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本研究使用 Logitech webcam 來進行影像擷取,影像解析度為 320*240 像素,使用個人電腦作為程式開發環境,硬體規格為 Pentium(R) Dual-Core CPU E5200、1G 的 RAM,作業系統使用 Microsoft Windows XP Professional Version 2002 Service Pack 3,以 Borland C++ Builder 6 來開發撰寫程式。

在此實驗中,分別室內與戶外日夜不同環境下,針對所訂定的四種可 能發生的情況來進行測試,分別記錄五次實驗中,辨識成功的次數於表 6-1。

Condition

Event

Indoor Outdoor

Average Day Night Day Night

Event 1 4/5 4/5 4/5 4/5 80%

Event 2 4/5 3/5 3/5 3/5 65%

Event 3 5/5 5/5 5/5 5/5 100%

Event 4 3/5 3/5 2/5 3/5 55%

Average 80% 75% 70% 75%

表 6-1 事件偵測的統計表

如圖 6-1(a)顯示在白天室內環境中實驗的部份影像資料,橫軸代表 140 畫面的數目,縱軸表示該畫面中所計算的熵值。如圖 6-1(b)所示,在第 60 到 69 個畫面中,有異物進入系統中,故熵值出現一個高峰與低峰值的變化。

圖 6-1(a) 室內影像偵測

圖 6-1(b) 影像中灰階值的熵圖

圖 6-2(a)顯示在白天戶外環境中實驗的部份影像資料,橫軸代表 35 畫 面的數目,縱軸表示該畫面中所計算的熵值。如圖 6-2(b)、圖 6-2(c)與圖 6-2(d) 所示,在第 11 到 14 個畫面中與 19 到 22 個畫面中,均有異物進入系統中,

水平與垂直投影邊緣偵測像素分佈的增加與減少,和雜訊的干擾所影響,

故熵值亦出現一個高峰與低峰值的變化。

根據圖 6-2(b)、6-2(c)、6-2(d)中的資訊,以畫面 13 為例,分別以 0 與 1 表示灰階值、水平投影與垂直投影的熵值是否有明顯變化,得到(0,1,1) 的偵測結果,對照於表 5-1,表示所發生的事件為狀況二:監視影像中內部 物件的位置改變;由圖 6-2(a)顯示,畫面 13 中有一機車騎士的位置改變,

此畫面偵測結果正確。再以畫面 22 為例,根據圖 6-2(b)、6-2(c)、6-2(d) 的 資 訊 , 灰 階 值 、 水 平 投 影 與 垂 直 投 影 的 熵 值 之 變 化 情 形 可 表 示 為 (1,1,1),並對照於表 5-1,其所發生的事件為狀況三:外部物件進出監視

frame

影像中;由圖 6-2(a)顯示,畫面 22 中有一貨車進入畫面中,此畫面偵測結 果正確。

圖 6-2(a) 室外白天影像偵測

圖 6-2(b) 影像中灰階值之熵及灰色預測圖

圖 6-2(c) 水平投影的熵值及灰色預測圖

圖 6-2(d)垂直投影之熵值及灰色預測圖

圖 6-3(a)顯示在晚上戶外環境中實驗的部份影像資料,橫軸代表 34 個 畫面的數目,縱軸表示該畫面中所計算的熵值。如圖 6-3(b)、圖 6-3(c)與 圖 6-3(d)所示,在第 12 到 16 個畫面中與 18 到 23 個畫面中,均有異物進 入系統中,水平與垂直投影邊緣偵測像素分佈的增加與減少,和雜訊的干 擾所影響,故熵值亦出現一個高峰與低峰值的變化。

以畫面 18 為例,根據圖 6-3(b)、6-3(c)、6-3(d)的資訊,灰階值、水 平投影與垂直投影的熵值之變化情形可表示為(1,1,1),並對照於表 5-1,

其所發生的事件為狀況三,由圖 6-3(a)顯示,畫面 18 中有一小客車進入畫 面中,此畫面偵測結果正確。

圖 6-3(a) 室外晚上影像偵測

圖 6-3(b) 影像中灰階值之熵及灰色預測圖

圖 6-3(c) 水平投影的熵值及灰色預測圖

圖 6-3(d) 垂直投影之熵值及灰色預測圖

圖 6-4(a)顯示在室內環境中的物件在內部移動實驗的部份影像資料,橫 軸代表 35 個畫面的數目,縱軸表示該畫面中所計算的熵值。圖 6-4(b)顯示 影像灰階值的熵值變化情形,理論上,因為影像的構成物件沒有改變,所 以熵值應該維持不變,但實際上因為影像中物件互相遮蔽,所以造成在畫 面 5 到畫面 6 與畫面 11 到畫面 12 中熵值有較大幅度的改變;而圖 6-4(c) 與圖 6-4(d)所示,畫面 5 到畫面 12 中,影像中人物的左右移動可明顯由水 平與垂直投影的熵值變化中偵測出來。

圖 6-4(a) 影像中物件在內部移動

圖 6-4(b) 影像中灰階值之熵及灰色預測圖

圖 6-4(c) 水平投影的熵值及灰色預測圖

圖 6-4(d) 垂直投影之熵值及灰色預測圖

經實驗,本系統對於四種狀況的辨識率分別為:80%、65%、100%及 55%,

其中狀況二表示系統內有物件移動,但當物件移動範圍較小時,難以偵測;

狀況四表示系統內顏色改變,經灰階轉換後,色彩變異幅度較小時,故難 以偵測;對於白天與晚上在室內及戶外的辨識率分別可達到:80%、75%、

70%及 75%。

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