CN101873416B - 影像摄取装置及其影像摄取方法 - Google Patents

Abstract

影像摄取装置及其影像摄取方法。影像摄取装置用以摄取一场景的影像以分离为多个图层。影像摄取装置包括光线投射器、滤光镜、照相机模块以及处理模块。光线投射器用以投射一特定光线到场景中，特定光线具有不可见光波段的一波长。滤光镜用以过滤出该场景的光线中具有该特定光线的波长的成分。照相机模块用以摄取经过滤光镜过滤的场景的摄取影像，其中摄取影像为对应到经过滤光镜过滤的场景的光线。处理模块用以依据阀值及摄取影像的像素的亮度，分离摄取影像为至少一第一图层及一第二图层。

Description

影像摄取装置及其影像摄取方法

技术领域

本发明是有关于一种影像摄取装置及其影像摄取方法，且特别是有关于一种可分离影像摄取装置所摄取的摄取影像为多个图层的影像摄取装置及其影像摄取方法。

背景技术

为了提供与影像有关的多样化的功能，目前可携式电子装置或信息处理装置，例如是移动电话、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、笔记本或桌面型电脑，大都具有影像摄取装置，例如是数字照相机、数字摄影机、监视器，并且可进行影像识别功能，例如是人脸识别、场景识别、手势识别或物品识别。由此，可以产生新的应用及便利的功能。

然而，在如移动电话的手持装置中实现影像识别需要克服其硬件及电源不足的问题。因为进行影像识别及其前置处理为繁复且耗时的运算处理过程，因此，相较于运算能力较强的电脑系统，可携式电子装置如移动电话，受限其硬件资源的不足及运算能力较弱，在进行影像识别时会消耗大量的运算效能及电力，相对的运算时间也长。此外，其所消耗的电力又减少了待机时间。如此，影响到手机整体的效能。

因此，业界为解决上述问题，一般以加强电子产品本身硬件运算功能(如更高速的微处理器或更多的存储器)或加强电池的续航力来改善上述问题。但是，难以避免的是：硬件成本的增加，以及运算及电源的消耗。而且当进行影像识别时，还是需要进行大量及复杂的影像处理的运算。因此，在可携式电子装置尤其是手持装置上实现影像识别时，设计者往往只能就硬件成本及功能需求及整体效能上作取舍。如此，局限了影像识别的应用层面。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的为提出一种影像摄取装置及其影像摄取方法。依据本发明的实施例，影像摄取装置具有自发特定波长的光源，且用以摄取一场景的影像，并用以分离为多个图层(例如视为前景或背景)。如此，通信、电脑、消费性电子产品利用此影像摄取装置就能以运算能力要求较低的方式获得影像识别的前置处理的结果。如此，电子产品整体可获得较佳的使用效能，如省电、省时的效果。

根据本发明的一方面，提出一种影像摄取装置，用以摄取一场景的影像以分离为多个图层。影像摄取装置包括光线投射器、滤光镜、照相机模块以及处理模块。光线投射器用以投射一特定光线到场景中，特定光线具有不可见光波段的一波长。滤光镜用以过滤出该场景的光线中具有特定光线的波长的成分。照相机模块用以摄取经过滤光镜过滤的场景的摄取影像，其中摄取影像为对应到经过滤光镜过滤的场景的光线。处理模块用以依据阀值及摄取影像的像素的亮度，分离摄取影像为至少第一图层及第二图层。

根据本发明的另一方面，提出一种影像摄取方法，用以摄取一场景的影像以分离为多个图层。影像摄取方法包括下列步骤：投射特定光线到场景中，特定光线具有不可见光波段的波长；经过滤光，摄取场景的摄取影像，其中摄取影像为对应到经过滤光的场景的光线，而且经过滤光的场景的光线具有特定光线的波长的成分；以及依据阀值及摄取影像的像素的亮度，分离摄取影像为至少一第一图层及一第二图层。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1所示为本发明一实施例的影像摄取装置的方块图。

图2所示为图1的影像摄取装置摄取影像的示意图。

图3所示为应用于本发明实施例的影像摄取装置的影像摄取方法。

主要元件符号说明

10：光线投射器

20：滤光镜

30：照相机模块

50：处理模块

100：影像摄取装置

S310～330：步骤

具体实施方式

请参照图1，其所示本发明的一实施例的影像摄取装置。如图1所示，影像摄取装置100用以摄取一场景的影像以分离为多个图层。影像摄取装置100包括光线投射器10、滤光镜20、照相机模块30、以及处理模块50。光线投射器10用以投射一特定光线到场景中，特定光线具有不可见光波段的一波长。滤光镜20用以过滤出该场景的光线中具有特定光线的波长的成分。照相机模块30用以摄取经过滤光镜20过滤的场景的摄取影像，其中摄取影像为对应到经过滤光镜过滤的场景的光线。处理模块50用以依据阀值及摄取影像的像素的亮度，分离摄取影像为至少第一图层及第二图层。

请同时参照图1及图2，图2所示图1的影像摄取装置摄取影像的示意图。如图2所示，影像摄取装置100的光线投射器10投射不可见光波段的特定光线L1与特定光线L2至一场景中，特定光线L1与特定光线L2具有实质上相同的波长成分。在影像摄取装置100摄取影像所发射的不可见光波段的特定光线时，被摄取的人像的眼睛不会受到此特定光线的干扰。此处的不可见光波段例如是对人体无害的红外线光波段，此处的场景例如是具有人像与背景物，然本发明不局限于此。

滤光镜20用以过滤出场景中的特定光线，使其特定光线通过滤光镜20。在实施时，滤光镜20的滤光范围可依据光线投射器10所投射的特定光线的波长的成份以选择适合的滤光镜。因此，影像摄取装置100借由光线投射器10投射特定光线，且借由滤光镜20过滤出此特定光线，以使得影像摄取装置100不易受到外界光线的干扰。此处的外界光线例如是环境光、太阳光。因此，本实施例的影像摄取装置100具有良好的稳定性，即降低了外界的影响而得以对所摄取的影像作出图层分离。

如图2所示，影像摄取装置100的处理模块50用以判断摄取影像的每一像素的亮度是否大于阀值，若是，则将像素归类为第一图层，若否，则将像素归类为该第二图层。其中随着适当的设定阀值，可以得出不同的分离图层的结果，第一图层例如是场景中的前景部分，亦即人像部分，第二图层例如是场景中的背景部分，亦即背景物部分，现举例在以下说明。

影像摄取装置100的照相机模块30接收特定光线L1A与特定光线L2B。其中，特定光线L1A为由光线投射器10投射的特定光线L1在人像所反射的光线。特定光线L2B为由光线投射器10投射的特定光线L2在背景物所反射的光线。在场景中，相较于较远离影像摄取装置100的背景物之处B，较靠近影像摄取装置100的人像之处A所反射的特定光线L1A具有较大的强度，使其影像摄取装置100摄取此场景的摄取影像的前景部分(人像)，其对应于摄取影像的像素会具有较高的亮度。相对地，此场景的摄取影像的背景部分对应于摄取影像的像素会具有较低的亮度(背景物)。

如图2所示意的原理，处理模块50依据自使用者设定或预设的阀值以及照相机模块30所摄取的摄取影像的像素的亮度，就能分离摄取影像为至少第一图层及第二图层。例如，上述特定光线L1A与特定光线L2B相对应于摄取影像的像素的亮度分别为100(较亮)及30(较暗)，若阀值设为介于100及30之间，处理模块50则可以把二维的摄取影像中的像素，借由与阀值作比较而区分为第一图层及第二图层，也就是分离出人像与背景物。又例如调整设定阀值为其他值，则可按需求，而得出不同的分离图层的结果。其中，设定阀值的另外一例，例如是依据所处环境来取得或设定阀值，现举例如下说明。

影像摄取装置100先摄取一张摄取影像，并借由处理模块50取得摄取影像的像素的亮度的一统计值，例如是平均值，也就是处理模块50将摄取影像的每一像素的亮度加总计算后取平均值，并将阀值设定为此平均值以分离人像与背景物。本发明实施例的平均值计算方式并不局限于此。在另一例子中，影像摄取装置100先摄取一张摄取影像，并借由处理模块50取得摄取影像的像素的亮度的高亮度与低亮度，并调整阀值以使调整的阀值介于此摄取影像的像素的高亮度与低亮度之间。其中，场景中的人像距离影像摄取装置100的光线投射器10较近，其所反射的特定光线具有较大的强度。因此，相对于场景中摄取影像的背景物，摄取影像中对应于人像的像素具有相对较高的高亮度，反之，摄取影像中对应于背景物的像素具有相对较低的低亮度。

再如图2所示，影像摄取装置100的处理模块50持续调整阀值，并依据调整的阀值及摄取影像的像素的亮度分离摄取影像为至少另一第一图层及另一第二图层。亦即调整阀值相对地可调整人像与背景物的分割点，以取得更精确的人像(前景)或背景物(背景)。

此外，在另外一例中，处理模块50调整光线投射器10所投射的特定光线的亮度，再次取得摄取影像后，并依据阀值与此摄取影像的像素的亮度，分离摄取影像为至少另一第一图层及另一第二图层。例如，借由处理模块50控制光线投射器10以持续地改变亮度，处理模块50可依续地分离更多的摄取影像为多个图层，因此可取得对应于二维摄取影像的场景的三维空间的景深信息。此处以场景中的人像部分举例说明：取得改变亮度后的摄取影像的人像部分，并以分离出对应于不同摄取影像中的人像的图层，而借由分析多个图层可取出人像的景深信息，根据其景深信息可描绘出人像的轮廓。其中，景深信息代表着场景的第三维度信息，分离的多个图层信息除了有利于二维摄取影像的分析，借此并可取得场景中的第三维度信息，其对于影像识别及其所需的后置处理具有莫大的帮助。

另外，请同时参照图2及图3，图3所示本发明实施例的一影像摄取方法的流程图。上述的图1可用以执行此影像摄取的方法，故以此辅助说明，然本方法并不限于应用在此装置的实施例。如图3所示，影像摄取方法用以摄取一场景的影像以分离为多个图层，此方法包括步骤S310～S330。如步骤S310所示，投射特定光线到场景中，特定光线具有不可见光波段的波长。

如步骤S320所示，经过滤光，摄取场景的摄取影像，其中摄取影像为对应到经过滤光的场景的光线，而且经过滤光的场景的光线具有特定光线的波长的成分。

如步骤S330所示，依据阀值及摄取影像的像素的亮度，分离摄取影像为至少一第一图层及一第二图层。其中，分离该摄取影像的步骤包括：判断摄取影像的每一像素的亮度是否大于阀值；若是，则将此像素归类为第一图层，若否，则将此像素归类为第二图层。另外，在其他实施例中，分离该摄取影像的步骤包括：调整阀值为摄取影像的像素的亮度的一平均值；或是调整阀值，以介于摄取影像的像素的一高亮度与一低亮度之间。

此外，在其他例子中，影像摄取方法还包括步骤：调整阀值并依据调整的阀值及摄取影像的像素的亮度，分离摄取影像为至少另一第一图层及另一第二图层。此外，在另一例子中，影像摄取方法还包括步骤：调整特定光线的亮度；再次取得摄取影像后，并依据阀值与此摄取影像的像素的亮度，分离摄取影像为至少另一第一图层及另一第二图层。

本发明的上述实施例的影像摄取装置及其影像摄取方法，可分离摄取影像为不同的图层的结果，可视为摄取影像的前景部分与背景部分，并可视为影像识别的前置处理结果。如此，能有效地帮助影像识别的后置处理，例如对前置处理的结果加以分析或运用来产生其他功能，例如是人机互动的功能，或依据上述前置处理结果以辅助电子装置的一般摄影机进行拍摄及其影像分析处理。

因此，3C电子产品应用本发明的实施例，则可有效地降低对一般影像进行例如影像识别所需要的分析及运算过程的复杂度，及减少其所伴随而来的电力消耗与影像处理时间。如此，应用本发明实施例的3C电子产品能更有效地使用本身运算能力并能达到影像分析处理的要求，并能节省电力、缩短影像处理时间的诸多优点。这些优点对于可携式电子装置，如手持装置中的应用中更为显著。如此，将大大的有助于普及在不同的可携式电子装置之中实现影像识别的应用。

综上所述，虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种影像摄取方法，用以摄取一场景的影像以分离为多个图层，该影像摄取方法包括：

投射一特定光线到该场景中，该特定光线具有不可见光波段的一波长；

经过滤光，摄取该场景的一摄取影像，其中该摄取影像为对应到经过滤光的该场景的光线，而且该经过滤光的该场景的光线仅具有该特定光线的波长的成分；以及

依据一阀值及该摄取影像的像素的亮度，分离该摄取影像为至少一第一图层及一第二图层。

2.根据权利要求1所述的影像摄取方法，其中该分离该摄取影像的步骤包括：判断该摄取影像的每一像素的亮度是否大于该阀值；若是，则将该像素归类为该第一图层，若否，则将该像素归类为该第二图层。

3.根据权利要求1所述的影像摄取方法，其中该方法还包括：

调整该阀值并依据调整的该阀值及该摄取影像的像素的亮度，分离该摄取影像为至少另一第一图层及另一第二图层。

4.根据权利要求1所述的影像摄取方法，其中该分离该摄取影像的步骤包括：

调整该阀值为该摄取影像的像素的亮度的一平均值。

5.根据权利要求1所述的影像摄取方法，其中该分离该摄取影像的步骤包括：

调整该阀值，以介于该摄取影像的像素的一高亮度与一低亮度之间。

6.一种影像摄取装置，用以摄取一场景的影像以分离为多个图层，该影像摄取装置包括：

一光线投射器，用以投射一特定光线到该场景中，该特定光线具有不可见光波段的一波长；

一滤光镜，用以过滤出该场景的光线中仅具有该特定光线的波长的成分；

一照相机模块，用以摄取经过该滤光镜过滤的该场景的一摄取影像，其中该摄取影像为对应到经过该滤光镜过滤的该场景的光线；以及

一处理模块，用以依据一阀值及该摄取影像的像素的亮度，分离该摄取影像为至少一第一图层及一第二图层。

7.根据权利要求6所述的影像摄取装置，其中该处理模块用以判断该摄取影像的每一像素的亮度是否大于该阀值；若是，则将该像素归类为该第一图层，若否，则将该像素归类为该第二图层。

8.根据权利要求6所述的影像摄取装置，其中该处理模块用以调整该阀值，并依据调整的该阀值及该摄取影像的像素的亮度分离该摄取影像为至少另一第一图层及另一第二图层。

9.根据权利要求6所述的影像摄取装置，其中该处理模块用以调整该阀值为该摄取影像的像素的亮度的一平均值。

10.根据权利要求6所述的影像摄取装置，其中该处理模块用以调整该阀值，以使得调整的该阀值介于该摄取影像的像素的一高亮度与一低亮度之间。

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