TW201322713A - 影像資料傳送裝置 - Google Patents

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Ji-Hyun Yun
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Abstract

本發明揭示一種影像資料傳送裝置,其係接收一右影像以及一左影像,接著使用一USB方法,將收到的該右影像以及該左影像傳送至一主機系統,以使一深度影像及一色彩影像可以一標準協定來即時壓縮;被壓縮之深度影像及色彩影像係分別被轉換成USR封包資料,接著轉換後之深度影像及色彩影像被傳送至一主機系統。

Description

影像資料傳送裝置
本發明主張關於2011年09月30日所申請的南韓專利案號10-2011-0099854的優先權,並在此以引用的方式併入本文中,以作為參考。
本發明係關於一種用以傳送影像資料之裝置,以下將以「影像資料傳送裝置」稱之,或簡稱為「裝置」。
一般而言,使用一立體攝影機輸出一深度影像之一攝影系統係將深度影像及色彩影像這二影像資料傳送至一主機系統。圖1係繪示有根據習知技藝之一種影像資料傳送裝置之方塊流程圖。
參閱圖1,一傳統影像資料傳送裝置100之結構組成係為以一影像處理器110(image processor)對一M x N右影像以及一M x N左影像進行影像處理,以輸出一M’x N’深度影像(depth image)以及一M x N色彩影像(color image)。其中,以一介面120(interface)來修正深度影像及色彩影像之圖框大小與同步,並同時將其輸出至一主機系統200(host system),例如一電視(television)或一個人電腦(computer,PC)。
在傳統影像資料傳送裝置100中,當介面單元120(interface unit)將一影像傳送至主機系統200時,其影像係為直接地傳送至主機系統200,或者透過IEED1394、CAMLINK、HDMI(High-Definition Multimedia Interface)、或USB(Universal Serial Bus)來傳送。因為價格較高的緣故,CAMLINK或HDMI之使用係受到限制;因此,除了手持裝置(handheld devices)以外,一般使用一USB型介面(USB type interface)。目前,係使用USB 2.0型。
然而,USB型介面單元120係具有下述問題:因傳送一深度影像及一色彩影像之頻帶寬(bandwidth)限制(480Mbps),其圖框尺寸亦會受限。又,USB型介面單元120尚具有下述問題:因為一端點(endpoint)係用作為傳送一影像資料(見圖1),其主機系統200常較為複雜,需要一非標準編碼器(non-standard encoder)(未圖示)來通過單一傳送通道傳送兩影像資料,且主機系統200需要一非標準解碼器(non-standard decoder)(未圖示)以對編碼後的影像資料進行解碼。
同時,主機系統另具有下述缺點:其必須裝設用以辨識裝置之獨立的非標準驅動軟體(non-standard driver software)以及用以搭配該獨立非標準驅動軟體之獨立的非標準應用程式設計介面(non-standard API(Application Programming Interface))。
據此,本發明一示範實施例可關於一種影像資料傳送裝置,其係能夠實質地避免前述習知技藝因限制與缺陷而產生之缺點及問題,且本發明一示範實施例之一目的係在於提供一種用以傳送影像資料之裝置亦即「影像資料傳送裝置」,或簡稱為「裝置」,其係可使用一介面單元來進行一標準影像壓縮編碼程序,藉此以提升資料傳送效率,並解決USB型介面單元之頻帶寬限制。
本發明一示範實施例之另一目的係在於提供一種影像資料傳送裝置,其係使用USB型介面單元之兩端點,透過各端點將深度影像及色彩影像這二影像傳送至一主機系統;如此,便不需要獨立的編碼與解碼器。
本發明一示範實施例之又一目的係在於提供一種影像資料傳送裝置,其係支援一USB視訊類別,以省略一獨立的裝置驅動程式;其中,一主機系統係對應相對於USB視訊類別之一API來處理影像,以省略一額外的API。
本發明所欲解決之技術問題並不限於上列所述者,且任何其他尚未提及之技術問題對於熟悉此項技術者而言,是顯而易見的。
為達上述目的,本發明一示範實施例之一方面係提供一種影像資料傳送裝置,其係包括:一壓縮單元(compression unit),使用預設之一標準協定(standard protocol)對深度影像資料及色彩影像資料同步進行壓縮;一轉換單元(conversion unit),將壓縮後的該深度影像資料及該色彩影像資料分別轉換為USB封包資料(packet data);以及一傳送單元(transmission unit),將轉換後的該深度影像資料及該色彩影像資料透過USB傳送至一主機系統。
在本發明一示範實施例中,該壓縮單元所使用之標準協定可包括JPEG或H.242。
在本發明一示範實施例中,該主機系統可使用該壓縮單元所用之該標準協定,將接收之該深度影像資料及該色彩影像資料解壓縮(decompress)。
在本發明一示範實施例中,該傳送單元可透過將轉換後之該深度影像資料及該色彩影像資料互相分配至不同端點,來傳送轉換後之該深度影像資料及該色彩影像資料。
在本發明一示範實施例中,該主機系統可選擇性地或同時地用於接收之該深度影像資料及該色彩影像資料。
在本發明一示範實施例中,該傳送單元可使用一通用傳送協定(universal transport protocol),來傳送該深度影像資料及 該色彩影像資料。
在本發明一示範實施例中,該通用傳送協定可包括一通用視訊類別(Universal Video Class,UVC)。
在本發明一示範實施例中,該主機系統可進一步包括一UVC驅動。
在本發明一示範實施例中,該裝置可進一步包括:一影像處理器,以一立體形式自一右影像與一左影像輸出該深度影像資料及該色彩影像資料。
在本發明一示範實施例中,該影像處理器可包括:一立體匹配單元(stereo matching unit),藉由接收該右影像與該左影像,來判別一影像距離;以及一線緩衝器(line buffer),由該右影像與該左影像輸出色彩影像資料,並由該立體匹配單元之一輸出來輸出該深度影像資料。
本發明一示範實施例之另一方面係提供一種影像資料傳送裝置,其係接收一右影像以及一左影像,接著使用一USB型,將收到的該右影像以及該左影像傳送至一主機系統。該裝置係包括:一影像處理器,使用一右影像與一左影像來判別一深度影像資料及一色彩影像資料;以及一USB介面單元,使用一標準協定同時壓縮該深度影像資料及該色彩影像資料,並將壓縮後的該深度影像資料及該色彩影像資料分別透過USB傳送至一主機系統。
在本發明一示範實施例中,該USB介面單元可包括:一壓縮單元,使用一標準協定對該深度影像資料及該色彩影像資料同步進行壓縮;一轉換單元,將壓縮後的該深度影像資料及該色彩影像資料分別轉換為USB封包資料;以及一傳送單元,傳送轉換後的該深度影像資料及該色彩影像資料。
在本發明一示範實施例中,該傳送單元可透過將轉換後之該深度影像資料及該色彩影像資料互相分配至不同端點,來傳送轉換後之該深度影像資料及該色彩影像資料。
在本發明一示範實施例中,該傳送單元可使用一通用傳送協定,來傳送該深度影像資料及該色彩影像資料。
在本發明一示範實施例中,該通用傳送協定可包括一通用視訊類別(UVC)。
本發明其一功效在於:使用一標準型如JPEG或H.264,以執行一標準影像壓縮,進而提升傳送效率,並克服USB之一頻帶寬限制。
本發明另一功效在於:USB介面單元之兩端點都被使用,透過各端點將兩影像(深度影像及色彩影像)傳送至一主機系統;如此,便不需要獨立編碼、解碼,進而可簡化系統。
本發明又一功效在於:使用一標準UVC來傳送影像資料,其中該主機系統不需要獨立的裝置驅動,且該主機系統係對應相對UVC之API來處理影像資料,故不需要額外的API,進而可簡化系統。
本發明再一功效在於:可輕易地使用一攝影機,而無須額外安裝軟體。
《最佳模式》
下述揭示之說明並不用以限制本發明。因此,對於下述揭示的各種變化及修改,以及相關技藝的技術與知識,均在本發明之範疇內。在此所述之本發明實施例更進一步欲說明實踐本發明之模式,並使熟習此項技術者能夠由此而應用之,或其他實施例,及本發明之使用或應用所需之各種變化及修改。
在以下,參考所附圖示圖1至5,將詳細說明本發明之實施例,相同參考的數字將會指定到圖示解說中的相同元件。在仔細審查理解下述之圖示與說明後,本發明之實施例所揭示之其他功能及優點,對於熟習此項技術者而言,將是或會變得是顯而易見的。所有如此之功能及優點均應被包括於本發明實施例之範疇內,且受所附圖示之保護。又,圖示僅用以描述特定實施例而非 限制本發明不同實施例執行之環境、結構、或程序。據此,本發明之方面應包括所有落在本發明之範疇與新穎性概念內的各種變化及修改。
應理解的是,在本發明詳細敘述中所使用「包括」一詞的程度,係指定說明之功能、區域、總數、步驟、操作、元件、及/或組成部分,但並不排除其他或額外的功能、區域、總數、步驟、操作、元件、組成部分、及/或其群組。也就是說,「包括」、「具有」、「有」等等詞語可被使用於本發明詳細敘述及/或申請專利範圍中,以表示不完全包括(non-exhaustive inclusion)之情況,類似於「包含」一詞於申請專利時作為一過渡名詞的方式。
另外,「範例」(exemplary)意指一實例,而非一最佳模式。亦應理解,此處所描述之功能、層、及/或元件係以特定尺寸及/或相對方向來描繪,以求清晰與便利理解,且其實際之尺寸及/或方向可與圖示中所繪不同。亦即,在圖示中,為求清晰和便利,層、區域、及/或其他組成元件的尺寸及相對大小可能被誇大或縮小。相同參考的數字將會指定到圖示解說中的相同元件,重複解說的部分將予省略。在下文中,將配合圖示詳細說明本發明。
在此處所使用之詞語僅用以敘述特定實施例,而非用以限制本發明之主旨範圍。在本文中,除非內文有清楚指出其數目,否則單數形式詞「一」、「一種」、「該」係包括複數指稱。
在此處,將配合圖式,詳細說明根據本發明實施例之影像資料傳送裝置。
圖2係繪示有根據本發明一示範實施例之一種影像資料傳送裝置之一方塊流程圖。
參閱圖2,根據本發明一示範實施例之一影像資料傳送裝置1係包括:一影像處理器10;以及一USB(Universal Serial Bus)介面單元20。其中,USB介面單元20之一輸出係被傳送至一主機系統30。
影像處理器10係接收M×N像素之一右影像和M×N像素之一左影像之立體影像,並輸出M’×N’像素之一深度影像以及M×N像素之一色彩影像。USB介面單元20係以一標準協定對輸入之深度影像和色彩影像進行一影像壓縮編碼,將不同端點A、B相互分配給兩影像,並透過該些端點將影像傳送至主機系統30。此處之影像資料傳送係符合通用視訊類別(UVC)。
主機系統30係裝設有一UVC驅動,且係接收來自根據本發明一示範實施例之影像資料傳送裝置1之兩影像資料,進而得以辨識出兩視訊裝置。一使用者可選擇性地依據需求使用一影像或兩影像,而主機系統30並不需要額外的APIs。在下文中,將配合圖示,更詳細地說明影像資料傳送裝置1。
圖3係繪示有圖2中根據本發明一示範實施例之一影像處理 器之一方塊流程圖。
參閱圖3,在根據本發明一示範實施例之一影像資料傳送裝置1中的影像處理器10係包括:一立體匹配單元11;延遲單元12、13(delaying units);以及一線緩衝器14。
立體匹配單元11係接收來自攝影機(未圖示)之一M×N右影像41和一M×N左影像42,以判定由該攝影機所擷取之一影像之一距離。立體匹配單元11用以判定距離之演算法(Algorithm)係包括:動態規劃(dynamic programming)、及SAD(Sum of Absolute Difference)。根據本發明一示範實施例之立體匹配單元11所使用之演算法並不限定於此;影像距離可由各種不同的演算法來判定之。
立體匹配單元11所判定之一深度影像43係通過線緩衝器14被輸出,而右影像41及左影像42係分別被延遲單元12、13延遲一段預設時間△t,以通過線緩衝器14並以色彩影像輸出。
根據本發明一示範實施例之影像處理器10所輸出之深度影像43,其尺寸可為M’×N’,且其構成係為複數個圖框。例如,深度影像43可為一影像資料,其中每像素位元數為8 bits。又,根據本發明一示範實施例之影像處理器10所輸出之色彩影像44,其尺寸可為M×N,且其構成係為複數個圖框。例如,色彩影像44可為一影像資料,其中每像素位元數為16 bits。
影像尺寸可隨根據本發明一示範實施例之影像處理器10之處理速度來變動。舉例而言,系統適用之影像尺寸最小可為640×480像素;而隨影像尺寸越大,產出的品質就越好。當影像尺寸為640×480像素時,一最小資料量可為如下表所示:
也就是說,在傳送一尺寸640×480像素之影像時,實際傳送之一資料量,最少為27.6Mbyte/sec;如此,根據本發明一示範實施例,在將一影像資料透過USB介面單元20傳送至主機系統30時,需要進行資料壓縮。
《實施方式》
圖4係繪示有圖2中根據本發明一示範實施例之一USB介面單元之一詳細方塊流程圖;其中,根據本發明一示範實施例之USB介面單元20可配置一積體電路(Integrated Circuit,IC)。
參閱圖4,根據本發明一示範實施例之USB介面單元20係包括:一影像接收單元21(image receiving unit);一標準影像壓 縮單元22(standard image compression unit);一封包轉換單元23(packet conversion unit);以及一傳送單元24(transmitting unit)。
影像接收單元21係接收來自影像處理器10之一深度影像與一色彩影像。標準影像壓縮單元22係執行同步影像資料壓縮,並使用JPEG(Joint Photographic Experts Group)或H.264標準協定分別對深度影像與色彩影像各自進行壓縮。JPEG及H.264係為視訊壓縮標準。對熟習此項技藝者而言,「JPEG及H.264係為視訊壓縮標準」應為廣為人知之常識,故在此省略其細節說明。然而,根據本發明一示範實施例之標準影像壓縮單元22所使用之視訊壓縮標準並不限制於JPEG及H.264;因此,熟習此項技藝者應理解,即使使用新創之標準協定,亦落在本發明之申請範疇內。
封包轉換單元23係將壓縮後的影像資料各自轉換為USB封包資料,藉此以傳送被標準影像壓縮單元22所壓縮之影像資料。
傳送單元24係將USB封包資料傳送至主機系統30。傳送單元24係藉由將兩影像之封包資料相互分配至不同的USB端點A、B來傳送之兩影像之封包資料,其中主機系統30可有效地將深度影像及色彩影像二影像分開。
同時,雖然傳統介面單元(如圖1所示)係使用非標準資料協定將影像資料傳送至主機系統30,但根據本發明一示範實施例 之傳送單元24卻可使用通用影像資料傳送協定。例如,可應用Windows系統或Linux系統所定義之通用影像資料傳送協定。一代表性之實例係為UVC。如上文所述,根據本發明一示範實施例之USB介面單元20係使用通用協定,以使主機系統30得以省略一獨立的USB裝置。
圖5係繪示有圖2中根據本發明一示範實施例之一主機系統之一詳細方塊流程圖;其中,僅描述與根據本發明一示範實施例之影像資料傳送裝置1所傳送之影像資料之處理有關之組成部分,而不是指主機系統30只包含圖5中繪示出來的部分而已。
參閱圖5,接收來自根據本發明一示範實施例之影像資料傳送裝置1之影像資料之主機系統30係包括:一UVC驅動單元31(UVC driver unit);一標準影像解壓縮單元32(standard image decompression unit);以及一應用單元33(application unit);在一傳統主機系統,如筆電、電視、平板電腦、行動終端等,係為預設內建者。
主機系統30係透過一接收器(receiver)(未圖示)自USB介面單元20接收深度影像及色彩影像這二種影像資料;其中,能夠辨識出接收自UVC驅動單元31之影像如接收自兩視訊裝置之影像,可以由根據本發明一示範實施例之USR介面單元20之兩端點的使用來達到這一點。
標準影像解壓縮單元32係對被USB介面單元20之標準影像壓縮單元22所壓縮之影像資料進行解壓縮。使用USB介面單元20之標準影像壓縮單元22所使用之壓縮方法之解壓縮,對於熟習此項技藝者而言,係為顯而易見者。
應用單元33可為例如一API,且係提供應用程式給使用影像資料之一使用者,使該使用者得以選擇性地依照需求使用一個或兩個影像。
綜上所述,根據本發明一示範實施例之影像資料傳送裝置係具有優點在於:使用如JPEG或H.264之標準協定之標準影像壓縮單元可提升資料傳送效率;且亦可克服使用USB型時之頻帶寬限制。
另外,根據本發明一示範實施例之影像資料傳送裝置係具有優點在於:使用USB介面單元20之兩端點,透過各端點來將深度影像及色彩影像這二影像傳送至主機系統;如此,便不需要獨立的編碼與解碼程序。
另外,根據本發明一示範實施例之影像資料傳送裝置係具有優點在於:使用一標準UVC來傳送影像資料,其中該主機系統不需要獨立的裝置驅動,且該主機系統係對應相對UVC之API來處理一影像資料,故不需要額外的API,進而可簡化系統。據此,該主機系統可輕易地使用一攝影機,而無須額外安裝軟體。
同時,本發明示範實施例可以有形媒體(tangible media)之程式碼(program code)之形式來實施,例如:磁性記錄媒體(magnetic recording media)、光學記錄媒體(optical recording media)、固態記憶體(solid state memory)、軟碟片(floppy diskettes)、CD-ROMs、硬碟(hard drives)、或任何其他機器可讀非暫時性儲存媒體(non-transitory machine-readable storage medium)。當本發明示範實施例係使用軟體來實施時,本發明之構成可為碼段(code segment)執行所需之程序。其程式或者碼段亦可以程式碼之形式來實施;例如,不論是儲存於一機器可讀非暫時性儲存媒體、載入一機器及/或被一機器執行、或者由某資料傳輸媒體(transmission medium)或者承載體(carrier)所傳輸,如透過電線(electrical wiring)或纜線(cabling)、光纖(fiber optics)、或電磁輻射(electromagnetic radiation),當程式碼載入一機器(如一電腦)並被執行時,該機器即成為可實際施行本發明內容之一裝置。
綜上所述,本發明實施例亦可使用電腦可讀取碼/指令/程式之形式而實現於電腦可讀記錄取媒體(computer-readable recording medium)上。電腦可讀取記錄媒體之實例包括:儲存媒體(storage media),例如磁性儲存媒體(magnetic storage media),如ROMs、軟碟、硬碟、磁帶等;光學讀取媒體(optical reading media),如CD-ROMs、DVDs;及載波(carrier waves),如透過網際網路(the Internet)傳送之方法等等。電腦可讀取記錄媒體亦可分布於網路耦合的電腦(network coupled computer),而電腦可讀碼可由這些電腦來進行儲存與執行。
上述關於本發明之說明係被提供以使熟悉此項技術者能夠製造或使用本發明。關於本發明之各種修改與變化對於熟悉此項技術者而言是顯而易見的,且本發明可被應用於各種其他修改及實施例,而沒有悖離本發明原理的精神及範疇內。因此,本發明使用許多說明性實施例來描述實施例,但應理解,其並非用以限制本發明,而是能夠對本發明所揭示之原理及新穎功能之範疇作出最寬之主張。
《產業利用性》
根據本發明示範實施例之影像資料傳送裝置係具有產業利用性,其係使用如JPEG或H.264之標準協定,以進行一標準影像壓縮,藉此提升資料傳送效率,並克服使用USB方法時之一頻帶寬限制。使用USB介面單元20之兩端點,透過各端點來將深度影像及色彩影像兩影像傳送至一主機系統;如此,便不需要獨立的編碼與解碼程序,進而得以簡化系統。使用一標準UVC來傳送影像資料,其中該主機系統不需要獨立的裝置驅動,且該主機系統係 對應相對UVC之API來處理一影像資料,故不需要額外的API,進而得以簡化系統。可輕易地使用一攝影機,而無須額外安裝軟體。
100‧‧‧資料傳送裝置
110‧‧‧影像處理器
120‧‧‧介面
200‧‧‧主機系統
1‧‧‧影像資料傳送裝置
10‧‧‧影像處理器
20‧‧‧USB介面單元
30‧‧‧主機系統
A、B‧‧‧端點
11‧‧‧立體匹配單元
12、13‧‧‧延遲單元
14‧‧‧線緩衝器
41‧‧‧右影像
42‧‧‧左影像
43‧‧‧深度影像
21‧‧‧影像接收單元
22‧‧‧標準影像壓縮單元
23‧‧‧封包轉換單元
24‧‧‧傳送單元
31‧‧‧UVC驅動單元
32‧‧‧標準影像解壓縮單元
33‧‧‧應用單元
本發明實施例之詳細說明係可配合參考以下所附圖示。其中:圖1係繪示有根據習知技藝之一種影像資料傳送裝置之方塊流程圖;圖2係繪示有根據本發明一示範實施例之一種影像資料傳送裝置之一方塊流程圖;圖3係繪示有圖2中根據本發明一示範實施例之一影像處理器之一方塊流程圖;圖4係繪示有圖2中根據本發明一示範實施例之一USB介面單元之一詳細方塊流程圖;以及圖5係繪示有圖2中根據本發明一示範實施例之一主機系統之一詳細方塊流程圖。
1‧‧‧影像資料傳送裝置
10‧‧‧影像處理器
20‧‧‧USB介面單元
30‧‧‧主機系統
A、B‧‧‧端點

Claims (15)

  1. 一種影像資料傳送裝置包括:一壓縮單元,使用一預設標準協定對一深度影像資料及一色彩影像資料同步進行壓縮;一轉換單元,將壓縮後的該深度影像資料及該色彩影像資料分別轉換為USB封包資料;以及一傳送單元,將轉換後的該深度影像資料及該色彩影像資料透過USB傳送至一主機系統。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之該影像資料傳送裝置,其中該壓縮單元所使用之該標準協定係為JPEG或H.242。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之影像資料傳送裝置,其中該主機系統使用該壓縮單元所用之該標準協定,將接收之該深度影像資料及該色彩影像資料解壓縮。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之影像資料傳送裝置,其中該傳送單元透過將轉換後之該深度影像資料及該色彩影像資料互相分配至不同端點,來傳送轉換後之該深度影像資料及該色彩影像資料。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之影像資料傳送裝置,其中該主機系統係選擇性地或同時使用接收之該深度影像資料及該色彩影像資料。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之影像資料傳送裝置,其中該傳送單元係使用一通用傳送協定,來傳送該深度影像資料及該色彩影像資料。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之影像資料傳送裝置,其中該通用傳送協定係包括一通用視訊類別(Universal Video Class,UVC)。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之影像資料傳送裝置,其中該主機系統係進一步包括一UVC驅動。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之影像資料傳送裝置,其進一步包括:一影像處理器,以一立體形式自一右影像與一左影像輸出該深度影像資料及該色彩影像資料。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之影像資料傳送裝置,其中該影像處理器係包括:一立體匹配單元,藉由接收該右影像與該左影像,來判別一影像距離;以及一線緩衝器,由該右影像與該左影像輸出該色彩影像資料,並由該立體匹配單元之一輸出來輸出該深度影像資料。
  11. 一種影像資料傳送裝置包括:一影像處理器,使用一右影像與一左影像來判別一深度影像資料及一色彩影像資料;以及一USB介面單元,使用一標準協定同時壓縮一 深度影像資料及一色彩影像資料,並將壓縮後的該深度影像資料及該色彩影像資料分別透過USB傳送至一主機系統。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之影像資料傳送裝置,其中該USB介面單元係包括:一壓縮單元,使用一標準協定對該深度影像資料及該色彩影像資料同步進行壓縮;一轉換單元,將壓縮後的該深度影像資料及該色彩影像資料分別轉換為USB封包資料;以及一傳送單元,傳送轉換後的該深度影像資料及該色彩影像資料。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之影像資料傳送裝置,其中該傳送單元係透過將轉換後之該深度影像資料及該色彩影像資料互相分配至不同端點,來傳送轉換後之該深度影像資料及該色彩影像資料。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之影像資料傳送裝置,其中該傳送單元係使用一通用傳送協定,來傳送該深度影像資料及該色彩影像資料。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之影像資料傳送裝置,其中該通用傳送協定係包括一通用視訊類別(UVC)。
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