专利名称：确定红外图像中的对象的数量的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用红外摄影机系统(infrared camera system)获得ー个多波段红外图像以及随后确定该红外图像中的对象(object)的总数的系统和方法。
背景技术：
市售有许多商用的面部识别系统(FRS)。然而，这些系统大多要求面部定位在摄影 机前方并有良好的照明。这样的条件在需要或想要面部识别时通常不具备。在许多实际情况下，正被探測和识别的实验对象(subject)在通过红外摄影机前时可能正在移动，例如乘坐在车中吋。此外，该实验对象的照明可能是不足的。现有技术需要用于确定使用红外摄影机捕获的图像中的对象的数量的方法。现有技术需要的是用于确定使用红外成像系统获得的红外图像中的对象的数量的系统和方法。
发明内容
所公开的是用于确定红外图像中的对象的数量的新颖系统和方法。本系统和方法提供了用于将对象从周围背景分开的手段。这样的系统意在用于众多现实世界应用中，诸如用于确定在H0V/H0T车道中行进的车辆里的乘员的数量、或确定在由安全摄影机捕获的图像中的乘员的数量。在一个示例实施方案中，本系统和方法涉及如下内容。首先，使用红外成像系统，为红外图像中的每个像素收集总共N个强度值。ー收集完这些强度值，就处理红外图像中的每个像素，以使得可确定那个像素的分类(classification)。在一个实施方案中，使用已经为多种已知材料诸如头发和皮肤估计的反射比计算强度值。然后将像素強度与所计算的强度值作比较，且基于最优拟合反射比对像素分类。在另ー个实施方案中，计算在每个像素的强度值和所获得的强度值之间的相关系数(correlation coefficient)。然后基于它们之间的相关性的量来对像素分类。一旦像素被分类，则可以基于该像素分类来确定红外图像中的对象的总数。根据本发明的ー个方面，提供一种用于确定由红外成像系统所获得的红外图像中对象的数量的方法，所述方法包括为红外图像中的每个像素收集总共N个强度值，所述强度值是用一个红外成像系统收集的，所述红外成像系统包括一个红外探測装置和一个红外照明器；从数据库取得为多种已知材料估计的强度值；使用下列方法之一为所述红外图像中的每个像素确定ー个分类反射比的最优拟合方法，以及相关方法；以及基于像素的所述分类，确定在所述红外图像中的对象的总数。在一个优选的实施方案中，所述红外探測装置是单个红外探測装置，以及其中所述红外照明器是带有ー个固定滤波器的顺序照明的N波段照明器(NS 3)，所述强度值包括ic(o = α處2 a)[Tia)R0a) + nRGamdmmdA+ib，其中i = 1，. . .，N，使得i是来自顺序照明的所述照明器的第i个红外波段，α是ー个取决于自所述照明源算起的角度和距离、空气中的红外波的衰减、以及所述探测装置的积分时间的常数，/^;幻是光源的第i个波段的強度，Ib是来自诸如太阳光的红外分量之类的背景光源的強度，も(λ )是由所述红外探測装置探測到的一个对象的反射比，Re(入)和TeU)是玻璃的反射比和透射比，在其他情况下Re(A) =OiTe(A) =1，常数η是对来自所述照明器的被车辆玻璃反射且由所述探测器接收到的光的百分比的度量，在其他情况下Π =OjTl(A)是所述固定滤波器的透射比，且DU)是所述探測装置的响应率。 在一个优选的实施方案中，所述相关方法包括
.一(ι)][Δ/ ( ) 其中Δ Icffl(I) = Icm(i)_Im是测量的強度差，AIcs(I)=し⑴-Is是计算的強度差，而Is是Im的计算的对应，从而，如果使用ー个具体反射比计算的強度与所述对象在測量的強度上相符，则相关性将较高，即接近于1，否则相关性将较小，即接近于O或负数；且基于所述相关性的量，对所述像素分类。在一个优选的实施方案中，所述最优拟合反射比方法包括使用从数据库取得的一个已知反射比，将与所述像素相关联的强度值与至少ー个计算的强度值相互对照；并且基于最优拟合反射比，将所述像素分类。在一个优选的实施方案中，所述红外探測装置是具有N个带通滤波器的N个探测装置(NS 3)，所述红外照明器具有一个覆盖所述滤波器的波长范围的照明器，所述强度值包括4(i) = a Ja12 Is (λ)[Τ|(λ)R0(λ) + r|RG(A)]Ti(A)D(A)dA + Ib
ルI，其中i = 1，. . .，N，使得i是第i个红外带通滤波器，α是ー个取决于自所述照明源算起的角度和距离、空气中的红外波的衰减、以及所述探测装置的积分时间的常数，Is(A)是所述光源的強度，Ib是背景強度，R0(A)是被所述红外探測装置探測到的ー个对象的反射比，Rc( λ )和Tc( λ )是玻璃的反射比和透射比，在其他情况下Rc( λ )= O且Tc( λ )=1，常数H是对来自所述照明器的被车辆玻璃反射且由所述探测器接收到的光的百分比的度量，在其他情况下n为0，τ|(λ)是第i个滤波器的透射比，且D(X)是所述探測装置的响应率。在一个优选的实施方案中，所述相关方法包括
权利要求
1.用于确定由红外成像系统所获得的红外图像中对象的数量的方法，所述方法包括 为红外图像中的每个像素收集总共N个强度值，所述强度值是用一个红外成像系统收集的，所述红外成像系统包括一个红外探测装置和一个红外照明器； 从数据库取得为多种已知材料估计的强度值； 使用下列方法之一为所述红外图像中的每个像素确定一个分类反射比的最优拟合方法，以及相关方法；以及 基于像素的所述分类，确定在所述红外图像中的对象的总数。
2.根据权利要求I所述的方法，其中所述红外探测装置是单个红外探测装置，以及其中所述红外照明器是带有一个固定滤波器的顺序照明的N波段照明器(N >3)，所述强度值包括
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述相关方法包括
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述最优拟合反射比方法包括 使用从数据库取得的一个已知反射比，将与所述像素相关联的强度值与至少一个计算的强度值相互对照；并且 基于最优拟合反射比，将所述像素分类。
5.根据权利要求I所述的方法，其中所述红外探测装置是具有N个带通滤波器的N个探测装置(N ≥ 3)，所述红外照明器具有一个覆盖所述滤波器的波长范围的照明器，所述强度值包括
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述相关方法包括 \f 1=1 _ λι =1 Λ ， 其中ΔΙ ( ) = Icm(i)-Im是测量的强度差，AIcs(i) = Ics(i)-Is是计算的强度差，Is是Im的计算的对应，从而，如果使用一个具体反射比计算的强度与所述对象在测量的强度上相符，则相关性将较高，即接近于1，否则相关性将较小，即接近于O或负数；且 基于所述相关性的量，对所述像素分类。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述最优拟合反射比方法包括 使用从数据库取得的一个已知反射比，将与所述像素相关联的强度值与至少一个计算的强度值相互对照；并且 基于最优拟合反射比，将所述像素分类。
8.用于确定在一个红外图像中的对象的数量的系统，所述系统包括 红外成像系统，包括一个红外探测装置和一个红外照明器； 存储器和存储介质； 数据库；以及 处理器，与所述存储介质、所述存储器和所述数据库通信，其中 所述红外成像系统为红外图像中的每个像素收集总共N个强度值； 所述处理器从所述数据库取得为多种已知材料估计的强度值； 所述处理器使用下列方法之一为所述红外图像中的每个像素确定一个分类反射比的最优拟合方法，以及相关方法；以及 所述处理器基于像素的所述分类，确定在所述红外图像中的对象的总数。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述红外探测装置是单个红外探测装置，其中所述红外照明器是带有一个固定滤波器的顺序照明的N波段照明器(NS 3)，所述强度值包括 ， 其中i = 1，. . .，N，使得i是来自顺序照明的所述照明器的第i个红外波段，α是一个取决于自所述照明源算起的角度和距离、空气中的红外波的衰减、以及所述探测装置的积分时间的常数，/iOO是光源的第i个波段的强度，Ib是来自诸如太阳光的红外分量之类的背景光源的强度，R0(A)是由所述红外探测装置探测的一个对象的反射比，RcU)和Tg(A)是玻璃的反射比和透射比，在其他情况下Re(X) = 0且Τ(；(λ) = 1，常数η是对来自所述照明器的被车辆玻璃反射且由所述探测器接收到的光的百分比的度量，在其他情况下n =OjTl(A)是所述固定滤波器的透射比，且D(A)是所述探测装置的响应率。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述相关方法包括
11.根据权利要求8所述的系统，其中所述最优拟合反射比方法包括 使用从数据库取得的一个已知反射比，将与所述像素相关联的强度值与至少一个计算的强度值相互对照；并且 基于最优拟合反射比，将所述像素分类。
12.根据权利要求8所述的系统，其中所述红外探测装置是具有N个带通滤波器的N个探测装置(NS 3)，所述红外照明器具有一个覆盖所述滤波器的波长范围的照明器，所述强度值包括
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述相关方法包括
14.根据权利要求12所述的系统，其中所述最优拟合反射比方法包括 使用从数据库取得的一个已知反射比，将与所述像素相关联的强度值与至少一个计算的强度值相互对照；并且 基于最优拟合反射比，将所述像素分类。
全文摘要
公开了一种新颖的系统和方法，用于确定使用红外成像系统获得的红外图像中的对象的数量。在一个实施方案中，使用包括红外探测装置和红外照明器的红外成像系统，为红外图像中的每个像素收集总计N个强度值。从数据库取得为多种已知材料诸如头发和皮肤已估计的强度值。使用反射比最优拟合方法或相关方法，为红外图像中的每个像素确定分类。一旦分类，可以确定红外图像中对象的总数。本系统和方法意在用于众多现实世界应用中，诸如用于确定在HOV/HOT车道中行进的车辆里的乘员的数量。
文档编号G06M15/00GK102842063SQ201210106979
公开日2012年12月26日 申请日期2012年4月12日 优先权日2011年4月13日
发明者Y·R·王, Z·范, L·K·麦萨哈 申请人:施乐公司