CN108205808B - 物件追踪装置方法、装置及非暂态计算机可读取记录媒体 - Google Patents

Abstract

一种物件追踪方法、装置及非暂态计算机可读取记录媒体。物件追踪方法包含：于发光物件关闭时通过摄影单元测量环境光源以决定环境曝光值，控制发光物件开启并根据环境曝光值设定发光物件的亮度值，以及根据由摄影单元基于环境曝光值捕捉的影像追踪发光物件。透过以上物件追踪方法的操作，便可实现运用可见光的物件追踪方法，并适当设置环境曝光值以同时满足环境影像以及可追踪的物件，以避免过度曝光或曝光不足。

Description

物件追踪装置方法、装置及非暂态计算机可读取记录媒体

技术领域

本揭示内容是关于一种电子装置及方法，且特别是关于一种物件追踪装置及物件追踪方法。

背景技术

近来，计算机视觉方法，特别是物件追踪广泛被使用在各种应用当中。举例来说，物件追踪可用于虚拟实境(Virtual Reality，VR)系统中侦测使用者的移动。

然而，摄影单元中的感测器的动态范围有限，因此当拍摄照片或影像时，或者会导致亮部发生过曝，或者会牺牲暗部的影像细节，其可能导致影像追踪困难进而造成低准确度及/或效率。

发明内容

本揭示内容的一态样为一种物件追踪方法。物件追踪方法包含：于发光物件关闭时通过摄影单元测量环境光源以决定环境曝光值；控制发光物件开启并根据环境曝光值设定发光物件的亮度值；以及根据由摄影单元基于环境曝光值捕捉的影像追踪发光物件。

在部分实施例中，设定发光物件的亮度值的步骤包含：设定发光物件的亮度值为环境曝光值加上增量光线补偿。

在部分实施例中，设定发光物件的亮度值的步骤还包含：计算环境曝光值的预定步进增量；以及基于预定步进增量设定发光物件的亮度值。

在部分实施例中，物件追踪方法还包含：当追踪到发光物件时，决定发光物件区域以及环境区域；以及针对环境区域执行自动曝光计算以排除发光物件区域。

在部分实施例中，物件追踪方法还包含：根据发光物件的位置更新发光物件区域以及环境区域。

在部分实施例中，物件追踪方法还包含：当环境曝光值改变时，更新发光物件的亮度值。

在部分实施例中，更新发光物件的亮度值的步骤还包含：当环境曝光值根据环境亮度增加时，增加发光物件的亮度值；以及当环境曝光值根据环境亮度降低时，降低发光物件的亮度值。

本揭示内容的另一态样为一种物件追踪装置。物件追踪装置包含一或多个处理元件、摄影单元、记忆体以及一或多程序。摄影单元电性耦接于该一或多个处理元件。记忆体电性连接该一或多个处理元件。一或多程序储存于记忆体中，并用以被该一或多个处理元件所执行。该一或多程序包括以下指令：于发光物件关闭时通过摄影单元测量环境光源以决定环境曝光值；控制发光物件开启并根据环境曝光值设定发光物件的亮度值；以及根据由摄影单元基于环境曝光值捕捉的至少一影像追踪发光物件。

在部分实施例中，该一或多程序还包括以下指令：当追踪到发光物件时，决定发光物件区域以及环境区域；以及针对环境区域执行自动曝光计算以排除发光物件区域。

本揭示内容的另一态样为一种非暂态计算机可读取记录媒体，用以储存包含多个指令的一或多个计算机程序，当执行所述多个指令时，将致使一或多个处理单元执行多个操作包含：于发光物件关闭时通过摄影单元测量环境光源以决定环境曝光值；控制发光物件开启并根据环境曝光值设定发光物件的亮度值；以及根据由摄影单元基于环境曝光值捕捉的至少一影像追踪发光物件。

综上所述，透过本揭示内容中物件追踪方法的操作，便可实现运用可见光的物件追踪方法，并适当设置环境曝光值以同时满足环境影像以及可追踪的物件，以避免过度曝光或曝光不足。

附图说明

图1为根据本揭示内容部分实施例所绘示的物件追踪装置的方块示意图；

图2为根据本揭示内容部分实施例所绘示的物件追踪方法的流程图；

图3为根据本揭示内容部分实施例所绘示的物件追踪装置的操作的示意图；

图4为根据本揭示内容部分实施例所绘示的物件追踪装置的操作的示意图；

图5为根据本揭示内容部分实施例所绘示的发光物件的追踪的示意图；

图6为根据本揭示内容部分实施例所绘示的发光物件的追踪的示意图；

图7A与图7B为根据本揭示内容部分实施例所绘示的发光物件设定的示意图。

具体实施方式

以下将以附图及详细叙述清楚说明本揭示内容的精神，任何所属技术领域中具有通常知识者在了解本揭示内容的实施例后，当可由本揭示内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本揭示内容的精神与范围。下述说明中相同元件将以相同的符号标示来进行说明以便于理解。

关于本文中所使用的“电性连接”，可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，而“电性连接”还可指二或多个元件相互操作或动作。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的“及/或”，是包括所述事物的任一或全部组合。

关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本案。

关于本文中所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本揭露的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本揭露的描述上额外的引导。

请参考图1。图1为根据本揭示内容部分实施例所绘示的物件追踪装置100的方块示意图。在部分实施例中，物件追踪装置100可应用于一虚拟实境(Virtual Reality，VR)/混合实境(Mixed Reality，MR)/扩增实境(Augmented Reality，AR)系统当中，以追踪实体/现实环境中的一或多个发光物件200的运动。举例来说，发光物件200可为一VR控制器，其可由例如手持控制器，像是Vive HMD控制器或Gear控制器所实现。如此一来，当使用者手持发光物件200时，物件追踪装置100便可通过追踪发光物件200的运动侦测使用者的运动。此外，物件追踪装置100可通过追踪多个发光物件200的运动分别侦测多个使用者的运动。

在图1所示的实施例中，物件追踪装置100包含一或多个处理元件120、摄影单元140以及记忆体160。如图1所示，一或多处理元件120电性耦接于摄影单元140以及记忆体160。在部分实施例中，物件追踪装置100可进一步包含信号收发器(未绘示)以于物件追踪装置100与发光物件200之间传送或接收信号。

在部分实施例中，一或多个处理元件120例如可用中央处理器(centralprocessor)及/或微处理器(microprocessor)等处理器实现，但不以此为限。在部分实施例中，记忆体160可包括一或多个记忆体装置，其中每一记忆体装置或多个记忆体装置的集合包括计算机可读取记录媒体。计算机可读取记录媒体可包括只读记忆体、快闪记忆体、软盘、硬盘、光盘、随身盘、磁带、可由网络存取的数据库、或熟悉此技艺者可轻易思及具有相同功能的计算机可读取记录媒体。

在部分实施例中，一或多处理元件120可运行或执行储存于记忆体160中的各种软件程序P1及/或指令集，以执行物件追踪装置100的各种功能。借此，物件追踪装置100便可运用摄影单元140追踪发光物件200。

具体来说，发光单元210设置于发光物件200上。发光单元210电性耦接于驱动电路220。在部分实施例中，发光单元210可由发光二极管(LED)发光模块实作，但并不以此为限。具体来说，驱动电路220可分别输出脉冲宽度调变(pulse-width modulation，PWM)信号至各个LED单元以调整发光单元210的发光强度，以设定发光物件200的亮度值。

为了更佳地理解本揭示内容，物件追踪装置100的详细操作将搭配图2中所示实施例进行说明。图2为根据本揭示内容部分实施例所绘示的物件追踪方法900的流程图。值得注意的是，物件追踪方法900可应用于相同或相似于图1中所示结构的物件追踪装置100。为使叙述简单，以下将根据本揭示内容部分实施例，以图1中的实施例为例进行对物件追踪方法900的说明，然而本揭示内容不以图1中的实施例的应用为限。

如图2所示，物件追踪方法900包含操作S1、S2、S3以及操作S4。

在操作S1中，一或多个处理元件120控制发光物件200关闭。

请参考图3。图3为根据本揭示内容部分实施例所绘示的物件追踪装置100的操作的示意图。如图3所示，在部分实施例中，在操作S1里，一或多个处理元件120可，透过信号收发器，传输主机指令CMD1至发光物件200以控制发光物件200关闭。换言之，于此期间内，驱动电路220用以响应于主机指令CMD1输出驱动信号DS1，以禁用发光单元210使得发光单元210不发光。

接着，在操作S2中，一或多个处理元件120可透过相应的指令控制摄影单元140，以于发光物件200关闭时通过摄影单元140测量环境300的环境光源以决定一环境曝光值。由于此时发光单元210不发光，摄影单元140可运用设置于摄影单元140上的一或多个影像感测器侦测并评估环境光源条件，并透过例如自动曝光运算的方式，计算一适当的环境曝光值。借此，过度曝光及/或曝光不足的风险便可以降低。据此，摄影单元140便可设置以使用环境曝光值拍摄照片，以取得一或多张包含更多背景以及物件细节的影像。

接着，在操作S3中，一或多个处理元件120控制发光物件200开启，并根据环境曝光值设定发光物件200的亮度值。

请参考图4。图4为根据本揭示内容部分实施例所绘示的物件追踪装置100的操作的示意图。如图4所示，在部分实施例中，在操作S3里，一或多个处理元件120可透过信号收发器传输主机指令CMD2至发光物件200去控制发光物件200开启。换言之，在此期间中，驱动电路220用以响应于主机指令CMD2输出驱动信号DS2以启动发光单元210使得发光单元210以相应于主机指令CMD2的亮度值发光。举例来说，在部分实施例中，驱动电路220可输出脉冲宽度调变(Pulse-Width Modulation，PWM)信号至发光单元210以调整发光单元210的发光强度。借此，驱动电路220便可设定发光单元210的亮度值。

具体来说，在部分实施例中，在操作S3里，一或多个处理元件120可通过书出相应的主机指令CMD2以设置发光物件200的亮度值为环境曝光值加上一增量光线补偿。换言之，发光物件200的亮度值可设置为比环境亮度高出一预定值。举例来说，一或多个处理元件120可先计算环境曝光值的一预定步进增量(如：+1EV)。接着，一或多个处理元件120基于预定步进增量(如：+1EV)设定发光物件200的亮度值。值得注意的是，上述步进增量仅为方便说明的示例，并非用以限制本案。举例来说，步进增量亦可设置为+1/3EV、+1/2EV、+2/3EV、+1EV、+4/3EV、+3/2EV、+5/3EV、+2EV或其他适合的值。

由于发光物件200的亮度值被适当设置，在接下来的操作S4中，一或多个处理元件120可控制摄影单元140，以根据由摄影单元140基于环境曝光值捕捉的至少一影像追踪发光物件200。

值得注意的是，预定的步进增量可根据摄影单元140的影像感测元件的敏感度(sensitivity)相应设置，使得当发光物件200发光时，摄影单元140仍可使用环境曝光值捕捉影像而不会导致曝光不足或过度曝光。据此，发光物件200可通过追踪演算法，利用发光物件200以及环境300中的周围背景之间的亮度差进行追踪。

请参考图5。图5为根据本揭示内容部分实施例所绘示的发光物件200的追踪的示意图。如图5所示，在部分实施例中，在操作S4中，当追踪到发光物件200时，一或多个处理元件120可更决定发光物件区域R1以及环境区域R2，并针对环境区域R2执行自动曝光计算，以排除发光物件区域R1。

由于发光物件区域R1从自动曝光计算中被排除和移除，针对环境区域R2所执行的自动曝光计算可为摄影单元140准确地计算环境300当中适当的曝光设定。如此一来，摄影单元140的曝光设定便不会因发光物件200发出的光源而被误设定。

请参考图6。图6为根据本揭示内容部分实施例所绘示的发光物件200的追踪的示意图。如图6所示，在部分实施例中，随着发光物件200的移动，一或多个处理元件120可进一步根据发光物件200的位置更新发光物件区域R1以及环境区域R2。当发光物件200的位置受到使用者的运动而改变时，由于物件追踪装置100利用可见光追踪发光物件200，因此发光物件区域R1以及环境区域R2可根据发光物件200的位置进行更新。举例来说，在本实施例中，当发光物件200的位置改变时，一或多个处理元件120便可计算更新后的发光物件区域R1’。

请参考图7A以及图7B。图7A与图7B为根据本揭示内容部分实施例所绘示的发光物件200设定的示意图。

在部分实施例中，环境亮度可能受到环境光源条件变化而改变。如图7A与图7B中所示，在此情况中，当环境曝光值改变时，一或多个处理元件120可进一步更新发光物件200的亮度值。换言之，当环境亮度条件改变时，由摄影单元140以及一或多个处理元件120协作计算的环境曝光值也会相应更新。一或多个处理元件120可根据更新后的环境曝光值调整发光物件200的亮度值。

具体来说，如图7A所示，当环境300中的环境光源减少时，环境曝光值可能会低于先前的数值。据此，当环境曝光值根据环境光源降低时，一或多个处理元件120可降低发光物件200的亮度值。如此一来，当新的环境曝光值施加于摄影单元140以取得影像时，便可减少过度曝光或曝光不足的风险，而新的亮度值施加于发光物件200上，以取得较暗的光源。

另一方面，如图7B所示，当环境300中的环境光源增加时，环境曝光值可能会高于先前的数值。据此，当环境曝光值根据环境光源提高时，一或多个处理元件120可提高发光物件200的亮度值。如此一来，当新的环境曝光值施加于摄影单元140以取得影像时，便可减少过度曝光或曝光不足的风险，而新的亮度值施加于发光物件200上，以取得较亮的光源。

值得注意的是，在部分实施例中，物件追踪方法900亦可实作为一计算机程序。当计算机程序是被一计算机、一电子装置，或图1中一或多个处理元件120所执行，此执行装置执行物件追踪方法900。计算机程序可被储存于一非暂态计算机可读取记录媒体，例如一只读记忆体、一快闪记忆体、一软盘、一硬盘、一光盘、一快闪盘、一随身盘、一磁带、一可从网络读取的数据库，或任何本揭示内容所属技术领域中具通常知识者所能想到具有相同功能的记录媒体。

另外，应了解到，在所提及的物件追踪方法900的操作，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行。

再者，在本揭示内容的不同实施例中，物件追踪方法900中的这些操作亦可适应性地增加、置换、及/或省略。

透过以上各个实施例中所述的操作，便可实现运用可见光的物件追踪方法，并适当设置环境曝光值以同时满足环境影像以及可追踪的物件，以避免过度曝光或曝光不足。由于物件追踪可运用由摄影单元140取得的单一影像达成，因此不需例如合并多张影像等额外的影像处理。上述各个实施例中所揭示的方法可应用于视觉追踪系统中并提高物件追踪的准确度及效率。

虽然本揭示内容已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭示内容，任何熟习此技艺者，在不脱离本揭示内容的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本揭示内容的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种物件追踪方法，其特征在于，包含：

控制一发光物件关闭；

于该发光物件关闭后，通过一摄影单元测量环境亮度以决定一环境曝光值，该环境曝光值反映 该环境亮度；

控制该发光物件开启并根据该环境曝光值设定该发光物件的一亮度值；以及

根据由该摄影单元使用该环境曝光值拍摄所捕捉的至少一影像以追踪开启后的该发光物件。

2.根据权利要求1所述的物件追踪方法，其特征在于，其中设定该发光物件的该亮度值的步骤包含：

设定该发光物件的该亮度值为该环境曝光值加上一增量光线补偿。

3.根据权利要求2所述的物件追踪方法，其特征在于，其中设定该发光物件的该亮度值的步骤还包含：

计算该环境曝光值的一预定步进增量；以及

基于该预定步进增量设定该发光物件的该亮度值。

4.根据权利要求1所述的物件追踪方法，其特征在于，还包含：

当追踪到该发光物件时，决定一发光物件区域以及一环境区域；以及

针对该环境区域执行自动曝光计算以排除该发光物件区域。

5.根据权利要求4所述的物件追踪方法，其特征在于，还包含：

根据该发光物件的位置更新该发光物件区域以及该环境区域。

6.根据权利要求1所述的物件追踪方法，其特征在于，还包含：

当该环境曝光值改变时，更新该发光物件的该亮度值。

7.根据权利要求6所述的物件追踪方法，其特征在于，其中更新该发光物件的该亮度值的步骤还包含：

当该环境曝光值根据环境亮度增加时，增加该发光物件的该亮度值；以及

当该环境曝光值根据环境亮度降低时，降低该发光物件的该亮度值。

8.一种物件追踪装置，其特征在于，包含：

一或多个处理元件；

一摄影单元，电性耦接于该一或多个处理元件；

一记忆体，电性连接该一或多个处理元件；以及

一或多程序，其中该一或多程序储存于该记忆体中，并用以被该一或多个处理元件所执行，该一或多程序包括以下指令：

控制一发光物件关闭；

于该发光物件关闭后，通过一摄影单元测量环境亮度以决定一环境曝光值，该环境曝光值反映 该环境亮度；

控制该发光物件开启并根据该环境曝光值设定该发光物件的一亮度值；以及

根据由该摄影单元使用该环境曝光值拍摄所捕捉的至少一影像以追踪开启后的该发光物件。

9.根据权利要求8所述的物件追踪装置，其特征在于，其中该一或多程序还包括以下指令：

当追踪到该发光物件时，决定一发光物件区域以及一环境区域；以及

针对该环境区域执行自动曝光计算以排除该发光物件区域。

10.一种非暂态计算机可读取记录媒体，其特征在于，该非暂态计算机可读取记录媒体用以储存包含多个指令的一或多个计算机程序，当执行所述多个指令时，将致使一或多个处理单元执行多个操作包含：

控制一发光物件关闭；

于该发光物件关闭后，通过一摄影单元测量环境亮度以决定一环境曝光值，该环境曝光值反映 该环境亮度；

控制该发光物件开启并根据该环境曝光值设定该发光物件的一亮度值；以及

根据由该摄影单元使用该环境曝光值拍摄所捕捉的至少一影像以追踪开启后的该发光物件。

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