專利名稱：使用計(jì)算機(jī)攝像機(jī)來檢測(cè)地震的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)一般地涉及使用計(jì)算機(jī)上的攝像機(jī)來提供地震早期預(yù)警。
背景技術(shù)：
根據(jù)被預(yù)警實(shí)體距離震中的距離，地震早期預(yù)警系統(tǒng)可以提供破壞性地表晃動(dòng)之前幾秒到幾十秒的預(yù)警?；旧?，早期預(yù)警系統(tǒng)使用加速計(jì)來檢測(cè)地震的最初的初生波(P波)，P波通常被視為顛簸并且出現(xiàn)在更具破壞性的次生波(S波)之前，因?yàn)镻波傳播速度更快。管僅僅提供了預(yù)警的短窗口，但是早期預(yù)警系統(tǒng)允許短期 緩和，包括放慢并且停止交通系統(tǒng)，將工業(yè)和公共系統(tǒng)切換到安全模式，以及采取個(gè)人保護(hù)措施。換句話講，盡管幾秒鐘可能聽起來并不長，但是足以讓中小學(xué)生藏到他們的桌子下，讓天然氣和電力公司關(guān)閉或隔離它們的系統(tǒng)，讓電話公司重新布線，讓機(jī)場中斷起飛和著陸，并且讓應(yīng)急部門查明可能的受損區(qū)。這種舉動(dòng)可以挽救生命并節(jié)省金錢。本文中應(yīng)理解的是，能夠采用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施提供這種對(duì)即將發(fā)生的地震的早期預(yù)警。

發(fā)明內(nèi)容
因此，計(jì)算機(jī)包括殼體；所述殼體中的處理器；以及耦接至所述殼體并且與所述處理器通信的攝像機(jī)。所述處理器執(zhí)行邏輯以使用所述攝像機(jī)在第一時(shí)刻生成的第一圖像信息以及至少所述攝像機(jī)在第二時(shí)刻生成的第二圖像信息來產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)輸出。至少部分地基于運(yùn)動(dòng)輸出，選擇性地生成指示即將發(fā)生地震的地震檢測(cè)信號(hào)(EDS)。在一些實(shí)施方式中，所述處理器生成響應(yīng)于確定出比較指示了預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的震蕩運(yùn)動(dòng)而生成地震檢測(cè)信號(hào)。如果需要，響應(yīng)于確定出運(yùn)動(dòng)輸出指示了地震，處理器上傳地震檢測(cè)信號(hào)到通信網(wǎng)絡(luò)以供傳送到其他計(jì)算機(jī)。在特定實(shí)施例中，所述計(jì)算機(jī)是第一計(jì)算機(jī)，所述地震檢測(cè)信號(hào)是第一地震檢測(cè)信號(hào)，并且僅在至少第二計(jì)算機(jī)在所述第一地震檢測(cè)信號(hào)的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)生成第二地震檢測(cè)信號(hào)以驗(yàn)證所述第一地震檢測(cè)信號(hào)的情況下，響應(yīng)于所述第一地震檢測(cè)信號(hào)而生成地震預(yù)警。所述運(yùn)動(dòng)輸出可被與模板進(jìn)行比較并且響應(yīng)于確定出所述運(yùn)動(dòng)輸出與所述模板之間的大體匹配而生成所述地震檢測(cè)信號(hào)。所述運(yùn)動(dòng)輸出可以表示相對(duì)于地球表面的水平運(yùn)動(dòng)和/或相對(duì)于地球表面的垂直運(yùn)動(dòng)。在示例的非限制性實(shí)施例中，所述運(yùn)動(dòng)輸出源自于亞像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)。另一方面，一種方法包括生成視頻圖像并且使用第一計(jì)算機(jī)確定所述圖像中的運(yùn)動(dòng)。所述方法還包括確定所述圖像中的運(yùn)動(dòng)是否滿足至少一個(gè)地震標(biāo)準(zhǔn)。響應(yīng)于確定出所述圖像中的運(yùn)動(dòng)滿足所述至少一個(gè)地震標(biāo)準(zhǔn)而在計(jì)算機(jī)顯示器上呈現(xiàn)即將發(fā)生地震的指
/Jn ο另一方面，一種計(jì)算機(jī)包括處理器，接收來自攝像機(jī)的圖像信號(hào)；以及非瞬變計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，可被所述處理器訪問并且存儲(chǔ)邏輯。所述處理器執(zhí)行所述邏輯以響應(yīng)于所述圖像信號(hào)中至少一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)而選擇性地確定即將發(fā)生地震。響應(yīng)于確定出即將發(fā)生地震而生成地震檢測(cè)信號(hào)。參考附圖可以最佳地理解本發(fā)明的細(xì)節(jié)及其結(jié)構(gòu)和操作，其中相似的附圖標(biāo)記表示相似的部件，并且其中


圖I為根據(jù)本發(fā)明的示例系統(tǒng)的方塊圖；圖2為用于提供地震消息和/或預(yù)警的示例邏輯的流程圖；以及圖3為示例的非限制性地震波模板。
具體實(shí)施方式
首先參照?qǐng)D1，系統(tǒng)10被表示為包括計(jì)算機(jī)12，例如膝上電腦或筆記本電腦、PC或個(gè)人數(shù)字助理，這些計(jì)算機(jī)繼而通常具有便攜式輕質(zhì)的塑料殼體14，殼體容納數(shù)字處理器
16。處理器16可以控制視頻顯示器18和音響顯示器20，例如一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器。為了實(shí)現(xiàn)本原理，處理器16可以訪問一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)22，例如但不限于基于磁盤的存儲(chǔ)器或固態(tài)存儲(chǔ)器。在示例的非限制性實(shí)施例中，介質(zhì)22可以存儲(chǔ)各種軟件模塊，包括，例如，包含處理器可執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明原理的邏輯的模塊。攝像機(jī)24也可以耦接到殼體14上?？砂ɡ珉姾神詈掀骷?(XD)的攝像機(jī)24發(fā)送代表圖像的信號(hào)到處理器16。另外，處理器16可以使用通信接口 34(例如，有線或無線調(diào)制解調(diào)器或電話收發(fā)機(jī))與另一個(gè)類似的計(jì)算機(jī)26和/或具有服務(wù)器處理器30和服務(wù)器存儲(chǔ)介質(zhì)32的因特網(wǎng)服務(wù)器28進(jìn)行通信。計(jì)算機(jī)12、26可以各自執(zhí)行本文的部分邏輯并且服務(wù)器28類似地可以執(zhí)行某些部分，例如以下描述的驗(yàn)證邏輯。在計(jì)算機(jī)12上(并且類似地在計(jì)算機(jī)26上，如圖所示)可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)輸入設(shè)備(例如，鍵盤36以及點(diǎn)選和點(diǎn)擊設(shè)備38)以提供用于輸入用戶命令到處理器16的手段?，F(xiàn)在參考圖2，在塊40處，處理器16接收來自像機(jī)24在時(shí)刻“t0”的像素信息，然后在塊42接收在一個(gè)或多個(gè)后續(xù)時(shí)刻(S卩，時(shí)刻“tl”、“t2”、“t3”、“t4”...)的額外的像素信息。時(shí)刻緊密錯(cuò)列，例如間隔幾毫秒或甚至幾微秒。進(jìn)行到塊44，攝像機(jī)24在多個(gè)時(shí)刻生成的信息被用于確定運(yùn)動(dòng)。作為非限制性示例，可以使用圖像中像素的宏塊或者可以使用圖像識(shí)別原理來確定像機(jī)前的圖像的特性，并且來自連續(xù)時(shí)刻的圖像信息被用于確定在像機(jī)視野內(nèi)的圖像隨時(shí)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這可以如同識(shí)別人臉、桌子或在圖像中其他可識(shí)別的物體一樣簡單，然后記錄圖像中物體的位置隨時(shí)間“t0”，. . . “t4”的變化以確定其運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)可以表示物體相對(duì)于地球表面的垂直運(yùn)動(dòng)，和/或物體在南北維度上的水平運(yùn)動(dòng)，和/或物體在東西維度上的水平運(yùn)動(dòng)?；蛘撸瑘D像中物體的運(yùn)動(dòng)可以通過使用已得出的亞像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)技術(shù)來確定。在Suh等人所著的《低計(jì)算復(fù)雜度的快速亞像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)技術(shù)》中(IEEE消費(fèi)電子產(chǎn)品會(huì)刊第50卷第3期(2004年8月))和Argyriou等人所著的《使用相位相關(guān)的亞像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)的研究》中(該書可自謂I macs. hw. ac. uk/bmvc2006/papers/328. pdf獲得),描述了此技術(shù)的非限制性示例。以上兩個(gè)文件都出現(xiàn)在本申請(qǐng)的提交歷史中并且兩者都通過引用的方式并入于此。
基于塊44處測(cè)定的運(yùn)動(dòng)，選擇性地生成表示即將發(fā)生地震的地震檢測(cè)信號(hào)(EDS)。在一個(gè)示例中，這可以通過進(jìn)行到塊46以比較所檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)和地震引發(fā)的運(yùn)動(dòng)的模板來完成。以下進(jìn)一步討論示例的模板。如果在決定菱形48處確定所檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)不在預(yù)定閾值內(nèi)與模板匹配，則在狀態(tài)50結(jié)束邏輯，但是當(dāng)所檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)隨后與模板匹配時(shí)，就表示地震。在一些實(shí)施例中，在生成警報(bào)之前，如果需要，則邏輯可以從在決定菱形48處的肯定測(cè)試結(jié)果移動(dòng)到塊52，其中 地震的驗(yàn)證通過訪問例如圖I中示出的計(jì)算機(jī)26的第二(通常在附近)計(jì)算機(jī)來獲得。在塊54處，第一計(jì)算機(jī)(例如，計(jì)算機(jī)12)檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)也可以發(fā)送到第二計(jì)算機(jī)26以允許兩個(gè)計(jì)算機(jī)獨(dú)立地驗(yàn)證地震。再者，兩個(gè)計(jì)算機(jī)可以將它們的確定結(jié)果發(fā)送到服務(wù)器28，服務(wù)器28可以執(zhí)行驗(yàn)證步驟并且將結(jié)果發(fā)送回計(jì)算機(jī)12、26。如果需要，可以使用來自多于兩個(gè)計(jì)算機(jī)的信號(hào)來進(jìn)行驗(yàn)證。換句話講，來自兩個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)的運(yùn)動(dòng)信號(hào)可以被互相關(guān)以避免誤警。可以識(shí)別并且比較從不同計(jì)算機(jī)接收的信號(hào)的相似性(或缺乏相似性)，并且如果它們的圖案匹配，則做出信號(hào)代表地震的判定。另一方面，例如，如果一個(gè)計(jì)算機(jī)檢測(cè)到不是來自地震而是來自移動(dòng)桌子的運(yùn)動(dòng)，則它的運(yùn)動(dòng)信號(hào)就不會(huì)與任何其他計(jì)算機(jī)信號(hào)互相關(guān)，所以它不會(huì)被視為地震跡象。在任何情況下，如果在決定菱形56處驗(yàn)證步驟表明兩個(gè)計(jì)算機(jī)都確定它們檢測(cè)到類似地震的運(yùn)動(dòng)，則邏輯移動(dòng)到塊58以生成表示地震即將到來的消息的聲音和/或視覺警報(bào)(例如，通過顯示器18/揚(yáng)聲器20)。在沒有進(jìn)行驗(yàn)證的情況下，邏輯立即從決定菱形48的確定測(cè)試流動(dòng)到塊58。圖3示出了可以與所檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行比較的示例模板60。y軸的振幅或速度可以在垂直平面上或者東西或南北水平平面上，如上所述。實(shí)際上，可以進(jìn)行三個(gè)比較(以上維度各一個(gè))，并且只有在所有三個(gè)(或三個(gè)中的兩個(gè))與模板相匹配時(shí)，才生成地震檢測(cè)信號(hào)。如圖所示，最早的波形形式是P波，隨后是S波。圖2中塊46的比較可以因此將成像物體的所檢測(cè)運(yùn)動(dòng)的頻率和振幅衰減與模板的頻率和振幅衰減進(jìn)行比較，并且如果，例如，在閾值內(nèi)的匹配被確定，則生成地震檢測(cè)信號(hào)。換句話講，響應(yīng)于對(duì)成像物體在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的具有預(yù)定振幅衰減的震蕩運(yùn)動(dòng)的確定，可以生成地震檢測(cè)信號(hào)。盡管由于結(jié)構(gòu)差異、材料差異、安裝差異等，地震不僅會(huì)影響具有像機(jī)24的計(jì)算機(jī)12，而且會(huì)影響像機(jī)視野內(nèi)的物體，但是可以預(yù)料攝像機(jī)與其視野內(nèi)物體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在塊58生成的警報(bào)和/或消息根據(jù)P波的特性可以進(jìn)一步指示直到S波到達(dá)時(shí)的預(yù)期時(shí)間。例如，較高的P波頻率可以指示S波到達(dá)得更快，而較低的P波頻率可以指示S波到達(dá)得更晚，并且可以生成這種消息。再者，根據(jù)P波的頻率或其他特性，S波的預(yù)料的嚴(yán)重性可以包括在塊58的消息/預(yù)警中，例如，較高的頻率指示更強(qiáng)的S波并且較低的頻率指示更弱的S波。盡管本文圖示并且詳細(xì)描述了具體的使用計(jì)算機(jī)攝像機(jī)來檢測(cè)地震，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明所包含的主題僅僅受到權(quán)利要求書的限制。
權(quán)利要求
1.一種計(jì)算機(jī),包括 殼體(14)； 所述殼體中的處理器(16)； 耦接至所述殼體并且與所述處理器通信的攝像機(jī)(24)，所述處理器執(zhí)行邏輯以使用所述攝像機(jī)在第一時(shí)刻生成的第一圖像信息以及至少所述攝像機(jī)在第二時(shí)刻生成的第二圖像信息來產(chǎn)生(44)運(yùn)動(dòng)輸出，并且至少部分地基于所述運(yùn)動(dòng)輸出來選擇性地生成(58)指示即將發(fā)生地震的地震檢測(cè)信號(hào)(EDS)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的計(jì)算機(jī)，其中所述處理器(16)響應(yīng)于確定出比較指示了預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的震蕩運(yùn)動(dòng)而生成所述地震檢測(cè)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的計(jì)算機(jī)，其中響應(yīng)于確定出所述運(yùn)動(dòng)輸出指示了地震，所述處理器上傳(54)所述地震檢測(cè)信號(hào)到通信網(wǎng)絡(luò)以供傳送到其他計(jì)算機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的計(jì)算機(jī)，其中所述計(jì)算機(jī)是第一計(jì)算機(jī)，所述地震檢測(cè)信號(hào)是第一地震檢測(cè)信號(hào)，并且僅在至少第二計(jì)算機(jī)在所述第一地震檢測(cè)信號(hào)的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)生成第二地震檢測(cè)信號(hào)以驗(yàn)證(56)所述第一地震檢測(cè)信號(hào)的情況下，響應(yīng)于所述第一地震檢測(cè)信號(hào)而生成地震預(yù)警。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的計(jì)算機(jī)，其中所述運(yùn)動(dòng)輸出被與模板進(jìn)行比較并且響應(yīng)于確定出所述運(yùn)動(dòng)輸出與所述模板之間的大體匹配而生成所述地震檢測(cè)信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的計(jì)算機(jī)，其中所述運(yùn)動(dòng)輸出表示相對(duì)于地球表面的水平運(yùn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的計(jì)算機(jī)，其中所述運(yùn)動(dòng)輸出表示相對(duì)于地球表面的垂直運(yùn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的計(jì)算機(jī)，其中所述運(yùn)動(dòng)輸出源自于亞像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)。
9.一種方法，包括 生成(40)視頻圖像； 使用第一計(jì)算機(jī)確定(44)所述圖像中的運(yùn)動(dòng)； 確定(48)所述圖像中的運(yùn)動(dòng)是否滿足至少一個(gè)地震標(biāo)準(zhǔn)；以及 響應(yīng)于確定出所述圖像中的運(yùn)動(dòng)滿足所述至少一個(gè)地震標(biāo)準(zhǔn)，在計(jì)算機(jī)顯示器上呈現(xiàn)(58)即將發(fā)生地震的指示。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中僅在所述圖像中的運(yùn)動(dòng)滿足所述至少一個(gè)地震標(biāo)準(zhǔn)的確定被不同于所述第一計(jì)算機(jī)的至少第二計(jì)算機(jī)驗(yàn)證了(56)的情況下進(jìn)行呈現(xiàn)的動(dòng)作。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中確定所述圖像中的運(yùn)動(dòng)是否滿足至少一個(gè)地震標(biāo)準(zhǔn)是通過將所述圖像中的運(yùn)動(dòng)與模板進(jìn)行比較而進(jìn)行的，所述即將發(fā)生地震的指示是響應(yīng)于確定出所述模板與所述圖像中的運(yùn)動(dòng)之間的大體匹配而生成的。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述圖像中的運(yùn)動(dòng)表示相對(duì)于地球表面的水平運(yùn)動(dòng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述圖像中的運(yùn)動(dòng)表示相對(duì)于地球表面的垂直運(yùn)動(dòng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述圖像中的運(yùn)動(dòng)源自于亞像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)。
15.—種計(jì)算機(jī),包括 處理器(16)，接收來自攝像機(jī)(24)的圖像信號(hào)； 非瞬變計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)(22)，可被所述處理器訪問并且存儲(chǔ)邏輯以使所述處理器執(zhí)行以下操作 響應(yīng)于所述圖像信號(hào)中至少一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)而選擇性地確定(48)即將發(fā)生地震；以及 響應(yīng)于確定出即將發(fā)生地震而生成(58)地震檢測(cè)信號(hào)(EDS)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)，其中所述地震檢測(cè)信號(hào)被用于生成文本消息。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)，其中所述地震檢測(cè)信號(hào)被用于生成在所述計(jì)算機(jī)上呈現(xiàn)的聲音或視覺警報(bào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)，其中所述圖像信號(hào)被與模板進(jìn)行比較并且響應(yīng)于確定出所述圖像信號(hào)與所述模板之間的大體匹配而生成所述地震檢測(cè)信號(hào)。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)，其中所述處理器響應(yīng)于使用亞像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)而得出的所述圖像信號(hào)中至少一個(gè)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)而選擇性地確定(44)即將發(fā)生地震。
全文摘要
來自計(jì)算機(jī)的攝像機(jī)(24)的圖像在時(shí)間上(例如，每隔幾毫秒)被比較(46)，以從像素?cái)?shù)據(jù)確定計(jì)算機(jī)的運(yùn)動(dòng)是否匹配與地震P波相關(guān)聯(lián)的模板運(yùn)動(dòng)。如果匹配，則生成(58)預(yù)警，預(yù)警被上傳到通信網(wǎng)絡(luò)并且通過網(wǎng)絡(luò)被傳播到其他的計(jì)算機(jī)。
文檔編號(hào)G06F15/18GK102906731SQ201180024098
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月25日
發(fā)明者尼考勞斯·喬治斯, 大森圭介 申請(qǐng)人:索尼公司