《团队名称研发团队简讯-研究发展处》由会员分享，可在线阅读，更多相关《团队名称研发团队简讯-研究发展处（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、電子工程系研發團隊簡訊 本期目錄 研究重點.- 1 - 專有名詞或技術簡介.- 2 - 近期研發成果.- 3 - 人物專訪- 4 - 研發簡訊製作團隊- 7 - 研究重點視訊處理火災預警系統近年來根據台灣內政部消防署的統計，每年因火災傷亡人數均維持千人左右，而財物損失在數十億至百億元間，由此可看出火災帶給人們的災害是相當嚴重的。對於整個社會成本的影響甚巨，因此導致相當多的防火器材被發明出來，無疑是要儘量降低火災可能帶給人們的災害，或是防止火災的發生。現今由於高科技設備的日益精良普及，個人電腦的運算處理速度也越來越快，數位影像處理及視訊壓縮被廣泛應用，因此，數位式錄影系統(Digital Vid
2、eo Recorder, 簡稱：DVR)在近幾年開始成為監控系統市場之主流產品。什麼是數位錄影系統呢?數位式錄影系統(Digital Video Recorder, 簡稱：DVR)可稱為錄影監視系統的一種。它具有數位化的各項優點，比如：重覆錄製不失真、資料備份容易、快速搜尋歷史資料，等等。由於數位化的優點，數位式錄影系統結合影像及視訊處理，可對不良環境的畫面做修補的動作，且可使原本不清晰的畫面變得清晰可辨，並對監控區域中之所有不正常的事件可適時發出警報，通知並提醒管理人員注意，提高了監錄系統的應用價值，也使得數位式錄影系統成為優於傳統式閉路電視監控系統的主要關鍵。視訊處理的分類依視覺感官區分
3、: 動態影像、靜態影像依嵌入方式區分 : 空間域、頻率域火焰的特徵就一般火災事故現場所看到的火焰，通常都出現偏紅色或黃色的火焰，除此之外，火焰的溫度也會改變火焰的顏色，比較低溫的火焰呈現的是紅色到黃色這個區間的顏色，當溫度升到比較高溫時，火焰的顏色就會轉變成白色。由以上的敘述，我們可以得到資訊，也就是較低溫的火焰，顏色偏紅色系列，所以有較高的飽和度，而較高溫的火焰，顏色會變淡或偏白，所以其飽和度就較低。此外火的另一個特徵，火在燃燒時除了人所看到的火焰之外，也會有熱散發出來，周圍空氣會因為受熱而上升，下面的冷空氣會過來遞補，形成空氣的流動，因此火焰會隨著空氣的流動而飄動，就造成了我們看到的不規則
4、形狀的火焰。然而火的顏色也會依據它所燃燒的材質而有所不同，例如家庭用的瓦斯的燃燒是偏藍紫色的，木頭或乾草及紙張的燃燒會偏紅色或黃色。火在燃燒是一種化學反應，這個反應一般包含空氣中的氧氣與燃燒的燃料。在燃燒時會產生能夠讓人察覺的光、熱能和煙霧等物質。而火焰是一種是氣體現象，所以當液體和固體之可燃物在燃燒時，它們將會被轉化為氣體的類型。火焰的亂度分析在其攝影機之監視環境中，有時也會有類似火焰顏色及之物體出現在監視的畫面中，如人穿紅色衣服走向攝影機鏡頭等情況，如只依靠之前色彩的特徵之火焰模組判斷，來認定是否為火焰的話，實為不夠精確，仍有可能誤偵火焰，而在確認真實的火焰中利用火的增長性，及使用兩張連續
5、的影像，在經過色彩的處理後，再比較其輪廓。所以我們提出一個火焰亂度的測量方法，以進一步來確認移動之紅黃物體是否為真實的火焰。依所拍攝的實驗影片中，我們觀察到火會因為氣流的流動其形狀會迅速的改變，且也會有中空的情況。我們這利用這一亂度特徵，來區分真實火焰與類似火焰顏色之部分。火在燃燒其增長性主要是靠著氣流和可燃物的多寡來決定的，通常在初期的燃燒狀態，火焰的大小是朝著逐漸增大的趨勢，所以我們藉由火焰的增長性來確認火焰是否會蔓延開來，我們可以間隔每一段時間去計數每一張所獲得之火焰像素點的數量，如此前後兩個像素點總量可以定義為 mi 和 mi+1 ，如果連續的K 張影像中如果 mi+1 mi 的次數是
6、超過 g 次，這就代表此燃燒的火焰有增長的特徵，而上述的 K 和 g 皆為從實驗統計所得到的數值。 專有名詞或技術簡介I. 色彩模型 RGB色彩模型 HSI色彩模型 YCbCr色彩模型II. 平滑濾波器的視訊處理技術一般攝影鏡頭擷取的影像，容易受到雜訊的影響而產生雜點，造成影像高頻部分的增加。當雜點過多，容易造成辨識的錯誤。因此在任何處理前，先將原始影像經過平滑濾波器(Smoothing spatial filter)的處理，能將影像中高頻的部分消除，使影像變的較平滑。III. 影像差值運算視訊處理技術在多張連續影像的處理中，如果我們要看兩張影像之間的差別在哪裡，可以將兩張影像做差值運算(Fr
7、ame difference)，得出兩張影像相異之處，如此一來就可以得到影像中的移動物體。IV. 形態學影像處理技術影像的形態學運算是基於二值化之影像進行運算。經由膨脹作用可將原本存在影像內部的雜訊給移除，並可將邊緣與邊緣之間的空隙填補起來；在影像經由侵蝕作用後可以將影像外部的雜訊去除。V. 多移動物體偵測技術多移動物體偵測是指當有多個移動物入侵監控的畫面時，我們必須利用偵測演算法將各個移動物體的分區開來。VI. 模糊集合與模糊邏輯 模糊邏輯理論在真實世界中，人類的思維概念、語意表達以及感覺判斷等都存在著模糊(fuzzy)的現象。什麼是模糊現象呢？一般來說就是不精確、模稜兩可、多重意義、不確定
8、性的意思。比如有人說“今天天氣很熱”、“那個人很年輕”等敘述。但是溫度多高算熱呢？年齡多少才算年輕呢？每個人對它們的定義都不同，也就是說這些語意或事物的狀態，大都和人主觀的感覺判斷有密切的關係，人們無法清楚的了解他人的感受，只能從其語意做大概的判斷了解，甚至對於個人而言也會因某種身理或心理的變化而產生判斷的差異。雖然只能從其不明確的言語猜測其意義，但是之間的差距並不大，而能達到彼此溝通的目的。模糊理論是由美國加州大學柏克萊分校L.A. Zadeh（扎德）教授所提出的。在1965年，扎德教授在探討人類主觀或思考過程中定量化處理的方法時首先提出模糊集合(Fuzzy Sets)，模糊理論是依照大概的
9、資訊對人類主觀表現的概念作大略的定量化處理。在傳統控制中必須建立精確嚴謹的數學模型來達成控制，但如果要控制複雜的系統必定要花費相當多的時間、人力去建立數學模型，才有可能達到所需的動作。然而我們不可能把整個控制系統的所有變數列出來，只能去控制一些影響系統較大的因素。要去控制這些因素又必須有明確的控制量被決定，但在實際上，有些情形是無法明確的決定其數值，也就是很難去建立系統的數學模型。基於以上所述的種種問題，使得Zadeh教授提倡模糊理論嘗試以人類的思維方式去簡化問題的複雜度，而且能達到與傳統控制方法相同的目的。 模糊集合由於模糊理論是以模糊集合論為基礎，因此目前已有許多探討及介紹模糊集合的相關文
10、獻資料。以下不對模糊集合的運算方面多做探討，而針對機械設計程序與模糊集合之間的應用作簡單說明。有些事物我們可以明確的區分辨別，例如男、女兩個性別，然而在大多數的事物、語意表達上通常難以做明確的區分辨別，也就是含有模糊、不明確的敘述。如機械設計程序中的顧客提出的口語敘述需求，這些敘述總是包含一些模糊、不明確的意思，使得他人或設計者對此需求的理解判斷也都帶有某種程度上的不確定，使得設計者往往花費大量的時間來量化這些模糊、不明確的需求。VII. 模糊推論模糊推論是模仿人類思考邏輯與經驗判斷法則的模式，將模糊化的輸入變數轉化成模糊輸出的變數，例如我們可以用語言化的方式來表示溫度高低，例如冷、溫，熱等來
11、表示。這些表示方式比傳統的“真”或“假”在解決某些問題上更加有用。而模糊推論是根據知識庫保存的模糊規則(Fuzzy Rules)和給與的事實條件而推導出的結論，而其推論方式則是由近似推理(Approximate Reasoning)的概念而來，一般來說是由設計者依照自己的思考邏輯與經驗來設計，其運作的方式則是以if-then的條列式來表示，把所有輸入模糊集合組合而成的所有狀況，對應到輸出變數的模糊集合上。 近期研發成果本研究群近五，於視訊切割 (Video Segmentation)、影像雜訊 (Noise Reduction)、以及視訊壓縮 (Video Compression) 演算法設計
12、等域，均有涉獵，並獲致好研究成果。於 2004 至2008這五，於國內外知名期刊發表文 5 篇，國內外知名會議文63 篇。並於國內外申請各項專利，國內中華民國專利，已有 5 項通過，13 項審查中；國外專利有15項，大部份於審查中，專利內容為影像視訊處理為占多數。八十八年至九十一年間，與滿景資訊公司合作開發之應用產品具即時影像追蹤之網路數位視訊錄影監控系統。近幾年許多廠商與實驗室商討產學合作的機會。並擔任多次國際學術會議委員及分組討主席，成效應屬優。視訊處理相關研究於視訊處理之方面，細分許多視訊處理相關研究。例如：火焰與煙霧偵測、人流計數、車流計數、雨天環境下之移動物切割、視訊防震等研究。在D
13、VR系統的原型加入火燄與煙霧偵測功能。近年來DVR系統之視覺辨識功能方面，在開發移動物體的計數系統(low-counting system)已發展出人口流之計數(people-flow counter)器的原型。另外，結合交通道路車輛分析系統、海域船運分析系統與DVR以完成具智慧型交通視覺監控系統，並極力開發多種天候環境下之移動物體切割技術，以期能完成全天候環境下之交通視覺監控系統。新增DVR安全系統之移動偵測暨追蹤功能方面，亦極力開發高準確度之移動物體切割技術與雨天環境下之移動物體切割技術。近年來新增DVR系統之防震功能方面，在戶外裝設攝影機 常因外力震動而使得錄製畫面有跳動不穩的問題，另外
14、當攝影機裝設在車輛內 亦常因行車抖動也會有畫面不穩的相同問題，為了能有高品質的穩定畫面， 因此我們已初期投入視訊畫面防震穩定技術的研究。影像雜訊抑制相關研究在增強DVR系統之影像畫面品質方面，亦極力開發新的影像/視訊雜訊衰減與復原技術。提出平滑移動像素、靜止像素及邊緣移動像素之雜訊濾除並針對昏暗環境中的影像對比度增強。利用Video Alpha-Trimmed mean Filter，可發現，雖然能有效抑制雜訊，但是畫面確會有模糊現象，移動物體更是不清楚；而利用Motion Adaptive Spatio-Temporal Filter雖然能有效抑制雜訊，但若是遇上較快的移動體，或是雜訊很多的
15、情況，處理的效果皆不理想。因此本研究群提出一個昏暗環境中畫面增強系統。視訊壓縮相關研究為了增進壓縮速度以達成多頻道DVR系統，亦極力開發新的移動估測搜尋法(Motion Estimation)。上述研究成果均發表於專書章節、期刊文與會議文之中。協助產業發展績效曾接受教育部技職司與東元集團(東元綜合研究所)產學合作聯盟計畫之補助、以及滿景資訊公司產學計畫。在強化DVR監錄資料的加密認證(浮水印)與篡改復原，曾接受滿景資訊公司產學計畫。與滿景資訊公司合作開發之應用產品具即時影像追蹤之網路數位視訊錄影監控系統 獲第四屆(2002)台灣傑出安全器材獎與 SecuTech 2002 Innovation創新產品網路票選中選。 人物專訪工業技術研究院 南分院企劃推廣組 賴麗惠經理訪談問與答：1. 工研院南分院主要是在做些什麼？ 工研院南部有兩個據點：94年10月14日南分院六甲院區第一期興建工程完成，正式開幕，第一批原本在台南科學園區的研發團隊近200人進駐六甲院區；台南市安平的台南科技工業區南台灣創新園區(簡稱南創園區) 在94年10月15日全區落成啟用。工研院南分院兩據點近400位研發團隊未來將以數位生活、健康安全與綠色未來作為發展的主軸方向，並以南部豐富的人文
