主动式协寻系统及协寻方法

摘要

主动式协寻系统及协寻方法，主要是采以第一取像装置连续撷取涵盖范围内的广角影像信号后，由连接至数据库、第一取像装置、第二取像装置的处理装置来进行影像辨识，辨识过程为将广角影像吻合于该数据库中的第一特征影像的部分设定为放大目标，进而驱动第二取像装置撷取该放大目标的放大影像，然后辨识该放大影像中具有吻合于该数据库中的第二特征影像的部分或依次辨识直至吻合于最末特征影像的部分时，即视为寻获该协寻对象，同时激活一寻获告警机制。

说明书

技术领域

本发明关于一种主动式协寻系统及协寻方法，尤指一种利用影像辨识技术，并可针对协寻对象的复数个特征影像进行进阶式比对，利用实际撷取的放大影像以提高清晰度及辨识效果的主动式协寻系统及协寻方法。

背景技术

传统用来搜寻诸如通缉犯、赃车...等等特定对象的方法，是以人员的肉眼配合比对资料中的各种特征来进行，而各种特征也多半可呈现为各种影像。例如搜寻赃车时，特征资料可能包括车型款式、车色以及车牌号码等，搜寻人员也经常是以车色与车型款式为优先比对特征，当搜寻到符合优先特征的车辆时才进一步进阶比对车牌号码，在车牌号码比对符合的情况下，即视同寻获赃车，以进行诸如通知车主领回或拖回保管等后续作业。

然而，在计算机与信息产业快速发展的现况下，以人工在定点或机动车辆中进行前述的搜寻比对作业，是效率非常低且成本很高的方法，况且人员可能因为疲劳、注意力不集中而影响辨识的准确性，甚至人员可能偷懒或必须休息而难以全时性作业。整体而言，对于搜寻作业的效率影响非常大。

为解决前述利用人员比对的高成本与低效率，近年来已发展出成熟的影像辨识技术应用在某些特定的辨识用途。例如：

一、台湾公告第399188号发明专利，是由美国惠普公司提出的一种图形辨识方法及装置，用来依据特征而辨识图形种类。

二、台湾公告第406250号发明专利，是由中华电信股份有限公司电信研究所提出的一种隐藏式马可夫模式为基础的车辆车型辨识系统，主要利用测距器不断侦测车辆自前至后的高度模型以转换为车辆外型，配合影像辨识技术，用来依据车辆的高度值而辨识车道上车辆的车型。

三、台湾公告第422961号发明专利，是由慧亚科技股份有限公司提出一种车牌辨识系统的方法，主要利用摄影机拍摄车辆影像后，配合分割与二值化等技术进行影像比对与辨识，以取得车辆的车牌号码。

四、台湾公告第512288号发明，是由中华电信股份有限公司提出的一种多重影像式车牌自动辨识车辆管制系统，主要是利用摄影机拍摄车辆的前车牌及后车牌(车辆必须停在指定地点)，再利用影像辨识技术(软件)辨识车牌号码，以供应用在道路、桥梁、停车场等公共设施的车辆管制、人工收费车辆管制或智能型运输设施的车辆车牌身分管制。

由前面揭示的各专利技术与应用可知，影像辨识技术已趋于成熟且可广泛应用，但在目前的实际应用都是近距离固定型态的辨识，或必须实时人工输入比对资料的被动方式。因此仍然难以替代由人员主动式搜寻特定目标的工作，甚至必须增设许多不同功能的传感器辅助提供各种动作信号，而增加许多额外成本与损坏维修的负担。

再者，各专利前案皆利用撷取的单一影像进行必要的放大以助于辨识，但是不论撷取影像的像素再高，经过局部放大的后都呈现必然的数字放大模糊现象，因而增加辨识的困难度，甚至必须借助人工的经验比对，如此更难以达到取代人工主动式辨识效果。诸如通过监视器记录犯罪现场的嫌犯影像，经脸部特写放大后，经常因为数字放大模糊现象而难以辨认细部面貌特征，更别说进行辨识比对工作。

而且，虽然现代有某些国家或单位拥有影像强化的科技，可经由例如模糊比对或其它方式来解读及放大所需的影像。然而，并非所有的国家或单位均具备此种影像强化的科技。对于重大案件而言，或许可请这些少数的国家或单位提供协助来加强解晰影像，但两方文件往返所花费的时间将失去破案先机，一般大众则只能雾里看花而求助无门，而且影像强化技术亦非万能，只能做有限程度的改善。

发明内容

有鉴于前述的利用影像辨识的习知技术无法提供主动搜寻特定目标的效果，以及撷取影像经放大后仍难以有效辨识的缺点，本发明人利用现有可行的影像辨识技术，配合主动撷取符合协寻对象的复数个特征影像的放大影像以提供进阶式对比，藉以克服习知技术的缺点。

本发明的目的在于提供一种可针对协寻对象的复数个特征影像进行进阶式对比，且实际撷取放大影像以利于提升清晰度及辨识效果的主动式协寻系统。

本发明的另一目的，在于提供一种可针对协寻对象的复数个特征影像进行进阶式对比，且实际撷取放大影像以利于提升清晰度及辨识效果的主动式协寻方法。

本发明所述的一种主动式协寻系统，至少包括：

一数据库，用以记录协寻对象的复数个特征影像；

一第一取像装置，用以连续撷取涵盖范围内的广角影像；

一第二取像装置，用以动态撷取放大影像；以及

一处理装置，连接至前述数据库、第一取像装置及第二取像装置，以进行影像辨识并首先驱动第二取像装置撷取广角影像吻合于第一个特征影像的部分的放大影像，后续依序辨识并撷取与其它特征影像吻合部分的放大影像，直至辨识最末个特征影像吻合于前一个放大影像的部分时视为寻获该协寻对象，同时激活一寻获告警机制。

所述的第二取像装置包括望远摄影机和反射装置。

所述反射装置包括基座、反射镜及驱动装置，反射镜经驱动装置固定在基座上。

所述的驱动装置包括横向驱动器和纵向驱动器，横向驱动器调节反射镜水平方向偏转角度，纵向驱动器调节反射镜垂直方向偏转角度。

本发明所述的一种主动式协寻系统，至少包括：

一数据库，用以记录协寻对象的至少第一及第二特征影像；

一第一取像装置，用以连续撷取涵盖范围内的广角影像；

一第二取像装置，用以动态撷取放大影像；以及

一处理装置，连接至前述数据库、第一及第二取像装置，以进行影像辨识并将广角影像吻合于第一特征影像的部分设定为放大目标，进而驱动第二取像装置撷取该放大目标的放大影像，续在辨识该放大影像中具有吻合于第二特征影像的部分时视为寻获该协寻对象，同时激活一寻获告警机制。

所述的第二取像装置包括望远摄影机和反射装置。

所述反射装置包括基座、反射镜及驱动装置，反射镜经驱动装置固定在基座上。

所述的驱动装置包括横向驱动器和纵向驱动器，横向驱动器调节反射镜水平方向偏转角度，纵向驱动器调节反射镜垂直方向偏转角度。

本发明所述的一种主动式协寻方法包括以下步骤：

a.提供一数据库用以记录协寻对象的复数个特征影像；

b.利用第一取像装置以连续撷取涵盖范围内的广角影像；

c.利用一处理装置进行影像辨识以将广角影像吻合于第一特征影像的部分设定为放大目标；

d.利用第二取像装置以撷取该放大目标的放大影像；

e.依序辨识并撷取与其他特征影像吻合部分的放大影像，直至便是最末个特征影像吻合于前一个放大影像的部分时视为寻获该协寻对象；以及

f.激活一寻获告警机制。

本发明所述的主动式协寻方法包括以下步骤：

a.提供一数据库用以记录协寻对象的至少第一及第二特征影像；

b.利用第一取像装置以连续撷取涵盖范围内的广角影像；

c.利用一处理装置进行影像辨识以将广角影像吻合于第一特征影像的部分设定为放大目标；

d.利用第二取像装置以撷取该放大目标的放大影像；

e.利用处理装置辨识该放大影像中具有吻合于第二特征影像的部价时，视为寻获该协寻对象；以及

f.激活一寻获告警机制。

附图说明

图1是本发明主动式协寻系统的系统方块示意图。

图2是本发明的可动式望远摄影机动作示意图。

图3是图2的立体构造示意图。

图4是本发明以第一取像装置撷取广角影像的示意图。

图5是本发明以第二取像装置撷取放大影像的第一示意图。

图6是本发明以第二取像装置撷取放大影像的第二示意图。

图号简单说明：

1………处理装置          2………数据库

3………第一取像装置      4………第二取像装置

5………固定式望远摄影机  6………可动式反射装置

7………基座              8………反射镜

9………纵向驱动器        10………横向驱动器

11………支点

具体实施方式

为能更好的了解本发明的目的、特征及功效，现结合下述具体的实施例，并配合附图，对本发明做一详细说明。

请参阅图1，图1是本发明主动式协寻系统的系统方块示意图。如图所示：本发明的主动式协寻系统，至少包括由处理装置1、数据库2、第一取像装置3及第二取像装置4所组成；其中，该数据库2可内建于如计算机、服务器、或类似的电子装置的硬盘、内存或其它记录媒体中，可用以记录欲协寻对象的第一个特征影像、第二个特征影像及第三个特征影像。于本实施例中，是以应用于协助警方寻找赃车为例，该第一个特征影像可为赃车的车型或颜色相貌，而该第二个特征影像则可为车牌的轮廓，第三个特征影像可为车牌号码。其中，虽于本实施例中本发明的数据库2中是以记录欲协寻对象的第一个特征影像、第二个特征影像及第三个特征影像为例说明。但该数据库2中亦可选择记录有更多个特征影像，而非以记录三个特征影像为限，也不以记录一个协寻对象为限。而且，该数据库2中更可提供随时更新或增加更多协寻对象的特征影像。

该第一取像装置3是用以连续撷取涵盖范围内的广角影像，并可选择为一固定式广角摄影机。该第二取像装置4则用以动态撷取放大影像，且可选择为为一可动式望远摄影机，该第二取像装置4是由该处理装置1控制，用以撷取被设定为放大目标的放大影像。其中，由于固定式广角摄影机俱为习知，因此不再为文赘述。此外，需说明的是，本实施例中虽各以一个第一取像装置3及一个第二取像装置4进行影像的撷取，但是，该第一取像装置3及该第二取像装置4的设置数量并非以此为限，例如，亦可设置复数个该第二取像装置4，以对应复数个记录于前述资料库2中的特征影像，或满足多个疑似协寻对象同时出现的需求。

由于第二取像装置4必须移动、转向且摄取放大影像，故需采用可动式望远摄影机。一般可动式望远摄影机是在望远摄影机上加装一万向基座并配合精密的驱动机构，此种形式不仅价格昂贵，且体积大重量沉，使用一段时间后经常因磨损而需耗费额外的保养及维修成本。因此本发明并提出一种轻巧且低成本的设计如下：

该第二取像装置4所采用的可动式望远摄影机，请参阅图2，是由一固定式望远摄影机5前端设置一可动式反射装置6所构成。参阅图3，该可动式反射装置6包括一基座7、一反射镜8、一纵向驱动器9及一横向驱动器10。其中，反射镜8是依其背面的可转动支点11结合于基座7上，而纵向驱动器9及横向驱动器10是依支点11呈九十度夹角(夹角介于小于一百八十度及大于零度间均可实施，不以较佳的九十度为限)分配固定于基座7上，并令其前端分别连接于反射镜8背面的对应处。藉此设计，可通过控制纵向驱动器9及横向驱动器10使反射镜8产生对应偏转的反射角度，从而改变固定式望远摄影机5的取像方位。据此设计可提供快速且精密的取像角度变换，且易于调整变换角度的精度与效率(利用调整反射镜8与固定式望远摄影机的距离即可达成)，同时轻易克服机械速度赶不上电算速度的设计困扰。而且由于可动式反射装置6是与固定式望远摄影机5相互分离，可动式反射装置6的构成简易、价廉、体积小且轻，所以相对可降低可动式望远摄影机整体的成本，并降低额外的保养及维修成本，可谓一大突破。

该处理装置1是连接至该数据库2、该第一取像装置3以及该第二取像装置4，其可为一计算机、服务器、内建处理程序的处理器、或其它具数据处理功能的电子装置。该处理装置1可接收来自该第一取像装置3及该第二取像装置4的影像，控制第二取像装置4的撷取动作，以及进行所撷取影像与该数据库1中对应特征影像的影像辨识工作。在本实施例中，该处理装置1是首先对于第一取像装置3所连续撷取的广角影像进行影像辨识工作，当广角影像中出现吻合于第一个特征影像(例如图4所示吻合协寻赃车的车型)的部分时，将该部分设定为放大目标，进而驱动第二取像装置4撷取该放大目标的放大影像。然后，进一步辨识该放大影像中是否具有吻合于第二个特征影像(例如图5所示吻合一车牌轮廓)的部分，若有吻合部分再将其设定为放大目标，并驱动同一个或另一个第二取像装置4撷取其放大影像。最后辨识此放大影像与第三个特征影像的异同，当其出现吻合于第三个特征影像时(例如图6所示的车牌号码)，则视为寻获该协寻对象(赃车)。当寻获该协寻对象时，可同步激活一寻获告警机制(未在图中标示)，以便通知警网迅速前往追缉。

前述的寻获告警机制，当视本主动式协寻系统的应用场合而异。例如安装在警车上时，可为触发一警铃及通过一显示装置显示该车牌号码(最后一个放大影像)，或利用分割画面显示显示所有辨识吻合的影像，亦可包含显示该协寻对象(赃车)的方位，以使车上警员可迅速辨识车道上的真实协寻对象(赃车)，进而进行拦停、侦查。若为安装于道路固定位置时，该寻获告警机制则可为发送相关信息至当地警网的监控主机，或包含传送相关信息至当地警网所有警车上所配置的对应系统中，以显示、语音或其它方式通知警员相关车辆信息、地点信息与行驶方向信息等。在此所陈述的寻获告警机制仅为可行的实施态样，由于实际方式端视本系统的应用或协寻对象的不同而异，且属于本系统所附加的后段功能(通常为人员机动处理)因此并不以前面揭示的说明为限。

本发明的主动式协寻系统还包括一显示装置(如监视屏幕)连接至处理装置1，用以显示该广角影像、放大影像等辨识吻合的实际影像。当然，亦可采以二个显示装置各别广角影像与放大影像，以利于持续追踪连续性的广角影像。

再者，还包括一操作接口(如控制键盘)，用以操作设定协寻对象或设定所有协寻对象的优先级，以及可设定在寻获协寻对象时画面定格等功能。操作接口的功能端视处理装置1内载应用软件而定，可做适当功能的扩充，例如手动侦查可疑对象的放大影像，或者用来加载及更新数据库2的档案等等，并不以前述用途为限。

另外，由于本系统所撷取的影像皆可能因为相对速度不同而具有动态变化，此变化当需利用第一取像装置3所连续撷取的广角影像来加以克服。由于第二取像装置3是连续拍摄广角影像，且出现吻合第一特征影像的部分将重复出现在连续广角影像的不同位置，因此可通过撷取影像的时间差配合吻合部分位置差而计算出相对移动量及速度，如此即可推算出第二取像装置4应该变换角度的前置量。由于此种动态取像的计算已广泛应用于诸如前专利案的影像处理与跟随技术中，计算公式或技巧亦非本发明重点，因此不再为文赘述。

以前面揭示的用来协助警方寻找赃车为例，本发明的主动式协寻方法大致包含下列步骤：

a.提供一数据库2，用以记录协寻对象的第一个特征影像(例如车型)、第二个特征影像(例如车牌轮廓)以及第三个特征影像(例如车牌号码)；

b.连续撷取广角影像信号，是利用第一取像装置3(如固定式广角摄影机)连续摄取固定取像方位的广角影像(如图4所示)，并将各广角影像依序传送至处理装置1；

c.辨识广角影像，是利用处理装置1针对将各广角影像12与该数据库1中记录的第一个特征影像进行比对，当广角影像中具有吻合于第一个特征影像的部分(如第四图所示的车型轮廓12)时，将该车型轮廓12部价设定为放大目标；

d.撷取放大影像，由该处理装置1驱动第二取像装置4撷取该放大目标(车型轮廓12)的放大影像；

e.辨识放大影像，是经该处理装置1辨识该放大影像与该数据库1中记录的第二个特征影像进行比对，当此放大影像(车型轮廓12)中具有吻合于第二个特征影像的部分(如图5所示的车牌轮廓13)时，再将该车牌轮廓13部分设定为放大目标；

f.撷取放大影像，由该处理装置1驱动同一个或另一个第二取像装置4撷取该放大目标(车牌轮廓13)的放大影像；

g.辨识放大影像，经该处理装置1辨识该放大影像与该数据库1中记录的第三个特征影像进行比对，当此放大影像(车牌轮廓13)中具有吻合于第三个特征影像的部分(如图5所示的车牌号码14)时，即视为寻获该协寻对象。

h.激活寻获告警机制，当寻获该协寻对象时，可同步激活一寻获告警机制(如前述，不再赘言)，并可由诸如显示装置来显示该放大影像或包括广角影像。

前述步骤中，用来进行比对、辨识影像异同的方法，是可通过处理装置1中所载的影像辨识软件等技术完成，而由于数字化的影像辨识技术是属习知技术者，不在此另作说明。

当然，本发明的主动式协寻技术(含系统及方法)，并非仅限于前述实施例所载警网追缉赃车之用，举凡各种可依特征予以区分的任何标的，皆可成为搜寻对象而构成本发明的可应用范围，例如以脸部轮廓、双眼间距等特征以界定搜寻特定的人(例如失踪人日或通缉犯...等)，由于可举例对象不胜枚举，于此不再赘述。

再者，本发明的实现技术亦并不以前面揭示的设置二部取像装置为限，亦可仅用同一部取像装置(可动式变焦望远摄影机)撷取广角影像信号与放大影像信号，虽有时间差导致些微中断的缺陷，但仍可满足某些变异较小或慢(例如停车场)的场合。由于此等变化仅在取像装置的数量多寡，相关搜寻技术皆与前面揭示差异甚小，因此不再重复赘述。

由前述说明可知，本发明利用第一、第二取像装置搭配处理装置、数据库的设计与方法的应用，可针对任何协寻对象主动式截取放大影像，以提升细部更为清晰的影像供进行进阶式影像比对与辨识，由于每一提供辨识的影像皆清晰可辨，并无任何数字放大模糊现象之顾虑，因此可确保辨识的准确性。再者，由于是采行拟人化的进阶式比对方法，因此更能提升搜寻效率。与习知技术相比，本发明显然可大幅提升辨识的准确性及效率，且无需增设任何感测器或采用高阶影像辨识仪器，因此亦大幅降低设置成本，而可利于各相关产业的应用，实属一项重大的突破设计。况且本发明的主动式搜寻技术亦属前所未见，故本发明理应符合发明专利的新颖性、创造性及实用性要求。

虽本发明以一较佳实施例揭示如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何熟习此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，凡依本发明所做的各种变化与修饰，应为本发明专利保护范围所涵盖，本发明的保护范围以权利要求书所限定的范围为准。