CN102981459B - 家电控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种家电控制装置，用以根据图像传感器所获取的多个目前图像彼此间的变化或所述图像传感器所获取的目前图像相对于参考图像或参考数据的关系，求出各活动体的各种参数以决定家电装置的运转状态。

Description

家电控制装置
技术领域
本发明涉及一种家电控制装置，特别涉及一种可根据各活动体的各种参数决定家电装置的运转状态的家电控制装置及其控制方法。
背景技术
传统冷气利用温度传感器感测室内温度以调节冷气的输出风力及室内温度，然而由于温度传感器通常设置于固定位置，例如冷气机体内，所述温度传感器所感测的温度往往难以实时反应室内的实际温度变化，导致温度调节效果不佳而消耗相当大的电力。此外，传统冷气的输出风向无法根据室内实际人体位置而调整，因此难以使室内温度调节到良好的舒适度。
因此，业界提出了根据红外线图像传感器所获取的红外线图像以控制冷气的方式，例如日本专利公开第10-259942号专利所公开《空气调节器的控制装置》，其包含红外线图像传感器、状况判断电路及控制电路。所述红外线图像传感器用以获取室内图像；所述状况判断电路根据所述红外线图像传感器所获取的图像判断室内人数、位置、动作、活动量或衣着量等状况；所述控制电路则根据所述状况判断电路的判断结果控制空气调节器的风向及出力等运转状态。
然而，所述控制装置主要根据一台红外线图像传感器所获取的图像进行状况判断，因而无法根据人体与空气调节器的距离以进行相对的控制。因此，本发明还提供一种家电控制装置及其控制方法，其可计算至少一个活动体相对于家电装置的静态及动态参数，以调整所述家电装置的出力和/或指向性等运转状态，藉以提升其运转效率。
发明内容
本发明的目的在提供一种温度调节器的控制装置及控制方法，其根据至少一个活动体与温度调节器间的距离以调节温度调节器出力和/或风向，可有效调节室内温度并节省温度调节器的消耗电力。
本发明另一目的在提供一种家电控制装置及其控制方法，用以根据图像传感器所获取多个目前图像彼此间的变化或所述图像传感器所获取目前图像相对参考图像或参考数据的关系，求出各活动体的各种参数以决定家电装置的运转状态。
为达上述目的，本发明提供一种家电控制装置，用以控制家电装置的运转状态。所述家电控制装置包含光源模块、第一图像传感器、处理单元及控制单元。所述光源模块投射预设图样至至少一个活动体。所述第一图像传感器获取包含至少一个活动体图像及所述预设图样的目前图像。所述处理单元比对所述目前图像与参考图像或参考数据，以求出关于所述活动体的静态参数及动态参数。所述控制单元根据所述静态参数及所述动态参数控制所述家电装置的所述运转状态。
一种实施方式中，所述参考图像为所述第一图像传感器获取所述活动体位于预设距离时的图像；所述处理单元计算所述目前图像的活动体图像及所述参考图像的活动体图像间的位移量以计算所述静态参数。
一种实施方式中，所述参考数据为相对不同物距的点扩散函数，或不同物距下获取的所述预设图样。
一种实施方式中，所述光学模块还包含镭射光源及光学组件；所述镭射光源通过所述光学组件投射的所述预设图样为光斑图样，所述参考数据为相对不同物距的所述光斑图样。
根据本发明的另一特点，本发明还提供一种家电控制装置，用以控制家电装置的运转状态。所述家电控制装置包含第一图像传感器、处理单元及控制单元。所述第一图像传感器具有可变光圈或可变焦距，并通过所述可变光圈或所述可变焦距获取至少一个活动体的多个目前图像，其中每一目前图像对应不同光圈值或焦距值。所述处理单元相互比对所述目前图像，以求出关于所述活动体的静态参数及动态参数。所述控制单元根据所述静态参数及所述动态参数控制所述家电装置的所述运转状态。
一种实施方式中，所述处理单元根据所述目前图像以失焦测距法(depthfrom defocus)或对焦测距法(depth from focus)求出所述活动体的所述静态参数及所述动态参数。
根据本发明的另一特点，本发明还提供一种家电控制装置，用以控制家电装置的运转状态。所述家电控制装置包含第一图像传感器、处理单元及控制单元。所述第一图像传感器具有编码光圈，并通过所述编码光圈获取至少一个活动体的目前图像。所述处理单元比对所述目前图像与参考数据，以求出关于所述活动体的静态参数及动态参数。所述控制单元根据所述静态参数及所述动态参数控制所述家电装置的所述运转状态。
本发明的家电控制装置中，所述动态参数可根据多个静态参数的变化所求得；所述静态参数可为所述活动体的数目、位置和/或距离，所述动态参数可为所述活动体的活动量和/或活动范围。
本发明的家电控制装置中，所述运转状态可为家电装置的出力或指向性；所述家电装置可为温度调节器、指向性喇叭或具指向性的电子装置，但并不限于此。
附图说明
图1显示本发明第一实施例的温度调节器的使用示意图。
图2显示本发明第一实施例的温度调节器的控制装置的方块示意图。
图3显示本发明第一实施例的温度调节器的控制方法中计算视差图的示意图。
图4显示利用本发明第一实施例的温度调节器的控制装置所求得的例示性视差图图像，其中当活动体距离温度调节器愈近时亮度愈高。
图5显示本发明第一实施例的温度调节器的控制方法的流程图。
图6显示本发明第二实施例的家电控制装置的方块图。
图7显示使用本发明的家电控制装置的家电装置的示意图。
图8A-8B显示本发明第二实施例的第一实施方式的家电控制装置的操作示意图。
图9A显示本发明第二实施例的第二实施方式的家电控制装置的操作示意图。
图9B显示本发明第二实施例的第二实施方式的家电控制装置获取的点扩散函数随物距变化。
图10显示本发明第二实施例的第三实施方式的家电控制装置的操作示意图。
图11显示本发明第二实施例的家电控制方法的流程图。
图12显示本发明第三实施例的家电控制装置的方块图。
图13显示本发明第三实施例的家电控制方法的流程图。
附图标记说明
10温度调节器的控制装置    11第一图像传感器
12第二图像传感器          13处理单元
14控制单元                15传输接口单元
210-250步骤               8温度调节器
9室内空间                 A、B活动体
P室内空间中一点           f图像传感器的成像距离
d图像传感器间的距离
10′、10″家电控制装置      11S 图像传感器的感测面
111光学组件                 16光源模块
161镭射光源                 162光学组件
310-340步骤                 410-440步骤
8′家电装置                 IR参考图像
IA、IA′活动体图像          IC目前图像
具体实施方式
为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显，下文将配合所附图示，作详细说明如下。于本发明说明中，相同的构件以相同的符号表示，于此合先叙明。
请参照图1所示，其显示本发明第一实施例的温度调节器8的使用示意图，此处所述温度调节器8以冷气表示，但并不限于此，所述温度调节器8的其它实施例可包括电风扇。所述温度调节器8用以调节存在至少一个活动体的环境的温度，其中所述活动体例如可为人体或动物等。例如于一实施例中，所述温度调节器8被设置于室内空间9中，用以调节所述室内空间9的环境温度，但并不限于此。例如当温度调节器为电风扇时，所述温度调节器也可设置于室外。
请参照图1及2所示，所述温度调节器8耦接于控制装置10(所述控制装置10可设置于所述温度调节器8内部或外部)，所述控制装置10包含第一图像传感器11及第二图像传感器12，用以获取所述室内空间9中的活动体图像，例如此时所述室内空间9中存在有两活动体A及B，且所述活动体A距离所述温度调节器8较近。于此实施例中，所述控制装置10可根据所述第一图像传感器11及所述第二图像传感器12所获取的图像求得视差图(disparity map)，接着利用所述视差图求出所述室内空间9中各活动体与所述温度调节器8的距离，例如活动体A及B与所述温度调节器8的平均距离、最近距离(所述活动体A与所述温度调节器8的距离)及最远距离(所述活动体B与所述温度调节器8的距离)。所述控制装置10并根据所述距离以调整所述温度调节器8的运转状态，例如出力和/或风向等。此外，利用所述视差图也可求得各活动体的位置、数目等静态参数，以及各活动体的活动量、活动范围等动态参数，所述控制装置10可根据所述静态及动态参数其中之一或组合调整所述温度调节器8的运转状态。
请再参照图2所示，其显示本发明第一实施例的温度调节器的控制装置10的方块图。所述控制装置10包含第一图像传感器11、第二图像传感器12、处理单元13、控制单元14及传输接口单元15。所述第一图像传感器11及所述第二图像传感器12的实施例包括电荷耦合组件(CCD)图像传感器及互补金属氧化半导体(CMOS)图像传感器，其用以获取包含至少一个活动体的图像。例如第一实施例中，所述第一图像传感器11及所述第二图像传感器12获取所述温度调节器8所设置的室内空间图像，且所述第一及第二图像传感器彼此间具有横向距离。所述处理单元13耦接所述第一图像传感器11及所述第二传感器12，用以根据所述第一图像传感器11及所述第二图像传感器12所获取的图像计算出视差图(计算方式将于下列段落中描述)，并依据所述视差图计算所述室内空间9中活动体与所述温度调节器8间的距离及其它参数，例如位置、动作、人数、活动体活动范围及活动量等。所述控制单元14耦接所述处理单元13，并根据所述处理单元14所求得的结果产生控制信号(未绘示)以控制所述温度调节器8的运转状态，例如出力及风向等，但并不限于此。所述传输接口单元15耦接所述控制单元14，用以将所述控制信号传送至所述温度调节器8以进行相对的控制。
请参照图3所示，其显示本发明第一实施例中计算视差图的一种方式，其中，假设所述第一图像传感器11与所述第二图像传感器12的横向距离为d；所述第一及第二图像传感器所在直线设定为x轴；另设定z轴垂直于所述x轴。所述第一图像传感器11位于所述x轴与z轴的交点，其于此处设为原点(0，0)；因此，所述第二图像显示器12的坐标为(d，0)。于此实施例中，所述第一及第二图像传感器感测所述x轴与z轴所形成空间中的点P的图像，此处设定所述第一及第二图像传感器的成像距离为f，并设定P点位于所述第一图像传感器11的图像坐标为(xL，-f)，位于所述第二图像传感器12的图像坐标为(xR，-f)，则可求得两比例关系式分别为式(1)及(2)：
z/x＝-f/xL   (1)
z/(x-d)＝-f/(xR-d)   (2)
将式(1)及(2)整理后可得到P点的位置表示为式(3)及(4)：
x＝d/(1-(xR-d)/xL)   (3)
z＝f×d/(xR-xL-d)   (4)
根据式(3)，可求得P点相对于所述第一图像传感器11及所述第二图像传感器12的位置；根据式(4)，可求得P点与所述第一图像传感器11及所述第二图像传感器12的距离。同时根据式(4)可知，当(xR-xL-d)愈小时，P点距离所述第一及第二图像传感器愈远，此处(xR-xL-d)则定义为视差(disparity)。所述第一图像传感器11的感测数组(未绘示)的每一个像素与所述第二图像传感器12的感测数组(未绘示)的相对位置像素均可求得视差值。所述处理单元13则将所述第一及第二图像传感器的感测数组所有像素的视差值形成为二维视差图(disparity map)，并据以判断图中各活动体与所述温度调节器8的距离。于所述二维视差图中，(xR-xL-d)可利用亮度作区别，例如当视差图的亮度较高时表示(xR-xL-d)值愈高，P点则距离所述第一及第二图像传感器愈近；反之，当视差图的亮度较低时表示(xR-xL-d)值愈低，P点则距离所述第一及第二图像传感器愈远，藉此可求得具有不同亮度层次的二维图像。所述处理单元13则根据所述视差图图像求出各活动体的静态参数，例如位置、数目及距离等，以及动态参数，例如活动量及活动范围等，例如，计算活动量的方式可利用两张二维视差图的相关性求得；当所述活动体的数目为一个以上时，所述活动体与所述温度调节器的距离例如可为所述活动体与所述温度调节器的平均距离、最近距离及最远距离等，但并不限于此。所述控制单元14则根据所述处理单元13所求得的静态参数及动态参数其中之一或组合产生控制信号。所述传输接口单元15将所述控制信号传输至所述温度调节器8以进行相对应的控制。
请参照图4所示，其显示根据图1中所述第一图像传感器11及第二图像传感器12所获取的图像所求得的二维视差图，其中所述活动体A距离所述温度调节器8较近，所以具有最高的亮度(显示为白色)；所述活动体B距离稍远，所以具有相对低的亮度(显示为淡灰色)；而环境图像则具有最低的亮度(显示为深灰色)。由于所述室内空间9具有多个活动体，因此所述控制单元14根据活动体的分布状况，例如平均距离、最近距离或最远距离等，决定所述温度调节器8的运转状态。
参照图5所示，其显示本发明第一实施例的温度调节器的控制方法，包含：以第一图像传感器获取第一图像(步骤210)；以第二图像传感器获取第二图像(步骤220)；根据所述第一及第二图像求得视差图(步骤230)；根据所述视差图求得各活动体的距离(步骤240)；及根据所述距离决定温度调节器的运转状态(步骤250)。详细实施方式如上所述。
本发明第二实施例涉及一种家电控制装置及其控制方法，其根据图像传感器所获取的目前图像与参考图像或参考数据的比对结果，计算出至少一个活动体的数目、位置、距离、活动量以及活动范围等。所述家电装置例如可为温度调节器、指向性喇叭、具指向性(如出力方向)的电子装置或其它可根据活动体的数目、位置、距离、活动量及活动范围等参数决定运转状态的家电装置。
请参照图6所示，其显示本发明第二实施例的家电控制装置的方块图。家电控制装置10′包含第一图像传感器11、处理单元13、控制单元14、传输接口单元15及光源模块16；其中，所述第一图像传感器11、控制单元14及传输接口单元15的实施例及运作方式类似于第一实施例，故于此不再赘述。第二实施例中，所述处理单元13比对所述第一图像传感器11所获取的目前图像与预先储存的参考图像或参考数据，并根据比对结果求出关于活动体的数目、位置及距离等静态参数，或比对所述第一图像传感器11所获取的多个目前图像与预先储存的所述参考图像或所述参考数据，并根据比对结果求出关于活动体的活动量及活动范围等动态参数。例如，所述处理单元13于求出各活动体的静态参数的同时可分别纪录各活动体，当经过预设时间后可再次求出各活动体的新的静态参数及其变化以求得动态参数；也即是动态参数例如可根据多个静态参数的变化求得。所述控制单元14则根据所述静态参数及所述动态参数通过所述传输接口单元15控制家电装置8′的运转状态，例如出力及指向性等。所述参考图像及所述参考数据根据所述光源模块16所投射的预设图样预先求得并储存于所述家电控制装置10′者；其中，所述预设图样例如为光学衍射图样，但并不限于此。
请参照图7所示，其显示使用本发明实施例的家电控制装置10′的家电装置8′的示意图，其中所述家电装置8′以电扇为例，但本发明并不以此为限。所述第一图像传感器11优选设置于能够获取至少一个活动体图像的位置；所述光源模块16优选设置于能够投射预设图样至至少一个活动体的位置。一种实施例中，所述光源模块16及所述第一图像传感器11不同轴地设置，即彼此间具有横向间距(如图7)；其它实施例中，所述光源模块16及所述第一图像传感器11也可同轴地设置，即彼此间不具有横向间距；所述家电控制装置10′的其它构件设置于所述家电装置8′的适当位置，并无特定限制。本发明第二实施例的详细实施方式将以不同实施态详述于后。
第一实施方式中，所述第一图像传感器11与所述光源模块16不同轴地设置，所述处理单元13则利用三角测距的方式求出各活动体的各种参数。
请参照图8A及8B所示，其显示此实施方式的操作示意图；图8A为活动体A位于预设距离D时的操作示意图，此时所述第一图像传感器11获取参考图像IR并预先储存于所述处理单元13中；所述参考图像IR例如包含活动体图像IA且所述活动体图像IA的位置反映所述预设距离D。图8B显示于实际操作时，所述活动体A具有目前距离D′，其可小于、等于或大于所述预设距离D。根据三角运算可知，所述第一图像传感器11所获取目前图像IC中所述活动体图像IA′的位置会不同于所述活动体图像IA位于所述参考图像IR中的位置，所述处理单元13则可根据所述活动体图像IA及IA′间的位移量，求出所述活动体A的目前距离D′以及位置和数量。
另一实施例中，也可将所述活动体A位于不同距离时，所述活动体图像IA位于所述参考图像IR中的位置制作成查找表以作为参考资料，并将其预先储存于所述处理单元13中，于实际操作时利用查表的方式求出所述活动体A的距离、位置及数量等静态参数。可以了解的是，所述参考图像IR或查找表并不限定储存于所述处理单元13中，也可储存于所述家电控制装置10′的其它构件。
本实施方式中，当活动体数量大于1时，所述处理单元13可根据一张目前图像与所述参考图像(或查找表)的比对结果求得各活动体的静态参数，并可进而根据多个目前图像与所述参考图像的比对结果求得各活动体的动态参数。所述控制单元14则可根据所述处理单元13所求得所述静态及动态参数控制所述家电装置8′的运转状态；其中，所述静态及动态参数的定义如前所述，故于此不再赘述。此外，本实施方式中，所述光源模块16例如可为红外光光源或可投射预设图样(例如干涉图样)的适当光源，并无特别限制；只要所述处理单元13能够根据所述第一图像传感器11所获取的目前图像进行三角运算即可。一种利用三角测距计算活动体距离的方式例如可参照国际专利公开WO2007/043036的《对象重建方法及系统(Method andsystem for object reconstruction)》。
第二实施方式中，所述处理单元13预先储存点扩散函数(point spreadfunction，PSF)与深度的关系或参考图像与深度的关系以作为参考数据。此实施方式中，所述光源模块16例如可为红外光源，其可投射预设图样，例如二维光栅图样，但并不以此为限。所述第一图像传感器11根据固定的焦距及光圈样式获取目前图像。所述处理单元13则比较所述目前图像与所述参考数据以求出各活动体的各种参数。本实施方式中，所述第一图像传感器11与所述光源模块16优选同轴地设置，因此两者间不具有横向距离。
请参照图9A，其显示第二实施方式中所述第一图像传感器11获取图像时的操作示意图，其中所述第一图像传感器11获取活动体A的目前图像可以数学式(1)来表示，
y = F ( z , f , a ) ⊗ x - - - ( 1 )
其中，y表示所述目前图像；z表示物距；f表示焦距；a表示光圈样式；表示卷积符号；x表示对焦图像，即图9A中z＝f时获取的预设图样，其中上述各参数均为二维参数。如前所述，由于此实施方式中焦距f及光圈样式a为固定，因此式(1)可简化为根据简化后方程式可知，所述参考资料例如可为相对不同物距z的点扩散函数F(z)、相对不同物距的参考图像Y(z)和/或对焦图像x；其中所预存的信息根据计算物距z的方法而决定。
图9B显示活动体A位于不同物距z时，呈现于所述第一图像传感器11的感测面11S的点扩散函数F(z)，其中距离焦平面FP不同距离时会得到不同的点扩散函数。根据图9B，当z＝f时可获取所述对焦图像x，其点扩散函数的面积最小。当活动体A距离焦平面FP愈远时，点扩散函数的面积则愈大，而且近失焦与远失焦的点扩散函数也不相同。
本实施方式中，由于所述光源模块16所投射的预设图样已知，也即是x已知；则可预先根据活动体A在不同物距z时所述第一图像传感器11获取的参考图像Y(z)来求出相对不同物距的点扩散函数F(z)，其表示点扩散函数与深度的关系。所述参考数据包含为所述点扩散函数F(z)的特征参数，例如面积或宽度等。
计算物距z时，可根据第一图像传感器11获取的目前图像y通过如逆卷积法(deconvolution)、傅立叶转换法(Fourier transform)或特征比对法等求得相对应的点扩散函数F(z)或参考图像Y(z)，接着再将其对照所储存的参考数据或通过查表的方式来求出物距z，而这些数学方法本身已为公知，故于此不再赘述。此处必须说明的是，根据上述不同方法计算物距z时，所需预先储存的参考数据可不同。
当使用逆卷积法计算深度时，可预先储存F(z)和/或预设图样x。例如使用全盲逆卷积法(blind-deconvolution)时，不必储存预设图样x；当不使用全盲逆卷积法时，则须储存预设图样x。此外，当预设图样x具有重复性时(例如棋盘状分布)，可以仅储存部分预设图样x，例如重复的图样单元。
当使用傅立叶转换法计算深度时，可预先储存F(z)及预设图样x的时域或频域数据。同理，当预设图样x具有重复性时可以仅储存部分预设图样x。
当使用特征比对法计算深度时，可预先储存参考图像Y(z)的原始图像或模糊程度参数，并将所获取的目前图像y与所述参考图像Y(z)的原始图像或模糊程度参数比对或通过查表的方式来求出深度。
综而言之，本实施方式中所述处理单元13已预先储存相对不同物距z时，所述第一图像传感器11所获取参考图像Y(z)和/或点扩散函数F(z)的特征参数等参考数据，故能够根据目前图像y与所述参考数据的比对结果求得各活动体的静态参数，并根据多个目前图像求出各活动体的动态参数。
此外，由于每一个点扩散函数同时对应两个物距z(如图9B所示)，在实际应用上例如可将焦平面FP设计为较接近家电控制装置10′，因此所求得活动体的距离大于焦平面FP。虽然此实施方式中所述光圈样式显示为五角型，但并不以此为限。
同理，当活动体的数量大于1时，所述处理单元13可根据一张目前图像求得各活动体的静态参数，并可根据多个目前图像求得各活动体的动态参数。
第三实施方式中，所述第一图像传感器11与所述光源模块16优选同轴地设置，如图10所示所述第一图像传感器11与所述光源模块16彼此间不具有横向位移。然而，图10中所述第一图像传感器11与所述光源模块16的空间关系仅为例示性，并非用以限定本发明。所述光源模块16例如包含镭射光源161及光学组件162，例如扩散片。所述镭射光源161所发出的镭射光经过所述光学组件162后会产生光斑于活动体A上，而且此光斑会随着距离D的不同而改变。所述家电控制装置10′例如可预先储存有光斑样式与距离D相关的参考数据，当所述第一图像传感器11获取目前图像时，所述处理单元13则可根据所述目前图像的光斑样式以辨识所述活动体A的距离D以及数目和位置。此外，所述光学组件162也可能为二维光栅，只要是能够使得所述镭射光源161所发出的镭射光经过时产生随距离改变的光斑样式(speckle pattern)的光学组件即可。关于根据不同的光斑样式来辨识活动体深度的实施方式例如可参照美国专利公开2007/0216894所记载的《使用光斑去相关性的区域映像(Range mapping using speckle decorrelation)》。
同理，当活动体的数量大于1时，所述处理单元13可根据一张目前图像求得各活动体的静态参数，并可根据多个目前图像求得各活动体的动态参数。
因此，本发明第二实施例的家电装置控制方法包含下列步骤：以图像传感器获取至少一个目前图像(步骤310)；比对所述目前图像与参考图像或参考数据(步骤320)；根据比对结果求出静态参数及动态参数(步骤330)；以及根据所述参数调整家电装置的运转状态(步骤340)；其中，各步骤的实施方式已公开于上述各实施方式，故于此不再赘述。
请参照图12所示，其显示本发明第三实施例的家电控制装置的方块图。所述家电控制装置10″包含第一图像传感器11、光学组件111、处理单元13、控制单元14及传输接口单元15；其中，所述第一图像传感器11、控制单元14及传输接口单元15的实施例及运作方式类似于第一实施例，故于此不再赘述。
本发明的第三实施例中，所述处理单元13相互比对所述第一图像传感器11所获取的多个目前图像，或比对单张或多个目前图像与所预先储存的参考数据，以求得各活动体的数目、位置及距离等静态参数以及活动量及活动范围等动态参数；如前所述，所述动态参数例如可根据多个静态参数的变化求得。所述光学组件111例如可为可变光圈、可变焦距或编码光圈(codedaperture)；其中编码光圈可使得不同物距的光线经过所述编码光圈时具有不同的点扩散函数PSF，所述参考数据则例如为所述编码光圈相对不同物距的点扩散函数PSF，但并不限于此。
第一实施方式中，所述光学组件111例如为可变焦距或可变光圈。所述第一图像传感器11获取多个张相对于不同焦距或不同光圈的目前图像，例如以第一焦距值获取第一目前图像并以第二焦距值获取第二目前图像，所述处理单元13则根据所述第一目前图像及所述第二目前图像以数学运算求出活动体的各种参数；根据不同焦距的目前图像求出活动体深度的方式例如可参照”Depth from defocus：A spatial domain approach，”International Journal ofComputer Vision，Vol.13，No.3，pp.271-294(1994)。换句话说，本实施方式中所述处理单元13可根据失焦测距法求出所述活动体的数目、位置及距离等静态参数，并根据多个静态参数求出所述动态参数。例如失焦测距法可求出每一活动体的深度，根据不同的深度可进一步决定数目以及位置。
此外，所述第一图像传感器11例如以第一光圈值获取第一目前图像并以第二光圈值获取一第二目前图像，所述处理单元13则根据所述第一目前图像及所述第二目前图像以数学运算求出活动体的各种参数；根据不同焦距的目前图像求出活动体深度的方式例如可参照美国专利公开2010/0194870所记载的《根据失焦范围传感器以超小光圈控制的深度(Ultra-compactaperture controlled depth from defocus range sensor)》。
同理，当活动体的数量大于1时，所述处理单元13可根据多个目前图像(例如两张目前图像)求得各活动体的静态参数，并根据多个目前图像(例如三张以上目前图像)求得各活动体的动态参数；其中所述数量仅为例示性，并非用以限定本发明。
第二实施方式中，所述光学组件111例如可为可变焦距，所述第一图像传感器11持续获取多个目前图像并传送至所述处理单元13。当所述处理单元13判断出最清楚的一张目前图像，则根据此时的焦距判断物距；其中判断最清楚目前图像的方式例如可为点扩散函数面积最小、活动体图像边缘最锐利等，但并不以此为限。因此，本实施方式中所述处理单元13可通过所述第一图像传感器11控制所述光学组件111改变焦距，或直接控制所述光学组件111改变焦距，直到所述第一图像传感器11获取到最清楚的目前图像为止，其中最清楚的目前图像相对应的焦距可为所述活动体的深度。根据图像焦距以决定活动体深度的方式例如可参照”Depth from focus，”PatternRecognition Letters，pp.63-69(1987)。换句话说，本实施方式中所述处理单元13可根据对焦测距法求得所述活动体的数目、位置及距离等静态参数，并根据多个静态参数求出所述动态参数。
同理，当活动体的数量大于1时，所述处理单元13可根据多个最清楚的目前图像分别求得各活动体的静态参数，并根据多个最清楚的目前图像求得各活动体的动态参数。
第三实施方式中，所述光学组件111例如为编码光圈，当所述第一图像传感器11通过所述光学组件111获取图像时，活动体位于不同物距时可对应不同的点扩散分布函数PSF。所述家电控制装置10″中预先储存有相对应不同物距时，所述光学组件111所形成的点扩散函数PSF的参考数据，也即是所述参考数据为所述编码光圈相对不同物距的点扩散函数。当所述第一图像传感器11获取包含活动体的目前图像时，所述处理单元13则可根据所述目前图像相对应的点扩散函数PSF决定活动体的各种参数，例如根据所述目前图像通过逆卷积法求出点扩散函数PSF并据以决定各种参数。根据不同点扩散函数辨识深度的一种方式例如可参照”Image and depth from aconventional camera with a coded aperture，”ACM Transactions on Graphics，vol.26，No.3，2007。
同理，当活动体的数量大于1时，所述处理单元13可根据一张目前图像求得各活动体的静态参数，并可根据多个目前图像求得各活动体的动态参数。
请参照图13所示，本发明第三实施例的家电装置控制方法包含下列步骤：以图像传感器获取至少一个目前图像(步骤410)；相互比对所述目前图像或比对所述目前图像与参考数据(步骤420)；根据比对结果求出静态参数及动态参数(步骤430)；以及根据所述参数调整家电装置的运转状态(步骤440)；其中，各步骤的实施方式已公开于上述各实施方式，故于此不再赘述。
综上所述，虽然公知空气调节器的控制装置利用一台红外线图像传感器获取图像，但却无法求得室内空间中活动体与空气调节器的距离。本发明另提出一种家电控制装置(图6及12)及家电控制方法(图11及13)，其根据图像传感器所获取多个目前图像彼此间的变化或目前图像相对于参考图像或参考数据的关系，求出各活动体的各种参数以决定家电装置的运转状态，以使得所述家电装置的运转达到最佳化。
虽然本发明已以前述实施例公开，然其并非用以限定本发明，任何本发明所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改。因此本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

Claims (20)

1.一种家电控制装置，用以控制家电装置的运转状态，所述家电控制装置包含：
光源模块，投射预设图样到至少一个活动体；
第一图像传感器，获取包含至少一个活动体图像及所述预设图样的目前图像；
处理单元，比对所述目前图像与参考图像或参考数据，以求出关于所述活动体的静态参数及动态参数，其中所述动态参数根据多个所述静态参数的变化所求得；所述静态参数为所述活动体的数目、位置和/或距离，所述动态参数为所述活动体的活动量和/或活动范围；以及
控制单元，根据所述静态参数及所述动态参数控制所述家电装置的所述运转状态。
2.根据权利要求1所述的家电控制装置，其中所述参考图像为所述第一图像传感器获取的所述活动体位于预设距离时的活动体图像；所述处理单元计算所述目前图像中的所述活动体图像及所述参考图像中的所述活动体图像之间的位移量以计算所述静态参数。
3.根据权利要求1所述的家电控制装置，其中所述参考数据为相对不同物距的点扩散函数，或不同物距下获取的所述预设图样。
4.根据权利要求1所述的家电控制装置，其中所述光源模块还包含镭射光源及光学组件；所述镭射光源通过所述光学组件投射的所述预设图样为光斑图样，所述参考数据为相对不同物距的所述光斑图样。
5.根据权利要求1所述的家电控制装置，其中所述运转状态为所述家电装置的出力或指向性。
6.根据权利要求1所述的家电控制装置，其中所述家电装置为温度调节器、指向性喇叭或具指向性的电子装置。
7.一种家电控制装置，用以控制家电装置的运转状态，所述家电控制装置包含：
第一图像传感器，包含可变光圈或可变焦距，并通过所述可变光圈或所述可变焦距获取至少一个活动体的多个目前图像，其中每一目前图像对应不同光圈值或焦距值；
处理单元，相互比对所述目前图像，以求出关于所述活动体的静态参数及动态参数，其中所述动态参数根据多个所述静态参数的变化所求得；所述静态参数为所述活动体的数目、位置和/或距离，所述动态参数为所述活动体的活动量和/或活动范围；以及
控制单元，根据所述静态参数及所述动态参数控制所述家电装置的所述运转状态。
8.根据权利要求7所述的家电控制装置，其中所述处理单元根据所述目前图像以失焦测距法求出所述活动体的所述静态参数及所述动态参数。
9.根据权利要求7所述的家电控制装置，其中所述运转状态为所述家电装置的出力或指向性。
10.根据权利要求7所述的家电控制装置，其中所述家电装置为温度调节器、指向性喇叭或具指向性的电子装置。
11.根据权利要求7所述的家电控制装置，其中所述处理单元控制所述第一图像传感器以不同焦距值分别获取所述目前图像并辨识最清楚的目前图像，并根据所述最清楚的目前图像决定所述静态参数，其中所述最清楚的目前图像具有最小面积点扩散函数或最锐利边缘。
12.根据权利要求11所述的家电控制装置，其中所述最清楚的目前图像对应的焦距值为所述活动体的深度。
13.根据权利要求7所述的家电控制装置，其中所述处理单元控制所述第一图像传感器以不同焦距值分别获取所述目前图像并利用对焦测距法求得所述活动体的所述静态参数及所述动态参数。
14.一种家电控制装置，用以控制家电装置的运转状态，所述家电控制装置包含：
第一图像传感器，包含编码光圈并通过所述编码光圈获取至少一个活动体的目前图像；
处理单元，比对所述目前图像与参考数据，以求出关于所述活动体的静态参数及动态参数，其中所述动态参数根据多个所述静态参数的变化所求得；所述静态参数为所述活动体的数目、位置和/或距离，所述动态参数为所述活动体的活动量和/或活动范围；以及
控制单元，根据所述静态参数及所述动态参数控制所述家电装置的所述运转状态。
15.根据权利要求14所述的家电控制装置，其中所述参考数据为所述编码光圈相对不同物距的点扩散函数。
16.根据权利要求14所述的家电控制装置，其中所述运转状态为所述家电装置的出力或指向性。
17.根据权利要求14所述的家电控制装置，其中所述家电装置为温度调节器、指向性喇叭或具指向性的电子装置。
18.一种家电控制装置，用以控制家电装置的运转状态，所述家电控制装置包含：
光源模块，投射预设图样到至少一个活动体；
第一图像传感器，获取包含至少一个活动体图像及所述预设图样的目前图像；
处理单元，比对所述目前图像与参考图像或参考数据，以求出关于所述活动体的静态参数及动态参数，其中所述参考图像为所述第一图像传感器获取的所述活动体位于预设距离时的活动体图像；所述处理单元计算所述目前图像中的所述活动体图像及所述参考图像中的所述活动体图像之间的位移量以计算所述静态参数；以及
控制单元，根据所述静态参数及所述动态参数控制所述家电装置的所述运转状态。
19.一种家电控制装置，用以控制家电装置的运转状态，所述家电控制装置包含：
第一图像传感器，包含可变光圈或可变焦距，并通过所述可变光圈或所述可变焦距获取至少一个活动体的多个目前图像，其中每一目前图像对应不同光圈值或焦距值；
处理单元，相互比对所述目前图像，以求出关于所述活动体的静态参数及动态参数，并控制所述第一图像传感器以不同焦距值分别获取所述目前图像并利用对焦测距法求得所述活动体的所述静态参数及所述动态参数；以及
控制单元，根据所述静态参数及所述动态参数控制所述家电装置的所述运转状态。
20.一种家电控制装置，用以控制家电装置的运转状态，所述家电控制装置包含：
第一图像传感器，包含编码光圈并通过所述编码光圈获取至少一个活动体的目前图像；
处理单元，比对所述目前图像与参考数据，以求出关于所述活动体的静态参数及动态参数，其中所述参考数据为所述编码光圈相对不同物距的点扩散函数；以及
控制单元，根据所述静态参数及所述动态参数控制所述家电装置的所述运转状态。
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