用于乘員跟蹤的基于運動的圖像分割器制造技術

一種方法，用于將一當前分隔圖像（３１）從一傳感器（２２）所捕獲的當前環境圖像（３８）中分離出來，所述圖像分割方法包括：　　　　將所述當前環境圖像（３８）與一先前環境圖像（３８）進行比較（５３）；　　　　根據所述當前環境圖像（３８）與所述先前環境圖像（３８）的差別，識別所述當前分割圖像（３１）的邊界；以及　　　　將一模板（６６）與所述已識別出的邊界相匹配。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術一般涉及將一運動的人或物體的“分割圖像”從包圍并包括該運動中的人或物體的區域的“環境圖像”中分離出來的系統和技術。本專利技術特別涉及將一乘員的分割圖像從包圍并包括該乘員的區域的環境圖像中分離出來、以便做出適當的氣囊展開決定的技術。
技術介紹
在很多情況下，人們可能希望將“目標”人或物體的分割圖像從環境圖像中分離出來，該環境圖像包含了圍繞“目標”人或物體的圖像。氣囊展開系統是這種情況的一個顯著例子。氣囊展開系統可以做出各種展開決定，這些決定可以以這樣或那樣的方式與獲自乘員的分割圖像的、乘員的特征相聯系。乘員的類型、乘員與氣囊的接近程度、乘員的速度和加速度、由于乘員和氣囊之間的撞擊而氣囊需要吸收的能量的大小、以及乘員的其它特征都可以結合到氣囊展開決定之中。在有關圖像分割技術的現有技術中存在著重大的障礙?，F有的圖像分割技術在高速目標環境中往往是不適合的，如在正在剎車或碰撞的車輛中識別乘員的分割圖像時，就不適合?，F有的圖像分割技術未使用乘員的運動，來幫助識別乘員和圍繞其環境的區域之間的邊界。采用現有技術的系統不使用乘員的運動來幫助進行圖像分割，而是通常運用最適合于低速運動乃至靜止環境的一些技術，來與乘員的運動“作斗爭”，而不是利用與運動有關的特征來幫助分割過程。與運動的挑戰有關的是及時性的挑戰。標準的攝像機通常每秒鐘拍攝大約40幀圖像。很多實際使用的氣囊展開裝置包含的傳感器能夠比標準攝像機甚至更快地捕獲傳感器讀數。氣囊展開系統需要可靠的實時信息，以用于展開決定。如果乘員的分割圖像不能在下一幀圖像或傳感器測量結果被捕獲之前被識別出來，則快速捕獲圖像或其它傳感器數據將無助于氣囊展開系統。氣囊展開系統只能與其最慢的必需處理步驟一樣快。然而，與未能利用運動作為乘員和圍繞成員的區域之間的區別因素的技術相比，利用乘員的運動來幫助分割過程的圖像分割技術可以更迅速地完成其工作。現有技術的各系統通常未能將有關一特殊情景的情境“智能”結合到分割過程，因而這樣的系統不能專注于環境圖像的任何特殊區域。特別為氣囊展開處理而設計的分割過程，可以包含情境“智能”，這種情境智能是不能由通用的圖像分割過程應用的。例如，人們可能希望，利用最近過去的分割圖像信息，其中包括包含了隨后預期運動的過去預測，系統可以專注于環境圖像中的一關注區域?？紤]到傳感器測量結果的快速捕獲，在相鄰兩次傳感器測量之間的乘員的可能運動是有限度的。這種限度是與情境相關的，并與諸如兩次傳感器測量之間的時間等因素緊密相聯。現有的分割技術也未能包含有關車輛中乘員運動的有用假設。人們可能希望，車輛中的分割過程能夠考慮到這樣的事實，即乘員通常是圍繞其臀部轉動的，在座位區域很少運動。這樣的“智能”使系統能夠專注于環境圖像中最重要的區域，從而節省了寶貴的處理時間。在現有分割系統中進一步加劇了處理時間要求的是，這些系統未能將過去數據結合到當前決定中。人們可能希望，使用諸如等技術，來跟蹤和預測乘員特征。人們可能還希望，將一模板應用到環境圖像上，該模板可以隨每次傳感器測量而調整。使用可重用的和可修改的模板是一種有用的方法，可以將過去數據結合到當前決定，而減少了從頭重新生成圖像的需要。專利技術概述本專利技術是一圖像分割系統或方法，它可用于從一“環境圖像”中產生一乘員或其它關注“目標”的“分割圖像”，該“環境圖像”包含該“目標”以及車輛中圍繞該“目標”的環境。該系統通過將最近的環境圖像(“當前環境圖像”)與先前的環境圖像(“先前環境圖像”)相比較，可識別出該分割圖像的“粗略”邊界。然后，可以將一得自諸先前環境圖像的、可調整的、分割圖像的模板應用到該識別出的邊界，而進一步細化該邊界。在本專利技術的一個優選實施例中，只有環境圖像的一部分要進行處理。通過使用與諸先前分割圖像有關的信息，可以在當前環境圖像中確定一個“關注區域”。在優選實施例中，假定車輛的乘員保持坐姿，因而不再需要處理環境圖像中靠近座位的區域。由此，分割圖像的底部固定起來，使系統可以忽略環境圖像的該部分。本系統的很多實施例將運用某種圖像閾值化試探法，來決定一特定環境圖像是否能夠可靠地使用。過多的運動可能使環境圖像不可靠。過少的運動可能使環境圖像不必要?？梢允褂枚喾N不同的技術來適配和修改模板。在某些實施例中，模板被旋轉通過一角度范圍之內的一系列預定角度。在每個角度上，可以使用多種試探法對該特殊“適配”進行評價。通過本實施例的以下詳細描述，并參照附圖，本領域的技術人員能夠對本專利技術的各種方面獲得清楚的理解。附圖說明圖1是一個局部視圖，示出了一圖像分割系統的周圍環境的例子；圖2示出了一個高級處理流程，其描述了一個圖像分割系統的例子，該系統從環境圖像中捕獲分割圖像，并將所述分割圖像提供給一氣囊展開系統；圖3是一流程圖，示出了被結合到氣囊展開過程的圖像分割過程的例子；圖4是一流程圖，示出了一圖像分割過程的例子；圖5是像素特征的一直方圖的例子，該直方圖可由一圖像分割系統所使用；圖6是一累積分布函數的圖形的例子，該累積分布函數可由一圖像分割系統所使用；圖7的框圖示出了一圖像閾值化試探法的例子，該圖像閾值化試探法可結合到一圖像分割系統中；圖8a示出了一分割圖像的例子，該分割圖像可以經受模板處理；圖8b示出了一模板處理的例子；圖8c示出了一分割圖像正在經受模板處理；圖8d示出了一橢園的例子，該橢圖可以適配于分割圖像；圖8e示出了一橢園的例子，該橢圖在經過模板處理后，已適配于分割圖像；圖8f示出了一新輪廓的例子，該新輪廓被生成以用于未來的模板處理；圖9示出了代表一乘員的一上部橢園的一例子，以及該上部橢園的若干潛在重要的特征的一些例子；圖10示出了一個處于左傾、右傾和正中狀態的上部橢園的例子；圖11是一個馬爾可夫鏈(Markov chain)示意圖，其示出了三種狀態/模式，即左傾、右傾和居中，以及與這些狀態之間的轉換相聯系的概率；圖12是一個馬爾可夫鏈示意圖，示出了三種狀態/模式，即人、靜止和碰撞，以及與這些狀態之間的轉換相聯的概率；圖13是一流程圖，示出了可由一形狀跟蹤器和預測器執行的處理的例子；圖14是一流程圖，示出了可由一運動跟蹤器和預測器執行的處理的例子。優選實施例的詳細說明本專利技術是一圖像分割系統，它可從包括“目標”及“目標”周圍區域的“環境圖像”中捕獲乘員或其它“目標”物體(統稱為“乘員”)的“分割圖像”。I.周圍環境的部分視圖現參照附圖，圖1示出了周圍環境的局部視圖，該周圍環境可潛在地應用于一圖像分割系統16的許多不同實施例中。如果乘員18在場，乘員18可坐在座位20上。在某些實施例中，可以快速捕獲圖像的一攝像機或其它傳感器(統稱為“攝像機”22)可以固定于內頂板24上，其位置比乘員18高，并比乘員18更靠近前風檔?？梢园褦z像機22置于對著乘員18稍向下傾的角度上，以便捕獲由于乘員在座位20中向前或向后運動而產生的乘員18的上身角度的變化。攝像機22可以置于很多潛在的位置，這些位置在本領域中是廣為人知的。而且，系統16可以使用多種不同的攝像機22，包括通常每秒拍攝大約40幅圖像的標準攝像機。系統16可以使用具有比這更高或更低速度的攝像機。在某些實施例中，攝像機22可以包含或包括一紅外線或其它光源，該光源依靠直流電運行，以在黑暗環境中提供持續本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：M·E·法默，陳訊昌，文力，周川，
申請(專利權)人：伊頓公司，
類型：發明
國別省市：