專利名稱：視訊影像差異比對電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種視訊影像差異比對電路，尤指視訊影像差異比對之 中，背景更新與否的比對判別；可輔助與提升視訊影像差異比對的準(zhǔn) 確性與實用性。
背景技術(shù)：
影像擷取的需求已日益增加， 一般人可透過網(wǎng)絡(luò)將影像傳輸?shù)竭h(yuǎn) 程的計算機(jī)，供人觀看； 一般的工作場合，可透過影像擷取，監(jiān)視每 個工作點的狀態(tài)；在大樓里，管理中心有監(jiān)視器用來接收大樓各處轉(zhuǎn) 角攝影機(jī)傳回來的影像畫面，供管理中心的人隨時注意；在銀行里， 有攝影機(jī)用來監(jiān)視人員進(jìn)出的狀況；在超商里，也有攝影機(jī)用來監(jiān)視 店里的情況。攝影機(jī)所拍攝到的影像畫面，通常會透過有線或無線的 機(jī)制傳送至一個控制中心，控制中心則備有一影像服務(wù)器，可以將每 個點的影像畫面存起來，供日后査核之用；例如發(fā)生特殊狀況，則可 將影像畫面調(diào)出來，找出問題所在。
監(jiān)視系統(tǒng)攝影機(jī)所拍射到的背景畫面，通常為靜態(tài)的畫面，例如 一個建筑物、 一條道路或者一公園等。而前景則包含動態(tài)的畫面，例 如有人走過，或車子經(jīng)過等。動態(tài)的前景畫面，通常是監(jiān)控系統(tǒng)所要 的影像，因此，記錄動態(tài)畫面發(fā)生的時間點，以方便事后快速搜尋到
有意義影像時段，是許多監(jiān)視系統(tǒng)的基本功能。
要判斷畫面是否有變化，習(xí)用的基本作法是將一個影像畫面與原 定背景或前張影像比對差異，由差異程度的多寡判斷畫面是否有變
化。若以軟件搭配運(yùn)算功能強(qiáng)大的DSP或CPU來實現(xiàn)前述功能，不 僅可以輕易分析影像差異，也可做出對象偵測追蹤功能，甚至可做出 具人臉辨識功能的商品。但以軟件實現(xiàn)的缺點在于除硬件成本較高 外，軟件本身可能也需付費(fèi)，產(chǎn)品定位屬高階。
以硬件實現(xiàn)畫面是否有變化的判斷，用適當(dāng)?shù)目烧{(diào)參數(shù)，搭配簡 單軟件判斷，使此影像擷取裝置有近似對象偵測的功能，且成本低廉， 系為本發(fā)明所關(guān)注者。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出 一新穎且進(jìn)步的視訊影像差異比對電路， 透過模式與參數(shù)設(shè)定緩存器之設(shè)定，提供多種視訊影像差異比對電路 背景更新方式，讓使用者能應(yīng)用于各式各樣不同類型與環(huán)境之偵測。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明提出一種視訊影像差異比對電路，包含 一影像比對單元；
一影像擷取單元，系電性連接于該影像比對單元，用以擷取一影
像；
一影像數(shù)據(jù)緩存器，系電性連接于該影像比對單元，并儲存一背 景影像；
一比對結(jié)果緩存器，系電性連接于該影像比對單元； 一模式與參數(shù)設(shè)定緩存器，系電性連接于該影像比對單元，并儲
存一固定更新模式；該固定更新模式設(shè)定該影像比對單元，每比對一 第一參數(shù)值后，即將該影像取代成為該背景影像；其中，該影像比對 單元系可將該影像擷取單元所擷取之該影像與該背景影像進(jìn)行比對 運(yùn)算，并將比對結(jié)果儲存至該比對結(jié)果緩存器；該影像比對單元系根 據(jù)該模式與參數(shù)設(shè)定緩存器之設(shè)定，決定是否更新儲存于該影像數(shù)據(jù) 緩存器之該背景影像。
如所述之視訊影像差異比對電路，其中該第一參數(shù)值系可為一段 時間或特定張影像。
如所述之視訊影像差異比對電路，其中該模式與參數(shù)設(shè)定緩存器 更包含一差異更新模式，該差異更新模式設(shè)定該影像比對單元，當(dāng)該 影像擷取單元所擷取之該影像與該背景影像差異小于一第二參數(shù)值， 并且持續(xù)相同比對結(jié)果大于一第三參數(shù)值后，即將該影像擷取單元所 擷取之該影像取代成為該背景影像。
如所述之視訊影像差異比對電路，其中該第三參數(shù)值系可為一段 時間或特定張影像。
如所述之視訊影像差異比對電路，其中該模式與參數(shù)設(shè)定緩存器 更包含一無差異更新模式，該無差異更新模式設(shè)定該影像比對單元， 當(dāng)該影像擷取單元所擷取之該影像與該背景影像相同，并且持續(xù)相同 大于一第四參數(shù)值后，即將該影像擷取單元所擷取之該影像取代成為 該背景影像。
如所述之視訊影像差異比對電路，其中該第四參數(shù)值系可為一段 時間或特定張影像。
本發(fā)明更提出另一種視訊影像差異比對電路，包含-一影像比對單元；
一影像擷取單元，系電性連接于該影像比對單元，用以擷取一影
像；
一影像數(shù)據(jù)緩存器，系電性連接于該影像比對單元，并儲存一背 景影像；
一比對結(jié)果緩存器，系電性連接于該影像比對單元； 一模式與參數(shù)設(shè)定緩存器，系電性連接于該影像比對單元，并儲 存一差異更新模式，該差異更新模式設(shè)定該影像比對單元，當(dāng)該影像 擷取單元所擷取之該影像與該背景影像差異小于一第一參數(shù)值，并且 持續(xù)相同比對結(jié)果大于一第二參數(shù)值后，即將該影像擷取單元所擷取 之該影像取代成為該背景影像。其中，該影像比對單元系可將該影像 擷取單元所擷取之該影像與該背景影像進(jìn)行比對運(yùn)算，并將比對結(jié)果 儲存至該比對結(jié)果緩存器；該影像比對單元系根據(jù)該模式與參數(shù)設(shè)定 緩存器之設(shè)定，決定是否更新儲存于該影像數(shù)據(jù)緩存器之該背景影 像。
如所述之視訊影像差異比對電路，其中該第二參數(shù)值系可為 一段 時間或特定張影像。
如所述之視訊影像差異比對電路，其中該模式與參數(shù)設(shè)定緩存器 更包含一固定更新模式；該固定更新模式設(shè)定該影像比對單元，每比 對一第三參數(shù)值后，即將該影像取代成為該背景影像；
如所述之視訊影像差異比對電路，其中該第三參數(shù)值系可為一段
時間或特定張影像。
如所述之視訊影像差異比對電路，其中該模式與參數(shù)設(shè)定緩存器 更包含一無差異更新模式，該無差異更新模式設(shè)定該影像比對單元， 當(dāng)該影像擷取單元所擷取之該影像與該背景影像相同，并且持續(xù)相同 大于一第四參數(shù)值后，即將該影像擷取單元所擷取之該影像取代成為 該背景影像。
如所述之視訊影像差異比對電路，其中該第四參數(shù)值系可為一段 時間或特定張影像。
本發(fā)明更提出另一種視訊影像差異比對電路，包含 一影像比對單元；
一影像擷取單元，系電性連接于該影像比對單元，用以擷取一影
像；
一影像數(shù)據(jù)緩存器，系電性連接于該影像比對單元，并儲存一背 景影像；
一比對結(jié)果緩存器，系電性連接于該影像比對單元； 一模式與參數(shù)設(shè)定緩存器，系電性連接于該影像比對單元，并儲 存一無差異更新模式，該無差異更新模式設(shè)定該影像比對單元，當(dāng)該 影像擷取單元所擷取之該影像與該背景影像相同，并且持續(xù)相同大于 一第一參數(shù)值后，即將該影像擷取單元所擷取之該影像取代成為該背 景影像。其中，該影像比對單元系可將該影像擷取單元所擷取之該影 像與該背景影像進(jìn)行比對運(yùn)算，并將比對結(jié)果儲存至該比對結(jié)果緩存 器；該影像比對單元系根據(jù)該模式與參數(shù)設(shè)定緩存器之設(shè)定，決定是
否更新儲存于該影像數(shù)據(jù)緩存器之該背景影像。
如所述之視訊影像差異比對電路，其中該第一參數(shù)值系可為一段 時間或特定張影像。
如所述之視訊影像差異比對電路，其中該模式與參數(shù)設(shè)定緩存器 更包含一差異更新模式，該差異更新模式設(shè)定該影像比對單元，當(dāng)該 影像擷取單元所擷取之該影像與該背景影像差異小于一第二參數(shù)值， 并且持續(xù)相同比對結(jié)果大于一第三參數(shù)值后，即將該影像擷取單元所 擷取之該影像取代成為該背景影像。
如所述之視訊影像差異比對電路，其中該第三參數(shù)值系可為一段 時間或特定張影像。
如所述之視訊影像差異比對電路，其中該模式與參數(shù)設(shè)定緩存器
更包含一固定更新模式；該固定更新模式設(shè)定該影像比對單元，每比 對一第四參數(shù)值后，即將該影像取代成為該背景影像；
如所述之視訊影像差異比對電路，其中該第四參數(shù)值系可為一段 時間或特定張影像。
本發(fā)明具有下列優(yōu)點
1.以硬件緩存器方式實現(xiàn)，不需高階硬設(shè)備支持軟件執(zhí)行，也
不需支付額外軟件費(fèi)用； 2.可輔助與提升視訊影像差異比對的準(zhǔn)確性與實用性。


圖1為本發(fā)明較佳實施例之視訊影像差異比對電路背景更新模 式選擇流程圖2為本發(fā)明較佳實施例之視訊影像差異比對電路結(jié)構(gòu)圖3為本發(fā)明較佳實施例之視訊影像差異比對電路運(yùn)作流程圖。
圖中主要組件符號說明
影像比對單元......21
影像擷取單元......22
影像數(shù)據(jù)緩存器.....23 比對結(jié)果緩存器……24 模式與參數(shù)設(shè)定緩存器..25
影像源.........2具體實施例方式
圖1為本發(fā)明較佳實施例之視訊影像差異比對電路背景更新模 式選擇流程圖，其中包含了比對背景更新模式選擇11、固定影像張 數(shù)更新12、比對結(jié)果持續(xù)一致更新13、與背景持續(xù)一致更新14及結(jié) 果持續(xù)一致更新15等流程；如圖1所示，比對背景更新與否的判別 機(jī)制，可依據(jù)是否為固定時間或影像張數(shù)更新以及比對結(jié)果是否持續(xù) 一致，分為下列三種模式
模式一、固定影像張數(shù)更新12:每比對過一可設(shè)定參數(shù)值之影 像張數(shù)后，即將這時的前景取代成為新背景。例如，此參數(shù)值設(shè)定為 1時，就表示每張影像是與其前張影像做比對；這就是一般最普通的 影像差異比對模式。此模式的好處是容易實現(xiàn)，且在固定背景條件下， 可減低因自然光線白天黑夜緩慢變化所引起的誤判；缺點是一旦物體
靜止，便會得到?jīng)]有差異的結(jié)果；
模式二、與背景持續(xù)一致更新14:當(dāng)視訊影像與背景比對之差 異小于某可設(shè)定之參數(shù)值時(被判定為與背景沒有差異)，且持續(xù)相 同結(jié)果之張數(shù)大于某可設(shè)定之參數(shù)值時，才將這時的前景取代成為新 背景。此模式是針對固定背景， 一旦畫面明顯與背景有差異，則持續(xù) 發(fā)出有差異的訊息，直至畫面回復(fù)原背景；但若畫面一直沒變化，則 可如同「模式一」 一般更新，也可減低因自然光線白天黑夜緩慢變化 所引起的誤判。
模式三、結(jié)果持續(xù)一致更新15:若連續(xù)數(shù)張影像與背景做比對， 其結(jié)果差異都一樣，且持續(xù)相同結(jié)果之張數(shù)大于某可設(shè)定之參數(shù)值 時，這時的前景可取代成為新背景。此模式為「模式二」之再延伸， 就是當(dāng)有物體移入或移出畫面時，會持續(xù)被判斷成有差異，但當(dāng)物體 不再動作或畫面不再變化一段時間，則此時的前景取代成為新背景； 也就是那不再移動的物體成為背景的一部份，例如， 一顆球滾進(jìn)來后 停住不動。
圖2為本發(fā)明較佳實施例之視訊影像差異比對電路結(jié)構(gòu)圖；其中 包含了影像比對單元21、影像擷取單元22、影像數(shù)據(jù)緩存器23 、比對結(jié)果緩存器24、模式與參數(shù)設(shè)定緩存器25及影像源26;前述 三項比對背景更新模式皆以設(shè)定硬件緩存器方式達(dá)成。以下說明模式 與參數(shù)設(shè)定緩存器25包含之功能
一、 比對模式緩存器251:用以設(shè)定前述三個模式之一。
二、 比對差異臨界值緩存器252:兩影像做差異比對時，判斷有
無差異的臨界值，差異值大于臨界值表示影像有差異，小于或等于表 示影像無差異。
三、 固定更新緩存器253:在「模式一」下，每固定經(jīng)過該緩存
器設(shè)定值的影像比對次數(shù)，即將這時的前景取代成為新背景。
四、 比對結(jié)果持續(xù)緩存器254:在「模式二」與「模式三」下，
將影像比對的結(jié)果再做比較，當(dāng)結(jié)果持續(xù)相同的次數(shù)達(dá)到該緩存器設(shè) 定值，即將這時的前景取代成為新背景。
圖3為本發(fā)明較佳實施例之視訊影像差異比對電路運(yùn)作流程圖， 其中包含了下列步驟 步驟S31:啟動影像擷取裝置； 步驟S32:擷取或設(shè)定初始背景影像B(0); 步驟S33:設(shè)定「比對模式緩存器」； 步驟S34:設(shè)定「比對差異臨界值緩存器」； 步驟S35:模式一設(shè)定「固定更新緩存器」為M; 步驟S36: i-0，擷取影像T(O)，與B(0)做比對； 步驟S37: i=i+l，擷取影像T(i)，與B(0)做比對。當(dāng)i-nxM時，B(O) 由T(i)取代成為新的B(O);
步驟S38:模式二設(shè)定「比對結(jié)果持續(xù)緩存器」為P;
步驟S39: i-0，擷取影像T(O)，與B(0)做比對；
步驟S40: i=i+l，擷取影像T(i)，與B(0)做比對。當(dāng)i-q + P時，且 T(q+l) T(q+P)與B(O)之比對結(jié)果都為無差異時，B(0)由T(i)取代成
新的B(O);
步驟S41:模式三設(shè)定「比對結(jié)果持續(xù)緩存器」為R; 步驟S42: i=0,擷取影像T(O)，與B(O)做比對；
步驟S43: i=i+l，擷取影像T(i)，與B(O)做比對。當(dāng)i-s + R時，且 T(s+l) T(s+R)與B(O)之比對結(jié)果再相互比較后，都相同時，B(O)由 T(i)取代成為新的B(O)。
在啟動影像擷取裝置及設(shè)定初始背景影像后，即可透過比對模式 緩存器設(shè)定所要采用的背景更新模式，同時也可利用比對差異臨界值 緩存器來設(shè)定有無差異的臨界值判斷準(zhǔn)則。當(dāng)選擇為模式一時，可藉 由固定更新緩存器來調(diào)整每多久時間或多少張影像更換一次背景影 像。當(dāng)選擇為模式二或三時，可藉由比對結(jié)果持續(xù)緩存器來設(shè)定比對 結(jié)果必須持續(xù)相同達(dá)多少次，才允以更換背景影像。
綜上所述，本發(fā)明之視訊影像差異比對電路，透過硬件緩存器之 設(shè)定，提供多種視訊影像差異比對電路背景更新方式，讓使用者能應(yīng) 用于各式各樣不同類型與環(huán)境之偵測，進(jìn)步新穎且實用，如其變更設(shè) 計，例如不同硬件結(jié)構(gòu)、將影像數(shù)據(jù)緩存器、比對結(jié)果緩存器及模式 與參數(shù)設(shè)定緩存器合并于同一緩存器中，或者以其它存儲元件取代緩 存器，只要是透過硬件方式，提供具背景更新模式選擇之視訊影像差 異比對電路者，皆為本發(fā)明保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種視訊影像差異比對電路，其特征為包含一影像比對單元；一影像擷取單元，系電性連接于該影像比對單元，用以擷取一影像；一影像數(shù)據(jù)緩存器，系電性連接于該影像比對單元，并儲存一背景影像；一比對結(jié)果緩存器，系電性連接于該影像比對單元；一模式與參數(shù)設(shè)定緩存器，系電性連接于該影像比對單元，并儲存一固定更新模式；該固定更新模式設(shè)定該影像比對單元，每比對一第一參數(shù)值后，即將該影像取代成為該背景影像；其中，該影像比對單元系可將該影像擷取單元所擷取的該影像與該背景影像進(jìn)行比對運(yùn)算，并將比對結(jié)果儲存至該比對結(jié)果緩存器；該影像比對單元系根據(jù)該模式與參數(shù)設(shè)定緩存器之設(shè)定，決定是否更新儲存于該影像數(shù)據(jù)緩存器之該背景影像。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視訊影像差異比對電路，其特征為其 中該第一參數(shù)值為一段時間或特定張影像。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視訊影像差異比對電路，其特征為-其中該模式與參數(shù)設(shè)定緩存器更包含一差異更新模式，該差異更新模 式設(shè)定該影像比對單元，當(dāng)該影像擷取單元所擷取之該影像與該背景 影像差異小于一第二參數(shù)值，并且持續(xù)相同比對結(jié)果大于一第三參數(shù) 值后，即將該影像擷取單元所擷取之該影像取代成為該背景影像。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視訊影像差異比對電路，其特征為 其中該第三參數(shù)值為一段時間或特定張影像。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視訊影像差異比對電路，其特征為 其中該模式與參數(shù)設(shè)定緩存器更包含一無差異更新模式，該無差異更 新模式設(shè)定該影像比對單元，當(dāng)該影像擷取單元所擷取之該影像與該 背景影像相同，并且持續(xù)相同大于一第四參數(shù)值后，即將該影像擷取 單元所擷取之該影像取代成為該背景影像。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視訊影像差異比對電路，其特征為-其中該第四參數(shù)值為 一段時間或特定張影像。
7. —種視訊影像差異比對電路，其特征為包含 一影像比對單元；一影像擷取單元，系電性連接于該影像比對單元，用以擷取一影像；一影像數(shù)據(jù)緩存器，系電性連接于該影像比對單元，并儲存一背景影像；一比對結(jié)果緩存器，系電性連接于該影像比對單元； 一模式與參數(shù)設(shè)定緩存器，系電性連接于該影像比對單元，并儲 存一差異更新模式，該差異更新模式設(shè)定該影像比對單元，當(dāng)該影像 擷取單元所擷取之該影像與該背景影像差異小于一第一參數(shù)值，并且 持續(xù)相同比對結(jié)果大于一第二參數(shù)值后，即將該影像擷取單元所擷取 之該影像取代成為該背景影像；其中，該影像比對單元系可將該影像 擷取單元所擷取之該影像與該背景影像進(jìn)行比對運(yùn)算，并將比對結(jié)果儲存至該比對結(jié)果緩存器；該影像比對單元系根據(jù)該模式與參數(shù)設(shè)定 緩存器之設(shè)定，決定是否更新儲存于該影像數(shù)據(jù)緩存器之該背景影 像。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的視訊影像差異比對電路，其特征為其 中該第二參數(shù)值為一段時間或特定張影像。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的視訊影像差異比對電路，其特征為其中 該模式與參數(shù)設(shè)定緩存器更包含一固定更新模式；該固定更新模式設(shè) 定該影像比對單元，每比對一第三參數(shù)值后，即將該影像取代成為該 背景影像。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的視訊影像差異比對電路，其特征為 其中該第三參數(shù)值為 一段時間或特定張影像。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的視訊影像差異比對電路，其特征為-其中該模式與參數(shù)設(shè)定緩存器更包含一無差異更新模式，該無差異更 新模式設(shè)定該影像比對單元，當(dāng)該影像擷取單元所擷取之該影像與該 背景影像相同，并且持續(xù)相同大于一第四參數(shù)值后，即將該影像擷取 單元所擷取之該影像取代成為該背景影像。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的視訊影像差異比對電路，其特征為-其中該第四參數(shù)值為 一段時間或特定張影像。
13. —種視訊影像差異比對電路，包含 一影像比對單元；一影像擷取單元，系電性連接于該影像比對單元，用以擷取一影像；一影像數(shù)據(jù)緩存器，系電性連接于該影像比對單元，并儲存一背 景影像；一比對結(jié)果緩存器，系電性連接于該影像比對單元； 一模式與參數(shù)設(shè)定緩存器，系電性連接于該影像比對單元，并儲 存一無差異更新模式，該無差異更新模式設(shè)定該影像比對單元，當(dāng)該 影像擷取單元所擷取之該影像與該背景影像相同，并且持續(xù)相同大于 一第一參數(shù)值后，即將該影像擷取單元所擷取之該影像取代成為該背 景影像；其中，該影像比對單元系可將該影像擷取單元所擷取之該影 像與該背景影像進(jìn)行比對運(yùn)算，并將比對結(jié)果儲存至該比對結(jié)果緩存 器；該影像比對單元系根據(jù)該模式與參數(shù)設(shè)定緩存器之設(shè)定，決定是 否更新儲存于該影像數(shù)據(jù)緩存器之該背景影像。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的視訊影像差異比對電路，其特征為 其中該第一參數(shù)值為 一段時間或特定張影像。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的視訊影像差異比對電路，其特征為 其中該模式與參數(shù)設(shè)定緩存器更包含一差異更新模式，該差異更新模 式設(shè)定該影像比對單元，當(dāng)該影像擷取單元所擷取的該影像與該背景 影像差異小于一第二參數(shù)值，并且持續(xù)相同比對結(jié)果大于一第三參數(shù) 值后，即將該影像擷取單元所擷取的該影像取代成為該背景影像。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的視訊影像差異比對電路，其特征為 其中所述第三參數(shù)值為一段時間或特定張影像。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的視訊影像差異比對電路，其特征為其中所述模式與參數(shù)設(shè)定緩存器更包含一固定更新模式；該固定更新 模式設(shè)定該影像比對單元，每比對一第四參數(shù)值后，即將該影像取代 成為該背景影像。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的視訊影像差異比對電路，其特征為其中所述第四參數(shù)值為一段時間或特定張影像。
全文摘要
本發(fā)明為一種視訊影像差異比對電路，包含一影像比對單元、一影像擷取單元、一影像數(shù)據(jù)緩存器、一比對結(jié)果緩存器及一模式與參數(shù)設(shè)定緩存器；其中，該影像比對單元系可將該影像擷取單元所擷取之一影像與該影像數(shù)據(jù)緩存器所儲存之一背景影像進(jìn)行比對運(yùn)算，并將比對結(jié)果儲存至該比對結(jié)果緩存器；該影像比對單元系根據(jù)該模式與參數(shù)設(shè)定緩存器之設(shè)定，決定是否更新儲存于該影像數(shù)據(jù)緩存器之該背景影像。
文檔編號G06T7/20GK101394545SQ20071015211
公開日2009年3月25日 申請日期2007年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月17日
發(fā)明者游哲生, 王仁中, 王仲資 申請人:映佳科技股份有限公司