專利名稱：基于圖象內(nèi)容的圖象選擇的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及成象領域。特別是，本發(fā)明涉及根據(jù)圖象內(nèi)容進行的圖象選擇。
諸如靜止和視頻攝像機的圖象捕獲裝置通常根據(jù)來自用戶的觸發(fā)器輸入存儲圖象。有時觸發(fā)器是人工輸入，如，按下按鈕。觸發(fā)器也可通過與快速選通或定時器連接而遠程觸發(fā)。
然而，對于某些事件來說卻非常難以觸發(fā)。例如，在雷暴期間捕獲閃電的圖象非常困難，這是因為該事件的不可預測性以及捕獲該事件需要快速定時。
一種能夠捕獲閃電的方法是拍攝天空的視頻圖象，并且該視頻周期中發(fā)生閃電的一段時間正在捕獲圖象(捕獲周期)。但是，這種方法存在幾個方面的問題。
首先，視頻圖象的質(zhì)量一般不如靜止圖象的質(zhì)量。第二，因為視頻圖象必須進行存儲，所以捕獲周期受到攝像機存儲空間量的限制。這在目標圖象可能需要一個很長的時間才能出現(xiàn)時受到了限制。最后，在捕獲期間必須有人觀察閃電是否發(fā)生以知道目標圖象是否已經(jīng)被捕獲到，或是用戶可能不得不回放全部的視頻記錄以確認是否發(fā)生了所希望的事件。因此我們希望能有一種更加自動的方法來檢測目標圖象。
一種圖象捕獲系統(tǒng)包括一個圖象輸入和處理單元。圖象輸入獲得隨后要傳送到處理單元的圖象信息。處理單元通過圖象信息確定圖象量度(metric)。處理單元在圖象量度滿足預定條件時引出一個捕獲序列。該捕獲序列可存儲一個或多個圖象，或者它可指示已經(jīng)檢測到一個或多個圖象。在一個實施例中，圖象輸入來源于圖象傳感器，如CMOS或CCD傳感器。在另一個實施例中，圖象輸入來源于視頻流。


圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的圖象捕獲系統(tǒng)。
圖2所示為圖象捕獲系統(tǒng)的另一個實施例。
圖3所示為由圖象捕獲裝置201所采樣的圖象的表示。
圖4所示為對應于圖3所示圖象的亮度的典型直方圖。
圖5所示為通過計算機程序產(chǎn)生的圖象的表示。
圖6所示為對應于圖5所示圖象的亮度的典型直方圖。
圖7所示為觸發(fā)機理的實施例。
圖8所示為可用在圖象捕獲裝置上的接口的實例。
圖9所示為一種圖形接口，其中各種閾值在圖象量度的幾個級別被識別。
圖10所示為用于測量圖象的藍色分量的觸發(fā)器系統(tǒng)的實例。
下面將描述用于確定一個或多個圖象何時匹配圖象概貌(profile)的裝置和方法。在第一實施例中，圖象由攝像機中的圖象傳感器采樣。圖象概貌包括諸如彩色內(nèi)容和光強信息的圖象量度的一個或多個閾值。來自圖象傳感器的圖象被處理并且與圖象概貌的圖象量度相比較。如果匹配的話，則如下所述，攝像機觸發(fā)一個捕獲序列，其中一個或多個圖象存儲到存儲介質(zhì)中。捕獲序列可以只存儲一個圖象，或者捕獲序列根據(jù)需要也可存儲多個圖象。如果圖象被緩存，那么在圖象序列觸發(fā)之前的采樣圖象也可存儲到存儲介質(zhì)中，這將在隨后進行更詳細地描述。
在第二實施例中，圖象由圖象的集合或視頻流提供，例如，電視信號，VCR輸出或數(shù)字視盤(DVD)輸出。來自視頻流的圖象被處理并且與在圖象概貌中規(guī)定的圖象量度閾值相比較以確定是否匹配。這有利于尋找視頻流中的特定圖象。例如，在使用視頻攝像機捕獲圖象后，該第二實施例可用于自動判定捕獲周期內(nèi)是否有希望的圖象。這使用戶在捕獲周期不需要必須在現(xiàn)場。
當一個圖象與圖象概貌匹配，即達到所有閾值的時候，一個捕獲序列產(chǎn)生。這使得一個或多個圖象存儲到存儲介質(zhì)中，或者它引出一個指示，即圖象已經(jīng)在視頻流中找到。所識別圖象的位置或時間索引信息也可以存儲。
圖象量度來源于圖象的各種分量。在一個實施例中，圖象量度包括彩色內(nèi)容和光強信息，但又不限于此。下面是根據(jù)彩色內(nèi)容觸發(fā)一個捕獲序列的實例。聚焦于一顆樹的攝像機通過監(jiān)視圖象中的藍色內(nèi)容可檢測一只藍色鳴鳥何時進入圖象中。當藍色內(nèi)容超出了圖象概貌中設定的規(guī)定閾值時，圖象捕獲被觸發(fā)。類似地，通過監(jiān)視圖象中的藍色內(nèi)容并且在藍色內(nèi)容降至規(guī)定閾值以下時觸發(fā)一個捕獲序列，攝像機可用來檢測藍色鳴鳥何時離開圖象。還可進一步規(guī)定藍色內(nèi)容以僅僅對某個藍色調(diào)觸發(fā)，從而僅僅捕獲某個藍色鳴鳥或某一種藍色鳴鳥的圖象。
在一個優(yōu)選實施例中，包括圖象概貌的圖象量度的閾值可通過一個接口被編程。圖象概貌可設置為易于匹配圖象的一個或多個色度，或者圖象概貌可設置為難以與圖象的一個或多個色度匹配。例如，所設置的觸發(fā)器要使得圖象內(nèi)容中的微小變化不會觸發(fā)一個捕獲序列。
也可根據(jù)圖象量度的變化率來建立圖象概貌。例如，閃電的特點在于其光強的快速變化。閃電的圖象可通過規(guī)定圖象概貌中的亮度變化率來捕獲。當檢測的亮度變化率超出了圖象概貌的規(guī)定變化率時，一個捕獲序列被觸發(fā)。但是，也可建立一個對應于諸如日出或日落的緩慢的亮度變化率以便不觸發(fā)一個捕獲序列。
圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的圖象捕獲系統(tǒng)100。該圖象捕獲系統(tǒng)包括圖象輸入102、圖象處理單元104、處理器120和存儲介質(zhì)140。
圖象輸入102通過使用已經(jīng)技術中熟知的技術捕獲圖象信息。在一個實施例中，圖象輸入102是互補金屬氧化物半導體(CMOS)傳感器。但是，圖象輸入102也可以是電荷耦合器件(CCD)傳感器或其它類型的圖象傳感器。圖象輸入也可以是接收來自電視。衛(wèi)星廣播、VCR或其它數(shù)字視頻記錄的視頻流的接口。圖象輸入102連接圖象處理單元104以向其提供圖象信息。圖象處理單元104可包括彩色檢查表以用于調(diào)節(jié)像素數(shù)據(jù)的彩色值。圖象處理單元104也可包括用于壓縮圖象信息的壓縮單元。在一個實施例中，數(shù)據(jù)流管理器108連接圖象處理單元104至總線110。
在一個實施例中，處理器120、直方圖單元130和存儲介質(zhì)140與總線110連接。處理器120被連接以接收固件(或也可以是存儲器)122的指令，以用于指示處理器執(zhí)行何種操作。處理器也可與提供定時輸入的定時器124連接，這樣處理器120可確定直方圖單元130所產(chǎn)生的圖象量度的變化率，隨后將對此進行描述。在一個實施例中，存儲器單元126與處理器120連接以存儲包括圖象量度的一個或多個閾值的圖象概貌。這些閾值與直方圖單元130產(chǎn)生的圖象量度進行比較。
直方圖單元130被連接以接收來自圖象處理單元104的圖象信息。在一個實施例中，數(shù)據(jù)流管理器108把圖象信息傳送到直方圖單元130，并且該直方圖單元130通過圖象信息確定一個或多個圖象量度。作為一個實例，數(shù)據(jù)流管理器可以是DMA。在一個實施例中，直方圖單元產(chǎn)生色度數(shù)據(jù)，如紅色、綠色和藍色(RGB)分量的量。另外，直方圖單元130可確定其它的色度數(shù)據(jù)。例如，它可確定青色、洋紅、黃色和光強(CMYK)數(shù)據(jù)。直方圖單元130也可確定光度數(shù)據(jù)。光度數(shù)據(jù)包括光強或亮度，以絕對或相對量度來測量。但是，圖象量度并不局限于彩色和光強；通過圖象信息也可確定其它的圖象量度。在一個實施例中，圖象信息在直方圖單元130確定圖象量度時被臨時存儲到存儲器132中。
處理器120把直方圖單元130產(chǎn)生的圖象量度與其圖象概貌進行比較。在一個實施例中，對于每個圖象量度來說，圖象概貌指示一個閾值并且根據(jù)所測量的圖象量度是否低于或高于該閾值來指示是否滿足該圖象量度的匹配。對于每個圖象量度來說，也可以規(guī)定兩個閾值，其中只有在所測量的圖象量度高于第一閾值并且低于第二閾值時才會發(fā)生匹配。隨后將更詳細地討論閾值的級別。
當通過圖象信息確定的圖象量度與圖象概貌匹配的時候，即滿足所有的閾值時，存儲介質(zhì)140用來存儲圖象信息。在一個實施例中，一個或多個圖象在存儲到存儲介質(zhì)140之前臨時存儲到了存儲區(qū)132中。通過把圖象緩存到存儲區(qū)132中，在觸發(fā)一個捕獲序列之前的圖象可被存儲。在一個實施例中，固件122和存儲器122、126、132以及140的各種組合可組合在一個單元中。
外接口160可用于從存儲介質(zhì)140下載存儲的圖象。外接口160也可用于輸入圖象概貌。
圖2所示為圖象捕獲系統(tǒng)200的一個實施例。圖象捕獲部分201包括圖象輸入202、處理器220、固件222和定時器224，它們與圖1中具有相同名稱的對應元件相類似。圖象測量單元204把圖象處理單元104、數(shù)據(jù)流管理器108和直方圖單元130結(jié)合在了一起。主個人計算機經(jīng)通信鏈路265與圖象測量單元204連接。
經(jīng)通信鏈路265，主個人計算機可向圖象捕獲部分201提供圖象概貌的輸入。在一個實施例中，存儲介質(zhì)可包括在主個人計算機270中，這樣的話，它不就不需要置于圖象捕獲部分201中。主個人計算機270也可以在軟件或硬件中執(zhí)行直方圖單元130的功能。
圖3所示為通過圖象捕獲裝置201采樣的夜景圖象的表示。圖4所示為對應于圖3所示圖象的亮度的典型直方圖。橫軸代表亮度級?？v軸則代表每個亮度級中的光點數(shù)(count of luminosity)。
在一個實施例中，諸如圖3的背景圖象通過圖象捕獲裝置201捕獲。該圖象的直方圖確定圖象量度，接著，其與隨后采樣的圖象進行比較。所產(chǎn)生的圖象概貌具有與背景圖象的圖象量度相關的一個或多個閾值。
圖7所示為觸發(fā)機理的實施例。圖象數(shù)據(jù)的直方圖在塊700中確定。在塊705中，一個或多個亮度級中的數(shù)值與源于背景圖象的直方圖的圖象概貌進行比較。在判定塊710中，如果一個或多個亮度級中的數(shù)值大于圖象概貌的閾值，則一個捕獲序列被觸發(fā)(塊715)。但是，如果比較結(jié)果并不是所有的都大于典型圖象，則另一個圖象被取樣(塊720)。
圖象概貌的閾值可預設為任何高于典型背景圖象的百分比或數(shù)值。例如，它可以預設為高于典型背景圖象5％或10％。它也可預設為一個低于典型背景圖象的量或百分比。
圖8所示為可與圖象捕獲裝置一起使用的接口的實例。用于采集背景圖象的“SBI”按鈕802產(chǎn)生背景圖象的直方圖和圖象量度。根據(jù)背景圖象的預設變化可通過選擇一些按鈕輕松選定按鈕組804指示閾值“大于”或“小于”背景圖象的直方圖，按鈕組806指示百分比(5％、10％或20％)，以及按鈕組808指示要比較哪一種量度。圖象量度可包括紅色、綠色、藍色和亮度。
但是，通過按鈕輸入復合閾值的接口會受到限制。因此，使用圖形接口也許會更適于完成任務。
圖9所示為一個圖形接口，其中各種閾值被確認為圖象量度的幾個級。對于標有“＞”的閾值來說，當在該級別的圖象量度具有一個高于該閾值的測量值時，一個捕獲序列被觸發(fā)。對于標有“＜”的閾值來說，當在該級別的圖象量度具有一個低于該閾值的測量值時，一個捕獲序列被觸發(fā)。
作為一個實例，圖9示出了第一圖象量度900，它用于在該圖象量度的測量值大于閾值902時觸發(fā)一個捕獲序列。當該圖象量度的測量值低于閾值912的時候，第二圖象量度910被建立以觸發(fā)一個捕獲序列。建立第三圖象量度920以在該圖象量度的測量值低于閾值924但高于閾值922時觸發(fā)一個捕獲序列，并且建立第四圖象量度930以在該圖象量度的測量值高于閾值934或低于閾值932時觸發(fā)一個捕獲序列。在一個實施例中，為了觸發(fā)捕獲序列，所有的圖象量度(例如，900、910、920和930)的閾值要求必須被滿足。在另一個實施例中，為了觸發(fā)該捕獲序列，只有圖象量度(例如900、910、920或930)的閾值要求中的一個或任何組合需要滿足。
在一個實施例中，攝像機包括一個接口，如LCD屏幕以及或是按鈕或是圖形接口，這樣圖象概貌的閾值可輸入到攝像機中。
產(chǎn)生適合于觸發(fā)一個捕獲序列的圖象概貌的一種方法產(chǎn)生一個類似于所希望圖象的模型圖象?？赏ㄟ^使用軟件修改背景圖象來產(chǎn)生該模型圖象。也可通過使用熟知的技術把類似于所希望圖象的圖象掃描到計算機中。之后，通過使用軟件或硬件模仿背景圖象的直方圖可由模型圖象產(chǎn)生一個直方圖。隨后，模型圖象的直方圖可與通過圖象捕獲裝置捕獲的背景圖象的直方圖進行比較。根據(jù)直方圖的圖象量度的一個或多個閾值可設立為使所希望的圖象觸發(fā)一個捕獲序列。
例如，圖5所示為通過計算機程序產(chǎn)生的圖象的實例表示。圖6是對應于圖5所示圖象的亮度的典型直方圖。在一個實施例中，背景圖象使用圖象捕獲裝置201獲得。該圖象在主計算機270中修改。背景圖象和修改圖象的直方圖均通過使用裝載于主計算機270上的軟件產(chǎn)生。這兩個直方圖相互比較以確定哪個圖象量度最適合于作為觸發(fā)捕獲序列的閾值使用。
在圖5和6的情況下，對應于夜晚閃電的幾個亮度級中的數(shù)值顯然大大高于圖3和4中的情況。
在一個實施例中，用戶人工確定一個或多個圖象量度的閾值。在另一個實施例中，通過比較兩個或更多的直方圖，軟件確定圖象量度的閾值。該軟件確定直方圖中一個或多個亮度級，其中兩個圖象的量度差別最大。軟件可通過背景圖象產(chǎn)生一個或多個閾值，確認該閾值高于背景圖象并且允許一個余量以考慮到噪聲。隨后，主計算機270把該閾值信息傳遞到圖象捕獲裝置201。如果希望的話，主計算機隨后可斷開與圖象捕獲裝置201的連接。
圖10所示為根據(jù)彩色內(nèi)容的圖象量度觸發(fā)捕獲序列的圖象捕獲系統(tǒng)的實例。這個實例根據(jù)藍色內(nèi)容觸發(fā)一個捕獲序列。但是圖象概貌可根據(jù)其它的色度或光度數(shù)據(jù)建立。
圖象信息在塊1000中獲得。在塊1002，圖象信息分解為紅色、綠色和藍色分量。在塊1004，圖象數(shù)據(jù)的藍色分量被處理以提供藍色分量的圖象量度。在塊1006，藍色分量量度與圖象概貌進行比較。如果藍色分量量度滿足一個或多個圖象概貌閾值中的每一個(即，匹配圖象概貌)，那么該圖象在塊1010被捕獲。如果在塊1008藍色圖象量度不滿足全部的一個或多個閾值，則該圖象不被捕獲。而是在塊1000重新開始流程，并且獲得來自另一個圖象的圖象信息。
因此，確定一個或多個圖象何時滿足圖象概貌的裝置和方法被公開。這里所描述的特定裝置和方法僅僅示意本發(fā)明的原理。在不背離所述發(fā)明范圍的情況下，可進行各種形式上和細節(jié)上的改進。盡管本發(fā)明以特定的實施例來顯示，但這不應當被認為是在限制本發(fā)明。所述發(fā)明只由附屬權(quán)利要求的范圍來限定。
權(quán)利要求
1．一種圖象捕獲系統(tǒng)包括一個圖象輸入，用于獲得圖象信息；以及一個與圖象輸入連接的處理單元，用于確定關于圖象信息的圖象量度，該處理單元在圖象量度滿足預定條件時觸發(fā)一個捕獲序列。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象捕獲系統(tǒng)，其中圖象量度包括光度數(shù)據(jù)，并且其中在光度數(shù)據(jù)達到預定閾值時，預定條件被滿足。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象捕獲系統(tǒng)，其中圖象量度包括光強信息，并且其中在光強信息達到預定閾值時，預定條件被滿足。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象捕獲系統(tǒng)，其中圖象量度包括光強信息，并且其中預定條件與光強信息的變化率有關。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象捕獲系統(tǒng)，其中圖象量度包括色度數(shù)據(jù)，并且其中在色度數(shù)據(jù)達到預定閾值時，預定條件被滿足。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象捕獲系統(tǒng)，其中圖象量度包括色度數(shù)據(jù)，并且其中預定條件與色度數(shù)據(jù)的躍遷率有關。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象捕獲系統(tǒng)進一步包括一個用于接收規(guī)定預定條件的參數(shù)的端口。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象捕獲系統(tǒng)進一步包括一個允許輸入預定條件的接口。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象捕獲系統(tǒng)，其中圖象輸入是一個圖象傳感器。
10．根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖象捕獲系統(tǒng)進一步包括一個存儲單元，用于存儲捕獲序列期間的圖象信息。
11．一種選擇圖象的方法，該方法包括的步驟是(a)規(guī)定一個圖象概貌；(b)通過輸入圖象產(chǎn)生直方圖；(c)確定輸入圖象的直方圖是否與該圖象概貌匹配；(d)如果步驟(c)的直方圖與該圖象概貌不匹配，則對隨后的輸入圖象重復步驟(b)和(c)，直到隨后圖象中的一個圖象的直方圖匹配該圖象概貌為止。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法進一步包括的步驟是(e)響應其中的一個輸入圖象與該圖象概貌之間的匹配，把對應于匹配圖象概貌的直方圖的圖象存儲到存儲介質(zhì)中。
13．根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法進一步包括的步驟是(f)把在時間上先于在步驟(e)中存儲的圖象的所捕獲的一個或多個圖象存儲到存儲介質(zhì)中。
14．根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中步驟(b)的輸入圖象由圖象捕獲裝置中的圖象傳感器提供。
15．根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中步驟(a)-(d)通過響應搜索具有該圖象概貌的目標圖象而執(zhí)行，該方法進一步包括步驟(e)指示目標圖象已經(jīng)被找到。
16．根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中步驟(b)的輸入圖象由來自視頻流的輸入提供。
17．一種檢測圖象滿足預定圖象概貌的方法，該方法包括的步驟是(a)采樣第一圖象；(b)確定第一圖象的圖象量度；(c)把第一圖象的圖象量度與預定圖象概貌進行比較；以及(d)在第一圖象的圖象量度匹配預定圖象概貌時存儲第一圖象。
18．根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中圖象量度包括亮度分量，并且預定圖象概貌在該量度分量達到預定閾值時匹配。
19．根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中圖象量度包括彩色分量，并且預定圖象概貌在該彩色分量達到預定閾值時匹配。
20．根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中該預定圖象概貌由下面的步驟產(chǎn)生(ⅰ)產(chǎn)生一個模型圖象；(ⅱ)確定與模型圖象相關的圖象量度；(ⅲ)選擇一個或多個閾值；以及(ⅳ)通過所選閾值形成預定圖象概貌。
21．一種檢測圖象的方法包括的步驟是(a)在兩個不同的時刻采集兩個圖象；(b)確定這兩個圖象的圖象量度；(c)測量圖象量度的變化率；(d)指示如果圖象量度的變化率與第一預定條件匹配則存在一個與該圖象概貌的匹配。
22．根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法進一步包括的步驟是(e)對一個隨后的圖象進行采樣；(f)確定該隨后圖象的第二圖象量度；(g)測量第二圖象量度的變化率；(h)指示如果第二圖象量度的變化率與第二預定條件匹配則存在一個與該圖象概貌的匹配。
23．根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中指示存在一個與圖象概貌的匹配的步驟(d)通過觸發(fā)一個圖象捕獲序列來實現(xiàn)。
24．一種圖象捕獲系統(tǒng)包括一個傳感器，用于捕獲圖象數(shù)據(jù)；一個直方圖單元，用于通過傳感器捕獲的圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生圖象量度；以及一個存儲器單元，用于存儲圖象量度滿足預定條件時的圖象數(shù)據(jù)。
25．根據(jù)權(quán)利要求24所述的圖象捕獲系統(tǒng)進一步包括一個連接到直方圖單元的定時裝置，用于確定圖象量度的變化率。
26．一種產(chǎn)生一個用于選擇圖象的圖象概貌的方法，該方法包括的步驟是(a)通過兩個圖象確定圖象量度；(b)識別與兩個圖象至少相差一個預定量的一個或多個圖象量度；以及(c)根據(jù)在步驟(b)識別的一個或多個圖象量度確定一個或多個閾值。
全文摘要
一種圖象捕獲系統(tǒng)包括一個圖象輸入和處理單元。圖象輸入獲得隨后要傳送到處理單元的圖象信息。處理單元與圖象輸入連接以用于確定關于圖象信息的圖象量度。處理單元在圖象量度滿足預定條件時引出一個捕獲序列。該捕獲序列可存儲一個或多個圖象,或者它可指示已經(jīng)檢測到一個或多個圖象。在一個實施例中,圖象輸入來源于圖象傳感器,如CMOS或CCD傳感器。
文檔編號G06T1/00GK1283290SQ98812602
公開日2001年2月7日 申請日期1998年11月2日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月23日
發(fā)明者R·R·敦頓, 小L·A·波斯 申請人:英特爾公司