本發(fā)明大體涉及一種安全系統(tǒng)，用于在一正被監(jiān)控的現(xiàn)場(chǎng)中檢測(cè)入侵者。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種采用視頻捕捉的方向檢測(cè)的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

視頻運(yùn)動(dòng)檢測(cè)(VMD)經(jīng)常使用在當(dāng)前的安防行業(yè)中，用于檢測(cè)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的入侵者，具有預(yù)定的關(guān)注場(chǎng)景。VMD是由計(jì)算機(jī)軟件在由視頻照像機(jī)所捕捉的數(shù)字影像序列上來(lái)執(zhí)行的，該視頻照像機(jī)監(jiān)控一特定關(guān)注場(chǎng)景。在該序列中的每張影像由影像元素(像素)的陣列構(gòu)成。目標(biāo)，諸如入侵者，通常作為相對(duì)于捕捉影像的背景場(chǎng)景亮度不同的影像出現(xiàn)。VMD使用此以便通過(guò)尋找像素亮度變化來(lái)檢測(cè)在序列中的入侵者，所述像素亮度變化與移動(dòng)經(jīng)過(guò)該場(chǎng)景的目標(biāo)一致。與目標(biāo)相關(guān)聯(lián)的像素群組也被幀到幀地追蹤以確定運(yùn)動(dòng)方向。如果該場(chǎng)景被校準(zhǔn)，該目標(biāo)大小、其已行進(jìn)的距離、以及其行進(jìn)的速度可從所追蹤的像素群組來(lái)進(jìn)行估計(jì)。通過(guò)忽略不符合尺寸、速度、和行進(jìn)距離標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)，相關(guān)的安防系統(tǒng)可以被調(diào)整以檢測(cè)人類和車輛的移動(dòng)，同時(shí)去除小動(dòng)物和樹(shù)葉的移動(dòng)。此外，當(dāng)前VMD系統(tǒng)通常被設(shè)置的方式是通過(guò)定義場(chǎng)景的哪些部分對(duì)移動(dòng)敏感。通過(guò)將場(chǎng)景的大部分面積指定為敏感的，高度有效的檢測(cè)系統(tǒng)可被建立，其中入侵者能夠在那些檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的任何地方被檢測(cè)。這些檢測(cè)區(qū)域的謹(jǐn)慎放置也可避免來(lái)自不關(guān)注區(qū)域諸如停車場(chǎng)或關(guān)注區(qū)域的相鄰街道的誤警報(bào)。

現(xiàn)有VMD系統(tǒng)的缺點(diǎn)之一是現(xiàn)有系統(tǒng)會(huì)對(duì)關(guān)注場(chǎng)景中所有的亮度變化敏感。因此能夠潛在地檢測(cè)移動(dòng)車輛的陰影和頭燈。如果這些陰影或頭燈光束進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域，并且它們的移動(dòng)滿足檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，那么此類移動(dòng)將被錯(cuò)誤地被檢測(cè)為目標(biāo)，即使車輛本身處于檢測(cè)區(qū)域之外。這類誤警報(bào)通常發(fā)生在當(dāng)車輛沿著一道路行駛時(shí)，該道路處于受保護(hù)區(qū)域的邊界之外但又平行于其延伸。

在越來(lái)越多的最近的VMD系統(tǒng)中，觸發(fā)線已被采用來(lái)減少誤警報(bào)。使用這些系統(tǒng)，目標(biāo)必須要跨越過(guò)該觸發(fā)線以產(chǎn)生報(bào)警，通過(guò)該線位置的指定降低了誤警報(bào)的可能性。然而，這種檢測(cè)方法也可能是不理想的，因?yàn)樵撚|發(fā)線必須被小心地放置以確保所有可能的實(shí)際目標(biāo)軌跡會(huì)越過(guò)該觸發(fā)線。此外，在非理想的條件下，隨著該目標(biāo)移動(dòng)經(jīng)過(guò)場(chǎng)景，目標(biāo)軌跡可能遺失并重新開(kāi)始。如果該目標(biāo)越過(guò)觸發(fā)線而沒(méi)被追蹤，將沒(méi)有報(bào)警發(fā)出。為了減少這種可能性，多條平行的觸發(fā)線通常是需要的。不論如何，單一或多條觸發(fā)線的使用還是無(wú)法防止因陰影和頭燈光束引起的誤警報(bào)，因?yàn)殡S著車輛通過(guò)關(guān)注區(qū)域的附近時(shí)，由于光束或陰影變化的方式，這些目標(biāo)軌跡仍可能越過(guò)必要的觸發(fā)線。

參考在本說(shuō)明書中的任何現(xiàn)有技術(shù)并不是承認(rèn)或暗示該現(xiàn)有技術(shù)形成了在任何權(quán)限下公知常識(shí)的一部分或該現(xiàn)有技術(shù)可被合理地預(yù)期理解或視為相關(guān)和/或可與本領(lǐng)域技術(shù)人員掌握的現(xiàn)有技術(shù)的其它部分結(jié)合。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一方面，本發(fā)明廣泛地提供了一種方法和系統(tǒng)，其允許檢測(cè)向量的輸入，該向量與從感測(cè)裝置接收到的視頻影像上所識(shí)別出的影像檢測(cè)區(qū)域相關(guān)聯(lián)。該檢測(cè)向量在由感測(cè)裝置所監(jiān)控的檢測(cè)區(qū)域中指定預(yù)定的最小位移和位移方向，并在影像檢測(cè)區(qū)域中顯示為圖形表示。該方法和系統(tǒng)延伸到至少部分地在檢測(cè)區(qū)域中檢測(cè)和追蹤目標(biāo)對(duì)象，并且如果確定該目標(biāo)對(duì)象的逐步位移具有一分量，其超過(guò)在檢測(cè)向量方向上的最小位移，則報(bào)警狀態(tài)會(huì)被激活。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種入侵檢測(cè)方法，該方法包括：

把感測(cè)裝置輸出數(shù)據(jù)顯示成感測(cè)裝置視野的一張或多張影像；

通過(guò)圖形用戶界面：

接收用戶輸入來(lái)定義和顯示與該視野的一張或多張影像相關(guān)的影像檢測(cè)區(qū)域，其中影像檢測(cè)區(qū)域關(guān)聯(lián)到一檢測(cè)區(qū)域，該檢測(cè)區(qū)域會(huì)由感測(cè)裝置監(jiān)控用于入侵檢測(cè)；

接收用戶輸入，該輸入定義了檢測(cè)向量，其指出在被監(jiān)控視野中的預(yù)定的最小位移和位移方向，其中檢測(cè)向量的圖形表示被(重疊和)顯示在影像檢測(cè)區(qū)域上；

檢測(cè)目標(biāo)對(duì)象；以及

至少部分地通過(guò)檢測(cè)區(qū)域追蹤目標(biāo)對(duì)象，并判定該目標(biāo)對(duì)象的逐步位移是否具有一分量，其超過(guò)檢測(cè)向量方向上的最小位移。

該方法還進(jìn)一步包括，如果目標(biāo)對(duì)象的位移具有一分量，且其被判定為超過(guò)在該檢測(cè)向量方向上的最小位移，則激活警報(bào)條件，其中目標(biāo)對(duì)象的初始位置或最小位移被超過(guò)之處的目標(biāo)對(duì)象的位置處于檢測(cè)區(qū)域內(nèi)。

優(yōu)選地，所述方法進(jìn)一步包括，如果目標(biāo)對(duì)象的位移僅在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)并且目標(biāo)對(duì)象的位移超過(guò)最小位移的話，則激活警報(bào)條件。

檢測(cè)向量方向上的位移的分量可以藉由以下等式確定：

其中I是檢測(cè)向量方向上的位移的分量；

向量代表目標(biāo)對(duì)象在其通過(guò)三維區(qū)域中的檢測(cè)區(qū)域被追蹤時(shí)的距離和方向；以及

向量代表檢測(cè)向量。

因此，目標(biāo)對(duì)象的追蹤可以從該位移被檢測(cè)的初始位置開(kāi)始或是從該目標(biāo)對(duì)象第一次在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)被檢測(cè)到的位置開(kāi)始。

感測(cè)裝置可以是監(jiān)控照相機(jī)或類似物。

影像檢測(cè)區(qū)域是三維空間中的表面，在其上的在對(duì)應(yīng)的二維影像中的對(duì)象移動(dòng)被投影和解釋。

檢測(cè)區(qū)域可藉由指定相關(guān)于檢測(cè)區(qū)域的檢測(cè)向量來(lái)被定義為方向性的。

可選擇地，檢測(cè)向量可以指定為雙向性的，其中當(dāng)確定該目標(biāo)對(duì)象的逐步位移超過(guò)在向量的任一方向上的最小位移時(shí)，則激活報(bào)警狀態(tài)。

檢測(cè)向量的圖形表示可被重疊在影像檢測(cè)區(qū)域上成為二維影像平面上的平坦箭頭。該平坦箭頭檢測(cè)向量的端點(diǎn)隨后可被映射到由感測(cè)裝置監(jiān)控的檢測(cè)區(qū)域中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，從而定義在受監(jiān)控的檢測(cè)區(qū)域中的方向和最小位移。

可替代地，檢測(cè)向量的圖形表示可以被重疊在影像檢測(cè)區(qū)域上作為受監(jiān)控的檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的三維箭頭檢測(cè)向量，其中該三維區(qū)域的端點(diǎn)的位置隨后被關(guān)聯(lián)到影像檢測(cè)區(qū)域，從而使檢測(cè)向量以正確的角度來(lái)呈現(xiàn)。

定義該檢測(cè)向量的用戶輸入可通過(guò)圖形用戶界面上的指向裝置的一個(gè)或多個(gè)輸入、觸控屏幕的一個(gè)或多個(gè)輸入、檢測(cè)向量的坐標(biāo)的一個(gè)或多個(gè)輸入、相對(duì)于軸線的方向角度的輸入、和/或數(shù)值輸入而被接收。

例如，檢測(cè)向量的位移和/或方向可通過(guò)經(jīng)由圖形用戶界面的箭頭的操控來(lái)定義或調(diào)整。舉例來(lái)說(shuō)，用戶可以通過(guò)點(diǎn)擊和指向裝置(如顯示器上的計(jì)算機(jī)鼠標(biāo))點(diǎn)擊和拖移箭頭的端點(diǎn)來(lái)改變檢測(cè)向量的方向。

可替代地，檢測(cè)向量的位移和/或方向可以通過(guò)經(jīng)由圖形用戶界面接收用戶的檢測(cè)向量的長(zhǎng)度的數(shù)值和/或檢測(cè)向量的方向角度來(lái)進(jìn)行定義或調(diào)整。舉例來(lái)說(shuō)，該角度可以相對(duì)于二維影像平面的x軸或y軸來(lái)指定。替代地，該角度可使用三維空間中的航行方位來(lái)指定。該方法可進(jìn)一步包括把檢測(cè)向量呈現(xiàn)為在影像檢測(cè)區(qū)域上的具有該角度的箭頭。

在該用戶已經(jīng)通過(guò)圖形用戶界面選擇了特定的檢測(cè)區(qū)域邊緣之后，檢測(cè)向量的方向可額外地被確定為垂直于檢測(cè)區(qū)域的特定邊緣。

檢測(cè)向量的圖形表示的長(zhǎng)度當(dāng)被顯示在影像檢測(cè)區(qū)域上時(shí)可能不是按比例的。

至少部分地通過(guò)檢測(cè)區(qū)域追蹤目標(biāo)對(duì)象的步驟可以包括根據(jù)在感測(cè)裝置的視野內(nèi)，最好是在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)對(duì)象的離散檢測(cè)估計(jì)目標(biāo)對(duì)象路徑。估計(jì)目標(biāo)對(duì)象路徑的步驟可進(jìn)一步包括預(yù)測(cè)目標(biāo)對(duì)象路徑的各個(gè)區(qū)段。例如，該估計(jì)步驟可包括以下的一個(gè)或多個(gè)：

藉由反向預(yù)測(cè)目標(biāo)對(duì)象在何處已經(jīng)進(jìn)入到視野至初始檢測(cè)的位置，預(yù)測(cè)目標(biāo)對(duì)象的初始檢測(cè)之前的目標(biāo)對(duì)象路徑；

預(yù)測(cè)目標(biāo)對(duì)象的離散檢測(cè)之間的目標(biāo)對(duì)象路徑；以及

預(yù)測(cè)在視野中的目標(biāo)對(duì)象的檢測(cè)的最終點(diǎn)與目標(biāo)對(duì)象可能已經(jīng)離開(kāi)視野所在處之間的目標(biāo)對(duì)象路徑。

沿著估計(jì)的目標(biāo)對(duì)象路徑的目標(biāo)對(duì)象的任意和所有位置可以提供目標(biāo)對(duì)象的位置以評(píng)估何時(shí)目標(biāo)對(duì)象處于檢測(cè)區(qū)域中，并用于判定目標(biāo)對(duì)象的逐步位移是否超過(guò)檢測(cè)向量方向上的最小位移。

根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)，其包括：

用戶界面以從系統(tǒng)的用戶接收輸入；

至少一個(gè)處理單元和至少一個(gè)內(nèi)存用于儲(chǔ)存指令，該指令可由至少一個(gè)處理單元來(lái)執(zhí)行，該指令被執(zhí)行以：

把感測(cè)裝置輸出數(shù)據(jù)顯示成感測(cè)裝置視野的一張或多張影像；

通過(guò)圖形用戶界面：

接收用戶輸入來(lái)定義和顯示與視野的一張或多張影像相關(guān)的影像檢測(cè)區(qū)域，其中影像檢測(cè)區(qū)域關(guān)聯(lián)到一檢測(cè)區(qū)域，該檢測(cè)區(qū)域由感測(cè)裝置監(jiān)控用做入侵檢測(cè)；以及

接收用戶輸入，該輸入定義了檢測(cè)向量，其指出在被監(jiān)控的視野中的預(yù)定的最小位移和位移方向，其中檢測(cè)向量的圖形表示被顯示在影像檢測(cè)區(qū)域上；

檢測(cè)目標(biāo)對(duì)象；以及

至少部分地通過(guò)檢測(cè)區(qū)域追蹤目標(biāo)對(duì)象，并判定目標(biāo)對(duì)象的逐步位移是否具有一分量，其超過(guò)在檢測(cè)向量方向上的最小位移。

所述指令可被執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)如上述所定義的任何的其他方法步驟。

如在本文中所使用的，除非上下文另有要求，術(shù)語(yǔ)“包括”和該術(shù)語(yǔ)的變形，如“包含”、“包含有”和“包括有”并不意圖要排除其他的添加物、組件、整體或步驟。

在前面段落中描述的本發(fā)明的其他方面以及這些方面的其他實(shí)施例將會(huì)從以下的描述變得顯而易見(jiàn)，以下描述是以示例方式并參照附圖給出的。

附圖說(shuō)明

下面將參照附圖僅以示例的方式闡釋本發(fā)明的一些實(shí)施例，其中：

圖1示出根據(jù)一示例實(shí)施例的入侵檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖，其由中央監(jiān)控系統(tǒng)和多個(gè)感測(cè)裝置形成；

圖2a示出檢測(cè)區(qū)域的影像坐標(biāo)視圖；

圖2b示出圖2a的影像坐標(biāo)視圖的對(duì)應(yīng)的三維平面檢測(cè)區(qū)域；

圖3a示出根據(jù)一示例實(shí)施例的方向性影像檢測(cè)區(qū)域的影像坐標(biāo)視圖，該區(qū)域包括代表檢測(cè)向量的箭頭；

圖3b示出根據(jù)一示例實(shí)施例的由箭頭表示的檢測(cè)向量的視圖，該箭頭被繪制成看起來(lái)好像放置在三維平面檢測(cè)區(qū)域上；

圖4以圖形方式示出根據(jù)一示例實(shí)施例的在三維坐標(biāo)中以檢測(cè)向量方向行進(jìn)的累積距離如何被計(jì)算；

圖5a示出一示例，其中入侵者以目標(biāo)對(duì)象的形式越過(guò)檢測(cè)區(qū)域的邊界，并朝向受監(jiān)控財(cái)產(chǎn)前進(jìn)，其中該目標(biāo)對(duì)象是通過(guò)使用根據(jù)一示例實(shí)施例的方向性感測(cè)來(lái)檢測(cè)的；

圖5b示出根據(jù)一示例實(shí)施例的相同方向的檢測(cè)區(qū)域如何不會(huì)檢測(cè)平行于受監(jiān)控財(cái)產(chǎn)的邊界行駛的車輛的照明或陰影；

圖6示出根據(jù)一示例實(shí)施例當(dāng)校準(zhǔn)在一檢測(cè)區(qū)域中的高度時(shí)水平距離如何被顯示；

圖7示出根據(jù)一示例實(shí)施例當(dāng)對(duì)象穿過(guò)檢測(cè)區(qū)域時(shí)對(duì)象路徑的進(jìn)入和退出點(diǎn)是如何被確定的；

圖8示出一示例圖形用戶界面，其示出根據(jù)一示例實(shí)施例的感測(cè)裝置的視野，該感測(cè)裝置監(jiān)控具有道路和相鄰碎石區(qū)域的一區(qū)域，其中檢測(cè)區(qū)域和檢測(cè)向量?jī)烧呔延捎脩糨斎耄?/p>

圖9為與圖8所示類似的示例圖形用戶界面，其示出根據(jù)一示例實(shí)施例的監(jiān)控辦公室環(huán)境的感測(cè)裝置的視野，且檢測(cè)區(qū)域和檢測(cè)向量?jī)烧咭簿延捎脩糨斎?；以?/p>

圖10為示出根據(jù)一示例實(shí)施例的用作中央監(jiān)控站12的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

當(dāng)前實(shí)施例涉及一種用于入侵檢測(cè)的方法和系統(tǒng)，其中入侵檢測(cè)系統(tǒng)的操作員通過(guò)圖形用戶界面的使用指定與特定影像檢測(cè)區(qū)域相關(guān)聯(lián)的檢測(cè)向量。該影像檢測(cè)區(qū)域由該操作員通過(guò)圖形用戶界面的使用來(lái)選擇，其中與檢測(cè)區(qū)域相關(guān)聯(lián)的影像檢測(cè)區(qū)域由入侵系統(tǒng)的感測(cè)裝置監(jiān)控。

該檢測(cè)向量，在與檢測(cè)區(qū)域相關(guān)聯(lián)時(shí)，代表在特定方向上的最小位移。該入侵檢測(cè)系統(tǒng)被配置成，在目標(biāo)對(duì)象例如入侵者被檢測(cè)和追蹤的事件中，確定該目標(biāo)對(duì)象的逐步位移具有一分量，且該分量超過(guò)檢測(cè)向量的方向上的最小位移時(shí)，激活警報(bào)。換言之，當(dāng)該目標(biāo)對(duì)象在由該向量所指示的方向上移動(dòng)至少一最小距離時(shí)，警報(bào)會(huì)被發(fā)出。

在一示例實(shí)施例中，入侵檢測(cè)系統(tǒng)10包括中央監(jiān)控站12，中央監(jiān)控站與針對(duì)各種威脅事件監(jiān)控多個(gè)區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)感測(cè)裝置進(jìn)行通信。感測(cè)裝置的至少一些為監(jiān)控照像機(jī)，由附圖標(biāo)記14.1、14.2和14.3標(biāo)識(shí)，其為中央監(jiān)控站12提供視頻內(nèi)容，該視頻內(nèi)容可以是視頻串流或一張或多張影像。因此，監(jiān)控照像機(jī)14.1、14.2和14.3可以是視頻照像機(jī)。這些監(jiān)控照像機(jī)中的每一個(gè)設(shè)置成在通常鄰近具有限制進(jìn)入的區(qū)域的一區(qū)域內(nèi)具有視野。監(jiān)控照像機(jī)與中央監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)合適的網(wǎng)絡(luò)28進(jìn)行通信。

中央監(jiān)控站12通常包括服務(wù)器16和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存18，所述數(shù)據(jù)儲(chǔ)存以一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的形式儲(chǔ)存在感測(cè)裝置和入侵檢測(cè)系統(tǒng)上的信息。中央監(jiān)控站12還具有一個(gè)或多個(gè)操作員站(由附圖標(biāo)記20.1和20.2標(biāo)識(shí)的兩個(gè)操作員站)，其被連接到服務(wù)器16和數(shù)據(jù)庫(kù)18，從而使操作員可以存取相關(guān)數(shù)據(jù)，以使系統(tǒng)進(jìn)行入侵檢測(cè)過(guò)程。每一操作員站包括一個(gè)或多個(gè)用戶界面22.1、22.2以顯示和接收進(jìn)入中央監(jiān)控系統(tǒng)12的信息。在一個(gè)示例實(shí)施例中，用戶界面22.1、22.2可以是具有鍵盤26.1、26.2和鼠標(biāo)(圖中未示出)的顯示器屏幕24.1、24.2。在一些示例實(shí)施例中，用戶界面還可以是觸控屏幕。

中央監(jiān)控站12，或者是服務(wù)器或者是操作員站，具有一個(gè)或多個(gè)處理單元和內(nèi)存，用于儲(chǔ)存由處理單元執(zhí)行的指令。儲(chǔ)存的指令使中央監(jiān)控站12實(shí)現(xiàn)各種功能并處理接收到的數(shù)據(jù)，如將在以下更詳細(xì)地描述。雖然功能被描述成與中央監(jiān)控站12相關(guān)聯(lián)，但將被理解的是，并非所有的功能都須由中央監(jiān)控站12來(lái)執(zhí)行，并且其中一些程序可在其他裝置上執(zhí)行。舉例來(lái)說(shuō)，有關(guān)于條件和報(bào)警的一些操作和功能可在智能型監(jiān)控照像機(jī)、智能型集線器、遠(yuǎn)離中央監(jiān)控站12的云端服務(wù)等等中進(jìn)行計(jì)算。

現(xiàn)在參見(jiàn)圖2a，計(jì)算機(jī)屏幕或顯示器示出以顯示特定監(jiān)控照像機(jī)的視野的一影像。該影像是監(jiān)控照像機(jī)的輸出，并在本示例實(shí)施例中被傳輸?shù)街醒氡O(jiān)控站12。該影像是視野的二維表示，并示出道路100、建筑物101和檢測(cè)區(qū)域102，也被稱為影像檢測(cè)區(qū)域。在一示例實(shí)施例中，影像檢測(cè)區(qū)域由操作員定義為特別要被監(jiān)控以防止入侵的區(qū)域。因此，影像檢測(cè)區(qū)域102的目的是檢測(cè)入侵者，以下也稱為目標(biāo)對(duì)象，其可能會(huì)越過(guò)道路100至受保護(hù)的處所到屏幕外的檢測(cè)區(qū)域102的右方。操作員可通過(guò)圖形用戶界面限定影像檢測(cè)區(qū)域，該影像檢測(cè)區(qū)域由中央監(jiān)控站12產(chǎn)生，并且一旦限定，影像檢測(cè)區(qū)域102將被顯示成與視野的影像有關(guān)。舉例來(lái)說(shuō)，在圖2a中，影像檢測(cè)區(qū)域102由交叉影線來(lái)標(biāo)示。

圖2b圖形地示出顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上的影像(即二維影像108)和監(jiān)控照像機(jī)的視野(即三維場(chǎng)景109)之間的關(guān)聯(lián)性。貫穿該視野的道路103在影像108中由道路100來(lái)表示，而建筑物104在影像108中由它的影像101來(lái)表示。影像檢測(cè)區(qū)域102進(jìn)入該圖形用戶界面，并顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上成為影像108的一部分，對(duì)應(yīng)于在三維場(chǎng)景109中的虛擬三維平面檢測(cè)區(qū)域105。

從圖2b可看出顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上的影像檢測(cè)區(qū)域102和虛擬三維檢測(cè)區(qū)域105可能不在平行的平面中，而畫在其中一個(gè)上的一條線，如在以下進(jìn)行更詳細(xì)描述的檢測(cè)向量，當(dāng)在另外一個(gè)上觀察時(shí)，可能會(huì)以一不同角度出現(xiàn)。此外，顯而易見(jiàn)的是，當(dāng)一對(duì)象朝向建筑物104移動(dòng)時(shí)，即更深入到場(chǎng)景中，在二維影像108中的該對(duì)象的影像將向上移動(dòng)進(jìn)入屏幕中并顯得較小。為了把在二維影像108和監(jiān)控照像機(jī)的視野之間的點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，就需要對(duì)系統(tǒng)做一些校準(zhǔn)。舉例來(lái)說(shuō)，通過(guò)在三維平面上記錄照相機(jī)視野109中的點(diǎn)的位置，然后把這些位置與顯示在屏幕上的二維影像108上的它們對(duì)應(yīng)的位置相關(guān)聯(lián)，在所述區(qū)域之間的映像，特別是兩檢測(cè)區(qū)域之間的映像被建立。在校準(zhǔn)過(guò)程中，這些點(diǎn)可以是例如場(chǎng)景中平面上的特征點(diǎn)106，或是在場(chǎng)景中的平面上四處移動(dòng)的人107或其他目標(biāo)的位置。在二維影像和三維平面之間進(jìn)行關(guān)聯(lián)的過(guò)程會(huì)在以下進(jìn)行更詳細(xì)地描述。

為了限定檢測(cè)區(qū)域?yàn)榉较蛐缘?，操作員將定義一檢測(cè)向量。在這示例實(shí)施例中，監(jiān)控站再次通過(guò)圖形用戶界面接收指定檢測(cè)向量的用戶輸入。該檢測(cè)向量被指定成關(guān)聯(lián)于特定區(qū)域，即影像檢測(cè)區(qū)域102，并且檢測(cè)向量的圖形表示然后顯示在監(jiān)控站屏幕上的影像檢測(cè)區(qū)域上。檢測(cè)向量指定一預(yù)定的最小位移和位移方向，關(guān)聯(lián)于目標(biāo)對(duì)象的位移和方向用于警報(bào)激活的判定。

如將從以下的說(shuō)明變得顯而易見(jiàn)的，定義該檢測(cè)向量的用戶輸入可包括一個(gè)或多個(gè)用戶輸入。一個(gè)或多個(gè)用戶輸入可通過(guò)圖形用戶界面上指向裝置(例如鼠標(biāo))的一個(gè)或多個(gè)輸入、通過(guò)觸控屏幕或類似裝置的一個(gè)或多個(gè)輸入、檢測(cè)向量坐標(biāo)的一個(gè)或多個(gè)輸入、相對(duì)于軸的方向角度的輸入、和/或代表向量長(zhǎng)度的數(shù)值的輸入。該數(shù)值的輸入可以被例如輸入到由圖形用戶界面提供的數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)域中。

這些輸入的任意組合可由用戶使用來(lái)定義檢測(cè)向量。舉例來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，用戶可使用鼠標(biāo)和圖形用戶界面之間的交互來(lái)定義檢測(cè)向量的方向，而由檢測(cè)向量定義的位移(或長(zhǎng)度)可以通過(guò)經(jīng)由圖形用戶界面的文字輸入來(lái)指定。

該檢測(cè)向量顯示(并且在某些情況下被迭放)為二維影像上的箭頭201。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，操作員選擇一檢測(cè)區(qū)域，然后按下圖形用戶界面上的箭頭按鈕之一(或鼠標(biāo))以使該區(qū)域具方向性。系統(tǒng)隨后會(huì)把檢測(cè)向量箭頭放在選定的檢測(cè)區(qū)域上。

舉例來(lái)說(shuō)，檢測(cè)向量可出現(xiàn)以落在影像檢測(cè)區(qū)域200上，如圖3a所示。在一個(gè)實(shí)施例中，該平坦箭頭檢測(cè)向量的端點(diǎn)被映射到由監(jiān)控照像機(jī)所監(jiān)控的檢測(cè)區(qū)域中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，從而定義在該受監(jiān)控的檢測(cè)區(qū)域中的方向和最小位移。

可替代地，該檢測(cè)向量可被給定一三維外觀中，如圖3b所示，其中箭頭203顯示成落入在虛擬三維檢測(cè)區(qū)域202上。在這種情況下，該三維區(qū)域的端點(diǎn)的位置被關(guān)聯(lián)到影像檢測(cè)區(qū)域，從而使檢測(cè)向量以正確的角度呈現(xiàn)。

用戶可以通過(guò)使用指向和點(diǎn)擊裝置(如計(jì)算機(jī)鼠標(biāo))拖曳其端點(diǎn)來(lái)調(diào)整檢測(cè)向量的角度。正如所提到的，其他用戶輸入構(gòu)件(如觸控屏幕)也可被使用。可替代地，角度可通過(guò)圖形用戶界面(例如通過(guò)呈現(xiàn)在圖形用戶界面上的數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)域)手動(dòng)(數(shù)值地)輸入，而箭頭會(huì)在檢測(cè)區(qū)域上以該角度被自動(dòng)繪制。舉例來(lái)說(shuō)，該角度可以相對(duì)于二維影像平面的x或y軸來(lái)被指定。替代地，該角度可使用三維空間中的航行方位來(lái)指定。

在另一實(shí)施例中，該系統(tǒng)可被配置成把一檢測(cè)向量自動(dòng)地決定為垂直于一選定邊緣。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)配置檢測(cè)區(qū)域和檢測(cè)向量時(shí)，用戶可以選擇該方向性區(qū)域的一個(gè)邊緣，然后使該系統(tǒng)自動(dòng)決定并使用一方向，該方向與該檢測(cè)區(qū)域相關(guān)聯(lián)的檢測(cè)向量邊緣成直角。在一個(gè)實(shí)例中，該系統(tǒng)可以自動(dòng)地修正檢測(cè)向量的方向，該向量已在該檢測(cè)區(qū)域中被放置成該垂直方向，或替代地，該系統(tǒng)可以限制在特定邊緣選定之后產(chǎn)生的任何檢測(cè)向量，以具有垂直于該邊緣的方向。舉例來(lái)說(shuō)，圖形用戶界面可以提示用戶或?yàn)橛脩籼峁┻x項(xiàng)以選擇檢測(cè)區(qū)域邊緣，從而把至邊緣的直角方向施加到該檢測(cè)向量上。在檢測(cè)向量上實(shí)施方向限制的任何其他合適方式也可被采用。

在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)12通過(guò)首先計(jì)算檢測(cè)區(qū)域的選定邊緣的端點(diǎn)，計(jì)算該邊緣的方向，并計(jì)算正交于該方向的一方向，來(lái)決定向量的方向，并仍然留在檢測(cè)區(qū)域的該平面中。應(yīng)被理解的是，在適當(dāng)之處，在選定邊緣的中間位置也可被使用。檢測(cè)向量的方向可被計(jì)算用于二維影像檢測(cè)區(qū)域，給出一用戶看起來(lái)為垂直于該邊緣的方向，或者它可被計(jì)算用于三維檢測(cè)區(qū)域，在該情況下向量被用戶看起來(lái)為在垂直于三維邊緣的一立體三維方向上。

在一些示例實(shí)施例中，檢測(cè)向量箭頭所顯示的長(zhǎng)度不是按比例的。舉例來(lái)說(shuō)，在影像檢測(cè)區(qū)域上所顯示的檢測(cè)向量的圖形表示，尤其是檢測(cè)向量的圖形表示的長(zhǎng)度在向量的長(zhǎng)度是作為數(shù)值通過(guò)圖形用戶界面輸入的情況中，可能不是按比例繪制的。

不論如何，檢測(cè)向量的長(zhǎng)度可以藉由一操作員使用鼠標(biāo)或其他合適的輸入設(shè)備來(lái)進(jìn)行拉伸。當(dāng)該檢測(cè)向量被拉伸時(shí)，提示或其他指示符可以公尺(或英尺)顯示箭頭所表示的長(zhǎng)度。由箭頭長(zhǎng)度所表示的距離用作該方向性區(qū)域的最小距離，無(wú)論在該配置文件中如何設(shè)定。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，在實(shí)物坐標(biāo)中的長(zhǎng)度既不被計(jì)算也不由客戶端界面來(lái)顯示。相反的是，該檢測(cè)向量箭頭的影像坐標(biāo)被發(fā)送到形成監(jiān)控站部分的分析引擎，其中影像坐標(biāo)被轉(zhuǎn)換為一經(jīng)校準(zhǔn)的距離，隨后它會(huì)被使用。

在一些實(shí)例中，該檢測(cè)向量也可以被指定為雙向性的。使用一雙向性向量時(shí)，當(dāng)目標(biāo)對(duì)象的逐步位移被判定為超過(guò)在向量任一方向上的最小位移的話，報(bào)警狀態(tài)會(huì)被激活。

針對(duì)任何目標(biāo)對(duì)象，該監(jiān)控照像機(jī)連續(xù)地監(jiān)控其視野，特別是檢測(cè)區(qū)域。視頻運(yùn)動(dòng)檢測(cè)(VMD)，如上所述，可以被用做這種檢測(cè)，其中圖像元素被監(jiān)控來(lái)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象。目標(biāo)對(duì)象往往在一張影像中出現(xiàn)，具有相對(duì)于捕捉影像的背景場(chǎng)景的不同的亮度。與目標(biāo)對(duì)象相關(guān)聯(lián)的像素群組也可被幀到幀地追蹤以確定該運(yùn)動(dòng)的路徑。因?yàn)樵搱?chǎng)景通常已被校準(zhǔn)，故該目標(biāo)對(duì)象的大小、它已行進(jìn)的距離、以及方向可從追蹤的像素群組進(jìn)行估計(jì)。

因此，當(dāng)對(duì)象穿過(guò)照相機(jī)的視野時(shí)，中央監(jiān)控站12處理由監(jiān)控照像機(jī)在離散時(shí)間間隔所捕獲的視野影像，定位每個(gè)影像中的目標(biāo)對(duì)象，并計(jì)算其軌跡使得它已經(jīng)行進(jìn)的距離(其位移)可被計(jì)算。如果該軌跡在虛擬三維檢測(cè)區(qū)域上被計(jì)算，則該距離可以用實(shí)物尺寸(如行進(jìn)的公尺數(shù))來(lái)表示。

圖4以圖形方式示出如何相關(guān)于二維中的位移計(jì)算距離。

該目標(biāo)對(duì)象是由中央監(jiān)控站12在離散位置305所觀察到的，而該軌跡300由這些位置被計(jì)算出。軌跡300的實(shí)際長(zhǎng)度可以通過(guò)將沿著路徑302的區(qū)段長(zhǎng)度相加來(lái)計(jì)算。然而，如果方向性的標(biāo)準(zhǔn)被引入，所述區(qū)段長(zhǎng)度必須被投影到在關(guān)注方向的線301上，而這些相加的投影給出路徑長(zhǎng)度303。因此，對(duì)于目標(biāo)對(duì)象的逐步位移，在該檢測(cè)向量的方向上的分量被判定，所述分量被用來(lái)判定由檢測(cè)向量所識(shí)別出的最小位移是否已經(jīng)被超過(guò)。

這些分量可通過(guò)取得相關(guān)向量的內(nèi)積來(lái)確定，例如確定在檢測(cè)向量的方向上的特定位移的標(biāo)量投影(或標(biāo)量分量)。

如果反方向也關(guān)心，或者該方向是雙向性的，那么距離304也是受關(guān)注的。只有當(dāng)在檢測(cè)向量的方向上的距離超過(guò)最小距離306時(shí)，報(bào)警激活才會(huì)發(fā)生。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，其中視野和檢測(cè)區(qū)域的影像并不是在一個(gè)連續(xù)基礎(chǔ)上被監(jiān)控，可以在各取樣點(diǎn)之間使用估計(jì)。估計(jì)目標(biāo)對(duì)象路徑可包括預(yù)測(cè)沿著目標(biāo)對(duì)象路徑的各區(qū)段的行程。舉例來(lái)說(shuō)，該估計(jì)步驟可以包括藉由反向預(yù)測(cè)目標(biāo)對(duì)象在何處可能已經(jīng)進(jìn)入視野到初始檢測(cè)的位置，在目標(biāo)對(duì)象的初始檢測(cè)位置之前，預(yù)測(cè)目標(biāo)對(duì)象路徑。此外，在目標(biāo)對(duì)象的離散檢測(cè)之間的目標(biāo)對(duì)象路徑可以被預(yù)測(cè)，同時(shí)也可以預(yù)測(cè)在最終點(diǎn)和目標(biāo)對(duì)象可能已經(jīng)離開(kāi)視野的位置之間的目標(biāo)對(duì)象路徑。

因此，如圖4所示的示例，最小距離可由估計(jì)軌跡300上的點(diǎn)307來(lái)滿足，該點(diǎn)在檢測(cè)點(diǎn)或觀測(cè)305之間。當(dāng)觀測(cè)不頻繁時(shí)這種估計(jì)是很重要的，因?yàn)閷?duì)象可能經(jīng)過(guò)一檢測(cè)區(qū)域行進(jìn)，在該區(qū)域內(nèi)觀測(cè)很少或沒(méi)有觀測(cè)。在軌跡300上的點(diǎn)(包括在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的點(diǎn))的連續(xù)性將仍然被用于判定是否該最小距離已被超過(guò)。另請(qǐng)注意，該估計(jì)軌跡300可以延伸在第一觀測(cè)之前或最終觀測(cè)之后，以解釋進(jìn)入或離開(kāi)場(chǎng)景的對(duì)象。

如果本示例用到圖5a所示的場(chǎng)景中，其示出在方向401上跨越橫越檢測(cè)區(qū)域的道路400的入侵者403將在關(guān)注方向上再行進(jìn)一段距離402。如果該位移超過(guò)該最小距離，則根據(jù)預(yù)定條件該系統(tǒng)檢測(cè)到入侵者，警報(bào)可被激活。

相反的情況示于圖5b中。在這里，汽車及其陰影408行進(jìn)一距離406，但是其方向不平行于檢測(cè)向量405的方向。雖然汽車及其陰影408移動(dòng)了一段距離，但在檢測(cè)向量的方向上僅行進(jìn)由附圖標(biāo)記407所示的距離。如果這小于檢測(cè)區(qū)域404的最小距離，則該目標(biāo)對(duì)象的移動(dòng)將不被允許發(fā)出一警報(bào)。這有效地降低了這種起因的誤警報(bào)。

為了幫助用戶定義檢測(cè)區(qū)域(其在關(guān)注方向上比最小距離要長(zhǎng))，在影像中的不同點(diǎn)處的場(chǎng)景標(biāo)尺可被繪制。如圖6所示，其中當(dāng)高度501在場(chǎng)景中的目標(biāo)上被測(cè)量時(shí)，水平距離500會(huì)被顯示。通過(guò)在多于一個(gè)位置上這樣做，在該場(chǎng)景中不同位置處的水平距離500和502可被建立。

在以下說(shuō)明中，平面檢測(cè)區(qū)域的使用并不旨在排除在三維空間中的其他可能的檢測(cè)區(qū)域表面，也不意味著必須要由平坦表面來(lái)近似檢測(cè)區(qū)域。在實(shí)際場(chǎng)景中的地面通常是不平坦的，并且本發(fā)明僅需要知道在該場(chǎng)景與該場(chǎng)景的二維影像之間的映像。

要求最小距離要被滿足的一個(gè)問(wèn)題是當(dāng)把檢測(cè)區(qū)域繪制在計(jì)算機(jī)屏幕上時(shí)很難估計(jì)該長(zhǎng)度。另一示例提供反饋給操作員，使得操作員可以精確地調(diào)整正被監(jiān)控場(chǎng)景的近場(chǎng)以及遠(yuǎn)場(chǎng)中的檢測(cè)區(qū)域的尺寸。以下幾個(gè)方面涉及到這種加強(qiáng)。

該檢測(cè)向量似乎坐落在三維檢測(cè)區(qū)域上，其長(zhǎng)度表示該最小距離。在一示例中，該最小距離由數(shù)值來(lái)設(shè)置，而當(dāng)檢測(cè)向量箭頭被操控時(shí)，該檢測(cè)向量箭頭的長(zhǎng)度自動(dòng)調(diào)整以始終在場(chǎng)景中顯示出經(jīng)正確縮放后的最小距離(無(wú)論它被放置在計(jì)算機(jī)屏幕上的任何位置)。當(dāng)檢測(cè)向量箭頭移動(dòng)經(jīng)過(guò)該場(chǎng)景時(shí)，因?yàn)閳?chǎng)景角度的原因，該比例會(huì)變化。在另一實(shí)例中，箭頭的長(zhǎng)度通過(guò)使用計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)操控箭頭的端點(diǎn)來(lái)設(shè)定。如果它之后被移動(dòng)，則長(zhǎng)度自動(dòng)調(diào)整以便始終顯示最小距離(無(wú)論它放置在影像中的任何位置)。

在另一實(shí)例中，當(dāng)場(chǎng)景正被校準(zhǔn)時(shí)提供反饋。為了提供足夠的信息用于監(jiān)控站的分析引擎以判定在影像中目標(biāo)的尺寸和速度，用戶需要校準(zhǔn)該場(chǎng)景。在這個(gè)示例中，當(dāng)用戶標(biāo)記出對(duì)象的高度時(shí)，該長(zhǎng)度的水平線會(huì)同時(shí)顯示。然后對(duì)該用戶來(lái)說(shuō)，在該影像的該位置處該尺寸看起來(lái)像什么就很清楚了。因?yàn)樾?zhǔn)需要一個(gè)以上的測(cè)量，該操作員將會(huì)看到在該影像中在一個(gè)以上位置中的這個(gè)尺寸。

在二維影像和三維場(chǎng)景之間的轉(zhuǎn)換以及計(jì)算以判定在檢測(cè)向量的方向上的最小距離是否已被行進(jìn)，現(xiàn)在進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。在一個(gè)特定的情境中，轉(zhuǎn)換矩陣T用來(lái)把二維影像坐標(biāo)中的點(diǎn)i轉(zhuǎn)換成三維場(chǎng)景坐標(biāo)中的點(diǎn)s。如果我們?cè)倏紤]在這二維影像中的兩點(diǎn)i₁和i₂，其對(duì)應(yīng)于對(duì)象的路徑P上的兩個(gè)點(diǎn)，則接合點(diǎn)i₁和i₂的二維向量I可被轉(zhuǎn)換成三維向量接合點(diǎn)s₁和s₂如下：

s₁＝Ti₁

s₂＝Ti₂

因此：

該向量表示在兩個(gè)觀測(cè)之間以三維坐標(biāo)移動(dòng)的對(duì)象的距離和方向。

現(xiàn)在考慮一方向性區(qū)域(檢測(cè)區(qū)域)，其中用戶操控在二維影像空間中的箭頭，即檢測(cè)向量，來(lái)指定該區(qū)域的方向。這個(gè)箭頭的端點(diǎn)可使用相同轉(zhuǎn)換T轉(zhuǎn)換到三維空間以產(chǎn)生一方向向量代表的方向的單位向量可由除以其大小|D|來(lái)決定。

的長(zhǎng)度落在方向上的分量I可以使用和對(duì)應(yīng)的單位向量?jī)烧叩膬?nèi)積(·)來(lái)如下地計(jì)算：

需要注意的是該結(jié)果I的極性是重要的，因?yàn)橹挥写笥诹愕闹挡攀窃陉P(guān)注方向上的距離。小于零的值是在相反方向上。如果路徑P的連續(xù)區(qū)段的這些距離I加在一起，同時(shí)考慮每個(gè)I的極性，那么沿著P在關(guān)注方向上的那些區(qū)段的組合距離可以被計(jì)算出來(lái)。如果該距離超過(guò)最小距離，則該目標(biāo)會(huì)觸發(fā)警報(bào)。

注意，該計(jì)算可以在路徑P的每一對(duì)應(yīng)的影像像素之間執(zhí)行，但如果該路徑是由線段構(gòu)成，則該計(jì)算可被簡(jiǎn)化，只考慮那些線段的端點(diǎn)和路徑與檢測(cè)區(qū)域中的入口像素和出口像素相交的那些點(diǎn)。

第一工作實(shí)例

現(xiàn)在描述工作實(shí)例以說(shuō)明入侵檢測(cè)系統(tǒng)如何操作。

該系統(tǒng)使用視頻照相機(jī)形式的感測(cè)裝置，其被用于查看和監(jiān)控真實(shí)場(chǎng)景(以視野的形式)，如圖2b所描繪的三維場(chǎng)景。由照相機(jī)拍攝的影像是該三維場(chǎng)景在照相機(jī)的影像平面上的二維投影。照相機(jī)影像隨后顯示在計(jì)算機(jī)監(jiān)控器或顯示器上。

為了使用該系統(tǒng)，通過(guò)與計(jì)算機(jī)監(jiān)控器上的圖形用戶界面交互，操作員定義一檢測(cè)區(qū)域，如圖2a中的102。這對(duì)應(yīng)到三維場(chǎng)景中的虛擬平面檢測(cè)區(qū)域，如圖2b中的105。

有很多種方法可校準(zhǔn)該系統(tǒng)，但是為了說(shuō)明的目的，校準(zhǔn)發(fā)生在當(dāng)一個(gè)人在該三維平面檢測(cè)區(qū)域105每一個(gè)部分的四周行走時(shí)，而在該檢測(cè)區(qū)域102和該虛擬圖像檢測(cè)區(qū)域105兩者上的它們的位置會(huì)在每一點(diǎn)上被記錄。將被理解的是這建立了在兩個(gè)檢測(cè)區(qū)域之間的映射。將被理解的是在一些實(shí)施例中，在該檢測(cè)區(qū)域之外的區(qū)域也可被校準(zhǔn)。

通常，移動(dòng)目標(biāo)對(duì)象與背景的亮度不同，移動(dòng)目標(biāo)對(duì)象在背景前面移動(dòng)。因此，該對(duì)象可通過(guò)將該影像與先前影像之間的差異閾值化來(lái)檢測(cè)，然后當(dāng)該對(duì)象在視頻序列的幀到幀間移動(dòng)時(shí)，可藉由先繪制出邊界框(其圍繞由該閾值化的差值所檢測(cè)到的影像像素集合)，然后指出該邊界框的底部中心的位置，能夠追蹤該對(duì)象。對(duì)于由視頻照相機(jī)捕捉的每張影像來(lái)說(shuō)，該對(duì)象被檢測(cè)到并且其位置被指出(并因此被追蹤)。該目標(biāo)對(duì)象的路徑可由穿過(guò)這些點(diǎn)繪制的曲線來(lái)估計(jì)，或更簡(jiǎn)單地用連接這些點(diǎn)的一系列線段來(lái)估計(jì)。該路徑用來(lái)估計(jì)該對(duì)象是在檢測(cè)區(qū)域中的何處以及該對(duì)象是否已經(jīng)在關(guān)注方向上走得夠遠(yuǎn)。考慮該完整的估計(jì)路徑是重要的，因?yàn)榭焖僖苿?dòng)的對(duì)象可能僅在視頻的幾幀中被檢測(cè)到，無(wú)法提供足夠的點(diǎn)來(lái)做可靠的檢測(cè)。

如果入侵者現(xiàn)在穿過(guò)該場(chǎng)景，并走在平面檢測(cè)區(qū)域105上，那么在三維坐標(biāo)中的他們腳的路徑可以從檢測(cè)區(qū)域102中的他們腳的影像的路徑來(lái)判定。在三維空間中行進(jìn)的距離、速度和方向都可以很容易地從影像坐標(biāo)中的對(duì)應(yīng)的度量來(lái)判定。

如果方向性區(qū)域被使用，即如果用戶已經(jīng)為檢測(cè)區(qū)域定義一檢測(cè)向量，則該方向性區(qū)域的方向用影像坐標(biāo)指定。三維坐標(biāo)可從這些影像坐標(biāo)來(lái)判定，或替代地，檢測(cè)向量可用三維坐標(biāo)來(lái)定義，在這種情況下該影像坐標(biāo)可被確定。由于在檢測(cè)平面之間的映射被定義，在該三維平面上的三維箭頭的外觀也可以通過(guò)考慮場(chǎng)景透視和縮放來(lái)確定。如果檢測(cè)向量箭頭在屏幕中往上移動(dòng)，那么它可以藉由縮小它的尺寸來(lái)使其看起來(lái)好像遠(yuǎn)離照相機(jī)移動(dòng)。如果箭頭旋轉(zhuǎn)，則正確的三維旋轉(zhuǎn)可被確定而三維箭頭可相應(yīng)地被調(diào)整。

現(xiàn)在，如果入侵者行走越過(guò)由照像機(jī)監(jiān)控的三維檢測(cè)區(qū)域，很清楚地，在該三維坐標(biāo)系統(tǒng)中的該方向和使用三維坐標(biāo)中的方向性區(qū)域指定的方向都可以被確定。以該方向性區(qū)域的方向行進(jìn)的距離隨后可通過(guò)確定在檢測(cè)向量方向上的位移的分量來(lái)建立。如果該距離超過(guò)最小位移，則警報(bào)條件可被發(fā)出。透過(guò)這個(gè)實(shí)例，很清楚的該系統(tǒng)可在入侵者接近受保護(hù)財(cái)產(chǎn)與車輛經(jīng)過(guò)之間做區(qū)分。

第二工作實(shí)例

圖7示出如何確定進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域和離開(kāi)檢測(cè)區(qū)域。在該圖中，二維影像600由影像元素(像素)601構(gòu)成，并且該檢測(cè)區(qū)域由陰影像素602定義。對(duì)象路徑603穿過(guò)檢測(cè)區(qū)域602，在第一像素604進(jìn)入其中，并在最終像素605離開(kāi)該檢測(cè)區(qū)域。像素604和605的三維坐標(biāo)可以從該影像的二維位置來(lái)計(jì)算(如以上詳細(xì)討論的)，并且三維坐標(biāo)隨后可被用來(lái)確定該三維距離在指定方向上行進(jìn)的分量。此外，在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)沿著該路徑的任何或所有其他像素606可被類似地轉(zhuǎn)換和考慮。如果該路徑不直的話這點(diǎn)尤其重要。

如果上述檢測(cè)區(qū)域602在該對(duì)象路徑穿過(guò)的地方夠窄的話，則像素604和605可以是同一像素。在此情況中，該對(duì)象路徑仍被確定，并且如果該路徑是以正確的方向穿過(guò)該區(qū)域的話，那么它可觸發(fā)警報(bào)。如果該路徑是以錯(cuò)誤的方向穿過(guò)該區(qū)域的話，那么警報(bào)將不會(huì)觸發(fā)。因此，即使具有零大小的最小距離，和/或僅一像素寬的區(qū)域，該方向仍然可以相關(guān)于檢測(cè)入侵。

現(xiàn)在參見(jiàn)圖8，影像檢測(cè)區(qū)域701示出為顯示在示例圖形用戶界面700上。影像檢測(cè)區(qū)域701是以感測(cè)裝置(如監(jiān)控照像機(jī))的視野的影像702上的交叉陰影線來(lái)指示，其中影像702示出通往背景中的建筑物的道路，該道路在其右方具有相鄰的碎石區(qū)域。檢測(cè)向量703也被指出，其與影像檢測(cè)區(qū)域701相關(guān)聯(lián)，并重疊在檢測(cè)區(qū)域701上。如在以上已被更詳細(xì)描述的，檢測(cè)向量703指示在影像檢測(cè)區(qū)域701中的最小距離和位移方向，在此實(shí)例中是從道路左側(cè)的邊緣延伸的三維區(qū)域中的位移，橫跨道路和相鄰的碎石區(qū)域。該檢測(cè)向量的方向被指示為相對(duì)于直接橫過(guò)該道路的方向呈一微小角度。在入侵者(即目標(biāo)對(duì)象)移動(dòng)橫跨該檢測(cè)區(qū)域701的事件中，舉例來(lái)說(shuō)，部分地橫越道路或橫越碎石區(qū)域，本系統(tǒng)將計(jì)算該目標(biāo)對(duì)象在檢測(cè)向量703的方向上的位移的分量，而如果該分量超過(guò)在檢測(cè)向量703的方向上的指定的最小位移，則警報(bào)將會(huì)響起。為了計(jì)算該位移，目標(biāo)對(duì)象的像素的三維坐標(biāo)根據(jù)影像中的二維位置來(lái)計(jì)算，而三維坐標(biāo)然后用來(lái)判定三維距離在指定方向上行進(jìn)的特定分量。

圖9示出類似的圖形用戶界面800，其示出辦公環(huán)境的監(jiān)控照像機(jī)影像802。影像檢測(cè)區(qū)域801再次示出為影像802上的交叉影線，同時(shí)檢測(cè)向量803重疊為檢測(cè)區(qū)域801上的箭頭。檢測(cè)向量803把在該影像檢測(cè)區(qū)域802中的最小距離和位移方向指定為辦公室的三維區(qū)域中的位移。當(dāng)入侵者(即目標(biāo)對(duì)象)移動(dòng)穿過(guò)該房間，例如從房間后部沿著玻璃隔間到房間前部，或反向亦然，如果系統(tǒng)判定在檢測(cè)區(qū)域801中的入侵者的位移在檢測(cè)向量的方向上具有一分量，且該分量超過(guò)檢測(cè)向量的指定最小位移，則報(bào)警將會(huì)響起。因?yàn)闄z測(cè)向量適用于整個(gè)檢測(cè)區(qū)域802，將被理解的是，入侵者的任何移動(dòng)經(jīng)計(jì)算在檢測(cè)向量的方向上具有一分量，且該分量超過(guò)指定最小水平時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致報(bào)警激活。

類似于圖8所示的情境，所述計(jì)算包括從影像中的二維位置來(lái)計(jì)算目標(biāo)對(duì)象像素的三維坐標(biāo)，然后使用這些坐標(biāo)來(lái)判定三維距離在該指定方向上行進(jìn)的特定分量。

圖10是示出典型計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)900的結(jié)構(gòu)框圖，其適于用作/配置為如上所述的中央監(jiān)控系統(tǒng)12。舉例來(lái)說(shuō)，典型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可適于中央監(jiān)控系統(tǒng)12的服務(wù)器16以及操作員站22.1、22.2兩者。

計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)900包括處理單元902。該處理單元902可包括單個(gè)計(jì)算機(jī)處理裝置(例如，中央處理單元、圖形處理單元或其他計(jì)算裝置)，或者可包括數(shù)個(gè)計(jì)算機(jī)處理裝置。在某些實(shí)例中，處理由處理單元902單獨(dú)地執(zhí)行，而在其他實(shí)例中處理也可以或替代地由遠(yuǎn)程處理裝置執(zhí)行，該裝置可由計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)900來(lái)(以共享或?qū)Ｓ玫姆绞?訪問(wèn)和使用。

通過(guò)通信總線904，處理單元902與一個(gè)或多個(gè)機(jī)器可讀取儲(chǔ)存(內(nèi)存)裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，該裝置儲(chǔ)存指令和/或數(shù)據(jù)用于控制該計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)900的操作。在該實(shí)例中，計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)900包括系統(tǒng)內(nèi)存906(如BIOS或閃存)、易失性內(nèi)存908(如隨機(jī)存取內(nèi)存，如一個(gè)或多個(gè)DRAM模塊)、以及非易失性/非暫時(shí)性內(nèi)存910(如一個(gè)或多個(gè)硬盤或固態(tài)硬盤)。

計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)900還包括一個(gè)或多個(gè)接口，由912一般化地表示，經(jīng)由所述接口，計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)900與各種組件、其他裝置和/或網(wǎng)絡(luò)連接。其他組件/裝置可物理地與計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)900整合在一起，或者可以是物理分離的。其中此類裝置與計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)400的物理分離連接可經(jīng)由有線或無(wú)線硬件和通信協(xié)議，并且可以直接或間接(如以網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接)連接。

與其他裝置/網(wǎng)絡(luò)的有線連接可藉由任何標(biāo)準(zhǔn)的或?qū)Ｓ械挠布瓦B接協(xié)議。例如計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)900可被配置成與其他裝置/通信網(wǎng)絡(luò)有線連接，藉由以下的一個(gè)或多個(gè)：USB；FireWire(火線技術(shù))；eSATA(外部SATA接口)；Thunderbolt(雷電技術(shù))；以太網(wǎng)絡(luò)；并列；串行；HDMI；DVI；VGA；AudioPort(搜索軟體)。其他的有線連接也是可能的。

與其他裝置/網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線連接可以類似地藉由任何標(biāo)準(zhǔn)的或?qū)Ｓ械挠布瓦B接協(xié)議。舉例來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)400可被配置成可與其他裝置/通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線連接，使用以下的一個(gè)或多個(gè)：紅外線；藍(lán)牙(包括藍(lán)牙的早期版本、藍(lán)牙4.0/4.1/4.2(也稱為低功耗藍(lán)牙)和未來(lái)的藍(lán)牙版本)；WiFi；近場(chǎng)通信(NFC)；全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)、增強(qiáng)數(shù)據(jù)GSM環(huán)境(EDGE)、長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)、寬帶分碼多重存取(W-CDMA)、分碼多重存取(CDMA)。其他的無(wú)線連接也是可能的。

一般來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)900與其相連接(無(wú)論是有線或無(wú)線方式)的裝置允許數(shù)據(jù)被輸入到/由計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)900接收用于由處理單元902處理，并且數(shù)據(jù)將由計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)900來(lái)輸出。實(shí)例裝置將在以下被描述，然而將被理解的是，并不是所有的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)將包括所有提及的裝置，并且對(duì)于所提及的那些裝置之外的附加和替代裝置也可被使用。

舉例來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)900可以包括或連接到一個(gè)或多個(gè)輸入設(shè)備，通過(guò)所述輸入設(shè)備，信息/數(shù)據(jù)被輸入到計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)900(由該計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)接收)。此類輸入設(shè)備可以包括實(shí)體按鈕、字母數(shù)字輸入設(shè)備(如鍵盤)、指向裝置(如鼠標(biāo)、軌跡墊等等)、觸控屏幕、觸控屏幕顯示器、麥克風(fēng)、加速計(jì)、近距離傳感器、GPS裝置和類似物。計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)900還可以包括或連接到由計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)900控制的一個(gè)或多個(gè)輸出裝置以輸出信息。此類輸出裝置可以包括裝置諸如指示器(如LED、LCD或其他光源)、顯示器(如LCD顯示器、LED顯示器、等離子顯示器、觸控屏幕顯示器)、音頻輸出裝置如揚(yáng)聲器、振動(dòng)模塊、以及其他輸出裝置。計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)400還可以包括或連接到能夠輸入和輸出的裝置，例如計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)400可從其讀出數(shù)據(jù)和/或?qū)?shù)據(jù)寫入到其中的內(nèi)存裝置(硬盤、固態(tài)硬盤、磁盤、壓縮閃存卡、SD卡等等)，以及既能顯示(輸出)數(shù)據(jù)也可以接收觸控信號(hào)(輸入)的觸控屏幕顯示器。

計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)900也可連接到通信網(wǎng)絡(luò)(如因特網(wǎng)、局域網(wǎng)絡(luò)、廣域網(wǎng)，個(gè)人熱點(diǎn)等等)以傳送數(shù)據(jù)給聯(lián)網(wǎng)裝置并從其接收數(shù)據(jù)，其可以是其他的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)。

圖10所描繪的結(jié)構(gòu)可以用各種計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如膝上型計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、服務(wù)器計(jì)算機(jī)?？梢岳斫?，圖10并未示出計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)的所有功能性或?qū)嶓w組件。舉例來(lái)說(shuō)，并沒(méi)有圖示出電源或電源接口，然而計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)900將攜帶電源(例如電池)和/或可連接到電源。將進(jìn)一步理解的是，特定類型的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)將決定適當(dāng)?shù)挠布图軜?gòu)，而替代的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)可具有額外的、替代的或比那些描述的更少的組件，可結(jié)合兩個(gè)或多個(gè)組件、和/或具有不同的配置或組件布置。

計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)900的操作也可以由一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序模塊來(lái)引起，這些模塊配置計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)900以接收、處理和輸出數(shù)據(jù)。一個(gè)此類計(jì)算機(jī)程序模塊可以是操作系統(tǒng)，如(通過(guò)非限制性示例的方式)蘋果iOS或Android。

如本文所用的，術(shù)語(yǔ)“模塊”是指計(jì)算機(jī)程序指令和用于提供特定功能的其他邏輯。模塊可以用硬件、固件和/或軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。模塊通常儲(chǔ)存在儲(chǔ)存裝置908中，加載到內(nèi)存906中并由處理器902執(zhí)行。

模塊可以包括一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程，和/或由進(jìn)程的僅一部分來(lái)提供。本文所描述的實(shí)體實(shí)施例可以包括其他和/或不同于此處所描述的模塊。此外，歸因于各模塊的功能可以通過(guò)在其他實(shí)施例中的其他或不同的模塊執(zhí)行。此外，為了清楚和方便，本說(shuō)明書中偶爾會(huì)省略術(shù)語(yǔ)“模塊”。

可以理解，由圖1的各實(shí)體使用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)900的類型可以根據(jù)實(shí)體所使用的實(shí)施例和處理能力來(lái)做變化。例如，服務(wù)器系統(tǒng)可以包括多個(gè)刀鋒服務(wù)器一起工作以提供在本文中所描述的功能。