TW201939355A - 影像辨識模組擴充盒及其擴充使用方法 - Google Patents

影像辨識模組擴充盒及其擴充使用方法 Download PDF

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Abstract

一種影像辨識模組擴充盒，包括連接埠、影像擷取模組、智慧控制模組、影像傳輸模組及結果顯示模組，其中連接埠連接外部影像輸入裝置，結果顯示模組連接外部顯示裝置，影像傳輸模組連接外部的一或多個影像應用功能模組。智慧控制模組依據連接的一或多個影像應用功能模組產生對應的需求指令。影像擷取模組依據需求指令控制影像輸入裝置擷取影像資料，並取樣影像資料並量化為運算資料。影像傳輸模組提供運算資料給影像應用功能模組進行影像辨識，並接收辨識結果。智慧控制模組依據辨識結果驅動結果顯示模組，以於顯示裝置上顯示辨識結果。

Description

影像辨識模組擴充盒及其擴充使用方法
本發明涉及影像辨識，尤其涉及一種影像辨識模組擴充盒，以及影像辨識模組擴充盒的擴充使用方法。
隨著科技的發展，市場上陸續提出多種影像辨識的相關技術，可以藉由影像辨識演算法來對所擷取的影像進行辨識、分析，進而取得對應的資訊。目前市場上常見的影像辨識技術，例如有人臉辨識、人流計數、行為偵測等等。
由於執行影像辨識演算法所需的資料量及運算量都相當龐大，目前市場上常見的辨識系統都是專注於執行單一種辨識功能。若想同時執行多種不同的影像辨識演算法(例如上述的人臉辨識、人流計數等)，則硬體規格，包括運算速度和記憶體都必須相對提升，而且開發廠商必須在開發之初即確定所要提供的影像辨識功能有哪些，以便確定硬體規格。當這樣一機多功能的辨識系統開發完成之後，若遇到客戶需求改變，例如想增加一種影像辨識功能，則硬體的運算負擔可能過大，辨識效率可能降低；或想減少一種影像辨識功能，則硬體規格則變成高於實際需求，造成硬體成本浪費。
為了兼顧系統的硬體規格成本以及影像辨識的執行效率，並能靈活彈性的因應客戶實際狀況 (例如客戶原先只需要人臉辨識功能，一段時間之後，希望新增人流計數功能)，一個可隨時擴充調整辨識功能而不受硬體規格影響的影像辨識系統除了可滿足這樣的需求，也能提升開發廠商的研發和應變效率。
本發明的主要目的，在於提供一種影像辨識模組擴充盒及其擴充使用方法，可擴充連接一或多個分別執行不同影像辨識技術的功能模組，藉此在不拖累硬體效能且不影響辨識效率的前提下，同時執行一或多種的影像辨識技術並得到不同類型的辨識結果。
於本發明的一個具體實施例中，所述影像辨識模組擴充盒是用以擴充影像輸入裝置的辨識功能，並且包含：
一連接埠，連接用以擷取一影像資料的一影像輸入裝置；
一影像暫存器；
一影像擷取模組，連接該連接埠及該影像暫存器，取樣該影像輸入裝置擷取的該影像資料並量化為至少一運算資料，並將該運算資料儲存至該影像暫存器；
一影像傳輸模組，連接該影像暫存器並且對應連接至少一影像應用功能模組，其中該影像應用功能模組包含獨立且執行單一影像辨識運算的一運算單元；
一智慧控制模組，連接該影像擷取模組及該影像傳輸模組，於該影像應用功能模組連接至該影像傳輸模組後產生對應該影像應用功能模組的一需求指令，並依據該需求指令控制該影像擷取模組；及
一結果顯示模組，連接該智慧控制模組；
其中，該影像傳輸模組接收該影像應用功能模組根據該運算資料執行該影像辨識運算所產生的一辨識結果，並將該辨識結果傳送到該智慧控制模組以驅動該結果顯示模組進行顯示。
於本發明的另一具體實施例中，所述影像辨識模組擴充盒是用以擴充影像輸入裝置的控制功能，並且包含：
一連接埠，連接用以擷取一影像資料的一影像輸入裝置；
一影像暫存器；
一影像擷取模組，連接該連接埠及該影像暫存器，取樣該影像輸入裝置擷取的該影像資料並量化為至少一運算資料，並將該運算資料儲存到該影像暫存器；
一影像傳輸模組，連接該影像暫存器並對應連接至少一影像應用功能模組，其中該影像應用功能模組包含獨立且執行單一影像辨識運算的一運算單元；
一智慧控制模組，連接該影像擷取模組及該影像傳輸模組，於該影像應用功能模組連接至該影像傳輸模組後產生對應該影像應用功能模組的一需求指令，並依據該需求指令控制該影像擷取模組；及
一設備控制模組，連接該智慧控制模組並對應連接至少一電子設備；
其中，該影像傳輸模組接收該影像應用功能模組根據該運算資料執行該影像辨識運算所產生的一辨識結果並傳送到該智慧控制模組，該智慧控制模組依據該辨識結果產生一控制指令以驅動該設備控制模組對該電子設備進行對應控制。
於本發明的又一具體實施例中，所述擴充使用方法是運用於上述的該影像辨識模組擴充盒，並且包括下列步驟：
a)該影像傳輸模組對應連接至少一影像應用功能模組；
b)該智慧控制模組於該影像應用功能模組連接至該影像傳輸模組後產生對應該影像應用功能模組的一需求指令，其中該影像應用功能模組藉由獨立的一運算單元執行單一影像辨識運算；
c)該影像擷取模組依據該需求指令控制該影像輸入裝置擷取一影像資料；
d)該影像擷取模組取樣該影像資料並量化為至少一運算資料，並將該運算資料儲存至該影像暫存器；
e)該影像傳輸模組由該影像暫存器取得該運算資料並傳輸至該影像應用功能模組；
f)該影像傳輸模組接收該影像應用功能模組根據該運算資料執行該影像辨識運算所產生的一辨識結果；及
g)該智慧控制模組接收該辨識結果，並依據該辨識結果驅動該結果顯示模組進行顯示。
本發明相對於相關技術所能達到的技術功效在於，所述影像辨識模組擴充盒可透過智慧化功能擴充連接一或多個功能模組，藉此在不拖累硬體效能且不影響辨識效率的前提下同時進行多種不同類型的影像辨識程序。並且，使用者可依據實際需求任意地將各個功能模組組合連接至所述影像辨識模組擴充盒，藉此可由影像辨識模組擴充盒來提供資訊更充分、更貼近使用者需求的辨識結果。
茲就本發明之一較佳實施例，配合圖式，詳細說明如後。
參閱圖1，為本發明的影像辨識模組擴充盒的使用架構圖的第一具體實施例。圖1揭露了一種影像辨識模組擴充盒1(下面簡稱為擴充盒1)，所述擴充盒1可以連接外部的影像輸入裝置2，並且連接外部的一或多個影像應用功能模組3(下面簡稱為功能模組3)。本實施例中，影像輸入裝置2是以攝影機為例，但不以此為限。
本發明的其中一個技術特徵在於，擴充盒1可將影像輸入裝置2所擷取的影像提供給所連接的一或多個功能模組3進行影像辨識，並且各個功能模組3在完成了影像辨識後(本發明中，各個功能模組3分別執行不同類型的影像辨識技術)，再分別將辨識結果回傳給擴充盒1。
於本發明中，影像的擷取動作是由影像輸入裝置2所執行的，而影像的辨識動作則是由各個功能模組3所分別執行的。擴充盒1是對影像輸入裝置2及各個功能模組3進行整合，以分別提供各個功能模組3所需的影像，因此，即使使用者要求同時執行多種不同類型的辨識功能，亦不會產生擴充盒1的負載過大或是硬體效能無法負荷，進而降低影像辨識效率或準確性的問題。
於圖1的實施例中，擴充盒1還連接外部的顯示裝置4。擴充盒1可通過顯示裝置4來顯示各個功能模組3的辨識結果。舉例來說，功能模組3可包含一個人臉辨識功能模組，所述辨識結果可為影像中的人員的姓名。再例如，功能模組3可包含一個人流計數功能模組，所述辨識結果可為影像中的人員的數量。再例如，功能模組3可包含一個行為偵測功能模組，所述辨識結果可為影像中的人員的行為描述。再例如，功能模組3可包含一個車牌辨識功能模組，所述辨識結果可為影像中的車輛的車牌號碼。再例如，功能模組3可包含一個植物辨識功能模組，所述辨識結果可為影像中的植物的品種名稱。
值得一提的是，擴充盒1除了可通過所連接的顯示裝置4各別顯示各個功能模組3的辨識結果之外(例如圖1所示，將螢幕切割成多個顯示區塊以分別顯示各個辨識結果)，亦可對具有應用關係的多個功能模組3的辨識結果進行整合(容後詳述)，再於顯示裝置4上顯示整合後的辨識結果。藉此，使用者可由顯示裝置4上得到資訊更充分、更貼近於實際需求的影像辨識結果。
請參閱圖2，為本發明的影像辨識模組擴充盒的方塊圖的第一具體實施例。如圖2所示，於本發明的一實施例中，所述擴充盒1主要可包括智慧控制模組11、影像擷取模組12、連接埠13、影像暫存器14、影像傳輸模組15及結果顯示模組16。
擴充盒1藉由所述連接埠13連接外部的影像輸入裝置2，以取得影像輸入裝置2所擷取的影像資料。本實施例中，擴充盒1主要具備單一個連接埠13以連接單一組影像輸入裝置2，並且通過一或多個功能模組3對影像輸入裝置2擷取的影像資料進行一或多種影像辨識程序，並得到一或多種不同類型的辨識結果(例如前述的人員姓名、人員數量、車牌號碼等等)。
所述影像暫存器14用以暫存由影像輸入裝置2所取得的影像資料。於圖2的實施例中，擴充盒1是以配置單一組影像暫存器14為例，然而於其他實施例中，擴充盒1亦可依實際需求配置多組的影像暫存器14。例如，擴充盒1可藉由多組影像暫存器14來擴大儲存容量，或是分別儲存不同解析度的影像資料等，不加以限定。為便於瞭解本發明的技術方案，下述實施例中將僅以單一組影像暫存器14來進行說明。
所述影像擷取模組12連接所述連接埠13及影像暫存器14。本實施例中，所述影像擷取模組12是依據擴充盒1的指示來控制影像輸入裝置2開始／停止擷取所述影像資料，並且取樣所述影像資料並量化為運算資料後，將運算資料儲存於影像暫存器14中。具體地，影像擷取模組12主要可對影像輸入裝置2所擷取的影像資料進行影像前處理(例如影像抽點處理、色彩轉換處理對)，而被儲存於影像暫存器14中的運算資料則為可被各個功能模組3直接運算、辨識的資料。如此一來，可有效提昇擴充盒1所連接的功能模組3的辨識效率。
影像傳輸模組15連接影像暫存器14，以由影像暫存器14中取得已處理的運算資料。並且，擴充盒1通過影像傳輸模組15對應連接一或多個功能模組3。本發明中，所述一或多個功能模組3各別包含獨立的運算單元(例如中央處理單元或微處理器，圖未標示)，並且各個功能模組3分別藉由運算單元執行唯一(unique)的影像辨識運算。
具體地，各個功能模組3的運算單元分別具有唯一的影像辨識演算法，以藉由各自獨立的硬體分別執行不同類型的影像辨識程序。若擴充盒1連接一個功能模組3，則可輸出一個類型的辨識結果。若擴充盒1連接兩個功能模組3，則可輸入兩個不同類型的辨識結果，以此類推。
所述智慧控制模組11連接影像擷取模組12及影像傳輸模組15。本實施例中，智慧控制模組11可以識別目前已與影像傳輸模組15成功連接的一或多個功能模組3，並且產生對應於已連接的功能模組3的需求指令，再依據需求指令來控制所述影像擷取模組12。
本發明中，影像擷取模組12主要是依據智慧控制模組11發出的需求指令來控制影像輸入裝置2(例如設定影像輸入裝置2的解析度、幀速率(frame rate)等擷取參數)，以令影像輸入裝置2所擷取的影像資料可以符合已成功連接的功能模組3的辨識需求。
舉例來說，若擴充盒1連接了人臉辨識功能模組(需要高解析度／低幀速率的影像資料)，則智慧控制模組11會依據人臉辨識功能模組的需求產生需求指令，影像擷取模組12會依據需求指令控制影像輸入裝置2擷取高解析度／低幀速率的影像資料。若擴充盒1同時連接了人臉辨識功能模組及人流計數功能模組(需要低解析度／高幀速率的影像資料)，則智慧控制模組11會同時依據人臉辨識功能模組及人流計數功能模組的需求產生需求指令，影像擷取模組12會依據需求指令控制影像輸入裝置2擷取高解析度／高幀速率的影像資料，接著再分別降低影像資料的解析度及幀速率，以分別產生高解析度／低幀速率的影像資料及低解析度／高幀速率的影像資料。
如上所述，本發明的擴充盒1是由智慧控制模組11來識別已成功連接的功能模組3，並由影像擷取模組12來依據功能模組3的需求調整影像輸入裝置2的擷取參數。如此一來，可確保單一組影像輸入裝置2所擷取的影像資料同時符合不同的功能模組3的辨識需求，從而令擴充盒1只需要連接單一組影像輸入裝置2即可實際本發明的技術方案。
所述結果顯示模組16連接智慧控制模組11，並且擴充盒1通過結果顯示模組16連接外部的顯示裝置4。具體地，擴充盒1通過影像傳輸模組15將影像暫存器14內暫存的運算資料提供給一或多個功能模組3，以由一或多個功能模組3分別執行各自的影像辨識運算。於各個功能模組3的影像辨識運算執行完成後，擴充盒1再通過影像傳輸模組15分別接收各個功能模組3回傳的辨識結果。本實施例中，影像傳輸模組15主要是將所接收的辨識結果傳送至智慧控制模組11，而智慧控制模組11可依據辨識結果驅動結果顯示模組16，以於顯示裝置4上顯示所接收的辨識結果。
通過本發明的技術方案，使用者可依據實際需求將一或多個功能模組3連接至擴充盒1，並且藉由顯示裝置4來同時顯示一或多個功能模組3各自的辨識結果，相當便利。
請同時參閱圖3，為本發明的擴充使用方法的流程圖的第一具體實施例。圖3揭露了本發明的擴充使用方法，並且主要運用於如圖1及圖2所示的擴充盒1。
如圖3所示，要應用本發明的擴充使用方法，首先，擴充盒1通過影像傳輸模組15連接至少一個功能模組3(步驟S10)。具體地，影像傳輸模組15具有至少一個輸入輸出接口(例如USB、HDMI-CEC等，圖未標示)，並且擴充盒1通過所述輸入輸出接口連接功能模組3。為便於瞭解本發明的技術方案，下面描述將僅以連接單一個功能模組3來進行說明。
於功能模組3連接至影像傳輸模組15後(假設功能模組3已通電啟動)，智慧控制模組11產生對應至所連接的功能模組3的需求指令(步驟S12)。本實施例中，所述功能模組3藉由獨立的運算單元執行唯一的影像辨識運算，而所述需求指令為功能模組3執行影像辨識運算所需要的影像規格(例如解析度、幀速率等)。值得一提的是，若影像傳輸模組15同時連接多個功能模組3，則智慧控制模組11所產生的需求指令將同時記錄各個功能模組3執行各自的影像辨識運算所需的多種影像規格。
步驟S12後，影像擷取模組12依據智慧控制模組11產生的需求指令來控制影像輸入裝置2擷取對應的影像資料(步驟S14)。接著，影像擷取模組12取樣所述影像資料並量化為運算資料(例如對影像資料執行影像前處理)，並且將運算資料儲存至影像暫存器14(步驟S16)。
步驟S16後，影像擷取模組12通知智慧控制模組11所述運算資料已被暫存於影像暫存器14中，此時智慧控制模組11可允許影像傳輸模組15開始執行資料的傳遞動作。具體地，影像傳輸模組15會由影像暫存器14中取得所述運算資料，並將運算資料提供給所連接的功能模組3(步驟S18)。所述功能模組3由擴充盒1的影像傳輸模組15取得所述運算資料後，即可依據運算資料來執行所述影像辨識運算。
於功能模組3的影像辨識運算執行完畢後，擴充盒1可通過影像傳輸模組15接收功能模組3根據運算資料執行了影像辨識運算後產生的辨識結果(步驟S20)。接著，影像傳輸模組15將所接收的辨識結果傳遞至智慧控制模組11，而智慧控制模組11可依據辨識結果來驅動結果顯示模組16(步驟S22)，進而將辨識結果顯示於顯示裝置4上。
於一實施例中，影像傳輸模組15可單純地將功能模組3辨識結果傳遞至智慧控制模組11，以令結果顯示模組16將辨識結果顯示於顯示裝置4上。於另一實施例中，影像傳輸模組15可先對辨識結果進行過濾(例如僅保留辨識率落於有效值範圍內的辨識結果)，並且僅提供過濾後的辨識結果給智慧控制模組11，藉此可降低智慧控制模組11的運作負擔。於又一實施例中，影像傳輸模組15可對辨識結果執行進一步判斷，並且於辨識結果的內容顯示為有異常情況發生時，通知智慧控制模組11藉由顯示裝置4顯示警示訊號。惟，上述僅為本發明的部分具體實施範例，但不應以上述為限。
藉由本發明的擴充使用方法，使用者連接一個功能模組3至擴充盒1，就可以在顯示裝置4上得到一個辨識結果；連接兩個不同的功能模組3至擴充盒1，就可以在顯示裝置4上得到兩個不同類型的辨識結果，以此類推。如此一來，使用者可以通過最低的硬體規格來同時執行自行選擇的多種影像辨識技術，並且不會影響辨識的效率及準確性，藉此可大幅提昇影像辨識的彈性與便利性。
續請參閱圖4，為本發明的影像辨識模組擴充盒的方塊圖的第二具體實施例。圖4揭露了另一影像辨識模組擴充盒1’(下面簡稱為擴充盒1’)。第二具體實施例的擴充盒1’相似於前述第一具體實施例的擴充盒1，內部配置了智慧控制模組11、影像擷取模組12、連接埠13、影像暫存器14及影像傳輸模組15。所述擴充盒1’通過連接埠13連接外部的影像輸入裝置2，並且通過影像傳輸模組15連接外部的一或多個功能模組3。與第一具體實施例的擴充盒1的差異在於，第二具體實施例的擴充盒1’進一步包括連接智慧控制模組11的設備控制模組17。
如圖4所示，擴充盒1’通過設備控制模組17連接外部的一或多個電子設備5。相似於前述的擴充盒1，本實施例的擴充盒1’通過影像傳輸模組15提供影像暫存器14中暫存的運算資料給已連接的一或多個功能模組3進行影像辨識，並且再接收各個功能模組3的辨識結果。本實施例中，智慧控制模組11由影像傳輸模組15接收各個功能模組3的辨識結果，並且依據辨識結果產生對應的控制指令，藉此，智慧控制模組11通過控制指令驅動所述設備控制模組17，令設備控制模組17對已連接的一或多個電子設備5進行對應控制。
舉例來說，所述功能模組3可例如為人流計數功能模組，所述電子設備5可例如為空調設備。當功能模組3對運算資料進行辨識並且從影像中判斷通過該區域的人員數量超過預定人數時，智慧控制模組11將產生對應的控制指令，以驅動設備控制模組17啟動空調設備。再例如，所述功能模組3可例如為車牌辨識功能模組，所述電子設備5可例如為停車場大門。當功能模組3對運算資料進行辨識並且判斷影像中的車牌為已登記車牌時，智慧控制模組11將產生對應的控制指令，以驅動設備控制模組17開啟停車場大門。
值得一提的是，若擴充盒1’通過設備控制模組17同時連接多個具有互動關係的電子設備5，則智慧控制模組11可以依據功能模組3的辨識結果來同時控制多個電子設備5(例如在辨識出影像中的人員為公司員工時，同時開啟大門並且啟動照明設備)。
圖2所示的擴充盒1中配置有用以連接外部的顯示裝置4的結果顯示模組16，而圖4所示的擴充盒1’中則配置有用以連接外部的電子設備5的設備控制模組17。於另一實施例中，擴充盒1、1’亦可同時設置有上述的結果顯示模組16及設備控制模組17，藉此同時連接顯示裝置4及電子設備5，並且在通過顯示裝置4顯示各個功能模組3的辨識結果時，同時對已連接的電子設備5進行對應控制。
請同時參閱圖5，為本發明的擴充使用方法的流程圖的第二具體實施例。圖5揭露了圖4的擴充盒1’所採用的擴充使用方法。首先，擴充盒1’通過影像傳輸模組15連接至少一個功能模組3(步驟S30)。於功能模組3連接至影像傳輸模組15後，智慧控制模組11產生對應的需求指令(步驟S12)。接著，影像擷取模組12依據所述需求指令控制影像輸入裝置2擷取對應的影像資料(步驟S34)。
接著，影像擷取模組12取樣所述影像資料並量化為運算資料，再將運算資料儲存至影像暫存器14(步驟S36)。接著，影像傳輸模組15由影像暫存器14中取得所述運算資料，並將運算資料提供給已成功連接的功能模組3(步驟S38)。功能模組3取得了運算資料後，即依據運算資料來執行自身的影像辨識運算。接著，擴充盒1’可通過影像傳輸模組15接收功能模組3執行了影像辨識運算後產生的辨識結果(步驟S40)。
具體地，上述步驟S30至步驟S40與前述圖3的步驟S10至步驟S20相同或相似，於此不再贅述。
於步驟S40後，智慧控制模組11可由影像傳輸模組15接收各個功能模組3的辨識結果，並且依據辨識結果產生對應的控制指令(步驟S42)。接著，智慧控制模組11依據控制指令驅動設備控制模組17，藉此設備控制模組17可依據控制指令的內容來控制對應的電子設備5進行對應作業(步驟S44)。
如前文所述，本發明的擴充盒1、1’可能僅包括所述結果顯示模組16、僅包括所述設備控制模組17，亦可能同時包括結果顯示模組16及設備控制模組17，不加以限定。為便於瞭解本發明的技術方案，下面描述中將以同時具有結果顯示模組16及設備控制模組17的擴充盒1為例，進行說明。
參閱圖6，為本發明的影像辨識模組擴充盒的方塊圖的第三具體實施例。如圖6所示，所述功能模組3具有儲存單元31，儲存單元31中記錄有功能模組3的功能代碼310，所述功能代碼310對應至功能模組3所支援的影像辨識運算的類型。例如，若功能模組3為人臉辨識功能模組，儲存單元31中記錄的功能代碼310可為「0101」；若功能模組3為人流計數功能模組，儲存單元31中記錄的功能代碼310可為「0102」，以此類推。當一個功能模組3成功連接影像傳輸模組15後，智慧控制模組11可依據功能模組3的功能代碼310來識別功能模組3的身份(即，判斷功能模組3支援具備何種影像辨識運算)，進而產生可對應至成功連接的功能模組3的需求指令。
如圖所示，擴充盒1的智慧控制模組11中包含有功能組態單元110，所述功能組態單元110記錄有擴充盒1可支援的所有功能模組3的功能代碼310，以及各個功能模組3的影像需求。本實施例中，所述影像需求指的是功能模組3為進行各自的影像辨識運算所需的影像的規格(例如解析度、幀速率等)。
於前述實施例中(例如圖3的步驟S12與圖5的步驟S32)，智慧控制模組11主要是在一個功能模組3成功連接上影像傳輸模組15後取得功能模組3的功能代碼310，並依據功能代碼310查詢所述功能組態單元110以取得對應的影像需求1101，最後再依據取得的影像需求1101(例如高解析度／低幀速度、低解析度／高幀速度等)來產生上述需求指令。如此一來，當所述影像擷取模組12由智慧控制模組11取得需求指令後，即可依據需求指令來控制影像輸入裝置2，以令影像輸入裝置2擷取符合功能模組3的影像需求1101的影像資料。
通過本發明的技術方案，當使用者欲增加擴充盒1所能擴充連接的功能模組3的數量或種類時，只需要對功能組態單元110進行設定，以將新的功能模組3的功能代碼310及影像需求1101添加至功能組態單元110中即可，如此大幅地提昇了擴充盒1的使用便利性及擴充彈性。
值得一提的是，擴充盒1可通過影像傳輸模組15連接複數個功能模組3，其中各個功能模組3分別支援不同類型的影像辨識運算，並且具有不同的功能代碼310。如前文所述，功能組態單元110中可分別記錄各個功能模組3的功能代碼310以及影像需求1101，當擴充盒1同時連接複數個功能模組3時，智慧控制模組11將依據所有功能模組3的功能代碼310來查詢功能組態單元110，以分別取得各個功能模組3的影像需求1101。
本實施例中，若擴充盒1同時連接多個功能模組3，智慧控制模組11將依據所取得的多個影像需求1101來產生所述需求指令。藉此，影像擷取模組12可依據此需求指令控制影像輸入裝置2擷取一或多筆影像資料，以確保該些影像資料可分別符合各個功能模組3的各種影像需求1101。值得一提的是，不同的功能模組3具有不同的功能代碼310，但可能具有相同的影像需求1101，故智慧控制模組11採用的影像需求1101的數量可能相異於所連接的功能模組3的數量。
於前述實施例中，擴充盒1可通過結果顯示模組16連接的顯示裝置4來顯示功能模組3的辨識結果。若擴充盒1同時連接多個功能模組3，則可通過顯示裝置4來分別顯示各個功能模組3的不同辨識結果。於其他實施例中，擴充盒1還可將互有關聯的多個功能模組3的辨識結果加以整合，並通過顯示裝置4顯示一個經過整合的最終結果，藉此令使用者更容易理解辨識內容。並且，為了確保整合後的最終結果是正確的，擴充盒1還必須令互有關聯的多個功能模組3保持時間同步。
參閱圖7，為本發明的智慧控制模組的方塊圖的第一具體實施例。如圖7所示，功能組態單元110可進一步記錄一個應用關係代碼1102，所述應用關係代碼1102記錄了多個功能模組3(包含已連接的功能模組3及未連接的功能模組3)彼此之間的應用關係。舉例來說，人臉辨識功能模組可能與人流計數功能模組以及行為偵測功能模組具有應用關係，但跟車牌辨識功能模組不具有應用關係。
若擴充盒1同時連接多個功能模組3，則智慧控制模組11在取得多個功能模組3的功能代碼310後，可依據該些功能代碼310查詢應用關係代碼1102，以判斷是否有兩個或兩個以上的功能模組3具有相互應用關係。若智慧控制模組11經查詢後發現有兩個或兩個以上的功能模組3具有相互應用關係，則智慧控制模組11先經由影像傳輸模組15對具有相互應用關係的兩個或兩個以上的功能模組3執行時間同步處理。如此一來，具有相互應用關係的兩個或兩個以上的功能模組3將採用相同的時間基準。
如圖7所示，功能組態單元110進一步儲存有對應至應用關係代碼1102的顯示需求1103，所述顯示需求1103記錄具有相互應用關係的兩個或兩個以上的功能模組3的辨識結果的顯示方式。
本實施例中，當擴充盒1通過影像傳輸模組15接收多個功能模組3各自回傳的辨識結果(如圖3的步驟S20及圖5的步驟S40)，且該些功能模組3彼此具有相互應用關係時，智慧控制模組11會先取得所述應用關係代碼1102對應的顯示需求1103，並且再依據顯示需求1103驅動結果顯示模組16，令結果顯示模組16於顯示裝置4上組合顯示該些功能模組3的辨識結果(即，辨識結果的組合顯示方式符合所述顯示需求1103)。
舉例來說，擴充盒1同時連接具有相互應用關係的人臉辨識功能模組以及人流計數功能模組。若人流計數功能模組在PM17:25時於影像中辨識到有十個人進入辦公室內，且人臉辨識功能模組在PM17:25時於影像中辨識到公司執行長的臉，則智慧控制模組11可依據對應的顯示需求1103驅動結果顯示模組16，以在顯示裝置4上顯示「執行長等九人一同進入辨公室」的警示訊息。再例如，擴充盒1同時連接具有相互應用關係的人臉辨識功能模組以及行為偵測功能模組。若行為偵測功能模組在AM10:03時於影像中辨識到有物品被丟棄的動作，但人臉辨識功能模組在AM10:03時無法從影像中辨識到已註冊的人臉，則智慧控制模組11可依據對應的顯示需求1103驅動結果顯示模組16，以在顯示裝置4上顯示「有可疑人士放置不明物體」的警示訊息。
請同時參閱圖8，為本發明的擴充使用方法的部分流程圖的第一具體實施例。如圖8所示，擴充盒1通過影像傳輸模組15同時連接多個功能模組3(步驟S90)，並取得各個功能模組3的功能代碼310。接著智慧控制模組11於功能組態單元110中讀取所述應用關係代碼1102(步驟S92)，並且依據功能代碼310及應用關係代碼1102的內容判斷目前連接的多個功能模組3是否具有相互應用關係(步驟S94)。
如圖所示，若目前連接的多個功能模組3不具有相互應用關係，則智慧控制模組11不執行任何附加動作(即，不執行前述時間同步處理)。若目前連接的多個功能模組3中有兩個或兩個以上的功能模組3具有相互應用關係，則智慧控制模組11通過影像傳輸模組15對具有相互應用關係的兩個或兩個以上功能模組3執行前述時間同步處理(步驟S96)。值得一提的是，智慧控制模組11可以只在偵測到有新的功能模組3被連接時執行時間同步處理，亦可週期性地執行所述時間同步處理，以維持多個功能模組3於時間上的同步。
參閱圖9，為本發明的影像辨識模組擴充盒的方塊圖的第四具體實施例。如圖9所示，設備控制模組17可具有設備控制策略單元170，所述設備控制策略單元170儲存有控制策略1701，以及各個電子設備5的設備代碼51。值得一提的是，於其他實施例中，所述設備控制策略單元170亦可獨立於設備控制模組17外設置、設置於智慧控制模組11內、或是與功能組態單元110整合於相同單元內，不加以限定。
當擴充盒1通過設備控制模組17連接一或多個電子設備5後，可由所連接的電子設備5取得各個電子設備5的設備代碼51。藉此，智慧控制模組11可通過設備代碼51來識別所連接的電子設備5的類型(例如照明設備的設備代碼51為「5101」、空調設備的設備代碼51為「5102」等)。
本發明中，設備控制模組17可通過多個輸入輸出接口(有線接口或無線接口)連接電子設備5。當使用者欲增加擴充盒1所能擴充連接的電子設備5的數量或種類時，只需要對設備控制策略單元170進行設定，以將新的電子設備5的設備代碼51添加至設備控制策略單元170中即可，如此大幅地提昇了擴充盒1的使用便利性及擴充彈性。
本實施例中，智慧控制模組11可以在接收了功能模組3回傳的辨識結果後，依據辨識結果查詢所述控制策略1701，並且依據查詢結果來產生前述的控制指令(其中，控制指令可包含應控制的一或多個電子設備5的設備代碼51，以及該些電子設備5應執行的任務)。藉此，設備控制模組17接收了智慧控制模組11所產生的控制指令後，即可依據控制指令的內容控制對應的一或多個電子設備5分別執行對應的作動。
舉例來說，若人流計數功能模組於影像中辨識出了十個人，智慧控制模組11可依據辨識結果產生對應的控制指令，而設備控制模組17可依據控制指令來啟動照明設備。再例如，若人流計數功能模組於影像中辨識出了十個人，且人臉辨識功能模組同時於影像中辨識出了公司執行長，則智慧控制模組11可綜合上述兩筆辨識結果來產生對應的控制指令，而設備控制模組17可依據控制指令來同時啟動照明設備以及空調設備。
值得一提的是，所述控制策略1701還可記錄異常處理機制。例如，當其中一個電子設備5的回饋發生異常時(例如空調設備回饋的辦公室內的溫度過高)，智慧控制模組11可依據異常處理機制來控制特定電子設備5執行對應動作(如控制警示燈進行燈光示警、控制廣播設備進行聲音示警、控制通訊設備以簡訊或e-mail通知管理人員等)。再例如，當設備控制模組17偵測到其中一個電子設備5本身發生異常時(例如斷電或故障)，智慧控制模組11亦可依據所述異常處理機制來進行上述的示警程序與通知程序。通過上述控制策略1701，本發明的擴充盒1還可有效率地進行環境／電子設備5的偵錯與除錯工作。
另外，所述控制策略1701還可記錄各個電子設備5的排程。智慧控制模組11可依據控制策略1701的內容定期控制特定的電子設備5執行特定的動作(例如於工作日的AM10:00啟動空調設備，PM05:00關閉空調設備)。並且，當使用者或管理者欲新增、調整或刪除各個電子設備5的排程時，僅需對控制策略1701的內容改寫即可輕易實現。如此一來，可更進一步提昇本發明的擴充盒1的使用便利性。
參閱圖10，為本發明的操作流程時序圖的第一具體實施例。於使用本發明的擴充盒1時，首先使用者需將至少一個功能模組3連接至擴充盒1上的影像傳輸模組15(步驟S50)。值得一提的是，本發明是通過擴充盒1所連接的功能模組3來執行各式影像辨識運算，若擴充盒1沒有連接任何的功能模組3，則智慧控制模組11可不做任何處理而直接通過顯示裝置4來顯示影像輸入裝置2所擷取的影像資料。
若功能模組3已通電啟動且成功連接至影像傳輸模組15，影像傳輸模組15將功能模組3成功連接的訊息通知智慧控制模組11(步驟S52)。接著，智慧控制模組11取得功能模組3所需要的影像輸入參數(例如，由功能組態單元110中取得所述影像需求1101)，以依據影像輸入參數產生對應的需求指令並發送給影像擷取模組12(步驟S54)。
接著，影像擷取模組12依據需求指令來調整影像輸入裝置2的影像輸入參數(步驟S56)，影像輸入裝置2再依據調整後的影像輸入參數來擷取影像資料，並提供給影像擷取模組12(步驟S58)。影像擷取模組12對影像資料進行前處理，並且量化產生運算資料並儲存至影像暫存器14(步驟S60)。並且，影像擷取模組12通知智慧控制模組11所述運算資料已經就緒(步驟S62)。
步驟S62後，智慧控制模組11允許影像傳輸模組15開始將運算資料提供給功能模組3(步驟S64)。於得到許可後，影像傳輸模組15由影像暫存器14中取出運算資料並提供給功能模組3(步驟S66)。於接收了運算資料後，功能模組3即可執行獨立的影像辨識運算，並且將所產生的辨識結果傳遞至影像傳輸模組15(步驟S68)。
影像傳輸模組15接收辨識結果後，可先初步評估辨識結果的有效性(例如功能模組3不是回傳錯誤訊息，或者回傳的辨識結果超過了預設的有效值範圍)，並且將有價值的辨識結果傳遞給智慧控制模組11(步驟S70)。接著，智慧控制模組11可依據辨識結果來驅動結果顯示模組16(步驟S72)，並依據辨識結果來產生控制指令並輸出至設備控制模組17(步驟S74)。藉此，結果顯示模組16可安排將辨識結果顯示於顯示裝置4上(步驟S76)，並且設備控制模組17可控制對應的電子設備5進行對應作動(步驟S78)。
使用本發明的擴充盒1、1’，使用可輕易地連接並擴充不同類型的功能模組3及電子設備5，藉此提高使用上的彈性及便利性，進而能更貼近使用者的辨識需求與控制需求。
以上所述僅為本發明之較佳具體實例，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明內容所為之等效變化，均同理皆包含於本發明之範圍內，合予陳明。
1、1’‧‧‧影像辨識模組擴充盒
11‧‧‧智慧控制模組
110‧‧‧功能組態單元
1101‧‧‧影像需求
1102‧‧‧應用關係代碼
1103‧‧‧顯示需求
12‧‧‧影像擷取模組
13‧‧‧連接埠
14‧‧‧影像暫存器
15‧‧‧影像傳輸模組
16‧‧‧結果顯示模組
17‧‧‧設備控制模組
170‧‧‧設備控制策略單元
1701‧‧‧控制策略
2‧‧‧影像輸入裝置
3‧‧‧影像應用功能模組
31‧‧‧儲存單元
310‧‧‧功能代碼
4‧‧‧顯示裝置
5‧‧‧電子設備
51‧‧‧設備代碼
S10~S22‧‧‧使用步驟
S30~S44‧‧‧使用步驟
S50~S78‧‧‧使用步驟
S90~S96‧‧‧同步步驟
圖1為本發明的影像辨識模組擴充盒的使用架構圖的第一具體實施例。
圖2為本發明的影像辨識模組擴充盒的方塊圖的第一具體實施例。
圖3為本發明的擴充使用方法的流程圖的第一具體實施例。
圖4為本發明的影像辨識模組擴充盒的方塊圖的第二具體實施例。
圖5為本發明的擴充使用方法的流程圖的第二具體實施例。
圖6為本發明的影像辨識模組擴充盒的方塊圖的第三具體實施例。
圖7為本發明的智慧控制模組的方塊圖的第一具體實施例。
圖8為本發明的擴充使用方法的部分流程圖的第一具體實施例。
圖9為本發明的影像辨識模組擴充盒的方塊圖的第四具體實施例。
圖10為本發明的操作流程時序圖的第一具體實施例。

Claims (20)

  1. 一種影像辨識模組擴充盒，用以擴充影像輸入裝置的辨識功能，包含： 一連接埠，連接用以擷取一影像資料的一影像輸入裝置； 一影像暫存器； 一影像擷取模組，連接該連接埠及該影像暫存器，取樣該影像輸入裝置擷取的該影像資料並量化為至少一運算資料，並將該運算資料儲存至該影像暫存器； 一影像傳輸模組，連接該影像暫存器並且對應連接至少一影像應用功能模組，其中該影像應用功能模組包含獨立且執行單一影像辨識運算的一運算單元； 一智慧控制模組，連接該影像擷取模組及該影像傳輸模組，於該影像應用功能模組連接至該影像傳輸模組後產生對應該影像應用功能模組的一需求指令，並依據該需求指令控制該影像擷取模組；及 一結果顯示模組，連接該智慧控制模組； 其中，該影像傳輸模組接收該影像應用功能模組根據該運算資料執行該影像辨識運算所產生的一辨識結果，並將該辨識結果傳送到該智慧控制模組以驅動該結果顯示模組進行顯示。
  2. 如請求項第1項所述之影像辨識模組擴充盒，其中該影像應用功能模組包含用以儲存一功能代碼的一儲存單元，該功能代碼對應至該影像辨識運算的類型，該影像傳輸模組由該影像應用功能模組取得該功能代碼並傳輸至該智慧控制模組，該智慧控制模組依據該功能代碼產生對應該影像應用功能模組的該需求指令。
  3. 如請求項第2項所述之影像辨識模組擴充盒，其中智慧控制模組包含一功能組態單元，該功能組態單元儲存該影像應用功能模組的該功能代碼及一影像需求。
  4. 如請求項第3項所述之影像辨識模組擴充盒，其中該智慧控制模組依據該功能代碼查詢該功能組態單元以取得對應的該影像需求，並依據該影像需求產生該需求指令，該影像擷取模組依據該需求指令控制該影像輸入裝置擷取符合該影像需求的該影像資料。
  5. 如請求項第3項所述之影像辨識模組擴充盒，其中該影像傳輸模組對應連接複數該影像應用功能模組，該複數影像應用功能模組分別執行不同的該影像辨識運算並且具有不同的該功能代碼，該功能組態單元儲存該複數影像應用功能模組的多個該功能代碼，以及各該功能代碼對應的多個該影像需求，該智慧控制模組依據該些功能代碼查詢該功能組態單元以取得該多個影像應用功能模組分別對應的多個該影像需求，並依據該多個影像需求產生該需求指令，該影像擷取模組依據該需求指令控制該影像輸入裝置擷取分別符合該多個影像需求的多筆該影像資料。
  6. 如請求項第5項所述之影像辨識模組擴充盒，其中該功能組態單元儲存一應用關係代碼，該智慧控制模組讀取該應用關係代碼並判斷兩個或兩個以上的該影像應用功能模組具有一相互應用關係時，通過該影像傳輸模組對具有該相互應用關係的該兩個或兩個以上影像應用功能模組執行一時間同步處理。
  7. 如請求項第6項所述之影像辨識模組擴充盒，其中該功能組態單元儲存對應該應用關係代碼的一顯示需求，該智慧控制模組接收具有該相互應用關係的該兩個或兩個以上影像應用功能模組各自獨立執行該影像辨識運算所產生的多個該辨識結果，並依據該顯示需求控制該結果顯示模組組合顯示該多個辨識結果。
  8. 一種影像辨識模組擴充盒，用以擴充影像輸入裝置的控制功能，包含： 一連接埠，連接用以擷取一影像資料的一影像輸入裝置； 一影像暫存器； 一影像擷取模組，連接該連接埠及該影像暫存器，取樣該影像輸入裝置擷取的該影像資料並量化為至少一運算資料，並將該運算資料儲存到該影像暫存器； 一影像傳輸模組，連接該影像暫存器並對應連接至少一影像應用功能模組，其中該影像應用功能模組包含獨立且執行單一影像辨識運算的一運算單元； 一智慧控制模組，連接該影像擷取模組及該影像傳輸模組，於該影像應用功能模組連接至該影像傳輸模組後產生對應該影像應用功能模組的一需求指令，並依據該需求指令控制該影像擷取模組；及 一設備控制模組，連接該智慧控制模組並對應連接至少一電子設備； 其中，該影像傳輸模組接收該影像應用功能模組根據該運算資料執行該影像辨識運算所產生的一辨識結果並傳送到該智慧控制模組，該智慧控制模組依據該辨識結果產生一控制指令以驅動該設備控制模組對該電子設備進行對應控制。
  9. 如請求項第8項所述之影像辨識模組擴充盒，其中該設備控制模組對應連接多個該電子設備，並且該設備控制模組包含一設備控制策略單元，該設備控制策略單元儲存一控制策略及各該電子設備的一設備代碼，該智慧控制模組依據該辨識結果查詢該控制策略並依據查詢結果產生該控制指令，其中該控制指令包含應控制的一或多個該電子設備的該設備代碼。
  10. 如請求項第8項所述之影像辨識模組擴充盒，其中該影像應用功能模組包含用以儲存一功能代碼的一儲存單元，該功能代碼對應該影像辨識運算的類型，該影像傳輸模組由該影像應用功能模組取得該功能代碼並傳輸至該智慧控制模組，該智慧控制模組依據該功能代碼產生對應該影像應用功能模組的該需求指令。
  11. 如請求項第10項所述之影像辨識模組擴充盒，其中智慧控制模組包含一功能組態單元，該功能組態單元儲存該影像應用功能模組的該功能代碼及一影像需求，該智慧控制模組依據該功能代碼查詢該功能組態單元以取得對應的該影像需求，並依據該影像需求產生該需求指令，該影像擷取模組依據該需求指令控制該影像輸入裝置擷取符合該影像需求的該影像資料。
  12. 如請求項第11項所述之影像辨識模組擴充盒，其中該影像傳輸模組對應連接複數該影像應用功能模組，該複數影像應用功能模組分別執行不同的影像辨識運算並且具有不同的該功能代碼，該功能組態單元儲存該複數影像應用功能模組的多個該功能代碼，以及各該功能代碼對應的多個該影像需求，該智慧控制模組依據該些功能代碼查詢該功能組態單元以取得該多個影像應用功能模組分別對應的多個該影像需求，並依據該多個影像需求產生該需求指令，該影像擷取模組依據該需求指令控制該影像輸入裝置擷取符合該多個影像需求的多筆該影像資料。
  13. 如請求項第12項所述之影像辨識模組擴充盒，其中該功能組態單元儲存一應用關係代碼，該智慧控制模組讀取該應用關係代碼並判斷兩個或兩個以上的該影像應用功能模組具有一相互應用關係時，通過該影像傳輸模組對具有該相互應用關係的該兩個或兩個以上影像應用功能模組執行一時間同步處理。
  14. 一種影像辨識模組擴充盒的擴充使用方法，其中該影像辨識模組擴充盒包含用以連接一影像輸入裝置的一連接埠、連接該連接埠的一影像擷取模組、一影像暫存器、一影像傳輸模組、一智慧控制模組及一結果顯示模組，並且該擴充使用方法包括下列步驟： a)該影像傳輸模組對應連接至少一影像應用功能模組； b)該智慧控制模組於該影像應用功能模組連接至該影像傳輸模組後產生對應該影像應用功能模組的一需求指令，其中該影像應用功能模組藉由獨立的一運算單元執行單一影像辨識運算； c)該影像擷取模組依據該需求指令控制該影像輸入裝置擷取一影像資料； d)該影像擷取模組取樣該影像資料並量化為至少一運算資料，並將該運算資料儲存至該影像暫存器； e)該影像傳輸模組由該影像暫存器取得該運算資料並傳輸至該影像應用功能模組； f)該影像傳輸模組接收該影像應用功能模組根據該運算資料執行該影像辨識運算所產生的一辨識結果；及 g)該智慧控制模組接收該辨識結果，並依據該辨識結果驅動該結果顯示模組進行顯示。
  15. 如請求項第14項所述之擴充使用方法，其中該智慧控制模組包含儲存有該影像應用功能模組的一功能代碼及對應的一影像需求的一功能組態單元，該功能代碼對應至該影像辨識運算的類型，該步驟b)是由該影像傳輸模組取得所連接的該影像應用功能模組的該功能代碼並傳輸至該智慧控制模組，該智慧控制模組依據該功能代碼查詢該功能組態單元以取得對應的該影像需求，並依據該影像需求產生對應該影像應用功能模組的該需求指令，該步驟c)是由該影像擷取模組依據該需求指令控制該影像輸入裝置擷取符合該影像需求的該影像資料。
  16. 如請求項第15項所述之擴充使用方法，其中該步驟a)是由該影像傳輸模組對應連接複數該影像應用功能模組，其中該複數影像應用功能模組分別執行不同的該影像辨識運算並且具有不同的該功能代碼，該步驟b)是由該智慧控制模組依據該些功能代碼查詢該功能組態單元以取得該多個影像應用功能模組分別對應的多個該影像需求，並依據該多個影像需求產生該需求指令，該步驟c)是由該影像擷取模組依據該需求指令控制該影像輸入裝置擷取符合該多個影像需求的多筆該影像資料。
  17. 如請求項第16項所述之擴充使用方法，其中該步驟a)之後更包括下列步驟： a01)該智慧控制模組由該功能組態單元讀取一應用關係代碼； a02)該智慧控制模組依據該應用關係代碼判斷兩個或兩個以上的該影像應用功能模組是否具有一相互應用關係；及 a03)於兩個或兩個以上的該影像應用功能模組具有該相互應用關係時，該智慧控制模組通過該影像傳輸模組對該兩個或兩個以上影像應用功能模組執行一時間同步處理。
  18. 如請求項第17項所述之擴充使用方法，其中該步驟g)包括下列步驟： g1)該智慧控制模組由該功能組態單元讀取對應該應用關係代碼的一顯示需求； g2)該智慧控制模組通過該影像傳輸模組接收具有該相互應用關係的該兩個或兩個以上影像應用功能模組各自獨立執行該影像辨識運算所產生的多個該辨識結果；及 g3)該智慧控制模組依據該顯示需求控制該結果顯示模組組合顯示該多個辨識結果。
  19. 如請求項第15項所述之擴充使用方法，其中該影像辨識模組擴充盒更包括對應連接至少一電子設備的一設備控制模組，並且該擴充使用方法更包括一步驟h)：該智慧控制模組依據該辨識結果產生一控制指令以驅動該設備控制模組對該電子設備進行對應控制。
  20. 如請求項第19項所述之擴充使用方法，其中該設備控制模組對應連接多個該電子設備，並且該設備控制模組包含儲存一控制策略及各該電子設備的一設備代碼的一設備控制策略單元，該步驟h)是由該智慧控制模組依據該辨識結果查詢該控制策略，並依據查詢結果產生該控制指令，其中該控制指令包含應控制的一或多個該電子設備的該設備代碼。
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