一种影像流量分析方法及其相关的摄影装置与摄影系统与流程

本发明涉及一种影像流量分析方法及其相关设备，更具体的说，是一种具有低资料储存量与低资料计算量的影像流量分析方法、及其相关的摄影装置与摄影系统。

背景技术：

监控摄影机用来长期拍摄监控区域的影像，供日后特殊情况发生时得以查阅录影资料。若要对监控区域进行移动物件的流量运算分析，则需将所有物件的进入区域时间点、离开区域时间点与等待时间等资讯全部记录下来，日后才能根据不同需求计算出不同时间周期的物件流量统计资料；然而，监控摄影机的储存容量有限，传统的监控影像流量分析技术需将通过监控区域的所有物件各自记录一笔独有资料，意即监控摄影机在繁忙地区(例如:人来人往的商场或者是建筑物的大厅)会有较重的储存量与运算量负担。故如何改善流量分析的运算方式以减轻系统设备需求，便为相关监控设备产业的重点发展课题之一。

技术实现要素：

本发明提供一种影像流量分析方法及其相关的摄影装置与摄影系统，以解决上述问题。

本发明的权利要求范围是公开一种影像流量分析方法，其包含有在一视讯画面中定义一监控区域，侦测至少一物件通过该监控区域的进入时间点与离开时间点，以一特定时间长度为单位，利用该进入时间点和该离开时间点计算该监控区域内的该至少一物件的一第一平均停留数量，以该特定时间长度为单位，利用该进入时间点和该离开时间点计算该至少一物件在该监控区域内的一第一平均停留时间，以及根据一外部指令，以n个该特定时间长度为一统计范围，利用该第一平均停留数量和该第一平均停留时间计算出该至少一物件在该统计范围内的一第二平均停留数量和一第二平均停留时间。其中n为正整数。

进一步的，其中以该特定时间长度为单位算出的该第一平均停留数量表示为：该至少一物件在该监控区域里总停留时间相对于该特定时间长度的比值。

进一步的，其中该统计范围内的该第二平均停留数量表示为：该统计范围里的每一个特定时间长度的该第一平均停留数量之总和相对于数值n的比值。

进一步的，另包含有：判断该监控区域里的该至少一物件在每一个特定时间长度的既有数量；判断每一个特定时间长度中进入该监控区域的该至少一物件的新进数量；计算该至少一物件在每一个特定时间长度的该第一平均停留时间；计算在每一个特定时间长度中离开该监控区域的该至少一物件的总停留时间；以及根据该既有数量、该新进数量、该第一平均停留时间和该总停留时间，取得该至少一物件在该统计范围内的该第二平均停留时间。

进一步的，其中该既有数量表示为：该至少一物件在每一个特定时间长度中出现在该监控区域的总额。

进一步的，其中该新进数量表示为：在每一个特定时间长度起始点后才进入该监控区域的该至少一物件的总额。

进一步的，其中该至少一物件在该监控区域的停留时间横跨第(n-1)个特定时间长度与第n个特定时间长度时，该新进数量属于该第(n-1)个特定时间长度的对应参数。

进一步的，其中在每一个特定时间长度的该第一平均停留时间表示为：该至少一物件在该监控区域里的总停留时间相对于该既有数量的比值。

进一步的，其中该总停留时间表示为：在每一个特定时间长度中离开该监控区域的该至少一物件，在该统计范围内的停留时间的总额。

进一步的，其中第n个特定时间长度的该既有数量与第n个特定时间长度的该第一平均停留时间的乘积、加上第(n-1)个特定时间长度到第1个特定时间长度的该总停留时间的总和为一第一变量，第1个特定时间长度的该既有数量、加上第2个特定时间长度到第n个特定时间长度的该新进数量的总和为一第二变量，在该统计范围内的该第二平均停留时间其表示为该第一变量相对该第二变量的比值。

进一步的，其中该第一变量相对该第二变量的比值为该n个特定时间长度中该至少一物件中每一个物件的平均停留时间。

本发明的权利要求范围另公开一种具有影像流量分析功能的摄影装置，其包含有一影像撷取器以及一运算控制器。该影像撷取器用来撷取一视讯画面。该运算控制器电连接该影像撷取器，用来执行影像流量分析方法，以计算该视讯画面里的至少一物件在一特定时间长度的平均停留数量和平均停留时间。本发明的权利要求范围另公开一种具有影像流量分析功能的摄影系统，其包含有一摄影装置以及一分析装置。该摄影装置具有一影像撷取器，用来撷取一视讯画面。该分析装置具有一运算控制器。该运算控制器电连接该影像撷取器，用来执行影像流量分析方法，以计算该视讯画面里的至少一物件在一特定时间长度的平均停留数量和平均停留时间。

本发明的影像流量分析方法不会对通过监控区域的每一个物件分别建立一笔储存资料；而是以特定时间长度为基准，计算监控区域内所有物件的平均参数，例如平均停留数量与平均停留时间，故能大幅减少资料量而节省摄影装置和/或摄影系统的储存空间。储存资料其以特定时间长度当作基准单位，影像流量分析方法便能以特定时间长度的倍数为周期任意组合，量化不同时间区段的监控区域统计资料。例如前述实施例以一分钟为基准的特定时间长度，因此影像流量分析方法可随意组合出n分钟(其中n为正整数)范围内的统计资料；若是将特定时间长度定义成二十秒，影像流量分析方法就能组合出四十秒、六十秒或八十秒时间范围内的统计资料。本发明能有效减少影像流量分析所需的资料储存量，既会降低摄影装置与摄影系统的设备成本、也可进一步提升影像流量分析的运算效能，提供较佳的使用者体验。

附图说明

图1为本发明实施例的摄影系统的示意图；

图2为本发明另一实施例的摄影装置的示意图；

图3为本发明实施例的视讯画面的示意图；

图4为本发明实施例的视讯画面内物件的停滞时间长条图；

图5为本发明实施例的影像流量分析方法的流程图；

附图符号说明：

10摄影系统

12、12’摄影装置

14分析装置

16影像撷取器

18、18’运算控制器

i视讯画面

r监控区域

ob1、ob2、ob3、ob4、ob5物件

步骤500、502、504、506、508、510、512、514、516、518

具体实施方式

请参阅图1，图1为本发明实施例的摄影系统10的示意图。摄影系统10包含摄影装置12以及分析装置14。摄影装置12具有影像撷取器16，用来对准特定空间，以撷取涵盖该空间的视讯画面。分析装置14具有运算控制器18，电连接于影像撷取器16。运算控制器18可执行一套影像流量分析方法，其计算视讯画面里的一或多个物件在特定时间长度的平均停留数量和平均停留时间，并运用该些平均停留数量与平均停留时间来呈现空间内物件在各种时间周期的统计资讯。请再参阅图2，图2为本发明另一实施例的摄影装置12’的示意图。在本发明的其它可能实施例中，摄影装置12’可在本机配置独立的运算控制器18’，其电连接影像撷取器16以执行该所述影像流量分析方法，关于影像流量分析方法的内容将在后续的段落中进行详细说明。

请参阅图1至图5，其中图3为本发明实施例的视讯画面i的示意图，图4为本发明实施例的视讯画面i内物件的停滞时间长条图，图5为本发明实施例的影像流量分析方法的流程图。影像撷取器16面向特定空间以撷取视讯画面i，特定空间里的某个出入口其为影像流量分析方法的分析对象，故影像流量分析方法首先会在视讯画面i里定义一个对应到预选出入口的监控区域r。监控区域r的数量可能为一个独立区域、或为彼此重迭、彼此部分重迭或不重迭的多个区域，其变化端视实际需求而定。影像撷取器16在一实施例中可以为一摄影机中的影像感测器，用来对特定空间拍摄影像以撷取视讯画面i。影像流量分析方法其以特定时间长度为单位，例如在影像撷取器16的摄影过程中可以一分钟为单位定义出多个特定时间长度，因此从摄影起始点(零秒)到第一分钟即为第一个特定时间长度，摄影过程的第一分钟至第二分钟为第二个特定时间长度，摄影过程的第二分钟至第三分钟为第三个特定时间长度，依此类推。

影像流量分析方法能够取得监控区域r内所有物件ob1、ob2、ob3、ob4与ob5的相关资讯，其中既有数量的计算方法为在该特定时间长度内曾停留于监控区域r的物件数量，新进数量的计算方法为在该特定时间长度内才进入监控区域r的物件数量。以图4与下列表1为例，可判断出监控区域r里的物件在第一个特定时间长度的既有数量为2个(意即物件ob1与物件ob2)，新进数量为2个(意即物件ob1与物件ob2)；在第二个特定时间长度的既有数量为2个(意即物件ob3与物件ob4)，新进数量为2个(意即物件ob3与物件ob4)；在第三个特定时间长度的既有数量为3个(意即物件ob3、物件ob4与物件ob5)，新进数量为1个(意即物件ob5)。

然后，影像流量分析方法计算监控区域r内所有物件ob1、ob2、ob3、ob4与ob5的第一平均停留数量与第一平均停留时间。第一平均停留数量的计算方法为所有物件在监控区域r内停留时间相对于特定时间长度的比值总和，第一平均停留时间的计算方法为所有物件在监控区域r内的总停留时间相对物件数量的比值。参照图4与下列表1，可判断出监控区域r里的物件在第一个特定时间长度的第一平均停留数量为1个，例如30/60+30/60＝1(意即物件ob1在第一分钟(60秒)内停留30秒，物件ob2在第一分钟(60秒)内停留30秒)，在第一个特定时间长度的第一平均停留时间为30秒，例如(30+30)/2＝30；在第二个特定时间长度的第一平均停留数量为1.33个，例如50/60+30/60＝1.33，在第二个特定时间长度的第一平均停留时间为40秒，例如(50+30)/2＝40；在第三个特定时间长度的第一平均停留数量为1.16个，例如10/60+30/60+30/60＝1.16，在第三个特定时间长度的第一平均停留时间为50秒，例如(60+60+30)/3＝50。

接下来，影像流量分析方法计算在每一个特定时间长度中，离开监控区域r的物件总停留时间。总停留时间的计算方法为在该特定时间长度内从监控区域r离开的所有物件的停留时间之和。参照图4与下列表1，可判断出在第一个特定时间长度里，计有物件ob1与物件ob2离开监控区域r，其总停留时间为60秒；在第二个特定时间长度里，没有物件离开监控区域r，其总停留时间为0秒，因为物件ob3、ob4并未离开监控区域r，所以总停留时间等到其离开后才计算，所以于第二个特定时间长度里总停留时间为0秒；在第三个特定时间长度里，计有物件ob3、物件4与物件ob5离开监控区域r，其总停留时间为150(意即60+60+30＝150)秒。最后，要取得监控区域r里所有物件从起始点到第三分钟的第二平均停留数量，影像流量分析方法代入下列公式1-1计算三个第一平均停留数量的均值，以得知第二平均停留数量为1.16个，意即(1+1.33+1.16)/3＝1.16；要取得监控区域r里所有物件从起始点到第三分钟的第二平均停留时间，影像流量分析方法代入下列公式2-1，以得出第二平均停留时间为42秒，意即(50x3+0+60)/(1+2+2)＝42。

表1

公式1-1：第二平均停留数量(secondavg.waitamount)＝

[(3^rdfirstavg.waitamount)+(2^ndfirstavg.waitamount)+(1^stfirstavg.waitamount)]/3

公式2-1：第二平均停留时间(secondavg.waittime)＝

[(3^rdfirstavg.waittime)*(3^rdtotalamount)+(2^ndtotalwaittimeofleave)+(1^sttotalwaittimeofleave)]/[(3^rdnewenter)+(2^ndnewenter)+(1^sttotalamount)]

如图4与图5所示，影像流量分析方法首先执行步骤500，以自动或手动方式在视讯画面i中定义监控区域r的位置及大小；接着执行步骤502，侦测物件通过监控区域r时的移动路径，以取得物件穿越监控区域r的边界的进入时间点和离开时间点。依该些进入时间点与离开时间点，可得知各物件(例如物件ob1～ob5)在监控区域r里的单独停留时间；例如物件ob1、物件ob2与物件ob5的单独停留时间为三十秒，物件ob3与物件ob4的单独停留时间为六十秒，且物件ob1～ob5可以分别横跨不同的时间区段。本实施态样的物件数量假定为五个，然实际数量并不限于此。

接着，影像流量分析方法执行步骤504，以特定时间长度为单位，利用进入时间点和离开时间点计算监控区域r内所有物件ob1～ob5分别在每一个特定时间长度里的第一平均停留数量。其中，第一平均停留数量表示为：在某一个特定时间长度内，该些物件ob1～ob5中在监控区域r里的总停留时间相对于特定时间长度的比值；例如物件ob1与物件ob2各自在监控区域r内待了一半特定时间长度的时间，故两者总合的第一平均停留数量就相当于有一个物件始终待在监控区域r里。再接着，影像流量分析方法执行步骤506与步骤508，判断监控区域r里的该些物件ob1～ob5在每一个特定时间长度内的既有数量，以及在每一个特定时间长度内进入监控区域r的该些物件ob1～ob5的新进数量。

如前述的图4与表1所示，既有数量表示为该些物件ob1～ob5于每一个特定时间长度里出现在监控区域r的总额。新进数量表示为，在每一个特定时间长度的起始点之后才进入监控区域r的该些物件ob1～ob5的总额；例如在第三个特定时间长度里，监控区域r除了原已存在的物件ob3与物件ob4，还新增了物件ob5，因此第三个特定时间长度的既有数量为3个，新进数量则为1个。若是该些物件ob1～ob5的其中一个或多个物件在监控区域r的停留时间横跨两个相邻的特定时间长度时，该其中一个或多个物件其属于较前特定时间长度的新进物件，意即若某物件在监控区域r的停留时间横跨第(n-1)个特定时间长度与第n个特定时间长度时，将该物件的新进数量参数计入第(n-1)个特定时间长度。

接着，影像流量分析方法执行步骤510与步骤512，计算该些物件ob1～ob5在每一个特定时间长度的第一平均停留时间，以及计算在每一个特定时间长度里离开监控区域r的该些物件ob1～ob5的总停留时间。其中，第一平均停留时间表示为，该些物件ob1～ob5于每一个特定时间长度内在监控区域r里的总停留时间相对于既有数量的比值；例如物件ob3与物件ob4于第二个特定时间长度内在监控区域r分别停留50秒及30秒，故两物件的第一平均停留时间即可算出相当于40秒。总停留时间则表示为，在每一个特定时间长度里，离开监控区域r的该些物件ob1～ob5于n个特定时间长度(或可定义为统计范围)内的停留时间的总额。举例来说，物件ob1与物件ob2在第二个特定时间长度里离开监控区域r，其总停留时间为60秒；物件ob3与物件ob4在第二个特定时间长度里没有离开监控区域r，故其总停留时间为0秒。

接着，影像流量分析方法执行步骤514，根据外部指令确定影像流量分析的统计范围；其中，统计范围其定义为n个特定时间长度的总和。例如在前述实施态样中，以三个特定时间长度的总和(0～3min.)定义为统计范围，故n为可任意变化的正整数。最后，影像流量分析方法执行步骤516与步骤518，利用第一平均停留数量与特定时间长度的个数计算该些物件ob1～ob5在统计范围内的第二平均停留数量，以及利用既有数量、新进数量、第一平均停留时间和总停留时间，计算该些物件ob1～ob5在统计范围内的第二平均停留时间。详而言之，第二平均停留数量表示为，统计范围里的每一个特定时间长度的第一平均停留数量之总和相对于数值n的比值，可参考前述公式1-1或如下公式1-2所示内容。

公式1-2：第二平均停留数量(secondavg.waitamount)＝

[(nthfirstavg.waitamount)+(n-1)th(firstavg.waitamount)+…+(1^stfirstavg.waitamount)]/n

第二平均停留时间为第一变量相对于第二变量的比值，该比值另能解读为在n个特定时间长度中每一个物件的平均停留时间。第一变量为第n个特定时间长度的既有数量与第n个特定时间长度的第一平均停留时间的乘积、加上第(n-1)个特定时间长度到第1个特定时间长度的总停留时间的总和，第二变量为第1个特定时间长度的既有数量、加上第2个特定时间长度到第n个特定时间长度的新进数量的总和，如前述公式2-1或如下公式2-2所示内容。步骤514所述的第n个特定时间长度就相当于公式1-1与公式2-1的第三个特定时间长度，若影像流量分析方法套用在具不同时间总长度的统计范围的实施态样下，数值n会依特定时间长度的实际数量相应改变，合先叙明。

公式2-2：第二平均停留时间(secondavg.waittime)＝

[(nthfirstavg.waittime)*(nthtotalamount)+(n-1)th(totalwaittimeofleavetime)+…+(1^sttotalwaittimeofleave)]/[(nthnewenter)+(n-1)th(newenter)+…+(1^sttotalamount)]

综上所述，本发明的影像流量分析方法不会对通过监控区域的每一个物件分别建立一笔储存资料去纪录每个物件的时间相关资讯；而是以特定时间长度为基准，计算监控区域内所有物件的平均参数，例如平均停留数量与平均停留时间，故能大幅减少资料量而节省摄影装置和/或摄影系统的储存空间。储存资料其以特定时间长度当作基准单位，影像流量分析方法便能以特定时间长度的倍数为周期任意组合，量化不同时间区段的监控区域统计资料。例如前述实施例以一分钟为基准的特定时间长度，因此影像流量分析方法可随意组合出n分钟(其中n为正整数)范围内的统计资料；若是将特定时间长度定义成二十秒，影像流量分析方法就能组合出四十秒、六十秒或八十秒等等以二十秒为基准的时间范围内的统计资料。相较已知技术，本发明能有效减少影像流量分析所需的资料储存量，既会降低摄影装置与摄影系统的设备成本、也可进一步提升影像流量分析的运算效能，提供较佳的使用者体验。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。