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之前我們對於人形的判斷,會先利用許多前處理的技術將移動物體以矩形 的方式框架出來。於是,在框架出來的影像尚未經過正規化之前,人在側面行走 的時候,因為手跟腳的擺動,在框架時會造成矩形寬度的改變。圖 4-2 為一個側 向行走的人在連續二十九個畫格中,寬度的像素數目變化情形。在第一個畫格 中,這個人準備進行跨步的動作,第九個畫格的時候,此人的框架有最大的寬度,

同時他的右腳在前,左腳在後。從畫格十三到畫格二十一,此人跨出左腳,並在 畫格二十五時達到最大的寬度。在大多數的情況下,如果框架的好的話,這種變 化會存在著週期性。因為每個不同的人在行走時會有不同的節奏,而我們並不需

要去規定在某一個特殊的頻率範圍才為人,而是要找出這種寬度的變化是否存在 一個頻率。如果是,則此移動物體為人,否則則為人形看板。

我們假設人在一秒鐘之內可以完成一部的步伐,因為本實驗所使用的攝影 機一秒鐘擷取三十張畫格,因此我們以三十個畫格中寬度像素的變化量做頻率判 斷。圖 4-3 為寬度的像素在時域的變化,可以由圖中看出其近似一個弦波。圖 4-4 為圖 4-3 的快速傅立葉轉換(Fast Fourier Transformation)圖,利用此傅 立葉轉換圖可以得到圖 4-3 的能量頻譜(Power spectrum),觀察此變化在何頻率 中具有較大的能量,即表示此人應該是以此頻率在觀測場景中行走著。有的時候 因為一些雜訊或是矩形框架的問題,在寬度的像素數目變化上並不會相當精準,

也就是說,可能在其他的頻率的地方也會產生一些能量,不過與主頻率的能量比 較起來,在能量高低上會有顯著的差異,我們以圖 4-4 做說明。因為經過 FFT 轉換的能量頻譜是對稱的,我們僅需觀察前半部份。在圖 4-4 的前半部份中,我 們看到在頻率約為 2Hz~3Hz 的地方,有一個明顯的峰值,在 3Hz~4Hz 中,有第二 個小峰值。此兩峰值在能量頻譜上的大小差異十分顯著,於是我們可以認定此人 行走的主要頻率是在最大的峰值所對應的頻率上,而其次的峰值則可能是雜訊的 影響。

圖. 4-2 : 側面行走的連續影像

圖. 4-3 : 寬度的時域變化情形

圖. 4-4 : 圖 4-3 的 FFT 轉換的能量頻譜

接下來的範例我們使用以不同方向,但仍是側面行走的人形做判斷,看是否 也同樣具有之前所述的行為。圖 4-5 的人形以左向右移動,在其中幾張畫面中,

因為頭髮的顏色與背景過於相似,以致於使用時間差異法之後,其部份在連通成 份的技術中無法被框架出來,但是我們在此並不使用高度變化資訊,而只在乎寬 度的改變,所以頭部無法框架的部份並不會造成影響。此連續影像的寬度變化情 形經過 FFT 轉換之後的能量頻譜如圖 4-5(b)所示。和前述的情形一樣,會發生 在某個頻率中具有高能量,並與其他頻率的能量有顯著的差異。

圖. 4-5 : 側面行走之另一範例 (a)人側面行走之連續影像

(b)寬度變化 FFT 轉換之能量頻譜

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