TW201503686A - 減少被攝像物體發生脫離拍攝視窗的裝置及方法 - Google Patents

Abstract

一種減少被攝像物體發生脫離拍攝視窗的裝置及方法，該裝置包含有一進行影像擷取的影像擷取單元、一中央處理單元、分別與該中央處理單元電性連接的一影像顯示單元、一觸發警示模組以及一主體判斷單元，該主體判斷單元具有一跟隨一被攝像物體進行移動的追蹤格。利用該觸發警示模組於該影像顯示單元的一影像顯示區上形成一邊緣警示邊界，而當該追蹤格移動至該邊緣警示邊界時，該觸發警示模組發出一警示訊號予該中央處理單元以進行防脫離動作。利用該邊緣警示邊界的設置以及偵測方法避免被攝像物體脫離拍攝視窗，而盡量達到防脫焦的目的。

Description

減少被攝像物體發生脫離拍攝視窗的裝置及方法

本發明係有關一種攝像裝置，尤指一種減少被攝像物體發生脫離拍攝視窗的裝置及方法。

由於攝像技術的進步，目前利用數位化的方式進行被攝像物體的拍攝以及錄影已經相當普遍，為了將日常生活以及特定表演活動進行影像的紀錄，使用者必須手持攝像裝置進行影像的拍攝，其缺點便在於拍攝者僅能作為掌鏡人物而無法實際參與影片活動。
而隨著技術的改進，請參閱「圖1A」至「圖1C」所示，當進行一被攝像物體1的拍攝時，相機對該被攝像物體1進行對焦動作之後，若該被攝像物體1在畫面中進行移動，該相機之焦點追蹤格2可隨著該被攝像物體1進行移動，但如「圖1B」所示，由於該被攝像物體1已經移出相機的拍攝視窗3之外，因此便無法再進行對焦動作，一直要到如「圖1C」所示，該被攝像物體1又回到該拍攝視窗3內為止，相機的焦點追蹤格2才可再次對準於該被攝像物體1。然而，一旦當該被攝像物體1脫離該拍攝視窗3外，除非該被攝像物體1又由同一位置進入該拍攝視窗3，否則該焦點追蹤格2便無法自動追蹤到該被攝像物體1，造成使用者必須重新進行焦點追蹤格2自動追蹤的設定，使用上較麻煩。
又當進行演講或表演活動的攝影時，有些人在於演講、表演或教學的時候，習慣走來走去，若場控人員人數較少，而必須同時負擔攝像、音控、燈光時，則容易造成手忙腳亂的情況，造成場控品質不佳的問題。
為了解決上述問題，已經有許多研發人員開始研究影像自動追蹤的技術，其中如中華民國專利公告第I369135號之「具有空間定位追蹤的鏡頭控制系統及相關方法」，其係利用定位裝置以及接收器的方式來傳送被攝像物體的移動訊號，藉此使鏡頭裝置可隨著定位裝置的位置進行對應調整，使攝影機台跟隨該人員或該被攝像物體進行移動，以減少人力的使用，符合使用所需，因而可達到自動追蹤的目的。但是，對於臨時不特定的對象(例如於街上看到漂亮的貓、狗或熱氣球)而來作攝錄時，就無法拿公告第I369135號之裝置來達到防脫焦拍攝的目的了，因此，需要一種能對特定的對象來拍攝或對臨時的不特定的對象來拍攝時，都能減少發生脫焦拍攝之功效的創作。

本發明之主要目的，在於解決習知影像追蹤技術較複雜，適用性不夠廣以及硬體設備成本較高的問題。
為達上述目的，本發明提供一種減少被攝像物體發生脫離拍攝視窗的裝置，包含有一進行影像擷取的影像擷取單元、一中央處理單元以及分別與該中央處理單元電性連接的一影像顯示單元、一觸發警示模組和一主體判斷單元。該中央處理單元與該影像擷取單元電性連接，以取得該影像擷取單元所拍攝之影像；該影像顯示單元用以顯示該影像擷取單元所拍攝之影像，並包含有一影像顯示區以及一位於該影像顯示區邊緣的影像顯示邊界；該觸發警示模組透過該中央處理單元而於該影像顯示區形成於一邊緣警示邊界，該邊緣警示邊界係不超出於該影像顯示邊界的範圍；該主體判斷單元透過該中央處理單元於該影像顯示區上生成一跟隨一被攝像物體的追蹤格，該追蹤格隨著該被攝像物體而於該影像顯示區上進行追隨移動。當該追蹤格移動至該邊緣警示邊界時，該觸發警示模組發出一警示訊號予該中央處理單元以進行一防脫離動作。
除了上述結構之外，本發明更提供一種減少被攝像物體發生脫離拍攝視窗的方法，包含有步驟：
S1：利用一影像擷取單元擷取一影像並透過一中央處理單元輸出至一影像顯示單元，該影像顯示單元包含有一影像顯示區以及一位於該影像顯示區邊緣的影像顯示邊界；
S2：透過一觸發警示模組而設定一顯示於該影像顯示區內的邊緣警示邊界，或採用預設的邊緣警示邊界範圍，該邊緣警示邊界係不超出於該影像顯示邊界的範圍；
S3：藉由一主體判斷單元設定一生成於該影像顯示區上追隨一被攝像物體的追蹤格，該追蹤格隨著該被攝像物體而於該影像顯示區上進行追隨移動；及
S4：當該追蹤格移動至接近該邊緣警示邊界時，該觸發警示模組發出一警示訊號予該中央處理單元以進行一防脫離動作。
由上述說明可知，本發明具有下列特點：
一、利用該觸發警示模組及該主體判斷單元相互之間的配合，讓該被攝像物體即將接近警示邊界時，發出該警示訊號，使該中央處理單元進行對應的防脫離動作，判斷方式簡單可靠。
二、不需要複雜及精密的硬體設備，大幅降低影像追蹤技術的成本。
三、使用面廣，比較不限定使用的場合，例如於籃球比賽時，可因選手的臨場表現而隨意設定所要追蹤的對象。
四、對不特定的人、物也可以作防脫焦功能的追蹤，例如拍寵物、拍路人、拍小朋友、拍運動選手、拍跳水。
五、可以作較遠距離的追蹤，例如拍熱氣球、拍滑翔機表演、拍滑翔翼表演。

習知技術
1‧‧‧被攝像物體
2‧‧‧焦點追蹤格
3‧‧‧拍攝視窗
本發明
10‧‧‧影像擷取單元
20‧‧‧中央處理單元
30‧‧‧影像顯示單元
31‧‧‧影像顯示區
32‧‧‧影像顯示邊界
40‧‧‧觸發警示模組
41‧‧‧邊緣警示邊界
42‧‧‧回復警示區
43‧‧‧警示邊界調整單元
50‧‧‧主體判斷單元
51‧‧‧追蹤格
61‧‧‧焦距調整單元
62‧‧‧旋轉調整單元
63‧‧‧燈光追蹤單元
70‧‧‧被攝像物體
71‧‧‧非指定物體

圖1A～1C，為習知技術之影像對焦追蹤連續示意圖。
圖2，為本發明第一實施例之方塊配置示意圖。
圖3A～3B，為本發明第一實施例之防脫離動作示意圖。
圖4A～4B，為本發明第一實施例之不動作示意圖。
圖5A～5B，為本發明之邊緣指示邊界的設定示意圖。
圖6A～6C，為本發明之追蹤格的設定示意圖。
圖7，為本發明之步驟流程示意圖。
圖8，為本發明第二實施例之方塊配置示意圖。

有關本發明之詳細說明及技術內容，現就配合圖示說明如下：
請參閱「圖2」、「圖3A」及「圖3B」所示，本發明係為一種減少被攝像物體發生脫離拍攝視窗的裝置，包含有一進行影像擷取的影像擷取單元10、一中央處理單元20以及分別與該中央處理單元20電性連接的一影像顯示單元30、一觸發警示模組40和一主體判斷單元50。該中央處理單元20與該影像擷取單元10電性連接，以取得該影像擷取單元10所拍攝之影像；該影像顯示單元30用以顯示該影像擷取單元10所拍攝之影像，並包含有一影像顯示區31以及一位於該影像顯示區31邊緣的影像顯示邊界32；該觸發警示模組40透過該中央處理單元20而於該影像顯示區31形成一邊緣警示邊界41，該邊緣警示邊界41係不超出於該影像顯示邊界32的範圍，於本實施例中，該邊緣警示邊界41係小於該影像顯示邊界32的範圍，因而可進一步進行被攝像物體70的防脫離預防；該主體判斷單元50透過該中央處理單元20於該影像顯示區31上生成一跟隨被攝像物體70的追蹤格51，該追蹤格51隨著該被攝像物體70而於該影像顯示區31上進行追隨移動。當該追蹤格51移動至接近該邊緣警示邊界41時，該觸發警示模組40發出一警示訊號予該中央處理單元20以進行一防脫離動作。於本發明中，可以將該影像擷取單元10視為相機的鏡頭，而該影像顯示單元30則為相機的顯示窗，以對應顯示鏡頭所拍攝的影像，該影像顯示邊界32則對應於顯示窗邊界，亦指影像所能顯示的最大範圍，一般來說，該影像顯示邊界32係對應於相機鏡頭所能拍攝的最大範圍，但亦可能因影像資料處理使得該影像顯示邊界32小於鏡頭所能拍攝的最大範圍。而該焦距調整單元61則可為光學變焦或數位變焦的倍率調整，相機可透過該焦距調整單元61進行影像的拉近放大（Zoom In）及拉遠縮小（Zoom Out）動作。
請特別配合參閱「圖3A」至「圖3B」所示，其係為本發明之第一實施例，需先說明的是，於本實施例中，該減少被攝像物體發生脫離拍攝視窗的裝置更包含有一與該中央處理單元20電性連接的焦距調整單元61。因此，當該影像顯示區31中的該被攝像物體70移動至靠近或接觸該邊緣警示邊界41時，該中央處理單元20便藉由控制該焦距調整單元61將該被攝像物體70拉遠，如「圖3B」所示，該被攝像物體70由於物像距離的拉遠而縮小，也相對的可較為遠離該邊緣警示邊界41，藉此達到防脫離動作的目的。另一方面，如「圖4A」及「圖4B」所示，若該追蹤格51所追蹤的被攝像物體70仍未脫離該影像顯示區31，而是未被選擇的非指定物體71脫離該影像顯示區31，則該中央處理單元20便不會進行防脫離動作。另需說明的是，為方便使用者直覺性的進行操控，該裝置更可利用觸控的方式進行該邊緣警示邊界41以及該追蹤格51的範圍及大小設定，因此該觸發警示模組40更具有一警示邊界調整單元43，以控制該邊緣警示邊界41的範圍大小，如「圖5A」及「圖5B」所示，該邊緣警示邊界41除了可為設定的數種大小以供選擇之外，亦可透過直覺性的於該影像顯示區31上進行滑移而達成該邊緣警示邊界41的設定。同樣的，該追蹤格51的設定亦可如「圖6A」所示，透過觸控該影像顯示區31的位置直接選擇該主體判斷單元50所欲進行設定的追蹤格51；亦可如「圖6B」所示，透過手指兩點滑移選擇該追蹤格51的範圍及大小；更可如「圖6C」所示，透過多點觸控的方式設定該追蹤格51的範圍及大小，端看所選擇方式進行設定。而主體判斷單元50透過中央處理單元20而驅動焦距調整單元61，使追蹤格51的追蹤能力更為提昇。
更須說明的是，於本發明中，該邊緣警示邊界41除了可如「圖3A」直接顯示於該影像顯示區31上之外，亦可在設定完成之後隱藏，而不會在影像顯示區31上顯示出來，藉此讓使用者在透過該影像顯示區31進行影像觀看時，具有較好的影像觀看效果；而該追蹤格51也是如此，當進行該追蹤格51的設定完成以後，亦可隱藏該追蹤格51的格線，以避免該影像顯示區31上的格線過於雜亂，而影響使用者的觀感。
除了上述結構之外，本發明更提供一種防減少被攝像物體發生脫離拍攝視窗的方法，請配合參閱「圖1」及「圖7」所示，該方法包含有步驟：
S1：影像擷取，利用該影像擷取單元10擷取影像並透過該中央處理單元20輸出至該影像顯示單元30，該影像顯示單元30包含有該影像顯示區31以及一位於該影像顯示區31邊緣的影像顯示邊界32。
S2：設定邊緣警示的範圍，可以是採用預設的邊緣警示邊界41範圍或透過該觸發警示模組40設定該邊緣警示邊界41，該邊緣警示邊界41係不超出於該影像顯示邊界32的範圍，為了更直覺的進行該邊緣警示邊界41的設定，如「圖5A」及「圖5B」所示，係可透過觸控操作的方式，直接透過手指滑移該影像顯示區31而進行該邊緣警示邊界41大小的設定。
S3：設定主體追蹤目標，藉由該主體判斷單元50設定生成於該影像顯示區31上追隨該被攝像物體70的追蹤格51，該追蹤格51隨著該被攝像物體70而於該影像顯示區31上進行追隨移動；及
S4：進行防脫離偵測及處理，當該追蹤格51移動至靠近該邊緣警示邊界41時，該觸發警示模組40發出警示訊號予該中央處理單元20以進行防脫離動作，於本實施例中，該中央處理單元20係透過該焦距調整單元61將該被攝像物體70拉遠以進行該防脫離動作。
而當於設定完該追蹤格51之步驟S3後，除了將物體拉遠以避免該被攝像物體70脫出該影像顯示區31之外，當該被攝像物體70回到中央附近位置時，亦可透過該焦距調整單元61將該被攝像物體70拉近，以顯示較為清楚的影像，請配合參閱「圖2」及「圖7」所示，詳細的說明步驟如下：
A1：設定回復警示，透過該觸發警示模組40設定一形成於該影像顯示區31上的回復警示區42，該回復警示區42之範圍小於該邊緣警示邊界41之範圍，並且不與該邊緣警示邊界41重疊；及
A2：進行回復偵測及處理，當該追蹤格51所追蹤的該被攝像物體70進入該回復警示區42內時，控制該焦距調整單元61將該被攝像物體70拉近，較佳的，當該被攝像物體70進入該回復警示區42的比例大於50%時，便控制該焦距調整單元61將該被攝像物體70拉近；而被攝像物體70進入該回復警示區42的比例等係可依據使用者設定來達到對應的選擇，並非絕對為50%。
另外，除了可利用該焦距調整單元61的縮放調整以達到防脫離的目的，亦可透過移動調整的方式達到防脫離的效果，請配合參閱「圖8」所示，本發明之防被攝像物體70脫離拍攝視窗的裝置可包含有一與該中央處理單元20電性連接的旋轉調整單元62，該中央處理單元20係控制該旋轉調整單元62，使該旋轉調整單元62至少可讓該影像擷取單元10進行方向、角度的調整，以進行該防脫離動作。
因此，當該追蹤格51移動至該邊緣警示邊界41時，該觸發警示模組40便會將該追蹤格51與該邊緣警示邊界41的對應位置以該警示訊號的方式發出給該中央處理單元20，而該中央處理單元20便根據該警示訊號，控制該旋轉調整單元62進行水平軸以及垂直軸的轉動，藉此控制該影像擷取單元10攝像位置的調整，而避免該被攝像物體70移出該影像顯示邊界32或邊緣警示邊界41之外。在本發明的第二實施例中，更可具有一燈光追蹤單元63，其係與該旋轉調整單元62連接，以同步該旋轉調整單元62進行對應的角度調整，因此，在進行演講活動或舞台表演時，燈光追蹤單元63便可對應追蹤於進行演講或表演的人或物體，藉此降低場控人員的負擔。
而在實施的步驟上，大致上的步驟都與上述的方式相同，僅有在步驟S4中有所不同，於該第二實施例中，步驟S4中，該中央處理單元20係藉由該旋轉調整單元62對該影像擷取單元10和燈光追蹤單元63進行方向、角度的調整，使該影像擷取單元10和燈光追蹤單元63隨著該被攝像物體70進行追蹤調整，以進行該防脫離動作。
綜上所述，本發明具有下列特點：
一、利用該觸發警示模組及該主體判斷單元相互之間的配合，讓該被攝像物體即將接近該邊緣警示邊界時，發出該警示訊號，使該中央處理單元進行對應的防脫離動作，判斷方式簡單可靠。
二、不需要複雜及精密的硬體設備，大幅降低影像追蹤技術的成本。
三、可以作較遠距離的防脫焦攝錄，例如拍熱氣球、拍滑翔機表演、拍滑翔翼表演。
四、利用焦距調整的方式而可調整被追蹤者的影像大小和清晰度，增加避免被攝像物體發生脫離拍攝視窗的能力。
五、藉由該回復警示區而可配合該邊緣警示邊界進行焦距的放大拉近以及縮小拉遠的自動化行程，符合使用所需。
六、利用旋轉調整單元以及該燈光追蹤單元進行被攝像物體的追蹤，提供自動化追蹤技術，減少人力支援的成本。
七、使用面廣，比較不限定使用的場合，例如於籃球比賽時，可因選手的臨場表現而隨意設定所要追蹤攝錄的對象。
八、對不特定的人、物也可以作防脫焦功能的追蹤攝錄，例如拍寵物、拍路人、拍小朋友、拍運動選手、拍跳水。

 

10‧‧‧影像擷取單元

20‧‧‧中央處理單元

30‧‧‧影像顯示單元

31‧‧‧影像顯示區

32‧‧‧影像顯示邊界

40‧‧‧觸發警示模組

41‧‧‧邊緣警示邊界

42‧‧‧回復警示區

43‧‧‧警示邊界調整單元

50‧‧‧主體判斷單元

51‧‧‧追蹤格

61‧‧‧焦距調整單元

Claims (10)

1.  一種減少被攝像物體發生脫離拍攝視窗的裝置，包含有：
   一進行影像擷取的影像擷取單元；
   一中央處理單元，與該影像擷取單元電性連接，以取得該影像擷取單元所拍攝之影像；
   一與該中央處理單元電性連接的影像顯示單元，用以顯示該影像擷取單元所拍攝之影像，並包含有一影像顯示區以及一位於該影像顯示區邊緣的影像顯示邊界；
   一與該中央處理單元電性連接的觸發警示模組，其係透過該中央處理單元而於該影像顯示區形成一邊緣警示邊界，該邊緣警示邊界係不超出該影像顯示邊界的範圍；及
   一與該中央處理單元電性連接的主體判斷單元，其係透過該中央處理單元於該影像顯示區上生成至少一跟隨一被攝像物體的追蹤格，該追蹤格隨著該被攝像物體而於該影像顯示區上進行追隨移動；
   當該追蹤格移動至該邊緣警示邊界時，該觸發警示模組發出一警示訊號予該中央處理單元以進行一防脫離動作。
2. 如申請專利範圍第1項所述之減少被攝像物體發生脫離拍攝視窗的裝置，其中更具有一與該中央處理單元電性連接的焦距調整單元，該中央處理單元係控制該焦距調整單元將該被攝像物體拉遠以進行該防脫離動作。
3. 如申請專利範圍第1項所述之減少被攝像物體發生脫離拍攝視窗的裝置，其中更具有一與該中央處理單元電性連接的旋轉調整單元，該中央處理單元係控制該旋轉調整單元對該影像擷取單元進行角度調整，以進行該防脫離動作。
4. 如申請專利範圍第3項所述之減少被攝像物體發生脫離拍攝視窗的裝置，其中更具有一燈光追蹤單元，其係與該旋轉調整單元連接，以同步該旋轉調整單元進行對應的角度調整。
5. 如申請專利範圍第1項所述之減少被攝像物體發生脫離拍攝視窗的裝置，其中該觸發警示模組更具有一警示邊界調整單元，以控制該邊緣警示邊界的範圍大小。
6. 一種減少被攝像物體發生脫離拍攝視窗的方法，包含有步驟：
   S1：利用一影像擷取單元擷取一影像並透過一中央處理單元輸出至一影像顯示單元，該影像顯示單元包含有一影像顯示區以及一位於該影像顯示區邊緣的影像顯示邊界；
   S2：透過一觸發警示模組來設定一形成於該影像顯示區內的邊緣警示邊界，該邊緣警示邊界係不超出於該影像顯示邊界的範圍；
   S3：藉由一主體判斷單元設定至少一生成於該影像顯示區上追隨一被攝像物體的追蹤格，該追蹤格隨著該被攝像物體而於該影像顯示區上進行追隨移動；及
   S4：當該追蹤格移動至接近該邊緣警示邊界時，該觸發警示模組發出一警示訊號予該中央處理單元以進行一防脫離動作。
7. 如申請專利範圍第6項所述之減少被攝像物體發生脫離拍攝視窗的方法，其中於步驟S4中，該中央處理單元係透過一焦距調整單元將該被攝像物體拉遠以進行該防脫離動作。
8. 如申請專利範圍第7項所述之減少被攝像物體發生脫離拍攝視窗的方法，其中於步驟S3之後，更具有以下步驟：
   A1：透過該觸發警示模組設定一形成於該影像顯示區上的回復警示區，該回復警示區之範圍小於該邊緣警示邊界之範圍，並且不與該邊緣警示邊界重疊；及
   A2：當該追蹤格所追蹤的被攝像物體進入該回復警示區內時，控制該焦距調整單元將該被攝像物體拉近。
9. 如申請專利範圍第6項所述之減少被攝像物體發生脫離拍攝視窗的方法，其中於步驟S4中，該中央處理單元係藉由一旋轉調整單元對該影像擷取單元進行方向、角度調整，使該影像擷取單元隨著該被攝像物體進行追蹤調整，以進行該防脫離動作。
10. 如申請專利範圍第6項所述之減少被攝像物體發生脫離拍攝視窗的方法，其中於步驟S2中，透過該影像顯示區直接調整該邊緣警示邊界的範圍及大小。