的檢測(cè)精度的檢測(cè)窗口產(chǎn)生電路。
本實(shí)用新型在原有技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分利用中間計(jì)算結(jié)果，對(duì)于遠(yuǎn)近不同的運(yùn)動(dòng)物體，自動(dòng)調(diào)整檢測(cè)窗口的大小，充分利用硬件資源提高計(jì)算精度，反應(yīng)速度快，成本低。


下面將參照附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更詳細(xì)的說明，其中圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的運(yùn)動(dòng)圖像檢測(cè)原理的流程圖；圖2是比較數(shù)組的具體過程；圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的運(yùn)動(dòng)圖像檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖4是圖3所示行像素求和電路的一種結(jié)構(gòu)圖；圖5是圖3所示運(yùn)動(dòng)識(shí)別電路的一種結(jié)構(gòu)圖；以及圖6是圖3所示幀率控制器的一種結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的運(yùn)動(dòng)圖像檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)框圖。如圖3所示，運(yùn)動(dòng)圖像檢測(cè)電路包括行像素求和電路310、存儲(chǔ)器320、運(yùn)動(dòng)識(shí)別電路330、幀率控制器340和控制寄存器350。
行像素求和電路310對(duì)輸入圖像以輸入的檢測(cè)窗口抽取檢測(cè)的幀，并對(duì)在檢測(cè)窗口內(nèi)的該幀圖像各行的每一像素求和，在每一行結(jié)束時(shí)，將一行像素之和寫入存儲(chǔ)器320，同時(shí)將一行像素之和直接送入運(yùn)動(dòng)識(shí)別電路330。
運(yùn)動(dòng)識(shí)別電路330用于判斷當(dāng)前檢測(cè)幀是否為運(yùn)動(dòng)圖像。在當(dāng)前檢測(cè)幀的每一行結(jié)束時(shí)，將上一檢測(cè)幀的相應(yīng)行像素和讀出，確認(rèn)此行是否變化。如發(fā)現(xiàn)變化的行，變化行計(jì)數(shù)器將加一。在當(dāng)前檢測(cè)幀結(jié)束時(shí)，對(duì)變化的行數(shù)與閾值T2比較，輸出檢測(cè)結(jié)果。變化行的統(tǒng)計(jì)結(jié)果和最后與閾值T2的比較結(jié)果都會(huì)送入幀率控制器340。
幀率控制器340利用運(yùn)動(dòng)識(shí)別電路提供的計(jì)算結(jié)果，計(jì)算變化行分布，并和閾值T3比較，調(diào)節(jié)檢測(cè)窗口。
控制寄存器350設(shè)置各個(gè)閾值和檢測(cè)幀率。
圖4是圖3所示行像素求和電路310的一種結(jié)構(gòu)圖。在圖4中，行像素求和電路包括求和電路410、存儲(chǔ)器寫入控制器420和行計(jì)數(shù)器430。
圖5是圖3所示運(yùn)動(dòng)識(shí)別電路330的一種結(jié)構(gòu)圖。在圖5中，運(yùn)動(dòng)識(shí)別電路包括存儲(chǔ)器讀出控制電路510、求差電路520、變化行計(jì)數(shù)器530和第一閾值比較電路540。
圖6是圖3所示幀率控制器340的一種結(jié)構(gòu)圖。在圖6中，運(yùn)動(dòng)識(shí)別電路包括檢測(cè)幀率產(chǎn)生電路610、第二閾值比較電路620、和比較結(jié)果電路630。
具體地說，在行像素求和電路310中，行計(jì)數(shù)器420根據(jù)輸入的檢測(cè)窗口進(jìn)行行計(jì)數(shù)。然后，行象素求和電路410在行計(jì)數(shù)器420的控制下從輸入圖像中抽取檢測(cè)的幀，并對(duì)該幀圖像各行的每一像素求和，在每一行結(jié)束時(shí)，將一行像素之和通過存儲(chǔ)器控制電路420寫入存儲(chǔ)器320，同時(shí)將一行像素之和直接送入運(yùn)動(dòng)識(shí)別電路330。
在運(yùn)動(dòng)識(shí)別電路330中，在當(dāng)前檢測(cè)幀的每一行結(jié)束時(shí)，存儲(chǔ)器讀出電路510將上一檢測(cè)幀的相應(yīng)行像素和讀出，經(jīng)求差電路520確認(rèn)此行是否變化，如發(fā)現(xiàn)變化的行，變化行計(jì)數(shù)器530將加一。在當(dāng)前檢測(cè)幀結(jié)束時(shí)，第一閾值比較電路540會(huì)對(duì)變化的行數(shù)與閾值T2比較，輸出檢測(cè)結(jié)果。變化行的統(tǒng)計(jì)結(jié)果和最后與閾值T3的比較結(jié)果都會(huì)送入幀率控制器340。
在幀率控制器340中，變化行分布計(jì)算電路630接收來自變化行計(jì)數(shù)器530的變化行計(jì)數(shù)結(jié)果和第一閾值比較電路540的閾值比較結(jié)果。如果根據(jù)第一閾值比較電路540的判斷，圖像是靜止圖像，則變化行分布計(jì)算電路630計(jì)算有變化像素行在圖像中的分布。第二閾值比較電路620分析變化行分布計(jì)算電路630的計(jì)算結(jié)果，并且與閾值T3比較。檢測(cè)窗口產(chǎn)生電路610根據(jù)第二閾值比較電路620的比較結(jié)果，產(chǎn)生相應(yīng)的檢測(cè)窗口。
具體來說，假如變化行在三個(gè)逐行檢測(cè)窗口(上、中、下)之一的數(shù)量大于其他兩個(gè)窗口，且差值大于閾值T3，表明有必要改變檢測(cè)窗口，則改變檢測(cè)窗口為變化行集中的檢測(cè)窗口，改隔行檢測(cè)為逐行檢測(cè)。若結(jié)果為否，即變化行分布均勻，則不做任何改變。如果在逐行檢測(cè)窗口(上、中、下)之一中未發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)圖像，改變相應(yīng)的檢測(cè)窗口為隔行檢測(cè)窗口。
檢測(cè)窗口產(chǎn)生電路610的輸出結(jié)果送往行像素求和電路310。
圖1是本實(shí)用新型檢測(cè)原理的工作流程圖。
如圖1所示，在步驟S101，啟動(dòng)攝像頭，打開視頻流。
在步驟S102，將整個(gè)圖像分為三個(gè)逐行檢測(cè)窗口，即上、中、下，和一個(gè)包含全部奇(或偶)數(shù)行的隔行檢測(cè)窗口。設(shè)定初始檢測(cè)窗口大小為整個(gè)圖像，隔行檢測(cè)。
在步驟S103，從一組連續(xù)圖像中截取一幀靜態(tài)圖像。
在步驟S104，對(duì)于該幀靜態(tài)圖像，計(jì)算出奇(或偶)數(shù)行每個(gè)像素的亮度值，然后把每一奇(或偶)數(shù)行內(nèi)各像素的亮度值進(jìn)行累加，得到一個(gè)相應(yīng)的數(shù)組一，即ulPrj1。
在步驟S105，截取第二幀圖像。然后在步驟S106，按照與上述過程相同的方式，得到另一個(gè)相應(yīng)的數(shù)組二，即u1Prj2。
在步驟S107，比較數(shù)組一(ulPrj1)和數(shù)組二(ulPrj2)。圖2是比較數(shù)組的具體過程。如圖2所示，比較的具體過程是在步驟S201，將數(shù)組一和數(shù)組二中對(duì)應(yīng)的行像素亮度累加值逐一相減，并取絕對(duì)值；然后在步驟S202，判斷是否該絕對(duì)值大于預(yù)先設(shè)定的一個(gè)閾值T1。若判斷結(jié)果為是，則說明該差值所對(duì)應(yīng)行有所變化，進(jìn)入步驟S203；若否，返回步驟S201，對(duì)其它行進(jìn)行計(jì)算和判斷。在步驟S203，對(duì)變化行數(shù)nSum累加一，然后返回步驟S201，對(duì)其它行進(jìn)行計(jì)算和判斷。這里，nSum表示全部被判斷有變化的圖像行的數(shù)量。
當(dāng)用于數(shù)組比較的全部象素行均比較結(jié)束后，程序自步驟S107進(jìn)入步驟S108。
在步驟S108，判斷nSum是否大于預(yù)先設(shè)定的閾值T2。如果判斷結(jié)果為是，則可判斷該兩幀圖像有變化，即該組圖像為運(yùn)動(dòng)圖像，則進(jìn)入步驟S121，認(rèn)定該圖像為運(yùn)動(dòng)圖像。如果判斷結(jié)果為否，即該數(shù)量小于或等于預(yù)先設(shè)定的閾值T2，則可判斷該兩幀圖像沒有變化，即該組圖像為靜止圖像；程序進(jìn)入步驟S109，判定圖像為靜止圖像。
在步驟S109之后，程序進(jìn)入步驟S110。
在步驟S110，計(jì)算有變化像素行在圖像中的分布。然后，程序進(jìn)入步驟S111。
在步驟S111，判斷是否變化行在三個(gè)逐行檢測(cè)窗口(上、中、下)之一的數(shù)量大于其他兩個(gè)窗口，且差值大于閾值T3。若結(jié)果為是，表明有必要改變檢測(cè)窗口，則程序進(jìn)入步驟S112。若結(jié)果為否，即變化行分布均勻，則不做任何改變，程序返回步驟S103，截取下一幀。
在步驟S112，改變檢測(cè)窗口為變化行集中的逐行檢測(cè)窗口，改隔行檢測(cè)為逐行檢測(cè)。比方說，如果檢測(cè)到變化行集中在中間的窗口，則將當(dāng)前檢測(cè)窗口改變?yōu)橹虚g的逐行檢測(cè)窗口。
在步驟S112和S121之后，程序均返回步驟S103，截取下一幀。
如果在逐行檢測(cè)窗口(上、中、下)之一中未發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)圖像，改變相應(yīng)的檢測(cè)窗口為隔行檢測(cè)窗口。
其中對(duì)不同幀圖像的抽取可以是順次連續(xù)的兩幀相鄰圖像，也可以是有一定間隔幀的圖像。
當(dāng)然，如果需要，可以在一次判斷后的一定時(shí)間以后(如500ms)再次捕捉圖像并進(jìn)行一次判斷。如果兩次都判斷圖像為運(yùn)動(dòng)，則可以最后得出圖像運(yùn)動(dòng)的結(jié)論。如果第一次判斷圖像運(yùn)動(dòng)，而第二次判斷圖像靜止，則我們可以認(rèn)為至少圖像運(yùn)動(dòng)并不顯著，或者就認(rèn)為圖像為靜止。也就是說，可進(jìn)行多次的綜合判斷。
雖然上文較詳盡地描述了本實(shí)用新型，但是這些描述僅是示意性的而非限制性的。顯然，對(duì)于普通技術(shù)人員而言本實(shí)用新型會(huì)以許多方式進(jìn)行變化。
比如，用于判斷圖像行是否變化的參考因素除像素的亮度以外，還可以是色度、色飽和度，或者也可以是RGB信號(hào)的G值等等。
除隔行檢測(cè)和逐行檢測(cè)以外，檢測(cè)窗口的檢測(cè)方式也可以采用其它不同的精度。
逐行檢測(cè)窗口的數(shù)量可以是2或2個(gè)以上，而非僅限于3個(gè)。
另外，對(duì)于本實(shí)用新型的電路而言，也可以在不降低判斷精度的前提下，從圖像中抽取一定數(shù)量的行像素進(jìn)行上述過程的對(duì)比判斷，以減少計(jì)算量。
此外，圖4、圖5和圖6僅僅是圖3電路各組成部分的一種具體結(jié)構(gòu)示例。除此以外，顯然還可以采用其它的具體結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)圖3的電路。
所有這樣的變化都屬于本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)，而不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為偏離本實(shí)用新型的范圍。本實(shí)用新型僅受后附的權(quán)利要求書的精髓和范圍限制。
權(quán)利要求1.一種運(yùn)動(dòng)圖像檢測(cè)電路，包括行像素求和電路，以具有一定檢測(cè)精度的檢測(cè)窗口從一組連續(xù)圖像中截取兩幀靜態(tài)圖像，并對(duì)該兩幀圖像各行的像素亮度值求和；存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)各圖像行的求和結(jié)果；運(yùn)動(dòng)識(shí)別電路，接收來自存儲(chǔ)器的求和結(jié)果，并且根據(jù)求和結(jié)果確定圖像的變化行數(shù)，同時(shí)判斷圖像是運(yùn)動(dòng)圖像還是靜止圖像；和窗口控制器，當(dāng)判斷圖像為靜止圖像時(shí)計(jì)算有變化象素行在圖像中的分布；若有變化象素行集中分布在一定區(qū)域，則改變檢測(cè)窗口，使其與該區(qū)域相對(duì)應(yīng)，同時(shí)提高檢測(cè)窗口的檢測(cè)精度。
2.如權(quán)利要求1所述的一種運(yùn)動(dòng)圖像檢測(cè)電路，其特征在于所述行像素求和電路包括對(duì)像素行各像素亮度值求和的求和電路、控制求和結(jié)果寫入存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器寫入控制電路、和根據(jù)檢測(cè)窗口進(jìn)行圖像行計(jì)數(shù)的行計(jì)數(shù)器。
3.如權(quán)利要求1所述的一種運(yùn)動(dòng)圖像檢測(cè)電路，其特征在于所述運(yùn)動(dòng)識(shí)別電路包括控制從存儲(chǔ)器讀出求和結(jié)果的存儲(chǔ)器讀出控制電路，將兩幀圖像的相同像素行的求和結(jié)果相減的圖像行求差電路，根據(jù)圖像行求差電路的差值確定像素行是否變化行并且對(duì)變化行計(jì)數(shù)的變化行計(jì)數(shù)器，和根據(jù)變化行數(shù)確定圖像是否運(yùn)動(dòng)的第一閾值比較電路。
4.如權(quán)利要求1所述的一種運(yùn)動(dòng)圖像檢測(cè)電路，其特征在于所述幀率控制器包括若圖像被判斷為靜止圖像，計(jì)算變化行分布情況的變化行分布計(jì)算電路，根據(jù)變化行分布情況與閾值進(jìn)行比較的第二閾值比較電路，和若有變化象素行集中分布在一定區(qū)域，則改變檢測(cè)窗口同時(shí)提高檢測(cè)窗口的檢測(cè)精度的檢測(cè)窗口產(chǎn)生電路。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種運(yùn)動(dòng)圖像檢測(cè)電路，其特征在于所述電路包括控制寄存器。
專利摘要本實(shí)用新型披露了一種運(yùn)動(dòng)圖像檢測(cè)電路，包括行像素求和電路，以具有一定檢測(cè)精度的檢測(cè)窗口從一組連續(xù)圖像中截取兩幀靜態(tài)圖像，并對(duì)該兩幀圖像各行的像素亮度值求和；存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)各圖像行的求和結(jié)果；運(yùn)動(dòng)識(shí)別電路，接收來自存儲(chǔ)器的求和結(jié)果，并且根據(jù)求和結(jié)果確定圖像的變化行數(shù)，同時(shí)判斷圖像是運(yùn)動(dòng)圖像還是靜止圖像；和窗口控制器，當(dāng)判斷圖像為靜止圖像時(shí)計(jì)算有變化象素行在圖像中的分布；若有變化象素行集中分布在一定區(qū)域，則改變檢測(cè)窗口，使其與該區(qū)域相對(duì)應(yīng)，同時(shí)提高檢測(cè)窗口的檢測(cè)精度。對(duì)于遠(yuǎn)近不同的運(yùn)動(dòng)物體，本實(shí)用新型能夠自動(dòng)調(diào)整檢測(cè)窗口的大小，充分利用硬件資源提高計(jì)算精度，反應(yīng)速度快，成本低。
文檔編號(hào)G06T7/20GK2762237SQ200420122259
公開日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2004年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月31日
發(fā)明者周天夷, 周芬, 高曉宇 申請(qǐng)人:北京中星微電子有限公司