专利名称：辨识被摄主体的维度形态的方法
技术领域：
本发明是有关于一种辨识影像画面的方法，特别是有关于一种辨识影像画面中被
摄主体的维度形态的方法。
背景技术：
由于一般影像撷取装置对一被摄主体(shot subject)所撷取的影像画面均为二
维形态(2D dimension)，保全监控系统或脸部辨识系统无法由这个影像画面轻易判断出被
摄主体(尤其是人体脸部)的维度形态是二维形态或三维形态(3D dimension)。 因此，当一高分辨率的人体脸部相片面对保全监控系统或脸部辨识系统的监视器
以接受保全监控系统或脸部辨识系统的辨识时，由于保全监控系统或脸部辨识系统无法辨
识人体脸部的真伪，只要相片中人体脸部的种种特征均符合保全监控系统或脸部辨识系统
所辨识的条件，则这个高分辨率的人体脸部相片便可能欺骗了这个保全监控系统或脸部辨
识系统的侦测，而通过保全监控系统或脸部辨识系统的辨识。保全监控系统或脸部辨识系
统就无法发挥保全及脸部实体辨识的功效。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种辨识被摄主体的维度形态的方法，用以 快速辨识平面形态或立体形态的被摄主体。 为了实现上述目的，本发明提出一种辨识被摄主体的维度形态的方法，适用于一 辨识系统，辨识系统具有一用以调整焦点距离的摄影单元。这个方法包括利用摄影单元分 别对一被摄主体其不同景深的多个位置进行对焦，并撷取出多个影像画面。判断各个影像 画面的分辨率是否一致。当这些影像画面的分辨率一致，则被摄主体为二维形态。反之，当 这些影像画面的分辨率不一致，则被摄主体为三维形态。 由上述可知，二维形态的被摄主体经由摄影单元所分别撷取的影像画面，是不会 依焦距位置的不同而有所改变。因此，本发明的辨识被摄主体的维度形态的方法，便可快速 得知被摄主体的维度形态，进而提供监控系统进行后面的应用。 为了实现上述目的，本发明的另一实施例提出一种辨识被摄主体的维度形态的方 法，应用于一辨识系统上，辨识系统具有一用以调整焦点距离的摄影单元，这个方法包括利 用摄影单元对一被摄主体撷取一影像画面。利用摄影单元放大被摄主体的局部。利用摄影 单元对被摄主体的放大局部进行对焦，并撷取出另一影像画面。判断这些影像画面的分辨 率是否一致。当这些影像画面的分辨率一致，则被摄主体为三维形态。当这些影像画面的 分辨率不一致，则被摄主体为二维形态。 由上述可知，三维形态的被摄主体的局部经放大一影像倍率并调整对焦距离后所 被撷取的影像画面与被摄主体本身不经放大而被撷取的影像画面，会依据摄影单元的分辨 率而输出相同分辨率的影像画面。因此，本发明的辨识被摄主体的维度形态的方法，便可快 速得知被摄主体的维度形态，进而提供监控系统进行后面的应用。
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实例能更明显易懂，所附附图的详细 说明如下 图1所示为本发明的一实施例中一辨识系统的方块图； 图2所示为本发明辨识被摄主体维度形态的方法实例的步骤流程图； 图2A所示为图2的步骤201及步骤203中选定对焦区的细部步骤流程图； 图3所示为本发明辨识被摄主体维度形态的方法的另一实例的步骤流程图； 图4A、4B所示为立体被摄主体在摄影单元对焦时的示意图片； 图4C、4D所示为平面被摄主体在摄影单元对焦时的示意图片； 图5A所示为一立体被摄主体在摄影单元拍摄时的整体示意图； 图5B所示为一立体被摄主体在摄影单元拍摄时的局部放大图； 图5C所示为一平面被摄主体在摄影单元拍摄时的整体示意图； 图5D所示为一平面被摄主体在摄影单元拍摄时的局部放大图。
具体实施例方式
当摄影装置对准被摄主体，对被摄主体的部分区域设定一对焦区，使摄影装置对 被摄主体的部分区域进行对焦时，摄影装置会在其镜头与被摄主体的部分区域之间调整 一特定的焦点距离，使得被摄主体的部分区域在对焦区的画面可被调整至最佳化的清晰状 态，而被摄主体的其余部分区域及背景物便产生虚化状态。反之，当摄影装置以全面对焦的 方式对被摄主体进行对焦时，被摄主体(包括背景物)无法被调整到最佳化的清晰状态，也 不会产生虚化状态。 本发明提供一种辨识被摄主体的维度形态的方法，可用于保全监控或脸部辨识方 面的一辨识系统。本文在此先针对辨识系统做说明。本发明在一较佳的实施例中，请参照 图l，其所示为本发明一较佳实施例中可应用的辨识系统的电子方块图。此方法可用于保 全监控或脸部辨识方面的一辨识系统10。辨识系统10至少具有一摄影单元11、一储存单 元12、一影像处理单元13及处理单元14。摄影单元11例如是数字摄影单元，处理单元14 例如是中央处理单元。摄影单元11位于可供拍摄外景的位置，并具对焦功能，以对一被摄 主体20(如图4A及图4B所示)用以调整焦点距离。影像处理单元13分别连接储存单元 12及处理单元14，用以接收摄影单元11所撷取出的多个影像画面并计算每个影像画面的 像素值(pixel)。储存单元12连接处理单元14，并存有多种脸形、瞳孔或其它影像数据，以 供后续比对。处理单元14分别连接摄影单元11、储存单元12及影像处理单元13，用以控 制并支配摄影单元11、储存单元12及影像处理单元13。以下将分别说明辨识被摄主体的 维度形态的方法的应用特点及实行的实施例
—、依据景深差异的特点 请参照图4A及图4B，其为立体被摄主体在摄影单元对焦时的示意图片。当摄影单 元11进行拍摄时，如果被摄主体20与背景物21不在同一焦点平面，或被摄主体20本身具 有立体轮廓，则被摄主体20与背景物21会具有景深的差异。因此，被摄主体20与背景物 21将在摄影单元11所对焦的位置不同，而具有不同分辨率的现象。反之，如图4C及图4D所示，为平面被摄主体在摄影单元对焦时的示意图片。倘若被摄主体20为一平面影像/图 像，则被摄主体20便不具有景深的差异。因此，不论摄影单元11所对焦的位置是否不同， 被摄主体20的分辨率都不会有所改变，且会因再次拍摄而降低其分辨率。
此较佳的实施例中，当一欲辨识的被摄主体20面对辨识系统10的摄影单元11 时，处理单元14依据景深差异的特点进行下列被摄主体20维度形态的判定步骤。请参照 图2，其所示为本发明辨识被摄主体维度形态的方法的较佳实施例的步骤流程图(在参考 图2时，请同时参考图1以及图4A至图4D): 步骤201对被摄主体20的第一位置进行对焦(见图4A及图4C):
此步骤中，摄影单元11先取得被摄主体20的镜头画面。处理单元14启动摄影单 元11的对焦功能，使得摄影单元11在镜头画面中的被摄主体20的第一位置选择一第一对 焦区111或lll'，以对第一对焦区111或111'进行对焦，以便得到出一第一焦点距离。
步骤202依据这个第一焦点距离对被摄主体20撷取一个第一影像画面110或 110， 此步骤中，摄影单元11以此第一焦点距离撷取一个第一影像画面110或110'，其
中第一影像画面iio或iio'中的第一对焦区iii或iir被调整到最佳化的清晰状态； 步骤203对被摄主体20的第二位置进行对焦(见图4B及图4D):
此步骤中，摄影单元11在镜头画面的被摄主体20的第二位置选择一第二对焦区 121或121'，以对第二对焦区121或121'进行对焦，以便得到一第二焦点距离。其中第一 位置与第二位置较佳为被摄主体20上不同景深的位置。 步骤204依据此第二焦点距离对被摄主体20撷取一个第二影像画面120或120':
此步骤中，摄影单元11以此第二焦点距离撷取一个第二影像画面120或120'，其 中第二影像画面120或120'中的第二对焦区121或121'被调整到最佳化的清晰状态。
这个实例中，摄影单元11并不限于撷取二个影像画面，摄影单元11也可撷取更多 个影像画面，以提高取样的准确度。 步骤205分别对第一影像画面110及第二影像画面120(或第一影像画面110'及 第二影像画面120')相互进行比对，并判断此第一影像画面110的分辨率与第二影像画面 120的分辨率(或第一影像画面110'的分辨率与第二影像画面120'的分辨率)是否一致；
每当摄影单元ll撷取影像画面后，影像画面将被暂存至储存单元12中，影像处理 单元13则依次计算储存单元12中的影像画面的总像素值，以供处理单元14进行分辨率的 比对，当处理单元14判断出第一影像画面110及第二影像画面120(或第一影像画面110' 及第二影像画面120')的总像素值均一致时，认定被摄主体为二维形态，并进行步骤206。 反之，当处理单元14判断出第一影像画面110及第二影像画面120 (或第一影像画面110' 及第二影像画面120')的总像素值不一致时，认定被摄主体为三维形态，并进行步骤207。
此步骤中不限制任何影像处理单元13计算第一影像画面110及第二影像画面 120(或第一影像画面110'及第二影像画面120')的像素值的方式以及任何比对第一影像 画面IIO及第二影像画面120(或第一影像画面110'及第二影像画面120')分辨率的方 法。 步骤206认定此被摄主体20为二维形态，以供辨识系统10后面的应用 请参考图4C及图4D，此实施例中所认定此被摄主体20为二维形态的主要原因是，当处理单元14判断出第一影像画面110'及第二影像画面120'的总像素值实质上一致时， 则代表被摄主体20即使经摄影单元11在不同对焦区的对焦下，所撷取出影像画面110'及 120'的总像素值实质上相同，处理单元14可认定这个被摄主体20为平面影像/图像(即 二维形态)，并发出这个被摄主体20为二维形态的信号，以供辨识系统10后面的应用。
步骤207认定这个被摄主体20为三维形态，以供辨识系统10后面的应用
请参考图4A及图4B，此实施例中所认定此被摄主体20为三维形态的主要原因是， 当处理单元14判断出第一影像画面110及第二影像画面120的总像素值不一致时，由于被 摄主体20本身具景深的差异，处理单元14即可认定此被摄主体20的第一对焦区111与第 二对焦区121不在同一焦点平面，或是被摄主体20本身具有立体轮廓(即三维形态)，并发 出这个被摄主体20为三维形态的信号，以供辨识系统10后面的应用。
因此，由于利用被摄主体20本身景深差异的特点，本发明可快速得知被摄主体20 的维度形态，进而提供监控系统进行后面的应用。 由于此较佳实施例的主要目的是利用被摄主体20本身景深差异的特点，来验证 第一影像画面110与第二影像画面120(或第一影像画面110'及第二影像画面120')的总 像素值是否相同。然而，当上述步骤201的第一对焦区111或111'及步骤203的第二对焦 区121或121'被选定至被摄主体20同一景深的位置时，后面所撷取的第一影像画面110、 第二影像画面120(或第一影像画面110'及第二影像画面120')在步骤205的比对中便降 低了它的正确性。 请继续参照图2A，其所示为本发明在图2的步骤201及203在选定对焦区的细部 步骤流程图。同样地，在参考图2A时，请同时参考图1以及图4A至图4D。当被摄主体20 面对摄影单元11并接受此系统的辨识前，处理单元14依据下列步骤进行选定第一对焦区 111、第二对焦区121(第一对焦区111'或第二对焦区121'): 步骤2011选定这个摄影单元11的一镜头画面中的任一区域为第一对焦区111或 111，； 步骤2012对镜头画面中所有色度信息进行分析，并划分出多个色度区域
此步骤中，影像处理单元13在撷取第一影像画面110前，对被摄主体20在镜头画 面中所有色度信息进行分析，分别划分出周围相似色度信息的色度区域，包括第一对焦区 111或111'所属的色度区域，使得各色度区域中的所有色度信息均相当近似(例如近似 皮肤的颜色或头发的黑色)； 步骤2013依据镜头画面所有色度区域的色度信息，选定不同于第一对焦区111的 另一色度区域为第二对焦区121 :由于第一对焦区lll(lll')与第二对焦区121(121')的 色度信息不同，第二对焦区121(121')与第一对焦区lll(lll')处于同一景深的机率便会 降低。具体地说，处理单元14就是依据上述影像处理单元13所划分的色度区域，选定一与 第一对焦区111(111')不同的色度区域为第二对焦区121(121')。 处理单元14也可仅以其镜头画面的中心区域为第一对焦区lll，而以镜头画面远
离这个中心区域的任一位置为第二对焦区121，例如是其镜头画面的边缘位置。 因此，就可降低第一对焦区111及第二对焦区121同时被选定至被摄主体20同一
景深位置的机率，进而提升判断被摄主体20的维度形态的正确性。 二、依据分辨率不变的特点
另一实施例中，请参照图5A及图5B(在参考图5A及图5B时，请同时参考图1)，图5A为一立体被摄主体在摄影单元拍摄时的整体示意图。图5B为一立体被摄主体在摄影单元拍摄时的局部放大图。当摄影单元11的镜头对一被摄主体20的局部进行一定倍率的放大时，只要被摄主体20本身为一真实的物体，且具立体轮廓，摄影单元11便可对被摄主体20的放大局部重新对焦。因此，当摄影单元11撷取被摄主体20的局部放大图，且摄影单元11进行影像撷取的分辨率不变时，此局部放大图的分辨率仍与被摄主体20整体被拍摄成图片时的分辨率一致。 反之，如图5C及图5D所示(在参考图5C及图5D时，请同时参考图1)，图5C为一
平面被摄主体在摄影单元拍摄时的整体示意图。图5D为一平面被摄主体在摄影单元拍摄时的局部放大图。当被摄主体20本身为刻意转拍的平面影像/图像时，由于被摄主体20在平面影像/图的分辨率已固定，因此，当摄影单元11的镜头对这个被摄主体20的局部进行一定放大倍率时，摄影单元11便无法对被摄主体20的放大部分重新对焦，使得被摄主体20其放大部分的分辨率将产生模糊化。也就是说，图5D(摄影单元11将被摄主体20的局部放大而成的图片)的分辨率无法与图5C的分辨率一致。 当一欲辨识的被摄主体20面对辨识系统10的摄影单元11时，请参照图3，图3所示为本发明辨识被摄主体维度形态的方法的另一实施例的步骤流程图。处理单元14依据分辨率不变的特点进行下列被摄主体20维度形态的判定步骤(在参考图3时，请同时参考图1): 步骤301对被摄主体20整体撷取一第三影像画面130或130'(见图5A及图5C):
此步骤中，摄影单元11先取得被摄主体20的镜头画面。处理单元14启动摄影单元11的对焦功能，使得摄影单元11以全面对焦的方式，直接对被摄主体20的整体进行拍摄，并撷取出一个第三影像画面130或130')。其中此摄影单元11在拍摄时的画面分辨率例如为1024X768像素(pixel)，则第三影像画面130或130，的分辨率便为1024X768像素(pixel); 步骤302放大被摄主体20局部的影像倍率(见图5B及图5D); 此步骤中，利用此摄影单元11的镜头对被摄主体20的局部进行一特定影像倍率
的放大，并对被摄主体20已放大的局部以一第三对焦区141或141'来进行对焦，以便调整
出一第三焦点距离。此摄影单元11是依据第三焦点距离，使被摄主体20已放大的局部调
整至最清晰的状态。 步骤303依据此第三焦点距离对被摄主体20撷取一个第四影像画面140或140';
此步骤中，摄影单元11以此第三焦点距离撷取一个第四影像画面140或140'，其中当撷取第三影像画面130与第四影像画面140(或第三影像画面130'与第四影像画面140')时，摄影单元11依据相同的画面分辨率。 值得说明的是，摄影单元11并不限于撷取一次被摄主体20局部放大的第四影像画面140或140'，摄影单元11也可撷取更多被摄主体20局部放大的第四影像画面140或140'，以提高取样的准确度。 步骤304分别对第三影像画面130及第四影像画面140(或第三影像画面130'与第四影像画面140')相互进行比对，并判断第三影像画面130及第四影像画面140(或第三影像画面130'与第四影像画面140')的分辨率及第三影像画面130的分辨率是否一致；
每当摄影单元11撷取影像画面后，影像画面将被暂存至储存单元12中，影像处 理单元13则依序计算储存单元12中的影像画面的总像素值，以供处理单元14进行分辨 率的比对，当处理单元14判断出第三影像画面130及第四影像画面140(或第三影像画面 130'与第四影像画面140')的总像素值为一致时，认定被摄主体为三维形态，并进行步骤 305。反之，当处理单元14判断出第三影像画面130及第四影像画面140 (或第三影像画面 130'与第四影像画面140')的总像素值不一致时，则认定被摄主体为二维形态，并进行步 骤306。 此步骤中不限制任何影像处理单元13计算第三影像画面130及第四影像画面140 的像素值的方式以及任何比对第三影像画面130及第四影像画面140分辨率的方法。
步骤305认定此被摄主体20为三维形态，以供辨识系统10后面的应用(见图5A 及图5B): 此实施例中认定此被摄主体20为三维形态的主要原因为，当处理单元14判断出 第三影像画面130及第四影像画面140的总像素值，例如均为1024X768像素(pixel)时， 代表即使被摄主体20的放大局部被撷取成第四影像画面140，摄影单元ll仍可依据摄影单 元ll的分辨率，提供清晰的分辨率。所以，处理单元14可认定此被摄主体20本身具有立 体轮廓(即三维形态)，为真实的物体，并发出此被摄主体20为三维形态的信息，以供辨识 系统IO后面的应用。 步骤306认定此被摄主体20为二维形态，以供辨识系统10后面的应用(见图5C 及图5D): 此实施例中认定此被摄主体20为二维形态的主要原因是，当处理单元14判断出 第三影像画面130'的总像素值不足，例如为1024X768像素(pixel)时，则代表第四影像 画面140'的被摄主体20的放大局部产生模糊化。所以，处理单元14可认定此被摄主体20 为转拍的平面影像/图像(即二维形态)，其总像素值仍固定不变，并发出此被摄主体20为 二维形态的信息，以供辨识系统10后面的应用。 最后，由本发明的辨识被摄主体20的维度形态的方法，辨识系统IO便可快速地分 辨出被摄主体20的维度形态，迅速过滤伪装的辨识物，并依据处理单元14在认定维度形态 的结果所发出的信息，辨识系统10便可进行后面的应用。例如辨识系统10只有认定被摄 主体20为三维形态时，才会依据储存单元12中的脸形数据或瞳孔数据，对被摄主体20进 行后续的脸形轮廓比对或瞳孔辨识机制，以节省辨识系统10的资源。此外，辨识系统10可 进行后面的应用并不局限于此。 虽然本发明已以一较佳实例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉此技 术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护 范围当视后附的权利要求书所界定的范围为准。
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权利要求
一种辨识被摄主体维度形态的方法，应用于辨识系统上，所述辨识系统具有用以调整焦点距离的摄影单元，其特征在于，所述方法包括利用所述摄影单元分别对被摄主体其不同景深的位置进行对焦，并撷取出多个影像画面；判断所述这些影像画面的分辨率是否一致；以及当所述这些影像画面的分辨率一致时，所述被摄主体为二维形态，当所述这些影像画面的分辨率不一致时，所述被摄主体为三维形态。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述摄影单元分别对所述被摄主体其不同景深的位置进行对焦，并撷取出多个影像画面的步骤还包括对所述被摄主体的第一位置进行对焦，以得到第一焦点距离；依据所述第一焦点距离对所述被摄主体撷取第一影像画面；对所述被摄主体的第二位置进行对焦，以得到第二焦点距离；以及依据所述第二焦点距离对所述被摄主体撷取第二影像画面。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，判断所述这些影像画面的分辨率是否一致的步骤还包括依次计算所述第一影像画面及所述第二影像画面的总像素值；以及判断所述第一影像画面及所述第二影像画面的总像素值是否一致。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述辨识系统上分别计算所述第一影像画面在第一位置的局部像素值及所述第二影像画面在第二位置的局部像素值。
5. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，选定所述第一位置及所述第二位置的方法包括选定所述摄影单元的镜头画面中的任一区域为所述第一位置；依据所述镜头画面的所述第一位置的色度信息，划分出所述第一位置所属的色度区域；以及依据所述第一位置所属的色度区域，选定不同于所述第一位置所属的色度区域的另一色度区域为所述第二位置。
6. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，选定所述第一位置及所述第二位置的方法包括选定所述摄影单元的镜头画面中的中心区域为所述第一位置；以及选定所述摄影单元的所述镜头画面中远离所述中心区域的任一位置为所述第二位置。
7. —种辨识被摄主体维度形态的方法，应用于辨识系统上，所述辨识系统具有用以调整焦点距离的摄影单元，其特征在于，所述方法包括利用所述摄影单元对被摄主体撷取影像画面；利用所述摄影单元放大所述被摄主体的局部；利用所述摄影单元对所述被摄主体的所述放大局部进行对焦，并撷取出另一影像画面；判断所述这些影像画面的分辨率是否一致；以及当所述这些影像画面的分辨率均一致，所述被摄主体为三维形态，当所述这些影像画面的分辨率不一致，所述被摄主体为二维形态。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，利用所述摄影单元对所述被摄主体撷取所述影像画面的步骤还包括对所述被摄主体的整体以全面对焦的方式，并依据画面分辨率撷取第三影像画面。
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，利用所述摄影单元对所述被摄主体的所述放大局部进行对焦，并撷取出所述另一影像画面的步骤还包括对所述被摄主体的所述放大局部进行对焦，以得到第三焦点距离；以及依据所述第三焦点距离对所述被摄主体的所述放大局部撷取第四影像画面，其中所述摄影单元依据相同的所述画面分辨率撷取所述第四影像画面。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，判断所述这些影像画面的分辨率是否一致的步骤还包括依次计算所述第三影像画面及所述第四影像画面的总像素值；以及判断所述第三影像画面及所述第四影像画面的总像素值是否一致。
全文摘要
本发明涉及一种辨识被摄主体的维度形态的方法，应用于一辨识系统。辨识系统具有一用以调整焦点距离的摄影单元，此方法包括由摄影装置分别对一被摄主体的不同位置进行对焦，并依据摄影单元所分别调整的焦点距离，撷取出多个第一影像画面。分别对这些第一影像画面相互进行比对。当判断出这些影像画面的分辨率均为一致时，则认定此被摄主体为二维形态，反之，则认定此被摄主体为三维形态。
文档编号G03B13/26GK101726963SQ20081016835
公开日2010年6月9日 申请日期2008年10月28日 优先权日2008年10月28日
发明者林佳毅 申请人:华硕电脑股份有限公司