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看影集學科技,動態偵測技術無所不在

作者:林姵妏

上映三星期吸引1.11億戶觀眾、盤踞2021下半年排行榜前段班的影集《魷魚遊戲》,第一集的123木頭人巨型娃娃無情掃射的畫面令人印象深刻,只要被娃娃眼睛裡的攝影機鏡頭偵測到身體有微幅度的移動,便會遭到無差別射殺,而這精準無誤差的瞄準背後運用了二十一世紀的重要科技之一:動態感測器(Motion Detector),今天就來簡單聊聊這項技術以及日常生活中的應用場景,一起來揭開巨型娃娃的真面目!

動態感測器原理

動態感測器是用來檢測環境中所發生事件或變化的儀器,能夠探測、感受外界的訊號、物理條件(如光、熱、濕度)或化學組成(如煙霧),並將探知的資訊傳遞回給裝置,例如,在科技發展下,將感測器放入手錶中,即可得到多樣化數據如左右平衡、觸地時間等,藉此監控身體素質。動態感測有多種檢測選擇,可以針對不同的狀況選定適合的方式,以下介紹三種藏身在我們日常生活中、最被廣泛使用的方式。

被動紅外線感測器(Passive Infra-Red, PIR)

被動式紅外線的偵測方式是指裝置並不主動輻射任何種類的能量,而是被動的接收及測量物體所散發的紅外線能量,從其監看範圍內的物體上收集熱能,偵測所收集之輻射量的變化,當達到臨界值時,將會觸發所連線的物品,如燈、警報器等。

這款感應器常見於各種安防系統中,負責控制小型繼電器,如果檢測到變化,繼電器便會斷開電路並觸發警報發送信號;應用在熱成像領域,藉由物體輻射熱量以及前景和背景中物體之間的溫差產生圖像,可在極端黑暗的條件下成像,捕獲人體肉眼不可見的圖像。

PIR感應器安全開關

這種簡單的感應原理在實作上的效果相當好,但設計簡易的特性也帶來一些本質上的問題,像是容易受各種熱源、障礙物(蜘蛛網、樹葉等)干擾,又或是因其收集熱能特性(只是動物們快速經過),在戶外容易觸發假警報。

微波感測器(Microwave Sensor)

微波感測器是一種主動探測技術,由微波振盪器和微波天線組成,藉由傳送微波脈衝來測離物體的反射距離、速度、角度等,通常可以感測到大範圍的距離,相對的,也比較容易受周遭電子設備的干擾。

最常見的例子為自動感應門,廣泛應用在辦公大樓、超市、機場等場所,微波感測器即負責採集外部信號,如同人們的眼睛,當有移動的物體進入感應範圍時,便會給主控制器一個脈衝信號,發出指令來指揮馬達運作。

微波感測器運作圖示

與紅外線相比,微波感測器在耐候性(不受溫度、氣流、灰塵等影響)和距離方面更勝一籌,在倉庫、樓道、社區等公共場所中使用頻率高。

視覺影像偵測(Video Image Detection)

指將監控攝影機所拍攝的影像,輸入至分析的儀器中來進行影像分析,尤其廣泛應用在影像監控系統,以鏡頭畫面中的像素當作原始對照,若有足夠數量的像素改變時,系統就會做出通報,可以針對入侵者、移動物體、火焰、煙霧等進行特殊事件觸發設定,達到即早期預警的效果。

影像的應用範圍很廣闊,像是偵測影像位移、交通車輛、火災煙霧,落地應用如車牌辨識、即時路況、判斷火勢災情等,而這種偵測方法仰賴兩個關鍵部份:攝影機的影像畫質和用來進行分析之軟體的品質,而在現行技術支持下,發展出可以對監控範圍進行微調,例如,可以僅偵測局部範圍內的動態動作,因此,根據應用情境導入適合的方式,效能與精準度皆能有效地提升。

影集中偵測影像位移

結語

開頭所提及影集《魷魚遊戲》中的巨型娃娃,即為採用了影像位移偵測技術,偵測到畫面中有異常的活動時,便會發出警報與開槍,以警報功能來說,比起以往只有監看功能的影錄系統將更具即時性的效能。

動態感測器可說是跟我們的日常生活密不可分,而每種偵測方式都有其優缺點,有效性將取決於它們的使用情況以及配合使用的附加套件,在了解原理與應用後,各位不妨留意身邊所接觸到的感測器,日常生活中處處是科技!

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vMaker編輯部

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