CN109788185A - 影像追踪装置及其影像追踪方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种影像追踪装置及其影像追踪方法，影像追踪装置承载电子装置，且包含影像撷取单元、处理器以及驱动单元。影像撷取单元用以定时撷取影像，并产生对应的影像数据信号。处理器耦接至影像撷取单元，处理器用以对来自影像撷取单元的影像数据信号进行处理，并据以产生驱动信号。以及驱动单元耦接至处理器，驱动单元用以接收驱动信号，并据以调整电子装置的方位。借此，本发明的影像追踪装置，可以达到追踪影像的效果。

Description

影像追踪装置及其影像追踪方法

技术领域

本发明内容是关于一种影像追踪装置及其影像追踪方法，且特别是有关于可以承载电子装置的影像追踪装置及其影像追踪方法。

背景技术

传统上追踪影像的装置通常由追踪摄影机所实现，然而追踪摄影机的价钱不仅昂贵，追踪速度因为画质太高造成需要更长的处理时间，导致追踪反应时间较慢。

此外，随着科技的发展，人们日益提高智能型手机的使用量，并且运用智能型手机直播视频并上传至网路上。然而，使用智能型手机直播视频不仅需要手持智能型手机，让摄影镜头对准自己，并且受限于手的长度，无法得到较大的摄影范围。另外，在想要侦测无行动力或在睡眠中的病人的体温时，因无法自动对准病人而无法测量到准确的体温。

因此如何设计一种成本低且能追踪人像或物体的电子装置为现今急欲解决的一个问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种影像追踪装置及其影像追踪方法，可以达到追踪影像的效果。

为了解决上述问题，本发明内容提供的一种影像追踪装置，承载电子装置，其包含影像撷取单元、处理器和驱动单元。影像撷取单元用以定时撷取影像，并产生对应的影像数据信号。处理器耦接至影像撷取单元，处理器用以对来自影像撷取单元的影像数据信号进行处理，并据以产生驱动信号。驱动单元耦接至处理器，驱动单元用以接收驱动信号，并据以调整电子装置的方位。

在一些实施例中，处理器用以判断影像数据信号对应的方位数据是否大于临界值，当方位数据大于临界值时，产生对应于方位数据的驱动信号。

在一些实施例中，处理器用以依据追踪物体的特征取得追踪物体的方位数据。

在一些实施例中，处理器用以比较影像数据信号对应的坐标和位于影像数据信号对应的影像中心的方框，当坐标超出方框时，产生对应于坐标的驱动信号。

在一些实施例中，驱动单元用以依据驱动信号对应的坐标，驱动影像追踪装置的中心点对准坐标。

在一些实施例中，驱动信号是驱动影像追踪装置左右转动和上下转动的指令。

在一些实施例中，影像追踪装置还包含通信单元。其中通信单元耦接至处理器，通信单元用以接收来自于行动装置的控制信号，并传送至处理器，以设定追踪物体的种类。

在一些实施例中，处理器还用以依据控制信号设定特征值，以识别影像数据信号对应的影像中的追踪物体。

在一些实施例中，通信单元经由蓝牙通信协议和行动装置进行通信。

本发明内容的一实施例提供一种影像追踪方法，其包含：借由影像追踪装置设定追踪物体的特征值；借由影像追踪装置撷取包含追踪物体的影像；依据追踪物体的坐标及特征值，借由影像追踪装置判断追踪物体是否位于影像中的区域，并据以产生驱动信号；以及依据驱动信号调整影像追踪装置的摄影角度，以连带转动影像追踪装置所承载的电子装置。

综上所述，本发明的影像追踪装置及其影像追踪方法，提供一种可以追踪人或物体的载具，以承载电子装置(例如智能型手机，体温感测器等)，并据以达到具有追踪功能的侦测装置或摄影装置，可以达到追踪影像的效果。

附图说明

为让本发明内容的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1为根据本发明内容的一些实施例所绘示的一种影像追踪装置的示意图；

图2为根据本发明内容的一些实施例所绘示图1中影像追踪装置的操作方法流程图；以及

图3A及图3B为根据本发明内容的一些实施例所绘示的一种影像追踪方法的示意图。

具体实施方式

为了使本发明内容的叙述更加详尽与完备，可参照所附的附图及以下所述各种实施例。另一方面，众所周知的元件与步骤并未描述于实施例中，以避免对本发明内容造成不必要的限制。

关于以下各种实施例中所使用的耦接或连接，可指两个或多个元件相互直接作实体接触或电性接触，或是相互间接作实体接触或电性接触，也可指两个或多个元件相互动作。

在本文中，除非内文中对于冠词有所特别限定，否则一与该可泛指单一个或多个。将进一步理解的是，本文中所使用的包含、包括、具有及相似词汇，指明其所记载的特征、区域、整数、步骤、操作、元件与/或组件，但不排除其所述或额外的其一个或多个其它特征、区域、整数、步骤、操作、元件、组件，与/或其中的群组。

图1为根据本发明内容的一些实施例所绘示的一种影像追踪装置100的示意图。如图1所示，在一些实施例中，影像追踪装置100包含影像撷取单元102、处理器104、驱动单元106以及通信单元108，其中处理器104分别耦接至影像撷取单元102、驱动单元106以及通信单元108。

如图1所示，在一些实施例中，影像追踪装置100可以独立作业，并且可以经由承载电子装置110，以控制电子装置110的摄影或侦测的角度及方向。如图1所示，在一些实施例中，影像追踪装置100还经由通信单元108通信耦接至行动装置120，行动装置120经由通信单元108设定影像追踪装置100的多个参数，其中参数可以是追踪物体的类型，但不限于次，任何关联于追踪物体的参数皆在本发明内容所保护的范围内。

在一些实施例中，影像撷取单元102用以撷取特定物体的影像，并产生对应的影像数据信号，传送至处理器104。在一些实施例中，特定物体可以是人脸，球或是车牌，但不限于此，任何可以归纳出特征的物体皆在本发明内容所保护的范围内。在一些实施例中，影像撷取单元102可以由摄影镜头所实现，但不限于此，其他各种适用于实现影像撷取单元102的电路元件皆在本发明内容所保护的范围内。

在一些实施例中，处理器104用以接收来自影像撷取单元102的影像数据信号，并据以判断追踪物体的中心点是否位于影像数据信号对应的影像的中心区域内，且据以传送驱动信号至驱动单元106，以驱动影像追踪装置100。在一些实施例中，处理器104可以由微处理器所实现，但不限于此，其他各种适用于实现处理器104的电路元件皆在本发明内容所保护的范围内。

在一些实施例中，驱动单元106用以接收来自处理器104的驱动信号，并据以移动或转动电子装置110，以改变电子装置110的摄影或侦测角度及方向，使得电子装置110可以持续摄影或侦测追踪物体。在一些实施例中，驱动单元106可以由马达所实现，但不限于此，任何可以基于驱动信号控制影像追踪装置100的角度及方向的电路元件皆在本发明内容所保护的范围内。

在一些实施例中，通信单元108用以接收来自行动装置120的设定信号，并传送至处理器104，以设定影像追踪装置100的多个参数。举例而言，上述设定信号可以包含追踪物体的特征，使得处理器104可以根据追踪物体的特征判断追踪物体是否落在影像撷取单元102所撷取的影像内。在一些实施例中，通信单元108经由蓝牙传输技术和行动装置120通信，但不限于此，任何可以让通信单元108和行动装置120通信的通信协议皆在本发明内容所保护的范围内。在一些实施例中，通信单元108可以由通信晶片所实现，但不限于此，其他各种适用于实现通信单元108的电路元件皆在本发明内容所保护的范围内。

如图1所示，在一些实施例中，电子装置110用以撷取追踪物体的数据值，其中数据值可以是影像、温度。在一些实施例中，电子装置110可以由智能型手机、摄影机、体温感测器来实现，但不限于此，各种需要搭配追踪功能的电子装置皆在本发明内容所保护的范围内。

如图1所示，在一些实施例中，行动装置120用以传送多个设定信号至通信单元108。在实际应用上，行动装置120经由应用程序(APP)或图形用户界面(GUI)对影像追踪装置100进行初步的设定，其中初步的设定可以包含设定追踪物体的特征，以供影像追踪装置100定位追踪物体的中心点，进而追踪追踪物体。在一些实施例中，行动装置120可以由智能型手机、平板电脑或笔记本电脑来实现，但不限于此，各种可以和影像追踪装置100进行无线通信的电子装置皆在本发明内容所保护的范围内。

一并参照图1和图2，图2为根据本发明内容的一些实施例所绘示图1中影像追踪装置100的操作方法200流程图。本实施例的影像追踪装置100的操作方法200基本上是由以下步骤所组成，此处所指的基本上由以下步骤所组成是表示本实施例所提供的方法中，除了以下所提到的步骤之外，不排除如细部运算、开启电源等步骤，合先叙明。

如图2所示，首先，执行步骤S210，设定追踪物体的特征。在此步骤中，行动装置120经由APP或GUI对影像追踪装置100要追踪的追踪物体的特征进行初步的设定，其原因在于，若已知追踪物体的特征，则处理器104可以经由此特征辨别追踪物体在影像中的位置。举例而言，若行动装置120设定追踪物体的特征为人脸，则处理器104可以经由人脸辨识系统判断人脸在影像中的位置，若行动装置120设定追踪物体的特征为球体，则处理器104可以经由辨识影像中的圆形物体，以进一步辨别球体在影像中的位置。

接着，执行步骤S220，撷取影像。在此步骤中，影像撷取单元102以最高速率撷取影像，并据以产生影像撷取信号，处理器104处理完撷取影像后，立即再向影像撷取单元102要求下一张影像，以达到即时追踪的效果。在一些实施例中，影像撷取单元102撷取的影像解析度较一般智能型手机的照相功能的解析度小，其原因在于，解析度较小的影像可以避免占用影像追踪装置100的存储器(未绘示)的容量并且降低影像撷取单元102的生产成本。在一些实施例中，影像撷取单元102撷取的影像解析度最大值为640像素(Pixel)×480像素(Pixel)，但不限于此，任何可以成功辨识追踪物体的影像的解析度皆在本发明内容所保护的范围内。在一些实施例中，影像撷取单元102撷取影像的速率约为每秒20张影像，但不限于此，任何高于追踪物体移动速率的撷取速率皆在本发明内容所保护的范围内。

在步骤S220中，影像撷取单元102经由设定而撷取灰阶影像，进一步将影像撷取信号对应的灰阶影像储存至处理器104的存储器(未绘示)，其原因在于，在实际应用上，将撷取的灰阶影像可以让处理器104经由物件辨识功能更快速的找到追踪物体在影像中的位置。

接着，执行步骤S230，计算追踪物体的中心点坐标。在此步骤中，处理器104依据追踪物体的特征，在步骤S220得到的灰阶的影像中计算追踪物体的中心点坐标。在一些实施例中，使用演算法将各种物件的特征依照物件辨识训练的级别分阶段记录于程序，例如人脸、车牌、帽子或球体。接着，经由第一阶开始利用矩阵运算(积分图计算)比对撷取影像，通过第一阶的辨识再往下一阶辨识。直到通过所有辨识，判断出撷取影像中的追踪物体，将追踪物体整个框进一个长方形的虚拟区块内并取出其中心点，以代表追踪物体的中心点坐标。在一些实施例中，演算法可以是Haar Cascade演算法，但不限于此，任何其他用以辨识物件的演算法皆在本发明内容所保护的范围内。在一些实施例中，物件的特征包含边缘特征、线性特征、中心特征和对角线特征，但不限于此，任何可以代表物件的特征皆在本发明内容所保护的范围内。

接着，执行步骤S240，判断追踪物体的中心点坐标是否位于影像的中央区域。在此步骤中，处理器104由存储器(未绘示)取出步骤S230得到知追踪物体的中心点坐标，计算是否包含在步骤S220撷取的影像的中央区域内，其中撷取影像的中央区域为位于撷取影像中心的方框，但不限于此，任何大小和任何形状的区域皆在本发明内容所保护的范围内。

在一些实施例中，步骤S240的判断方法也可以是判断追踪物体在撷取影像的中央区域内的比例是否小于临界值。此判断方法的原因在于，当上述比例小于临界值时，代表追踪物体可能已经超出撷取影像的范围内。在一些实施例中，临界值可以是50％，但不限于此，任何比例皆在本发明内容所保护的范围内。

接着，执行步骤S250，调整摄影角度以让撷取影像的中央区域包含追踪物体的中心点坐标。在此步骤中，处理器104传送驱动信号至驱动单元106，以调整影像追踪装置100的摄影角度，使得撷取影像的中心点向追踪物体的中心点坐标移动。在步骤S250中，调整影像追踪装置100的摄影角度会进而连带转动电子装置110，使得电子装置110可以据以调整其中心点对准其想要摄影或侦测的物体。

在一些实施例中，执行完步骤S250后接续执行步骤S220、步骤S230及步骤S240，无限重复执行步骤S220、步骤S230、步骤S240及步骤S250以达到即时追踪物体的结果。

在一些实施例中，步骤S230、步骤S240和步骤S250的详细操作方式请一并参照图3A及图3B，图3A及图3B为根据本发明内容的一些实施例所绘示的一种影像追踪方法的示意图。如图3A所示，在时间点t₁时计算得到的灰阶影像310包含中心区域320，并且追踪物体330的中心点为A₁(x₁,y₁)。如图3B所示，在时间点t₂(其中时间点t₂>时间点t₁)时计算到的灰阶影像315包含中心区域325，并且追踪物体330的中心点为A₂(x₂,y₂)，其中中心区域325和中心区域320的面积与在灰阶影像中的相对位置皆相同。

如图3A及图3B所示，若处理器104经计算得之在时间点t₂时，中心点A₂(x₂,y₂)不同于A₁(x₁,y₁)且超出中心区域325，产生驱动信号至驱动单元106，以驱动影像追踪装置100将摄影中心点移动或转动至中心点A₂(x₂,y₂)，并进一步连带转动所承载的电子装置110对准追踪物体。

在实际应用中，举例而言，影像追踪装置100可以操作于直播视频、追踪病人体温以及追踪特定物体。在直播视频时，使用者可以将智能型手机或平板电脑架设于影像追踪装置100之上，让使用者不需手动控制智能型手机或平板电脑的摄影角度，即可以让智能型手机或平板电脑持续自动对准人脸，以确保直播过程的流畅。在追踪病人体温时，使用者可以将体温感测器设置于影像追踪装置100之上，让体温感测器可以持续追踪病人的位置并测量其体温，以确保病人的健康状况。在追踪特定物体(例如球体或车牌)时，使用者可以将高像素的摄影机架设于影像追踪装置100之上，让摄影机可以自动追踪此特定物体，以等校于市售昂贵的追踪摄影机的效果。

综上所述，本发明的影像追踪装置及其影像追踪方法，提供一种可以追踪人或物体的载具，以承载电子装置(例如智能型手机，体温感测器等)，并据以达成具有追踪功能的摄影装置或侦测装置，可以达到追踪影像的效果。

虽然本发明内容已经以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明内容的精神和范围内，当可作各种变动与润饰，因此本发明内容的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种影像追踪装置，承载电子装置，其特征在于，所述影像追踪装置包含：

影像撷取单元，其用以定时撷取影像，并产生对应的影像数据信号；

处理器，其耦接至所述影像撷取单元，所述处理器用以对来自所述影像撷取单元的所述影像数据信号进行处理，并据以产生驱动信号；以及

驱动单元，其耦接至所述处理器，所述驱动单元用以接收所述驱动信号，并据以调整所述电子装置的方位。

2.如权利要求1所述的影像追踪装置，其特征在于，所述处理器用以判断所述影像数据信号对应的方位数据是否大于临界值，当所述方位数据大于所述临界值时，产生对应于所述方位数据的所述驱动信号。

3.如权利要求2所述的影像追踪装置，其特征在于，所述处理器用以依据追踪物体的特征取得所述追踪物体的所述方位数据。

4.如权利要求1所述的影像追踪装置，其特征在于，所述处理器用以比较所述影像数据信号对应的坐标和位于所述影像数据信号对应的影像中心的方框，当所述坐标超出所述方框时，产生对应于所述坐标的所述驱动信号。

5.如权利要求1所述的影像追踪装置，其特征在于，所述驱动单元用以依据所述驱动信号对应的坐标，驱动所述影像追踪装置的中心点对准所述坐标。

6.如权利要求1所述的影像追踪装置，其特征在于，所述驱动信号是驱动所述影像追踪装置左右转动和上下转动的指令。

7.如权利要求1所述的影像追踪装置，其特征在于，所述影像追踪装置还包含：

通信单元，其耦接至所述处理器，所述通信单元用以接收来自于行动装置的控制信号，并传送至所述处理器，以设定追踪物体的种类。

8.如权利要求7所述的影像追踪装置，其特征在于，所述处理器还用以依据所述控制信号设定特征值，以识别所述影像数据信号对应的所述影像中的所述追踪物体。

9.如权利要求7所述的影像追踪装置，其特征在于，所述通信单元经由蓝牙通信协议和所述行动装置进行通信。

10.一种影像追踪方法，其特征在于，所述影像追踪方法包含：

借由影像追踪装置设定追踪物体的特征值；

借由所述影像追踪装置撷取包含所述追踪物体的影像；

依据所述追踪物体的坐标及所述特征值，借由所述影像追踪装置判断所述追踪物体是否位于所述影像中的区域，并据以产生驱动信号；以及

依据所述驱动信号调整所述影像追踪装置的摄影角度，以连带转动所述影像追踪装置所承载的电子装置。