人体影像辨认系统

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技术领域\n本发明是一种人体影像辨认系统，尤指一种可根据连续撷取的影像信号， 进行判断是否将门打开的辨认系统。\n技术背景\n按，一般自动门或门禁出入管理的辨认系统，是广泛应用于各种场合，诸 如：商店、百货公司、住宅、办公室、保全防盗、无人银行、军事、甚或玩具 等。该辨认系统的技术大致可分为主动检知系统与被动检知系统两种，其中该 主动检知系统须藉由量测者主动发射一讯号(如：雷射讯号、红外线讯号、超 音波讯号、雷达讯号等)至一待测环境上，并藉由装置接收器，接收由待测环 境反射回来的讯号加以分析(讯号强弱或时间差等信息)，以推得待测物的信 息(如：方位、大小、距离)，再予以适当的判别动作。而被动检知系统则可 藉由侦测人体因体温所发射出的红外线波等，推得待测物的信息，再予以适当 的判别动作。\n然而，该主动检知系统设置主动讯号发射与接收的装置，不仅增加系统复 杂度与成本，亦有量测不准而致结果误判的缺失，并有功率消耗的考量。而红 外线被动检知系统的技术则受限于环境温度、人体被覆盖率等因素而影响判读 情形，且昂贵的设备成本也并非适合一般的应用场合。\n发明内容\n有鉴于前述习用技术的缺失，发明人乃依其从事影像辨认系统及电子装置 的制造经验和技术累积，针对上述缺失悉心研究各种解决的方法，在经过不断 的研究、实验与改良后，终于开发设计出本发明的一种以一般型摄影机所撷取 的环境影像，经由影像辨识程序判读出其中的人物信息，作为门的启闭的人体 影像辨认系统，其能摒除先前技术衍生的诸多缺失。\n本发明的一目的，是提供一种具行为判读功能的人体影像辨认系统，该系 统主要包括一影像撷取单元及一判断单元，其中，该影像撷取单元可为一摄影 机，其将撷取的影像传送至判断单元，而该判断单元可为一微处理器或计算机， 该判断单元的记忆体中事先设定有至少一个人像外形，该判断单元可根据该影 像撷取单元连续撷取的影像信号，判断是否有移动物体，并将该移动物体与记 忆体中的人像外形进行比对，以判断该移动物体是否为人，再依其位置及连续 移动方向的行为模式，判断该人是否欲进入(出)室内(外)，如有必要再将 该人的人像与记忆体中的人像进行比对，以判断该人是否为准许通行的人，若 该人为准许通行的人，则送出开门信号将门打开，令该人得以通过该门。\n通过本发明的技术方案，将带来如下的有益效果：\n1.大幅改善习用设备频繁的假讯号动作缺失(如小狗开启红外线感应门)。\n2.与摄影机(录影)相结合，可增加对环境信息的了解，利于突发情况的 事后分析判读。\n3.可结合其他辨识机制(如：人脸辨识)而满足严苛的保全需求或移作罪 犯侦查应用。\n4.设备要求简单、成本低廉，即便搭配简易的互补金属氧化物导体(CMOS) 摄影机亦可操作。\n5.演算法实现方式富弹性，可针对不同需求而快速修正应用。\n附图说明\n图1是本发明的方块示意图；\n图2是本发明的动作流程图；\n图3是本发明进行判断影像的示意图之一；\n图4是本发明进行判断影像的示意图之二。\n影像撷取单元11\n判断单元12\n记忆体121\n被控制设备13\n具体实施方式\n本发明是一种人体影像辨认系统，请参阅图1所示，该系统主要包括一影像 撷取单元11及一判断单元12，其中，该影像撷取单元11可为一摄影机(如：电 荷耦合元件(CCD)的摄影机、互补金属氧化物导体(CMOS)的摄影机等)，其 将撷取的影像传送至判断单元12，而该判断单元12可为一微处理器、个人计算 机或数字信号处理器，该判断单元12的记忆体121中事先储存有至少一个准许通 行的人像(在本发明中，该人像包括人像外型及特定人的人像特征等)，令该 判断单元12可根据该记忆体121中的人像进行判别该影像撷取单元11撷取的影 像，该判断单元12并与一被控制设备13(如：自动门)电气连接。\n藉上述构件的组成，复请参阅图1所示，该影像撷取单元11可不断地将撷取 的影像传送至该判断单元12，令该判断单元12可根据该影像撷取单元11连续撷 取的影像信号，判断是否有移动物体，并将该移动物体与记忆体121中的人像外 形进行比对，以判断该移动物体是否为人，再依其位置及连续移动方向的行为 模式，判断该人是否欲进入(出)室内(外)，嗣再将该人的人像与记忆体121 中的人像进行比对，以判断该人是否为准许通行的人，如此，该人若是准许通 行的人，则送出一开启信号至该被控制设备13，令该被控制设备13开启，进而 该人得以通过该被控制设备13(例如：送出一开门信号将门打开，令该人得以 通过该门)。\n请参阅图1、2所示，当该系统被使用时，其判断单元12将依下列的步骤进 行处理：\n(201)接收由该影像撷取单元11传送的影像；\n(202)比对该等影像的前影像与后影像是否有相异之处？若有，继续下列 的步骤(203)；若否，进行步骤(201)；\n(203)依据该等前影像计算出前、后影像的向量；\n(204)判断该等前影像与后影像是否为移动物体？若是，继续下列的步骤 (205)；若否，进行步骤(201)；\n(205)将该等影像与记忆体121中的人像外形进行比对，以判断该等影像 是否为人？若是，继续下列的步骤206；否则，进行步骤(201)；\n(206)判断该向量是否为欲进入(出)室内(外)？若是，继续下列的步 骤(207)；否则，进行步骤(201)；\n(207)将该人的人像与记忆体121中的人像进行比对，以判断该人是否为准 许通行的人，并辨别该人连续移动的方向，是否朝向门中心移动？若是，继续 下列的步骤(208)；否则，进行步骤(201)；\n(208)送出一开门信号将门打开，令该人得以通过该门，再结束。\n在本发明中，该判断单元12进行判断该影像撷取单元11撷取的影像信号时， 是依两阶段进行，首先取出该等影像信号前、后影像的差异部份，即可分离出 移动部份与静止的背景，再依下一个取得的移动物体位置，比较该二移动物体 的中心点变化，即可得出该物体移动的方向及速度。依据该移动物体的移动方 向(移动物体是否由左、右、上向影像中心点移动)及速度变化，即可得知该 移动物体是否欲进入(出)室内(外)。然后进行人像的辨认，人像的辨认包 括剔除假讯号及肤色辨识、五官辨识。最后决定是否将门打开，若是作为门禁 管理则加入人像比对功能。依据该人行进方向位置及移动速度，计算及决定何 时开始将门打开。如在决定开始将门打开时间点前，该人转变方向(改变主意)， 尚可取消开门动作。\n请参阅图3所示，若目标物体在影像It中坐标为(i，j)时，可在影像It+Δt 上每一点坐标逐一搜寻一(M×M)方块，找到∑m，n＝1；M(|It+Δt(i+m+ Δ，j+n)-It(i+m，j+n)|)/64发生最小值时得坐标(i+Δ，1)，像素差即为Δ。\n其中It(i+m，j+n)代表在时间为t时的影像中(i+m，j+n)坐标点的影像亮 度值。如此，可计算出整张影像中每一像素(pixel)的运动向量，藉由圈选出 相同运动向量的区域，可把疑似的候选人物找出。请参阅图4所示，再分析所算 得的运动向量(水平及垂直分量)，预测及评估该物体的移动方向及速度，判 别其运动轨迹倾向，以其行为判别做为相对应的开关动作依据。\n另，该判断单元12的记忆体121中事先储存的至少一个人像，可为一人像外 型，以作为该移动物体是否为人的鉴别用。\n该判断单元12的记忆体121中事先储存的至少一个人像，亦可为一特定人的 人像特征，以作为该移动物体是否为特定人的鉴别用。\n本发明的有益功效如下所述：\n1.大幅改善习用设备频繁的假讯号作动缺失(如小狗开启红外线感应门)。\n2.与摄影机(录影)相结合，可增加对环境信息的了解，利于突发情况的 事后分析判读。\n3.可结合其他辨识机制(如：人脸辨识)而满足严苛的保全需求或移作罪 犯侦查应用。\n4.设备要求简单、成本低廉，即便搭配简易的互补金属氧化物导体(CMOS) 摄影机亦可操作。\n5.演算法实现方式富弹性，可针对不同需求而快速修正应用。\n以上所述，仅为本发明最佳具体实施例，然而本发明的构造特征并不局限 于此，任何熟悉该项技艺者在本发明领域内，可轻易思及的变化或修饰，皆可 涵盖在本案的专利保护范围内。