TW201237673A - Document camera and associated method of object sensing control - Google Patents

Description

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▲ V * f r A Λ ΑΑνΧ X 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種物體感應控制的實物攝影機與 相關方法’且特別是有關於一種在_面時依據書面差 異實現物體感應控制的實物攝影機與相關方法。— 【先前技術】 實物攝影機可擷取各種實物的 出以進行播放/投影。實物攝影 肘心像輸 展示、演講等各種用途。機已破廣泛運用於教學與 機上it:?物攝影機中，使用者需經由實物攝影 :上:置的實體功能按鍵來控制 :友==術較一，無法為實物攝^ 【發明内容】 物攝ΐ:以1機間的隔閡，本發明為實 覺、自缺、古1 ° 體感應控制機制，讓使用者能直 以辨認作直接控制實物攝影機。 有基於手套實現的人機介面技術中，包括 的技^ ㈣）的技術與視覺基礎（― 有感絲的手t/基於手套㈣財，制者需使用裝 受限手套來控制機器，但其成本高昂，使用者活動 便性均=戴诗也會造成使用者的貞擔，實用性與方 、 視覺基礎的技術可區分為二，其一是以輪廓 為基礎（contour-based ) ’另一則是以模型為基礎（m〇dei based)。在輪靡基礎的技術中，由於手勢運動與視覺背景 間會相互干擾，必須解決邊緣取出與手指間相互遮蔽的問 題。模型基礎的技術中則要設計特殊的模型演算法，且演 算法的執行相當複雜耗時，很難達成即時控制。 本發明的目的之一是提供一種物體感應控制的實物 攝影機’包含一攝影裝置、一輸出裝置與一處理器。攝影 裝置依序擷取複數晝面；輸出裝置依序輸出各畫面，並於 各晝面上顯示預設數目個功能視窗，各功能視窗對應實物 攝影機的一項功能。一處理器則可依據晝面間的差異決定 是否啟動各功能視窗對應的功能。 一實施例中，處理器提供/實現一濾波模組、一偵測 模組與一判斷模組。濾波模組於各畫面上分割出預設數目 個偵測視窗’並於各偵測視窗擷取一對應的畫面特徵。其 中’各偵測視窗對應一功能視窗。偵測模組依序比較各偵 測視窗於兩不同晝面的對應晝面特徵以產生一比較結 果，並依據複數個比較結果的堆疊來偵測各偵測視窗是否 發生晝面變化。當發生晝面變化的偵測視窗的個數符合一 預設值’判斷模組針對有晝面變化的偵測視窗啟動其所對 應的功能。再者，判斷模組亦可記錄一或多個視窗組合， 每一視窗組合對應實物攝影機的一項功能；當發生晝面變 化的偵測視窗符合其中一視窗組合，判斷模組便可啟動相 符視窗組合所對應的功能。濾波模組可以是一索貝爾 (Sobel)濾波模組。 一實施例中，實物攝影機可設置一實體的感應啟始按 201237673 γ

----------MY 鍵，控制輸出裝置是否顯示功能視窗，並控制濾波模組、 偵測模組與判斷模組是否運作。 本發明的又一目的是提供應用於前述實物攝影機以 進行物體感應控制的方法。 為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文 特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下： 【實施方式】 請參考第1圖，其所示意的是依據本發明一實施例的 一實物攝影機10。實物攝影機10設有一攝影裝置12、一 處理器14與一輸出裝置16。攝影裝置12可以包括感光偵 測器矩陣與相關的光學模組，以依照一定的時序（頻率） 依序擷取複數晝面，如晝面Fi(t)。處理器14控制實物攝 影機10的運作，輸出裝置16則可依照時序將攝影裝置12 所擷取的晝面Fi(t)輸出為畫面Fo(t)，以形成即時動態 影像。 為實現本發明的物體感應控制，處理器14可提供/ 實現一濾波模組18、一比較模組20與一判斷模組22，並 使輸出裝置16輸出的晝面Fo(t)上可以顯示出K個功能視 窗 f(l)、f(2)、. . .、f(k)至 f(K)，每個功能視窗 f(k) 對應實物攝影機10的一項功能。而處理器14即可依據各 功能視窗在不同畫面間（如前後相鄰晝面Fi(t-l)與Fi(t) 間）的差異而決定是否執行各功能視窗對應的功能，以實 現出物體感應控制的人機介面。使用者可以在攝影裝置12 的攝影範圍内直接以操控物體26(如手指、筆、指示裝置… 201237673 i w /jj/r/\MY 1 1 等）在各功此視窗的對應位置進行操控；當處理器Μ由 攝私，置12榻取的影像中感應出某一功能視窗f⑴内已 出現操控動作，即可執行該功能視窗f(k)所對應的功能。 .在進行前述物體感應控制時，滤波模組18可於各畫 面Fl(t)上分割出N個偵測視窗d(l)、d(2)、...、d(n) 至⑽），並於各镇測視窗d(n)中擷取-對應的晝面特徵。 其中’各偵測視冑d(n)對應某一功能鋪f(k)。债測模 組20比較各制視窗d(n)於兩不同晝面（如前後相鄰晝面 Fl(t 1)與Fi(t)間)的對應畫面特徵以產生一比較結果， 並,據連續複數個比較結果的堆疊來偵測各偵測視窗d⑷ 中疋否發生晝面變化。當使用者在某功能視窗价）的對應 位置進仃操控時’在該功能視窗f(k)所對應的制視窗 d(n)中會發生晝面變化’而判斷模組22即可依據各铺測 視窗d(n)中是否發生晝面變化來判斷使用者是否要執行 對應功能視窗f(k)的功能。 矣在一實施例中，槔波模組18可以是一索貝爾濾波模 組:在畫面Fi(t)的各谓測視窗d(n)中進行索貝目據波運 作以擷取影像邊緣。偵測模組2〇則可比較各偵測視窗d(n) 於相鄰畫面FiO—1)與Fi(t)間的影像邊緣差異。一實施 例中’偵測模組2〇可為各偵測視窗d(n)連續比較一連串 的相鄰晝面，如畫面Fi(t-5)與Fi(t-4)、Fi(t-4)與..

Fid3)、Fi(t-3)與 Fi(t-2)、Fi(t-2)與 Fi(t-l)、Fi(t-l) 與Fi(t)，並將各相鄰晝面的比較結果堆疊起來，综合判 斷各偵測視窗d(n)中是否發生晝面變化。 例如說，若一物體在時間（t_4)進入至某一偵測視窗 6 201237673

M TV / t Λ J d(n)，债測視窗d(n)會在晝面Fi(t-5)與Fi(t-4)之間發 生晝面特徵的差異；若晝面Fi(t-4)與Fi(t-3)、Fi(t-3) 與 Fi(t-2)、Fi(t-2)與 Fi(t-l)、Fi(t-l)與 Fi(t)的比較 結果反映出該物體的影像持續出現在偵測視窗d(n)，則可 判定視窗d(n)已發生晝面變化。相對地，若晝面Fi(t-4) 與Fi(t-3)的比較結果反映出該物體的影像未持續，則可 判定視窗d(n)尚未發生變化；畫面Fi(t-5)與Fi(t-4)的 晝面特徵差異是由高頻雜訊及/或快速背景改變所形成的 誤報。也就是說，利用比較結果的堆疊來判斷各偵測視窗 是否有晝面變化，可以有效防止高頻雜訊與快速背景改變 影響物體感應控制。 為了進一步避免大範圍背景光影變化與雜訊對物體 感應控制的影響，當同時發生畫面變化的偵測視窗的個數 符合一預設值時，判斷模組22才會針對有晝面變化的偵 測視窗執行其所對應的功能。舉例而言，此預設值可以是 1 ;也就是說，若在某一時間中同時有2個或更多個偵測 視窗都發生晝面變化，判斷模組22不會執行任何功能。 若某一時間中只有一個偵測視窗發生晝面變化，判斷模組 22才會執行該偵測視窗/功能視窗所對應的功能。背景光 影變化會使多個偵測視窗同時發生畫面變化，故判斷模組 2 2不會予以回應，以避免此種狀況錯誤觸發各項功能。此 外，當使用者更換攝影裝置12前的文件或是調整其焦距 時，也會使多個偵測視窗皆發生晝面變化；而判斷模組22 亦會排除此種狀況。 再者，判斷模組22也可記錄一或多組視窗組合，每 201237673

TW7557PAMY 一視窗組合對應該實物攝影機1〇的一項功能。當發生畫 面變化的偵測視窗符合其中一視窗組合，判斷模組22會 執行相符視窗組合所對應的功能。例如說，某一視窗組合 是將兩個偵測視窗d(nl)與d(n2)對應某一項功能（其中 nl與n2為兩定值）；當偵測視窗d(nl)與d(n2)同時發生 晝面變化且其餘偵測視窗皆未發生晝面變化時，判斷模組 22就會執行該項功能。 在一實施例中，實物攝影機1〇可設置一實體的感應 啟始按鍵24 ’以控制物體感應控制的啟始與結束。例如 說’當實物攝影機10未開始物體感應控制機制時，使用 者可按動此感應啟始按鍵24以開始進行物體感應控制； 實物攝影機10會在輸出晝面Fo(t)上顯示各功能視窗 f 00，而處理器η的濾波模組18、偵測模組20與判斷模 組22也會開始運作。當使用者再度按動感應啟始按鍵24 後，實物攝影機1〇可以停止物體感應控制：實物攝影機 10不再於畫面Fo(t)上顯示各功能視窗，而濾波模組18、 偵測模組20與判斷模組22也會停止運作。濾波模組18、 偵測模組20與判斷模組22可用硬體、韌體及/或軟體來 實現。 請參考第2圖，其係依據本發明一實施例的流程 100;實物攝影機10實現物體感應控制的機制可用流程1〇〇 來說明。流程1〇〇的主要步驟可描述如下： 步驟102 ··開始物體感應控制。例如說，使用者可按動感 應啟始按鍵24以開始流程100。 步驟104.實物攝影機10將功能視窗重疊顯示於攝影裝置 201237673 v 12所擷取到的晝面，並將合成晝面輸出予使用者。 步驟106 :濾波模組18、偵測模組20與判斷模組22進行 運作，依據各偵測視窗是否出現晝面變化判斷各功能視窗 是否被觸發。若是，則進行至步驟108 ;反之則遞迴至步 驟104以持續進行晝面比較與物體偵測。 步驟108 :當某功能視窗已被觸動，便可執行該功能視窗 對應的功能。 請參考第3至第6圖，其所示意的是依據本發明一實 施例的物體感應控制運作情形。在第3圖中，使用者先按 動感應啟始按鍵24以啟動實物攝影機10的物體感應控制 機制。實物攝影機10會在輸出的晝面28a上顯示兩功能 視窗f(al)與f(a2)，例如說，功能視窗f(al)對應的是選 單功能。若使用者想要觸動功能視窗f(al)的功能，使用 者可用操控物體26 (如手指、筆、指示裝置…等）重疊於 功能視窗f (al)所對應的偵測視窗d(al)上；此時，使用者 會在輸出的晝面28a上看到功能視窗f(al)疊合覆蓋於操 控物體26上，當然亦可改變顯示為操控物體26疊合於功 能視窗f(al)上。 在第4圖中，使用者持續將操控物體26重疊於偵測 視窗d(al)，等偵測模組20堆疊的比較結果反映出偵測視 窗d(al)已發生晝面變化後，實物攝影機10於輸出畫面 28b上顯示「OK」，代表功能視窗f(al)已被觸動，並開始 執行功能視窗f(al)對應的功能，例如說是啟動一幕前顯 示（OSD，On-Screen Display)系统。 在第5圖中，實物攝影機10啟動幕前顯示系統，在 201237673 ,,

1 w/^y/^AMY 輸出畫面28c上顯示幕前顯示系統的各功能視窗f(bl)至 f(blO) ’分別對應實物攝影機1〇的各種功能，例如訊源 切換、凍結晝面、播放、自動對焦、解析度調整、亮度調 整、對比調整等等。各功能視窗f(bl)至f(blO)可沿L形 (或例如：U形）排列於輸出畫面的底側與右側及/或左侧。 使用者要觸動其中一功能時，只要在攝影裝置12之前將 操控物體26重疊於各功能視窗對應的偵測視窗即可。 第5圖的功能視窗f(blO)可以對應「關閉幕前顯示 系統」的功能。當使用者要結束第5圖的幕前顯示系統， 便可如第6圖所示般在輸出晝面28d中將操控物體26重 疊至功能視窗f(blO)所對應的偵測視窗d(blO)，使實物 攝影機10能感應到偵測視窗d(bl0)的晝面變化，並執行 功能視窗f(blO)的對應功能，退出幕前顯示系統。 總結來說，相較於習知實物攝影機的實體按鍵式控制 介面，本發明可利用實物攝影機既有的架構實現友善直覺 的物體感應控制介面，讓使用者能直接用操控物體方便自 然地操控實物攝影機的各項功能。 综上所述’雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然 其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常 知識者，在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作各種之 更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專 利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖係依據本發明一實施例的實物攝影機。 201237673 γ

Λ f* I ^ ! Λ Λ I 第2圖係依據本發明一實施例的運作流程。 第3至第6圖係依據本發明一實施例的運作情形。 【主要元件符號說明】 10 :實物攝影機 12 :攝影裝置 14 :處理器 16:輸出裝置 18 :濾波模組 20 :比較模組 22 :判斷模組 24 :感應啟始按鍵 26 :操控物體 28a-28d :晝面 100 :流程 102-108 :步驟 Fi (t)、Fo(t):畫面 d(.):偵測視窗 f(.):功能視窗 11

Claims (1)

1. 201237673 , 1 w /jj/r^MY * 七、申請專利範圍： 1· 一種物體感應控制的實物攝影機，包含： 一攝影裝置，依序擷取複數晝面； 一輸出裝置，依序輸出該些晝面，並於該些晝面上 顯示預設數目個功能視窗；其中，各該功能視窗對應該實 物攝影機的一功能；以及 一處理器，依據該些晝面的差異決定是否執行各該 功能視i對應的該功能。 2.如申請專利範圍第1項所述的實物攝影機，其中 該處理器提供： 一遽波模組’於各該晝面上分割出預設數目個彳貞測 視窗，並於各偵測視窗榻取一對應的晝面特徵；其中，各 該偵測視窗對應該預設數目個功能視窗的其中之一； 一偵測模組，依序比較各該偵測視窗於兩不同晝面 的對應晝面特徵以產生一比較結果，並依據複數個比較結 果的堆疊偵測各該偵測視窗是否發生晝面變化。 該處理器更提供： 一利斷模組；當發生書 x ^, 王躉面變化的偵測視窗的個壑效 合一預設值，該判斷模組針對數符 其所對應的功能。 有晝面變㈣㈣視窗執行

   如申請專利範圍第 2項所述的實物攝影機，其中 12 201237673 v __________νιΥ 該處理器更提供： 一判斷模組，記錄至少一視窗組合，每一視窗組合 對應該實物攝影機的一功能；當發生晝面變化的偵測視窗 符合其中一視窗組合，該判斷模組執行該相符視窗組合所 對應的功能。 5. 如申請專利範圍第2項所述的實物攝影機，更包 含一感應啟始按鍵，控制該輸出裝置是否顯示該預設數目 個功能視窗，並控制該濾波模組與該偵測模組是否運作。 6. —種應用於一實物攝影機以進行物體感應控制的 方法，該實物攝影機包含一攝影裝置與一輸出裝置，而該 方法包含： 以該攝影裝置依序擷取複數晝面； 以該輸出裝置依序輸出該些晝面，並於該些畫面上 顯示預設數目個功能視窗； 使各該功能視窗對應該實物攝影機的一功能；以及 依據該些畫面的差異決定是否執行各該功能視窗對 應的該功能。 7. 如申請專利範圍第6項所述的方法，更包含： 於各該晝面上分割出預設數目個偵測視窗，使各該 偵測視窗對應該預設數目個功能視窗的其中之一，並於各 偵測視窗擷取一對應的晝面特徵；以及 進行一濾波運作以依序比較各該偵測視窗於兩不同 13 201237673 i w /^>/faMY « r 晝面的對應晝面特徵以產生—比較結果，並依據複數個比 較結果的堆疊债測各該偵測視窗是否發生畫面變化。 8a如申請專利範圍第7項所述的方法更包含： 當發生晝面變化的偵測視窗的個數符合一預設值， 針對有畫面變化的偵測視窗執行其所對應的功能。 9. 如申請專利範圍第7項所述的方法，更包含： s己錄至少一視窗組合，每一視窗組合對應該實物攝 影機的一功能；以及 §發生畫面變化的摘測視窗符合其中一視窗組合， 執行該相符視窗組合所對應的功能。 10. 如申請專利範圍第7項所述的方法，其中該實物 攝影機更包含一感應啟始按鍵，而該方法更包含： 依據該感應啟始按鍵被按動的情形控制該輸出裝置 是否顯示該預設數目個功能視窗，並控制該濾波模組與該 偵測模組是否運作。