CN108205809A - 物件追踪方法、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、装置及计算机可读取记录媒体。物件追踪方法包含：设定第一发光物件的颜色以第一模式变化；于第一时间区间根据第一颜色捕捉第一发光物件；以及于第一时间区间后的第二时间区间根据第二颜色捕捉第一发光物件，其中第二颜色相异于第一颜色。由于追踪物件的颜色在不同时间区间中变化并自环境背景中突出，此方法可以简化物件追踪所需要的计算。

Description

物件追踪方法、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，当环境背景颜色与物件颜色相近时，会使得物件难以辨别，并导致系统需花费时间移除误认的错误目标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：设定一第一发光物件的颜色以一第一模式变化；于一第一时间区间根据一第一颜色捕捉该第一发光物件；以及于该第一时间区间后的一第二时间区间根据一第二颜色捕捉该第一发光物件，其中该第二颜色相异于该第一颜色。

在部分实施例中，物件追踪方法还包含：传输一第一主机指令至该第一发光物件以控制该第一发光物件发光并以该第一模式改变颜色。

在部分实施例中，物件追踪方法还包含：捕捉一或多个环境背景影像；根据该一或多个环境背景影像取得环境的一色彩数据；以及根据该色彩数据传输该第一主机指令。

在部分实施例中，第一主机指令系透过一下行指令通道传输。

在部分实施例中，物件追踪方法还包含：设定一第二发光物件的颜色以相异于该第一模式的一第二模式变化；以及根据颜色以该第一模式或以该第二模式变化分别辨识该第一发光物件和该第二发光物件。

在部分实施例中，物件追踪方法还包含：于该第一时间区间根据一第三颜色捕捉该第二发光物件；以及于该第一时间区间后的该第二时间区间根据一第四颜色捕捉该第二发光物件，其中该第四颜色相异于该第三颜色。

在部分实施例中，物件追踪方法还包含：侦测该第一发光物件的颜色变化以自该第一发光物件接收数据。

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；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：设定一第一发光物件的颜色以一第一模式变化；控制该摄影单元于一第一时间区间根据一第一颜色捕捉该第一发光物件；以及控制该摄影单元于该第一时间区间后的一第二时间区间根据一第二颜色捕捉该第一发光物件，其中该第二颜色相异于该第一颜色。

在部分实施例中，该一或多程序还包括以下指令：设定一第二发光物件的颜色以相异于该第一模式的一第二模式变化；以及根据颜色以该第一模式或以该第二模式变化分别辨识该第一发光物件和该第二发光物件。

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：设定一第一发光物件的颜色以一第一模式变化；控制一摄影单元于一第一时间区间根据一第一颜色捕捉该第一发光物件；以及控制该摄影单元于该第一时间区间后的一第二时间区间根据一第二颜色捕捉该第一发光物件，其中该第二颜色相异于该第一颜色。

综上所述，透过本揭示内容中物件追踪方法的操作，便可运用编码机制实作具有高效率和准确度的物件追踪方法，以协助辨识物件。由于追踪物件的颜色在不同时间区间中变化并自环境背景中突出，此方法可以简化物件追踪所需要的计算。

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3A与图3B为根据本揭示内容部分实施例所绘示的发光单元的色彩模式的设定的示意图；

图4为根据本揭示内容其他部分实施例所绘示的物件追踪方法的流程图；

图5为根据本案部分实施例所绘示的发光单元及发光单元的色彩模式设置的示意图。

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、300的运动。举例来说，物件追踪装置100可由独立的头戴式装置(Head Mounted Display/Devices，HMD)或VIVE头戴式装置实现。具体来说，独立的头戴式装置可进行例如处理位置、旋转等位置数据、图像处理或其他数据运算等等。发光物件200、300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可通过侦测每一个发光物件200、300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，一或多个处理元件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与一或多个发光物件200、300之间传送或接收信号。

在部分实施例中，前述一或多个处理元件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，前述一或多处理元件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、300。

具体来说，发光单元210设置于发光物件200上，发光单元310设置于发光物件300上。发光单元210电性耦接于驱动电路220。发光单元310电性耦接于驱动电路320。在部分实施例中，发光单元210、310可由多色发光二极管(multi-colored LED)发光模块实作。举例来说，发光单元210、310可各自包含一蓝光LED单元、一红光LED单元以及一绿光LED单元。借此，发光单元210、310的颜色便可通过发光物件200、300中相应的驱动电路220、230设定和改变。举例来说，在部分实施例中，驱动电路220可分别输出脉冲宽度调变(pulse-widthmodulation，PWM)信号至各个LED单元以调整各个LED单元的发光强度。

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以及操作S3。

在操作S1中，一或多个处理元件120控制驱动电路220以设定发光物件200的颜色以第一模式变化。

请同时参考图3A与图3B。图3A与图3B为根据本揭示内容部分实施例所绘示的发光单元210的色彩模式的设定的示意图。

如图3A与图3B所示，在部分实施例中，在操作S1中一或多个处理元件120可通过信号收发器传输第一主机指令CMD1至发光物件200以控制发光物件200以第一模式变化发光颜色。在部分实施例中，第一主机指令CMD1系透过下行指令通道(downlink commandchannel)传输。

如图3A与图3B所示，在部分实施例中，第一主机指令CMD1可包含用以对发光单元210进行脉冲宽度调变控制的代码(codes)。

下列的表一为根据部分实施例所绘示的绿光LED单元、红光LED单元以及蓝光LED单元的发光强度以及脉冲宽度调变控制的相应代码的一例。

时间区间	T1	T2	T3	T4	T5
						绿光LED	200	100	0	200	100
红光LED	100	200	100	200	100
						蓝光LED	200	0	100	0	200
代码	(100,100)	(-100,-200)	(-100,0)	(0,-200)	(0,100)

表一

如图3A与表一所示，举例来说，在第一模式当中，于时间区间T1内，绿光LED单元、红光LED单元以及蓝光LED单元的发光强度可分别为200、100、200，以输出第一颜色。具体来说，代码的编码机制可设计为(绿光–红光，蓝光–红光)，于是一或多个处理元件120可输出第一主机指令CMD1包含代码(100，100)以及红光LED单元的值100以控制驱动电路220输出相应的驱动信号DS1驱动发光单元210于时间区间T1内以第一颜色发光。

相似地，如图3B与表一所示，于时间区间T2内，绿光LED单元、红光LED单元以及蓝光LED单元的发光强度可分别为100、200、0，以输出第二颜色。具体来说，一或多个处理元件120可基于相同的编码机制输出第一主机指令CMD1包含代码(-100，-200)以及红光LED单元的值200以控制驱动电路220输出相应的驱动信号DS2驱动发光单元210于时间区间T2内以第二颜色发光。于时间区间T3～T5内的操作相似，故不再于此赘述。

值得注意的是，在部分实施例中，一或多个处理元件120可一次输出包含多个时间区间的指令的多个连续代码的第一主机指令CMD1，以控制发光单元210于后续时间区间的颜色。举例来说，第一主机指令CMD1可包含代码[(100，100)、(-100，-200)、(-100，0)]，根据相同编码机制一次输出时间区间T1至T3的代码。换言之，一或多个处理元件120不必然要在各个时间区间中分别输出第一主机指令CMD1以传送代码控制驱动电路220。在其他部分实施例中，色彩变化模式可在一回圈内重复，一或多个处理元件120可输出第一主机指令CMD1一次，以控制发光物件200的色彩变化模式。如此一来，发光物件200便可以第一主机指令CMD1所定义的模式发光直到接收到其他指令。

在部分实施例中，LED单元中至少一者的发光强度周期性地变化。举例来说，在图1所示的实施例中，红光LED单元的发光强度在每一个时间区间之间于100与200之间切换。如此一来，其他LED单元的发光强度便可根据代码而决定。值得注意的是，此处描述的编码机制仅为释例，并非用以限制本揭示内容。本领域具通常知识者可采用其他编码机制以描述发光单元210中各个LED单元发光强度的关系。

请再次参考图2。在操作S2中，一或多个处理元件120控制摄影单元140于时间区间T1根据发光单元210的第一颜色捕捉发光物件200。

在操作S3中，一或多个处理元件120控制摄影单元140于时间区间T1后的时间区间T2根据发光单元210的第二颜色捕捉发光物件200。第二颜色相异于第一颜色。

具体来说，由于一或多个处理元件120可根据第一主机指令CMD1中的代码辨认发光单元210于时间区间T1与时间区间T2的颜色，一或多个处理元件120可对摄影单元140捕捉到的影像进行影像处理，通过于时间区间T1以第一颜色发光，于时间区间T2以第二颜色发光的发光单元210辨认发光物件200。

如此一来，即便当背景颜色相似使得一或多个处理元件120无法清楚辨认发光物件200时，由于发光单元210的颜色改变，一或多个处理元件120仍可在下一个时间区间内辨认发光物件200。如此一来，一或多个处理元件120所执行的影像处理演算法便不需花费多余时间移除掉误认的目标，物件追踪的准确度也能随之提升。

请参考图4。图4为根据本揭示内容其他部分实施例所绘示的物件追踪方法900的流程图。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。

与图2中所示实施例相比，在图4中所示的物件追踪方法900中，物件追踪方法900的操作S1还包含操作S11、S12和S13。

在操作S11当中，一或多个处理元件120控制摄影单元140捕捉一或多个环境背景影像。

在操作S12当中，一或多个处理元件120根据摄影单元140所捕捉的一或多个环境背景影像取得环境的色彩数据。

在操作S13当中，一或多个处理元件120根据色彩数据传输第一主机指令CMD1至驱动电路220，以控制驱动电路220设置发光物件200中发光单元210的颜色以第一模式变化。

换言之，发光单元210的色彩变化模式可基于环境背景而决定。一或多个处理元件120可基于环境背景影像执行直方图信息的运算，以取得一主要色彩描述文件，其代表环境背景中最常见的颜色或一组环境背景中最常见的颜色集合。如此一来，一或多个处理元件120便可输出相应的指令至发光物件200以将其颜色改变为环境背景中较少使用到的色域。借此，发光物件200便可自背景中突出，物件追踪的准确度也可随之提高。

具体来说，若发光物件200的颜色与背景相似，一或多个处理元件120可能侦测到需要被辨识和移除的多个错误目标，因此影响到追踪的效率和准确度。透过根据所侦测到的环境背景设计发光单元210的颜色模式，便可避免发光单元210的颜色与背景过于接近，并降低物件追踪的难度。

此外，在部分实施例中，一或多个处理元件120可基于环境背景影像决定发光单元210的发光强度，以便取得一个适当的曝光条件并避免可追踪的发光物件200过度曝光(Over exposure)或曝光不足(Under exposure)。如此一来，透过适应性地基于环境颜色的直方图信息(Histogram)改变颜色，便可实现一稳健的追踪方式以辨别发光物件200以及背景。

请参考图5。图5是根据本案部分实施例所绘示的发光单元210及发光单元310的色彩模式设置的示意图。

如图5所示，在部分实施例中，在操作S1中，一或多个处理元件120亦可控制驱动电路320以设定发光物件300上的发光单元310的颜色以相异于第一模式的一第二模式变化。具体来说，一或多个处理元件120可，透过信号收发器，传输第二主机指令CMD2至发光物件300当中的驱动电路320以控制发光物件300发光，其颜色以第二模式变化。由于第二主机指令的操作与第一主机指令的操作相似，故不再于此赘述。

如此一来，在操作S2和S3中，一或多个处理元件120可根据颜色以第一模式或第二模式变化分别辨识发光物件200与发光物件300。具体来说，在操作S2中，一或多个处理元件120更控制摄影单元140于时间区间T1根据一第三颜色捕捉发光物件300。在操作S3中，一或多个处理元件120更用以控制摄影单元140于时间区间T1后的时间区间T2根据第四颜色捕捉发光物件300。在部分实施例中，第四颜色相异于第三颜色。

值得注意的是，由于发光单元310和发光单元210的色彩模式不同，一或多个处理元件120仍可分别辨识发光物件200和300即便发光物件200和300在一或多个时间区间中以相同的颜色发光。举例来说，在部分实施例中，发光物件200可在时间区间T1中以红色发光，其后在时间区间T2中以蓝色发光。另一方面，发光物件300可在时间区间T1中以绿色发光，其后在时间区间T2中以蓝色发光。据此，即便发光物件200和300皆在时间区间T2中以蓝色发光，发光物件200和300在先前的时间区间T1中乃是以不同颜色发光。如此一来，一或多个处理元件120便仍可根据物件的先前位置、追踪的移动、及/或在先前或其后的时间区间中的特定色彩模式辨识发光物件200和300，以分辨不同的物件。

此外，在其他部分实施例中，一或多个处理元件120亦可侦测发光物件200和300的颜色变化以分别自发光物件200或300接收数据。

具体来说，驱动电路220或320可响应于使用者的动作或发光物件200或300的状态设定发光单元210或310的发光模式。举例来说，当按压发光物件200上的按钮或触发发光物件200上的板机/触发器时，驱动电路220可输出相应的驱动信号至发光单元210使得发光单元210以一预定的模式发光。如此一来，当一或多个处理元件120侦测到发光单元210的色彩变化模式符合预定的模式时，便可借此观察到使用者的行动。

相似地，发光物件200的状态亦可自发光物件200通过发光单元210的色彩变化传输至一或多个处理元件120。举例来说，当低电量状态发生时，驱动电路220可输出相应的驱动信号以控制发光单元210以一模式发光代表低电量警示，如此一来一或多个处理元件120便可通过侦测发光单元210的色彩变化辨识发光物件200的状态。

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。当计算机程序系被一计算机、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，便可运用编码机制实作具有高效率和准确度的物件追踪方法，以协助辨识物件。由于追踪物件的颜色在不同时间区间中变化并自环境背景中突出，此方法可以简化物件追踪所需要的计算。

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，任何熟悉此技艺者，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：

设定一第一发光物件的颜色以一第一模式变化；

于一第一时间区间根据一第一颜色捕捉该第一发光物件；以及

于该第一时间区间后的一第二时间区间根据一第二颜色捕捉该第一发光物件，其中该第二颜色相异于该第一颜色。

2.根据权利要求1所述的物件追踪方法，其特征在于，还包含：

传输一第一主机指令至该第一发光物件以控制该第一发光物件发光并以该第一模式改变颜色。

3.根据权利要求2所述的物件追踪方法，其特征在于，还包含：

捕捉一或多个环境背景影像；

根据该一或多个环境背景影像取得环境的一色彩数据；以及

根据该色彩数据传输该第一主机指令。

4.根据权利要求2所述的物件追踪方法，其特征在于，其中该第一主机指令是透过一下行指令通道传输。

5.根据权利要求1所述的物件追踪方法，其特征在于，还包含：

设定一第二发光物件的颜色以相异于该第一模式的一第二模式变化；以及

根据颜色以该第一模式或以该第二模式变化分别辨识该第一发光物件和该第二发光物件。

6.根据权利要求5所述的物件追踪方法，其特征在于，还包含：

于该第一时间区间根据一第三颜色捕捉该第二发光物件；以及

于该第一时间区间后的该第二时间区间根据一第四颜色捕捉该第二发光物件，其中该第四颜色相异于该第三颜色。

7.根据权利要求1所述的物件追踪方法，其特征在于，还包含：

侦测该第一发光物件的颜色变化以自该第一发光物件接收数据。

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：

设定一第一发光物件的颜色以一第一模式变化；

控制该摄影单元于一第一时间区间根据一第一颜色捕捉该第一发光物件；以及

控制该摄影单元于该第一时间区间后的一第二时间区间根据一第二颜色捕捉该第一发光物件，其中该第二颜色相异于该第一颜色。

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：

设定一第二发光物件的颜色以相异于该第一模式的一第二模式变化；以及

根据颜色以该第一模式或以该第二模式变化分别辨识该第一发光物件和该第二发光物件。

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：

设定一第一发光物件的颜色以一第一模式变化；

控制一摄影单元于一第一时间区间根据一第一颜色捕捉该第一发光物件；以及

控制该摄影单元于该第一时间区间后的一第二时间区间根据一第二颜色捕捉该第一发光物件，其中该第二颜色相异于该第一颜色。