專利名稱：一種監(jiān)控終端基于幀比較的運動檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)控方法，尤其是一種監(jiān)控終端進行運動檢測的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的監(jiān)控產(chǎn)品， 一般都是基于有線的，其中用于防盜報警的產(chǎn)品大 多是采用紅外熱源檢測或者磁性阻斷等簡單的物理方案來進行。如果需要做實時的運動檢測(MotionDetect)， 一般會使用高速的專用算法芯片， 或是采用運算能力非常強的個人電腦來作為主機。無線的監(jiān)控產(chǎn)品以前只有基于GPRS和CDMA2000的產(chǎn)品，但是由 于數(shù)據(jù)傳輸速度的限制，GPRS和CDMA2000的產(chǎn)品無法做到即時查看， 更不可能通過軟件來做到智能的運動檢測。隨著3G在全球的大規(guī)模應用， 越來越多的人開始使用3G移動終端。同時以可視電話為主要方式，支持 視頻監(jiān)控的3G移動監(jiān)控終端也開始有一些應用。這些監(jiān)控終端配備支持 紅外模式的攝像頭，可以通過可視電話進行全天候的監(jiān)控。但以防盜為主 要目的的視頻監(jiān)控要求進行實時的運動檢測，而3G終端的CPU運算能力 遠遠小于一般的PC,不可能采用非常復雜的算法來進行運動檢測，另外 考慮到成本和集成的難度，也不可能采用專門的運算芯片來做，因此只能 結(jié)合終端自身的特點用軟件算法來實現(xiàn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有移動終端運算能力小、無法進行復雜運動 檢測算法運算的特點，提供一種應用于移動監(jiān)控終端的算法簡單且快速有 效的運動檢測方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種監(jiān)控終端基于幀比較的運動檢測方法，包括以下步驟(1) 每隔一個時間間隔從監(jiān)控終端獲取的監(jiān)控圖像中提取一個幀作 為采樣幀，并將其中一個采樣幀設定為原始幀，將原始幀之后的一個釆樣 幀i殳定為當前幀；(2) 將原始幀和當前幀以相同的方式分別劃分為數(shù)目相等的若千個 比較單元，每個比較單元內(nèi)包含至少一個象素點；(3) 設定一個象素點差異閾值及一個比較單元差異數(shù)目閾值，并設 置一個計數(shù)器；(4) 逐個比較原始幀和當前幀對應的比較單元內(nèi)的象素點的亮度值， 當原始幀的某個比較單元和當前幀對應的比較單元內(nèi)有預定數(shù)量個對應 象素點的亮度值的差異大于所述象素點差異閾值時，所述計數(shù)器遞增一個 固定值；(5) 原始幀與當前幀的所有比較單元比較完畢后，比較計數(shù)器的值 與比較單元差異數(shù)目閾值，如果計數(shù)器的值大于或等于比較單元差異數(shù)目 閾值，則判定檢測到運動物體；如果計數(shù)器的值小于比較單元差異數(shù)目閾 值，則將計數(shù)器清零，并重新設定原始幀和當前幀，重復進行所述步驟(3) 之后的步驟。上述步驟(2)中，可將原始幀和當前幀每個一個象素點作為一個比 較單元，則所述步驟(4)中，當原始幀中的某個象素點與當前幀中對應 的象素點的亮度值差異大于象素點差異閾值時，計數(shù)器遞增一個固定值?；蛘撸谏鲜霾襟E(2)中，可將原始幀和當前幀分別分成多個塊， 每個塊包括一個以上的象素點，將每個塊作為一個比較單元；相應地，所 述步驟(4)中，當原始幀的某個塊與當前幀對應的塊內(nèi)有預定數(shù)量個象 素點的亮度差異大于所述象素點差異閾值時，計數(shù)器遞增一個固定值。所述步驟(5)中，重新設定原始幀和當前幀，是將前次比較過程中 的當前幀作為新的原始幀，并將新原始幀之后的一個采樣幀作為新的當前幀。采用本發(fā)明所述方法針對移動終端自身的特點及移動監(jiān)控終端上應 用的要求，與一般的運動檢測技術(shù)相比，算法簡單而且有效，易于實現(xiàn)，實時性強；而且本發(fā)明的方法實現(xiàn)不依賴于特定的硬件和軟件平臺，適用 面廣，不僅可靈活地應用在移動監(jiān)控終端上，也可應用于其他的監(jiān)控終端 產(chǎn)品上。


圖1是本發(fā)明的一個實施例的流程2是將單個像素點作為比較單元的實施例示意3是將包含多個像素點的小方塊作為比較單元的實施例示意圖具體實施方式
以下以本發(fā)明的方法應用于移動監(jiān)控終端為例，對本發(fā)明的實施方式 進行說明。監(jiān)控攝像頭獲取原始圖像數(shù)據(jù)后，傳輸?shù)揭苿颖O(jiān)控終端的運動檢測程 序。運動檢測程序每隔一個時間間隔，如每隔l秒從監(jiān)控圖像中提取一個 幀作為采樣幀，并將其中一個釆樣幀設定為原始幀P0，將原始幀之后的 一個采樣幀設定為當前幀Pl;將原始幀P0和當前幀Pl以相同的方式分 別劃分為數(shù)目相等的若干個比較單元，以便對原始幀和當前幀進行比較。 每個比較單元內(nèi)包含至少一個象素點。設定一個象素點差異閾值^及一個比較單元差異數(shù)目閾值《2，并設 置一個計數(shù)器C，其初始值可設定為0;逐個比較原始幀和當前幀對應的 比較單元內(nèi)對應的象素點的亮度值，當比較單元內(nèi)有預定數(shù)量個象素點的 亮度值Y的差異大于象素點差異閾值《1時，則計數(shù)器C遞增一個固定值 (如每次加1)，具體算法如下設feu認t(x， y)表示象素點(x， y)在Pi中的亮度Y值，而fprevi。us(x， y)表 示像素點(x，y)在Po中的亮度Y值，<formula>formula see original document page 7</formula>If a (x，y) = 1 ，則C = C + 1上述預定數(shù)量個象素點的具體數(shù)量，依據(jù)每個比較單元內(nèi)的象素點數(shù) 量及檢測精度而定。如，當每個比較單元內(nèi)只有一個象素點，該預定數(shù)量 只能是一個；當每個比較單元內(nèi)有一個以上象素點，如每個比較單元內(nèi)有 4個象素點，可預定當原始幀一個比較單元和當前幀內(nèi)的對應比較單元內(nèi) 有2個或3個象素點亮度值的差異大于gl,則認為該原始幀的比較單元 和當前幀內(nèi)的對應比較單元有差異，將計數(shù)器C的值遞增l。原始幀P0與當前幀PI的所有象素點或比較單元比較完畢后，計數(shù)器 C會獲得一個累計的值；比較計數(shù)器C的值與比較單元差異數(shù)目閾值《2， 如果計數(shù)器C的值大于或等于比較單元差異數(shù)目閾值《2，則判定檢測到 運動物體；如果計數(shù)器C的值小于比較單元差異數(shù)目閾值《2,則將計數(shù) 器的值清零，并重新設定原始幀和當前幀，重復上述原始幀和當前幀的比 較。重新設定的原始幀和當前幀，可以將上次比較的當前幀作為原始幀， 將原始幀之后的采樣幀作為當前幀；也可以重新從監(jiān)控圖像中提取一個采 樣幀作為原始幀，將新原始幀后的采樣幀作為當前幀。以下結(jié)合附圖及優(yōu)選實施例，對本發(fā)明的方法進一步說明。附圖l是本發(fā)明的一個實施例的流程圖。監(jiān)控攝像頭采樣后獲取原始圖像數(shù)據(jù)，然后傳輸?shù)竭\動檢測程序。通 常設定攝像頭獲取圖像的速率為IO幀每秒，因為對于監(jiān)控終端上的運動 檢測來講，太快的速度意義不大。將從攝像頭得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為YUV格式。對于攝像頭來講，這種轉(zhuǎn) 換都是支持的，即使不支持，對于手機應用來講也能得到RGB格式的圖 像數(shù)據(jù)，RGB和YUV之間可以互相轉(zhuǎn)換的。YUV格式便于后續(xù)的算法 描述，也便于算法實現(xiàn)。設置從攝像頭得到的用于檢測圖像的分辨率大小，這個大小會影響后 續(xù)步驟進行運算的時間復雜度，因為圖像幀間比較的時間復雜度不宜過大，因此分辨率優(yōu)選在QCIF ( 176X144)到QVGA (320X240)間取一個 值。運動檢測程序每隔1秒從攝像頭傳輸來的圖像中提取一個采樣幀。提 取采樣幀時，可在移動監(jiān)控終端攝像頭開始獲取監(jiān)控圖像一段時間(如l 秒左右)以后再開始提取采樣幀，也就是先丟棄攝像頭開始傳輸過來的1 秒左右長度的若干幀，根據(jù)10幀每秒的采樣速度，約丟棄10 15幀。因 為攝像頭剛開始傳輸?shù)膱D像受到攝像頭參數(shù)影響差異較大，因此丟棄這部 分幀是有必要的。在上述提取的采樣幀中設定一個幀為原始幀Po,將原始幀之后的一個 采樣幀設定為當前幀P!。確定原始幀PO和當前幀Pl之間進行比較的方式。可以將原始幀PO 和當前幀Pl之間以單個象素點為比較單元進行比較；也可以將原始幀PO 和當前幀Pl之間按同樣的劃分方式分為多個塊，每個塊內(nèi)含若干個象素 點，原始幀PO和當前幀Pl之間以塊為比較單元進行比較。設定像素差異閥值《1，當原始幀PO和當前幀Pl對應的某個象素點 之間的亮度差異超過該閾值gl,則認為這兩個象素點之間有差異。因為 亮度值Y分量在0~255之間，根據(jù)顏色相似范圍，《1優(yōu)選在10~15間取值。設置一個計數(shù)器，計數(shù)器的值C初始為O。 按預先確定的方式比較原始幀PO和當前幀Pl。圖2所示是每個比較單元含一個象素點，即原始幀PO和當前幀Pl 之間以單個象素點為比較單元進行比較。圖2中箭頭指示的是原始幀中的 一個象素點和在當前幀中對應的象素點。逐個比較原始幀PO和當前幀Pl 間對應的象素點的亮度值，當原始幀中的某個象素點與當前幀中對應的象 素點的亮度值差異大于象素點差異閾值gl時，計數(shù)器的值C就加1。圖3所示是將原始幀和當前幀分別分成多個小方塊，每個小方塊包括2X2個象素點，原始幀PO和當前幀Pl之間以塊為比較單元進行比較。圖 3中箭頭指示的是原始幀中的一個小方塊和在當前幀中對應的小方塊。逐 個比較原始幀P0和當前幀P1間對應的方塊內(nèi)的對應象素點的亮度值，可 預先設定當原始幀的某個小方塊與當前幀對應的小方塊內(nèi)有2個對應的 象素點的亮度差異大于《1時，則認為這兩個塊之間有差異，此時計數(shù)器 值C加1。這種方式可以消除某些單獨的噪點。圖3所示的實施例中，使 用2X2的小方塊大小，是一種較佳方式，塊的劃分當然還可以采用類似 的其他方式。設定比較單元差異數(shù)目閥值《2。當以象素點為單位進行比較時，比較單元差異數(shù)目閥值《2就是原始 幀P0和當前幀P1之間有差異的象素點的數(shù)目。根據(jù)實際檢測要求的精度， 可以設定《2為單幀圖像總象素數(shù)的一個恰當比例即可。經(jīng)過試驗的數(shù)據(jù) 是在單幀圖像大小為QCIF ( 176X144)時，高精度的運動檢測可設定《2 為50-500間，低精度的檢測可以設定為10000。具體的比例數(shù)據(jù)可以通 過多次試驗的方法得到。當以塊為單位比較時，比較單元差異數(shù)目閥值《2是原始幀PO和當前 幀P1之間的塊的差異數(shù)目。原始幀P0與當前幀P1的所有象素點比較完畢后，比較計數(shù)器的值C 與比較單元差異數(shù)目閾值^2，如果計數(shù)器的值C大于或等于§2，則判定 檢測到運動物體；如果計數(shù)器的值C小于比較單元差異數(shù)目閾值9，則 將計數(shù)器清零，將上次比較過程中的當前幀作為新的原始幀，將新的原始 幀之后的采樣幀作為新的當前幀，重復上述比較過程。
權(quán)利要求
1. 一種監(jiān)控終端基于幀比較的運動檢測方法，包括以下步驟(1)每隔一個時間間隔從監(jiān)控終端獲取的監(jiān)控圖像中提取一個幀作為采樣幀，并將其中一個采樣幀設定為原始幀，將原始幀之后的一個采樣幀設定為當前幀；(2)將原始幀和當前幀以相同的方式分別劃分為數(shù)目相等的若干個比較單元，每個比較單元內(nèi)包含至少一個象素點；(3)設定一個象素點差異閾值及一個比較單元差異數(shù)目閾值，并設置一個計數(shù)器；(4)逐個比較原始幀和當前幀對應的比較單元內(nèi)的象素點的亮度值，當原始幀的某個比較單元和當前幀對應的比較單元內(nèi)有預定數(shù)量個對應象素點的亮度值的差異大于所述象素點差異閾值時，所述計數(shù)器遞增一個固定值；(5)原始幀與當前幀的所有比較單元比較完畢后，比較計數(shù)器的值與比較單元差異數(shù)目閾值，如果計數(shù)器的值大于或等于比較單元差異數(shù)目閾值，則判定檢測到運動物體；如果計數(shù)器的值小于比較單元差異數(shù)目閾值，則將計數(shù)器清零，并重新設定原始幀和當前幀，重復進行所述步驟(3)之后的步驟。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于步驟(1)中所述的監(jiān)控 圖像的分辨率為176 x 144到320 x 240之間。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于步驟(1)中所述的時間 間隔為1秒。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述步驟(l)中，在監(jiān) 控終端開始獲取監(jiān)控圖像一段時間之后開始提取采樣幀。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述步驟(2)中，每個 比較單元包含一個象素點。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述步驟(4)中，當原始幀中的某個象素點與當前幀中對應的象素點的亮度值差異大于所述象 素點差異閾值時，計數(shù)器遞增一個固定值。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述步驟(2)中，將原 始幀和當前幀分別分成多個塊，將每個塊作為一個比較單元，每個塊包括 一個以上的象素點。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述步驟(4)中，當原 始幀的某個塊與當前幀對應的塊內(nèi)有預定數(shù)量個對應的象素點的亮度差 異大于所述象素點差異閾值時，計數(shù)器遞增一個固定值。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的象素點差異閾值 在10- 15之間取值。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(5)中，重 新設定原始幀和當前幀，是將前次比較過程中的當前幀作為新的原始幀， 并將新原始幀之后的 一個采樣幀作為新的當前幀。
全文摘要
一種監(jiān)控終端基于幀比較的運動檢測方法，每隔一個時間間隔從監(jiān)控終端獲取的監(jiān)控圖像中提取一個幀作為采樣幀，并將其中一個采樣幀設定為原始幀，將原始幀之后的一個采樣幀設定為當前幀；逐個比較原始幀和當前幀對應的比較單元內(nèi)的象素點的亮度值，當二者的差異象素點達到設定的閾值，則判定檢測到運動物體；當二者的差異象素點未達到設定的閾值，則重新新的原始幀和當前幀，按前面的比較方式繼續(xù)進行比較。
文檔編號H04Q3/545GK101237562SQ20071000280
公開日2008年8月6日 申請日期2007年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月30日
發(fā)明者史幸川, 胡紅雷 申請人:中興通訊股份有限公司