專利名稱：確定紅外圖像中的對(duì)象的數(shù)量的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用紅外攝影機(jī)系統(tǒng)(infrared camera system)獲得ー個(gè)多波段紅外圖像以及隨后確定該紅外圖像中的對(duì)象(object)的總數(shù)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
市售有許多商用的面部識(shí)別系統(tǒng)(FRS)。然而，這些系統(tǒng)大多要求面部定位在攝影 機(jī)前方并有良好的照明。這樣的條件在需要或想要面部識(shí)別時(shí)通常不具備。在許多實(shí)際情況下，正被探測和識(shí)別的實(shí)驗(yàn)對(duì)象(subject)在通過紅外攝影機(jī)前時(shí)可能正在移動(dòng)，例如乘坐在車中吋。此外，該實(shí)驗(yàn)對(duì)象的照明可能是不足的?，F(xiàn)有技術(shù)需要用于確定使用紅外攝影機(jī)捕獲的圖像中的對(duì)象的數(shù)量的方法?，F(xiàn)有技術(shù)需要的是用于確定使用紅外成像系統(tǒng)獲得的紅外圖像中的對(duì)象的數(shù)量的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
所公開的是用于確定紅外圖像中的對(duì)象的數(shù)量的新穎系統(tǒng)和方法。本系統(tǒng)和方法提供了用于將對(duì)象從周圍背景分開的手段。這樣的系統(tǒng)意在用于眾多現(xiàn)實(shí)世界應(yīng)用中，諸如用于確定在H0V/H0T車道中行進(jìn)的車輛里的乘員的數(shù)量、或確定在由安全攝影機(jī)捕獲的圖像中的乘員的數(shù)量。在一個(gè)示例實(shí)施方案中，本系統(tǒng)和方法涉及如下內(nèi)容。首先，使用紅外成像系統(tǒng)，為紅外圖像中的每個(gè)像素收集總共N個(gè)強(qiáng)度值。ー收集完這些強(qiáng)度值，就處理紅外圖像中的每個(gè)像素，以使得可確定那個(gè)像素的分類(classification)。在一個(gè)實(shí)施方案中，使用已經(jīng)為多種已知材料諸如頭發(fā)和皮膚估計(jì)的反射比計(jì)算強(qiáng)度值。然后將像素強(qiáng)度與所計(jì)算的強(qiáng)度值作比較，且基于最優(yōu)擬合反射比對(duì)像素分類。在另ー個(gè)實(shí)施方案中，計(jì)算在每個(gè)像素的強(qiáng)度值和所獲得的強(qiáng)度值之間的相關(guān)系數(shù)(correlation coefficient)。然后基于它們之間的相關(guān)性的量來對(duì)像素分類。一旦像素被分類，則可以基于該像素分類來確定紅外圖像中的對(duì)象的總數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方面，提供一種用于確定由紅外成像系統(tǒng)所獲得的紅外圖像中對(duì)象的數(shù)量的方法，所述方法包括為紅外圖像中的每個(gè)像素收集總共N個(gè)強(qiáng)度值，所述強(qiáng)度值是用一個(gè)紅外成像系統(tǒng)收集的，所述紅外成像系統(tǒng)包括一個(gè)紅外探測裝置和一個(gè)紅外照明器；從數(shù)據(jù)庫取得為多種已知材料估計(jì)的強(qiáng)度值；使用下列方法之一為所述紅外圖像中的每個(gè)像素確定ー個(gè)分類反射比的最優(yōu)擬合方法，以及相關(guān)方法；以及基于像素的所述分類，確定在所述紅外圖像中的對(duì)象的總數(shù)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述紅外探測裝置是單個(gè)紅外探測裝置，以及其中所述紅外照明器是帶有ー個(gè)固定濾波器的順序照明的N波段照明器(NS 3)，所述強(qiáng)度值包括ic(o = α處2 a)[Tia)R0a) + nRGamdmmdA+ib，其中i = 1，. . .，N，使得i是來自順序照明的所述照明器的第i個(gè)紅外波段，α是ー個(gè)取決于自所述照明源算起的角度和距離、空氣中的紅外波的衰減、以及所述探測裝置的積分時(shí)間的常數(shù)，/^;幻是光源的第i個(gè)波段的強(qiáng)度，Ib是來自諸如太陽光的紅外分量之類的背景光源的強(qiáng)度，も(λ )是由所述紅外探測裝置探測到的一個(gè)對(duì)象的反射比，Re(入)和TeU)是玻璃的反射比和透射比，在其他情況下Re(A) =OiTe(A) =1，常數(shù)η是對(duì)來自所述照明器的被車輛玻璃反射且由所述探測器接收到的光的百分比的度量，在其他情況下Π =OjTl(A)是所述固定濾波器的透射比，且DU)是所述探測裝置的響應(yīng)率。 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述相關(guān)方法包括
.一(ι)][Δ/ ( ) 其中Δ Icffl(I) = Icm(i)_Im是測量的強(qiáng)度差，AIcs(I)=し⑴-Is是計(jì)算的強(qiáng)度差，而Is是Im的計(jì)算的對(duì)應(yīng)，從而，如果使用ー個(gè)具體反射比計(jì)算的強(qiáng)度與所述對(duì)象在測量的強(qiáng)度上相符，則相關(guān)性將較高，即接近于1，否則相關(guān)性將較小，即接近于O或負(fù)數(shù)；且基于所述相關(guān)性的量，對(duì)所述像素分類。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述最優(yōu)擬合反射比方法包括使用從數(shù)據(jù)庫取得的一個(gè)已知反射比，將與所述像素相關(guān)聯(lián)的強(qiáng)度值與至少ー個(gè)計(jì)算的強(qiáng)度值相互對(duì)照；并且基于最優(yōu)擬合反射比，將所述像素分類。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述紅外探測裝置是具有N個(gè)帶通濾波器的N個(gè)探測裝置(NS 3)，所述紅外照明器具有一個(gè)覆蓋所述濾波器的波長范圍的照明器，所述強(qiáng)度值包括4(i) = a Ja12 Is (λ)[Τ|(λ)R0(λ) + r|RG(A)]Ti(A)D(A)dA + Ib
ルI，其中i = 1，. . .，N，使得i是第i個(gè)紅外帶通濾波器，α是ー個(gè)取決于自所述照明源算起的角度和距離、空氣中的紅外波的衰減、以及所述探測裝置的積分時(shí)間的常數(shù)，Is(A)是所述光源的強(qiáng)度，Ib是背景強(qiáng)度，R0(A)是被所述紅外探測裝置探測到的ー個(gè)對(duì)象的反射比，Rc( λ )和Tc( λ )是玻璃的反射比和透射比，在其他情況下Rc( λ )= O且Tc( λ )=1，常數(shù)H是對(duì)來自所述照明器的被車輛玻璃反射且由所述探測器接收到的光的百分比的度量，在其他情況下n為0，τ|(λ)是第i個(gè)濾波器的透射比，且D(X)是所述探測裝置的響應(yīng)率。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述相關(guān)方法包括
權(quán)利要求
1.用于確定由紅外成像系統(tǒng)所獲得的紅外圖像中對(duì)象的數(shù)量的方法，所述方法包括 為紅外圖像中的每個(gè)像素收集總共N個(gè)強(qiáng)度值，所述強(qiáng)度值是用一個(gè)紅外成像系統(tǒng)收集的，所述紅外成像系統(tǒng)包括一個(gè)紅外探測裝置和一個(gè)紅外照明器； 從數(shù)據(jù)庫取得為多種已知材料估計(jì)的強(qiáng)度值； 使用下列方法之一為所述紅外圖像中的每個(gè)像素確定一個(gè)分類反射比的最優(yōu)擬合方法，以及相關(guān)方法；以及 基于像素的所述分類，確定在所述紅外圖像中的對(duì)象的總數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述紅外探測裝置是單個(gè)紅外探測裝置，以及其中所述紅外照明器是帶有一個(gè)固定濾波器的順序照明的N波段照明器(N >3)，所述強(qiáng)度值包括
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述相關(guān)方法包括
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述最優(yōu)擬合反射比方法包括 使用從數(shù)據(jù)庫取得的一個(gè)已知反射比，將與所述像素相關(guān)聯(lián)的強(qiáng)度值與至少一個(gè)計(jì)算的強(qiáng)度值相互對(duì)照；并且 基于最優(yōu)擬合反射比，將所述像素分類。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述紅外探測裝置是具有N個(gè)帶通濾波器的N個(gè)探測裝置(N ≥ 3)，所述紅外照明器具有一個(gè)覆蓋所述濾波器的波長范圍的照明器，所述強(qiáng)度值包括
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述相關(guān)方法包括 \f 1=1 _ λι =1 Λ ， 其中ΔΙ ( ) = Icm(i)-Im是測量的強(qiáng)度差，AIcs(i) = Ics(i)-Is是計(jì)算的強(qiáng)度差，Is是Im的計(jì)算的對(duì)應(yīng)，從而，如果使用一個(gè)具體反射比計(jì)算的強(qiáng)度與所述對(duì)象在測量的強(qiáng)度上相符，則相關(guān)性將較高，即接近于1，否則相關(guān)性將較小，即接近于O或負(fù)數(shù)；且 基于所述相關(guān)性的量，對(duì)所述像素分類。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述最優(yōu)擬合反射比方法包括 使用從數(shù)據(jù)庫取得的一個(gè)已知反射比，將與所述像素相關(guān)聯(lián)的強(qiáng)度值與至少一個(gè)計(jì)算的強(qiáng)度值相互對(duì)照；并且 基于最優(yōu)擬合反射比，將所述像素分類。
8.用于確定在一個(gè)紅外圖像中的對(duì)象的數(shù)量的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 紅外成像系統(tǒng)，包括一個(gè)紅外探測裝置和一個(gè)紅外照明器； 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)介質(zhì)； 數(shù)據(jù)庫；以及 處理器，與所述存儲(chǔ)介質(zhì)、所述存儲(chǔ)器和所述數(shù)據(jù)庫通信，其中 所述紅外成像系統(tǒng)為紅外圖像中的每個(gè)像素收集總共N個(gè)強(qiáng)度值； 所述處理器從所述數(shù)據(jù)庫取得為多種已知材料估計(jì)的強(qiáng)度值； 所述處理器使用下列方法之一為所述紅外圖像中的每個(gè)像素確定一個(gè)分類反射比的最優(yōu)擬合方法，以及相關(guān)方法；以及 所述處理器基于像素的所述分類，確定在所述紅外圖像中的對(duì)象的總數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述紅外探測裝置是單個(gè)紅外探測裝置，其中所述紅外照明器是帶有一個(gè)固定濾波器的順序照明的N波段照明器(NS 3)，所述強(qiáng)度值包括 ， 其中i = 1，. . .，N，使得i是來自順序照明的所述照明器的第i個(gè)紅外波段，α是一個(gè)取決于自所述照明源算起的角度和距離、空氣中的紅外波的衰減、以及所述探測裝置的積分時(shí)間的常數(shù)，/iOO是光源的第i個(gè)波段的強(qiáng)度，Ib是來自諸如太陽光的紅外分量之類的背景光源的強(qiáng)度，R0(A)是由所述紅外探測裝置探測的一個(gè)對(duì)象的反射比，RcU)和Tg(A)是玻璃的反射比和透射比，在其他情況下Re(X) = 0且Τ(；(λ) = 1，常數(shù)η是對(duì)來自所述照明器的被車輛玻璃反射且由所述探測器接收到的光的百分比的度量，在其他情況下n =OjTl(A)是所述固定濾波器的透射比，且D(A)是所述探測裝置的響應(yīng)率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述相關(guān)方法包括
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述最優(yōu)擬合反射比方法包括 使用從數(shù)據(jù)庫取得的一個(gè)已知反射比，將與所述像素相關(guān)聯(lián)的強(qiáng)度值與至少一個(gè)計(jì)算的強(qiáng)度值相互對(duì)照；并且 基于最優(yōu)擬合反射比，將所述像素分類。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述紅外探測裝置是具有N個(gè)帶通濾波器的N個(gè)探測裝置(NS 3)，所述紅外照明器具有一個(gè)覆蓋所述濾波器的波長范圍的照明器，所述強(qiáng)度值包括
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述相關(guān)方法包括
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述最優(yōu)擬合反射比方法包括 使用從數(shù)據(jù)庫取得的一個(gè)已知反射比，將與所述像素相關(guān)聯(lián)的強(qiáng)度值與至少一個(gè)計(jì)算的強(qiáng)度值相互對(duì)照；并且 基于最優(yōu)擬合反射比，將所述像素分類。
全文摘要
公開了一種新穎的系統(tǒng)和方法，用于確定使用紅外成像系統(tǒng)獲得的紅外圖像中的對(duì)象的數(shù)量。在一個(gè)實(shí)施方案中，使用包括紅外探測裝置和紅外照明器的紅外成像系統(tǒng)，為紅外圖像中的每個(gè)像素收集總計(jì)N個(gè)強(qiáng)度值。從數(shù)據(jù)庫取得為多種已知材料諸如頭發(fā)和皮膚已估計(jì)的強(qiáng)度值。使用反射比最優(yōu)擬合方法或相關(guān)方法，為紅外圖像中的每個(gè)像素確定分類。一旦分類，可以確定紅外圖像中對(duì)象的總數(shù)。本系統(tǒng)和方法意在用于眾多現(xiàn)實(shí)世界應(yīng)用中，諸如用于確定在HOV/HOT車道中行進(jìn)的車輛里的乘員的數(shù)量。
文檔編號(hào)G06M15/00GK102842063SQ201210106979
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者Y·R·王, Z·范, L·K·麥薩哈 申請(qǐng)人:施樂公司