确定光照条件改变引起的需要改变像素密度要求的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及摄像监控领域，更详细地，涉及在摄像机拍摄的图像中根据像素密度要求(pixel density requirement)的目标识别。尤其，本发明涉及用于确定光照条件改变引起的需要改变像素密度要求的方法、设备和系统。
【背景技术】
[0002]摄像监控已经变得越来越常见。由监控摄像机拍摄的图像例如用作警方调查和法律审理中的证据，用于诸如嫌疑人的面容或者车牌照(license plate)上的数字等目标的识别。
[0003]为了使目标识别作为法定证据是有效的，图像中目标的分辨率必须足够高，也就是在图像中目标必须覆盖一定数量的像素。这通常以术语“像素密度要求”来表达，像素密度要求限定能够从图像识别目标的像素密度(例如，以像素/米或者像素/米2量测)。例如，警察机关会推荐使用某一像素密度用于脸部的身份识别。推荐的像素密度(也就是像素密度要求)在不同类型的目标之间会有不同。例如，250像素/米可以被推荐用于脸部识另IJ，而100像素/米可以被推荐用于车牌照识别。
[0004]在目标检测很重要的监控装置中，因而设定最佳焦距很关键，这通过设定缩放的级别来实现。摄像机应该理想地具有尽可能大的视场，同时其应该在距摄像机某一距离处根据像素密度要求拍摄目标。
[0005]US 2013/0155295A1公开了一种用于在感兴趣的目标上保持最小像素密度的方法。简言之，所公开的方法确定视频帧中目标的当前像素密度，并且将当前像素密度与最小像素密度比较。基于该比较，可以调整摄像机的缩放特性以相对于最小像素密度来调整当前像素密度。
[0006]但是，例如由警察机关推荐的像素密度要求仅在最佳光照条件下有效。当场景条件改变时，例如当光照水平改变时，推荐的像素密度要求可能不足以保证合法有效的目标识别一很可能需要更高的像素密度。因此，期望能够确定由改变光照条件引起的改变像素密度要求的需要。
【发明内容】
[0007]基于上述，因此本发明的目的是提供一种方法、设备和系统，用于确定光照条件改变引起的改变像素密度要求的需要。
[0008]根据本发明的第一方案，上述目的通过一种确定光照条件改变引起的需要改变像素密度要求的方法实现，其中所述像素密度要求限定能使摄像机拍摄的图像中的目标被识别的像素密度，该方法包括:
[0009]接收并且监控摄像机设置，所述摄像机设置表示所述摄像机经受的光照条件并且影响所述摄像机拍摄的图像的质量，所述摄像机设置包括所述摄像机拍摄图像时使用的增益和曝光时间中的至少一个；以及
[0010]在检测到所述摄像机设置改变时，确定需要改变像素密度要求。
[0011]摄像机通常通过改变其设置补偿光照条件的改变。例如，如果变得较暗，则摄像机可以增大增益和/或曝光时间以补偿减小的光照水平。因此，增益和/或曝光时间指示出摄像机经受的光照条件。但是，摄像机设置将影响摄像机拍摄的图像的质量。增益会影响图像中的噪声水平，因此较高的增益通常会导致较低的信噪比。类似地，较长的曝光时间会导致摄像机拍摄的图像中的动态模糊(也就是场景中的目标移动引起的模糊)。图像质量改变的结果是，会有改变像素密度要求的需要。通过监控和检测摄像机设置(诸如增益和/或曝光时间等)的改变，于是可以确定图像质量有改变，并且因此有由光照条件改变引起的改变像素密度要求的需要。
[0012]像素密度要求一般是指为了能使图像中的目标被识别，所需的该目标每单位长度或单位面积的最小像素数。
[0013]已经发现增益对于图像质量的改变有很大影响，因为其在图像中引入噪声。摄像机设置因此优选地包括摄像机拍摄图像时使用的增益。
[0014]如以上进一步讨论的，所述摄像机设置影响所述摄像机拍摄的图像中的噪声水平(通过增益)和动态模糊水平(通过曝光时间)中的至少一个。
[0015]通过将所述摄像机设置的改变与一个或多个阈值比较来检测所述摄像机设置的改变。例如，可以有与增益的改变有关的阈值，并且可以有与曝光时间的改变有关的阈值。这些阈值也可以结合，使得在至少一个阈值被违背的条件下检测摄像机设置中的变化。这提供方便灵活的方式来检测摄像机设置中的变化。
[0016]还可以有与增益和/或曝光时间的值有关的一个或多个阈值。例如，只要曝光时间停留在低于某一阈值，曝光时间自身就不表示有改变像素密度要求的需要。但是，如果在同一时间增益超出了另一阈值，这可以表示有改变像素密度要求的需要。
[0017]根据确定有改变像素密度要求的需要，可以采取不同的动作。
[0018]根据实施例，所述方法包括产生控制信号以通过改变缩放级别调整所述摄像机的视场。通过改变缩放级别，改变了图像的像素密度。例如，由于缩放级别增大，将以增大的像素密度拍摄目标。以这种方式，可以改变缩放级别以确保在某一距离处的目标仍然可以被正确地识别。响应于确定需要改变像素密度要求，可以自动地产生控制信号，或者该控制信号可以由操作者例如响应于接收到警报而引发(initiate)，如下面进一步描述。
[0019]摄像机可以与在其内目标应该确保被识别的距离有关。该距离因此可以被视为目标可以被识别处距摄像机最大的距离。为了保持摄像机的视场尽可能地大，需要设定缩放级别使得在最大距离处的目标可以以根据像素密度要求的像素密度被拍摄。尤其，根据确定有改变像素密度要求的需要，控制信号可以指示(indicate)缩放级别要被改变使得摄像机根据改变的像素密度要求拍摄距摄像机给定距离(最大距离)处的目标，由此能够识别给定距离处的目标。
[0020]可以根据一函数改变缩放级别，该函数将摄像机设置的不同值与不同的缩放级别相关联。例如，该函数可以是表格的形式，其将增益和/或曝光时间的不同值与所需的缩放级别相关联。该函数通常在摄像机的配置过程中被创建，并且通常对于每个摄像机/镜头组合和每个目标类型(脸部、车牌照等)创建一个函数。根据已有的预先计算的函数，在摄像机的操作过程中不需要执行与所需的缩放级别有关的费时的计算。
[0021]根据实施例，该方法包括响应于确定需要改变像素密度要求而产生一事件。以这种方式，改变像素密度要求的需要可以用作事件的触发(trigger)，使得可以采取适合的动作。
[0022]取决于诸如增益和/或曝光时间的值等摄像机设置的值，可以产生不同的事件。尤其，该事件可以根据诸如表格等函数产生，该函数将摄像机设置的不同值与不同类型的事件相关联。这样的函数可以根据摄像机的配置而被定义。
[0023]该事件可以包括产生一警报。该警报可以表示像素密度要求已经改变。一旦接收到这样的警报，操作者可以采取合适的动作，诸如手动地监控摄像机拍摄的图像、改变缩放级别、或者调整目标可以被识别的最大距离。
[0024]该事件可以包括通过激活或者关闭光源来影响摄像机经受的光照条件。以这种方式，导致需要改变像素密度要求的光照条件可以被影响，使得不再需要改变像素密度要求。这样的事件可以响应于确定需要改变像素密度要求而被自动地执行，或者可以由操作者响应于接收到如上所述的警报而引发。
[0025]该事件可以包括提供关于距摄像机最大距离的标示(indicat1n)，在该最大距离处摄像机根据改变的像素密度要求以其现有的视场拍摄目标，由此表示在该最大距离内能够识别目标。这样的标示例如可以包括在警报中。以这种方式，可以使操作者意识到在其内可以识别目标的最大距离已经改变。
[0026]事件的另一示例是将标示叠置于摄像机拍摄的图像之上，示出在视场的哪一部分中在当前光照条件下可以正确地完成识别。事件的又一实例是自动地使另一可移动的摄像机指向感兴趣的监控区域以提高监控成效。
[0027]根据本发明的第二方案，上述目的可以通过包括计算机代码指令的(非暂态)计算机可读存储介质实现，当在具有处理能力的装置上执行该计算机代码指令时，实施根据任一前述权利要求所述的方法。
[0028]根据本发明的第三方案，上述目的可以通过一种确定光照条件改变引起的需要改变像素密度要求的设备来实现，其中所述像素密度要求限定能使摄像机拍摄的图像中的目标被识别的像素密度，该设备包括:
[0029]接收组件，配置成接收摄像机设置，所述摄像机设置表示所述摄像机经受的光照条件，并且影响所述摄像机拍摄的图像的质量，所述摄像机设置包括所述摄像机拍摄图像时使用的增益和曝光时间中的至少一个；
[0030]监控组件，配置成监控所述摄像机设置；以及
[0031]确定组件，配置成在检测到所述摄像机设置改变时，确定需要改变像素密度要求。
[0032]根据本发明的第四方案，上述目的可以通过一种确定光照条件改变引起的需要改变像素密度要求的系统来实现，其中所述像素密度要