将机场中的移动的飞机分类的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明一般地涉及由处理器来识别场景中的对象。本发明特别地涉及将由安全照相机从其背景拍摄的场景中的对象的已处理图像分段并将分段的已处理图像标记或分类为例如飞机。
【背景技术】
[0002]诸如机场之类的建筑物的某些区域例如由于安全原因而在白天和夜晚期间要求几乎不断的监视和监控。这些区域具有明确定义的移动和交通。例如，机场跑道、滚动路线(roll ways)和停泊路线(park ways)可能在某些时间具有飞机的交通且没有其它对象(诸如汽车和卡车)的交通。然而，在其它时间，该交通可能包括除飞机之外的对象，诸如汽车、卡车和人。当这些对象在机场共享此空间时，这可能呈现操作风险或安全威胁。
[0003]如果连接到处理器的有效自动照相机监控系统可以快速地且高效地分析图像并确定并非飞机的对象已经移动或者其正在被监控的受限空间中移动，则其将是有益的。当前，不相信用以确定在机场区域中移动的对象的这种有效的视觉检测和监控照相机系统是可用的。
[0004]因此，要求与照相机集成的新型且改善的方法和计算机系统以自动地且容易地检测在机场区域中移动的并非飞机的对象。
【发明内容】
[0005]根据本发明的一个方面，提供了用以监视机场中的已铺筑区域以确定在该已铺筑区域上是否存在除飞机之外的对象的系统和方法。根据本发明的方面中的一个，一种用于在场景的图像中标记对象的方法包括以下步骤。
[0006]首先，处理器直接地或间接地(例如从存储器)接收场景中的对象的图像数据。然后，处理器根据背景模型来确定对象的前景掩模(foreground mask)。然后，处理器根据前景掩模来确定对象的凸包(convex hull)。处理器然后基于处理该凸包来在图像中标记该对象。根据本发明的另一方面，通过处理器将对象的图像数据中的多个像素中的每一个与背景中的相应像素相比较以确定所述多个像素中的每一个是否是前景像素而形成前景掩模。
[0007]根据本发明的另一方面，所有前景像素具有第一像素值且属于前景像素的单个集群。根据本发明的又一方面，所有背景像素具有第二像素值。
[0008]根据本发明的另一方面，由处理器周期性地更新背景。已更新背景可以是累积背景。
[0009]根据本发明的一个方面，由处理器基于前景掩模中的前景像素和由凸包捕捉的像素的总数的比来标记对象。根据本发明的另一方面，处理器将该比与阈值相比较。在本发明的一个实施例中，当该比大于0.75时，处理器确定对象不是飞机。
[0010]根据本发明的另一方面，处理器在处理器确定对象不是飞机时设置警报。并且，根据本发明的一个方面，场景属于机场且对象不是飞机，并且处理器在计算机显示器上显示的地图上提供对象所位于的位置。
[0011]根据本发明的另一方面，提供了一种用于在场景的图像中标记对象的系统。该系统包括存储器、照相机和处理器。该处理器访问存储器以获得场景的背景模型并直接地或间接地从照相机接收具有场景中的对象的场景图像。处理器以先前描述的方式来处理图像。
[0012]根据本发明的另一方面，提供了具有多个路面(pavement)区域的机场，不包括跑道。该机场包括多个照相机，所述多个照相机中的每一个指向所述多个路面区域的不同部分并生成图像。其还包括存储多个背景模型的存储器，所述多个背景图像中的每一个对应于所述多个照相机中的每个。其还包括连接存储器和所述多个照相机的处理器。
[0013]根据本发明的一个方面，处理器如前所述地处理图像。
[0014]因此，处理器访问存储器以获得对应于所述多个照相机中的所述一个(其图像正在被处理)的背景模型，直接地或间接地从所述多个照相机中的所述一个(其图像正在被处理)接收图像，根据对应于所述多个照相机中的所述一个(其图像正在被处理)的背景模型来确定对象的前景掩模，根据该前景掩模来确定对象的凸包，并基于前景掩模中的前景像素与由凸包捕捉的像素的总数的比来标记对象的图像，其中，如果该比超过预定数，则对象被标记为不是飞机。
【附图说明】
[0015]图1图示出根据本发明的各种步骤的由处理器执行的步骤的流程图；
图2是根据本发明的一个方面的包含飞机的机场的区域的热图像；
图3是根据本发明的一个或多个方面的作为由当前图像和背景模型生成的前景掩模和生成的前景掩模的凸包的像素集群；
图4是根据本发明的一个方面的包含飞机的机场区域的另一热图像；
图5是根据本发明的一个或多个方面的作为由当前图像和背景模型生成的前景掩模和生成的前景掩模的凸包的另一像素集群；
图6是根据本发明的一个方面的包含拖车的机场区域的另一热图像的图示；
图7是根据本发明的一个或多个方面的作为由当前图像和背景模型生成的前景掩模和生成的拖车的前景掩模的凸包的像素集群；
图8图示出根据本发明的一个方面的具有机场地图的计算机显示；
图9图示出被启用以执行指令从而执行根据本发明的各种方面提供的分类方法的基于处理器的系统或计算机；以及
图10图示出用以在图像中创建凸包的方法。
【具体实施方式】
[0016]在诸如跑道、滚动路线和停泊路线之类的机场的某些区域中，至少在大多数时间，仅认为飞机将移动和存在。由于安全原因，创建指示不是飞机的对象正在移动到受限区域中或者处于受限区域中的警报是有益的。使人针对此类事件连续地注视监控监视器并非高效或者甚至期望的。例如，每个在照相机监控下的许多区域有时在飞机屏幕上具有不断的移动。单个人将具有不断地检查每个监视器的麻烦。
[0017]向可访问一个或多个监控监视器的人警报不是飞机的对象处于受限空间中是更加高效得多的。集中于此类警报，该人可以检查图像并确定是否允许对象进入该区域。例如，该对象可能是正在离开受限区域且被授权在该受限区域中移动的飞行器加油车。因此，使计算机系统首先根据照相机图像来判定诸如移动对象之类的对象是否是飞机是有益的。
[0018]假设例如飞机被授权在受限区域中移动，不需要用于移动飞机的警报。然而，如果受限区域中的对象或移动对象不是飞机，则应生成警报，其可以使人的注意力集中于监视屏以评定情况，或者其发起由计算机进行的警报的进一步处理。
[0019]人们优选地希望实时地或接近实时地进行区域的监控，可能用基于处理器的计算机，诸如现成的个人计算机。在本发明的一个实施例中，这里的实时意指照相机图像的至少两个视频帧内的对象的检测。在某些情况下，可允许略微更长的时间以处理图像。然而，即使在那种情况下，根据本发明的一个方面的实时也不比用于对象横穿照相机的半个视场的时间更长。这意味着在对象已离开照相机的视场之前其将被检测并生成警报。这使得由具有标准或一般可用设备的照相机来有效地监视机场的几个区域是可能的。因此，本文提供的具有本发明的一个或多个方面的方法涉及用于区域(诸如机场的路面区域)的照相机监控的基于计算机的方法，以将此类区域中的对象分类并生成警报。
[0020]在本发明的一个实施例中，通过分析单个帧并将其与背景模型相比较而从单个图像或图像序列的帧检测对象。在本发明的一个实施例中，通过在接收帧序列中的下一帧之前将单个帧与(累积)背景模型相比较来实现图像中的对象的分析和分类。在本发