TWI408611B

TWI408611B - 利用物件特徵相異性進行多個物件之動態影像辨識方法及使用該方法之系統

Info

Publication number: TWI408611B
Application number: TW99141487A
Authority: TW
Inventors: Hsin Chia Chen; Yi Fang Lee
Original assignee: Pixart Imaging Inc
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2013-09-11
Also published as: TW201222424A

Description

利用物件特徵相異性進行多個物件之動態影像辨識方法及使用該方法之系統

本發明是有關於一種影像辨識方法，特別是指一種利用物件特徵相異性(Identification by Objects’ characteristics)進行多個物件之動態影像辨識方法及使用該方法之系統。

目前電視遊戲(TV game)或電腦遊戲(PC game)已是常見的休閒娛樂方式，以一般電腦遊戲為例，多是在電腦裝置上安裝遊戲軟體，再搭配電腦裝置的螢幕及例如鍵盤、滑鼠或搖桿等輸入介面對遊戲軟體進行控制；然而亦有搭配廠商銷售之遊戲軟體的互動式道具，為方便說明起見，以美國專利公開號2004006348號所揭示的一種互動式遊戲裝置為例來說明其構件及作用原理。

如圖1所示，一互動式遊戲裝置700具有二啞鈴狀的指示道具71及72、一踏步台720、一螢幕裝置730、一視訊攝影機750、一遊戲盒760及一主機裝置770。其中，主機裝置770安裝有遊戲軟體；指示道具71、72分別由一玩家705的左右手握持，且指示道具71、72上分別在其端部附有光源(Light source)711、712及721、722；螢幕裝置730可顯示遊戲軟體中例如一虛擬的舞者731在跳舞的影像；主機裝置770可以是電腦裝置或遊戲機台；螢幕裝置730與遊戲盒760係分別連接在主機裝置770上。

使用上述的互動式遊戲裝置700進行跳舞遊戲時，玩家705需開啟(Turn on)指示道具71、72的電源以使光源711、712及721、722得以發光，讓視訊攝影機750可偵測光源711、712及721、722的影像，進而由遊戲盒760計算該光源711、712及721、722的位置等參數，最後將其輸入到主機裝置770來完成玩家705手持指示道具71、72之光源711、712及721、722位置的追蹤，並顯示於螢幕裝置730之畫面上。

然而，假設玩家705在任意揮動現有道具71、72時，由於光源711、712及721、722的特徵相同(例如均是等面積之圓形)，因此任二光源711、712及721、722在遊戲盒760所判讀之影像同為圓形圖案，則若有任二圓形圖案軌跡重疊後分離瞬間，視訊攝影機750讀取影像後在遊戲盒760進行影像處理時，不易分辨出二者之差異而造成移動位置或移動軌跡的誤判。因此，有必要提出一種能夠更精確判斷影像中物件的系統與方法。

因此，本發明目的之一，即在提供一種利用物件特徵相異性進行多個物件之動態影像辨識方法及使用該方法之系統，由於是以各物件為實心、空心、長形及短形其中任一種特徵屬性來區分，因此不會因為不易分辨出二者之差異而造成誤判。

本發明另一目的在提供一種利用物件特徵相異性進行多個物件之動態影像辨識方法及使用該方法之系統，其中藉由對物件投射具有圖案的光線，以增加辨識物件的精確性。

根據以上目的，本發明提出一種利用物件特徵相異性進行多個物件之動態影像辨識方法，該方法係配合一影像感測器及一暫存器之使用，用以對於一影像之中具有之至少一物件即時地進行辨識，影像感測器具有複數行列式感應像素，且該影像感測器以該等感應像素感測該物件而形成複數影像區段，該方法包含下述步驟：(A)投射光線以產生一影像，該光線帶有一圖案；(B)根據一組曝光參數來感測該影像；(C)設定該影像相對於該組曝光參數之灰階閾值；(D)依序擷取該影像中每列之像素值；(E)利用該灰階閾值判斷背景區域及識別出該物件具有之影像區段；(F)利用相鄰兩列中影像區段之空間相關性分辨未知物件之影像區段屬於何物件；(G)匯集該等影像區段所累計之資訊至其所屬之物件；以及(H)依據一判斷法則區分該物件之特徵屬性，並該特徵屬性分辨不同的物件。

本發明影像辨識系統係利用物件影像特徵相異性對於一影像之中具有之至少一物件即時地進行辨識，該影像辨識系統包含一光源、一影像感測器、一類比數位轉換器、一影像處理單元及一暫存器，該光源投射具有圖案的光線；該影像感測器具有複數行列式感應像素，且該影像感測器以該等感應像素感測該物件而形成複數影像區段；該類比數位轉換器連接該影像感測器，用以轉換感應該影像之類比訊號為數位訊號；該影像處理單元連接該類比數位轉換器，該影像處理單元係逐列讀取該等感應像素，並設定有該影像之灰階閾值及一用以區分該物件之特徵屬性的判斷法則；該暫存器連接該影像處理單元，用以暫存該影像處理單元累計之該等物件的影像資訊。

藉此，該影像處理單元可利用該灰階閾值判斷背景區域並識別出該物件具有之影像區段，利用相鄰兩列中影像區段之空間相關性分辨未知物件之影像區段屬於何物件，再匯集該等影像區段所累計之資訊至其所屬之物件，並依據該判斷法則區分該物件之特徵屬性，而於擷取完該影像所有之像素值後，該影像處理單元即辨識出該影像中的該物件之特徵屬性。

具有圖案的光線有多種方式可以產生。例如，光源可以包含多個發光元件，藉由發光元件的排列方式、不同發光時序、不同發光頻譜、或以上兩者或更多者之組合，來產生具有圖案的光線。或是，光源可以包含一或多個發光元件加上一個折射光學元件(DOE,Diffractive Optical Element)及/或一個微鏡面(MEMS mirror)，而發光元件透過該光學元件及/或該微鏡面投射光線。

底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。此外，必須說明的是，由於第一較佳實施例是用以區分實心、空心之特徵屬性，而第二較佳實施例是用以區分長形、短形之特徵屬性，但是在其他實施例中，或可將上述實心、空心、長形及短形之特徵屬性加以混合使用及識別，因此只要有上述特徵屬性之應用，均應屬於本發明概念欲保護之範疇。

如圖2所示，根據本發明，利用物件特徵相異性進行多個物件之動態影像辨識方法可使用一影像處理系統3來實施，該影像處理系統3具有一影像感測器(Image sensor)31、一類比數位轉換器(A/D Converter)32、一影像處理單元(Image processor)33、一暫存器(Register)34及一介面模組35。

其中，影像感測器31是CCD或CMOS元件製成，具有複數行列式感應像素，用以感應拍攝物(圖未示)反射的光線而成影像，且該影像感測器31以該等感應像素感測該物件而形成複數影像區段(作用容後再述)，並轉換為類比訊號；接著，輸出至連接影像感測器31的類比數位轉換器32轉換為數位訊號，由影像處理單元33負責大部分訊號的計算處理；影像處理單元33連接類比數位轉換器32，係逐列地讀取該等感應像素感應之訊號並加以運算，並設定有影像之灰階閾值及一用以區分物件之特徵屬性的判斷法則；暫存器34連接影像處理單元33，用以暫存影像處理單元33累計之該等物件的影像資訊。藉此，影像處理單元33可利用灰階閾值判斷背景區域並識別出物件之影像區段，利用相鄰兩列中影像區段之空間相關性分辨未知物件之影像區段屬於何物件，再匯集該等影像區段所累計之資訊至其所屬之物件，並依據判斷法則區分物件之特徵屬性，而於擷取完該影像所有之像素值後，影像處理單元33即辨識出影像中的物件之特徵屬性。

影像處理系統3的介面模組35連接該影像處理單元33，用以將辨識後之特徵屬性相關資訊輸出為符合一電腦之周邊協定資料格式，例如轉換為符合USB格式之訊號後，輸出至一個人電腦4之主機41具有的傳輸介面411，由個人電腦4之主機41接收並加以運算後，即可在個人電腦4之顯示器42上顯示出該物件影像。

必須說明的是，影像處理系統3可用於攝錄影等取像裝置之辨識功能，或是以安裝在電腦的辨識軟體之方式執行辨識功能；另外，由於影像感測器31、類比數位轉換器32、影像處理單元33及其他相關元件之構造原理為已知技術，且本發明之主要概念是以影像處理單元33配合暫存器34執行影像之辨識功能，因此以下將僅就相關於本發明原理之部分作介紹。

配合圖2、3所示，說明本發明利用物件特徵相異性進行多個物件之動態影像辨識方法的第一較佳實施例。必須說明的是，在本較佳實施例中，由於影像感測器31係具有複數行列式感應像素(Pixel)311，且該等像素311係以逐列的方式感應各物件11、12，因此，將影像感測器31所感應到的一物件在每一列中所得到的部分影像稱為一影像區段(Image Segment)，各影像區段之識別法，係逐列紀錄各列中各影像區段之起始點並儲存至暫存器34；接著自該影像區段之起始點逐點累計該影像區段之資訊並儲存至該暫存器34；及判斷各列中各影像區段之終點並儲存至暫存器34。

例如：影像處理系統3會先由影像感測器31依序擷取影像1中每列像素311感應到的像素值經類比數位轉換器32轉換為數位訊號輸入至影像處理單元33，讀取的方式是自第一列開始，從左到右讀取該列中的每個像素值，每讀完一列再由上而下讀取每列之各像素值，而判斷是否有物件之影像資訊的出現，係偵測是否有大於一系統預設閾值之像素值出現。

在讀取的同時，即可一併判斷各列中該等物件11、12之影像區段起始點及終點在何處，如此便可接著利用相鄰兩列中影像區段之空間相關性(容後再述)分辨未知物件之影像區段屬於何物件。例如：自影像1中的第4列起始有物件之影像資訊，且該等影像資訊分屬於二物件11、12，因此從左而右，紀錄先出現之影像區段111之一起始點111’並儲存至暫存器34，再逐點累計影像區段111之資訊並儲存至暫存器34，接著判斷該列中具有該影像區段111之終點111”並儲存至暫存器34後，再紀錄物件12在該列的影像區段121之起始點121’與終點121”及其逐點累計之資訊於暫存器34後，再進行下一列之判斷，依此類推。

而分辨該等影像區段分別屬於何物件11、12之方式，即利用相鄰兩列中影像區段之空間相關性分辨未知物件之影像區段屬於何物件，係判斷如符合下述公式1，則可判定一未知物件影像區段屬於該物件i：

其中，公式1是表示例如在讀取至影像中的第Y列資料時；Seg-L表示讀取第Y列出現的該未知物件影像區段之左方起始點X座標值；Seg-R表示讀取第Y列出現的該未知物件影像區段之右方終點X座標值；而Preline-Obj_i -R表示第Y列的上一列，亦即第Y-1列出現之各該物件i之影像區段之右方終點X座標值；Preline-Obj_i -L表示第Y-1列出現之各該物件i之影像區段之左方起始點X座標值，若是符合Seg-L≦Preline-Obj_i -R且Seg-R≧Preline-Obj_i -L之判斷式，即表示該未知物件影像區段與第Y-1列出現之該物件i之影像區段屬於同一物件i。

如圖4所示，說明本發明利用物件特徵相異性進行多個物件之動態影像辨識方法的二較佳實施例在初始時如何判斷影像區段屬於何物件，其具有之步驟及作用原理詳述如下：

首先需設定該影像之灰階閾值(步驟101)；接著依序擷取該影像中每列之像素值(步驟102)；利用該灰階閾值判斷背景區域(步驟103)；識別出該物件之影像區段(步驟104)，其子步驟包括紀錄此列中該未知物件之影像區段之起始點並儲存至暫存器(104a)；接著自該影像區段之起始點逐點累計該影像區段之資訊並儲存至暫存器(104b)；及判斷此列中該未知物件的影像區段終點並儲存至暫存器(104c)；利用相鄰兩列中影像區段之空間相關性分辨該未知物件之影像區段屬於何物件(步驟105)，其中，在進行該空間相關性之辨識時，宜至少平行進行決定下一影像區段起始點之步驟，以節省系統運算時間；匯集該影像區段所累計之資訊至其所屬之物件(步驟106)；同理，進行此列下一影像區段的判斷(步驟107)。

配合圖4、5所示，說明本發明利用物件特徵相異性進行多個物件之動態影像辨識方法的第一較佳實施例中，是如何辨識出實心或空心物件，該方法具有之步驟及作用原理詳述如下：

首先使用步驟101~107來判斷各影像區段屬於何物件，接著需依據一判斷法則區分該等物件之實心或空心特徵屬性，首先判斷辨識出的物件是否圍繞任何背景(步驟108)？若否，則在步驟112中判定該物件特徵屬性為實心物件。若步驟108判斷辨識出的物件圍繞了背景，則在步驟109判定該背景為屬於該物件的空心區域並計算該空心區域的面積。步驟110中，進一步計算該物件實體與空心區域的面積和。接著在步驟111中，判斷(空心區域面積)除以(實體與空心區域面積和)所得的商是否大於一閾值？若不大於該閾值，則進行步驟112，若大於該閾值，則進行步驟113；經過實驗後得到較佳的該閾值約為0.05~0.08之間。步驟113是歸類該物件之特徵屬性為一空心物件；及步驟112是歸類該物件之特徵屬性為一實心物件，如此便完成了物件之實心、空心之特徵屬性辨識功能(步驟114)。

上述實施例再參照圖6進一步說明。首先以灰階閾值將影像6予以二分(binarized)。接著，逐列偵測影像區段(亦即根據前述步驟104~106)，而判斷出影像6包含物件61’和62’。接下來，根據物件61’和62’是否包含背景，在物件61’的情況尚計算背景611’除以整體面積的商值，於是判斷出物件61’為空心物件而物件62’為實心物件。

配合圖4、7所示，說明本發明利用物件特徵相異性進行多個物件之動態影像辨識方法的第二較佳實施例中，是如何辨識出長形或短形物件，該方法具有之步驟及作用原理詳述如下：

首先亦使用步驟101~107來判斷各影像區段屬於何物件，接著需依據另一判斷法則區分該等物件之長形或短形之特徵屬性，本實施例之判斷法則係先判斷並擷取該物件適用的四端點座標(步驟120)；接著計算該物件之長邊、短邊向量(步驟121)；再計算(該物件之長邊長度平方/該物件之面積)是否大於一閾值？(步驟122)若大於該閾值，則進行步驟123，若不大於該閾值，則進行步驟124；步驟123是判斷該物件之特徵屬性為一長形物件；而步驟124是判斷該物件之特徵屬性為一短形物件，如此便完成了物件之長形、短形之特徵屬性辨識功能(步驟125)；較佳地，(該物件之長邊長度平方/該物件之面積)之值經過實驗後，得到的該閾值約為2~3之間。

如圖8所示，使用本發明利用物件特徵相異性進行多個物件之動態影像辨識方法，可辨識出一影像2中的二物件21、22是屬於長型或短形物件，例如圖中的圓形物件21經辨識後即判斷屬於短形物件，而圖中的長方形物件22經辨識後即判斷屬於長形物件。

圖9顯示本發明的另一個實施例。在圖1的先前技術中，指示道具71、72具有光源711、712及721、722。根據本發明，光源711、712、721、722之一(或更多)所投射的光線可帶有圖案。在其中一種實施型態中，左方的指示道具71所投射的光線圖案與右方的指示道具71所投射的光線圖案不同。在另一種實施型態中，指示道具71之光源711和712所投射的光線圖案彼此不同、指示道具72之光源721和722所投射的光線圖案彼此不同。在另一種實施型態中，所有光源711、712、721、722所投射的光線圖案彼此皆不相同。圖9所示實施例係舉例顯示，光源721、722所投射的光線圖案彼此不同。帶有圖案的光線有助於更精確辨識並區分物件，因為影像處理系統3可更精確判斷出其係自哪一光源接收光線。有關光線帶有圖案的優點，在後文中將再詳細說明。

圖10示出光源711、712、721、722的一個實施例(舉例標示為721)，此光源包含一或多個發光元件725，以及一個折射光學元件728。折射光學元件728將發光元件725所發出的光線折射成帶有特定圖案的線性或平面光。有關圖案的細節，在後文中將再詳細說明。

事實上，光源711、712、721、722並不絕對必須設置在指示道具71與72之上；指示道具71與72僅需能夠反射光線即可。光源可設置在其他任何地方，向指示道具71與72投射光線。本技術業者當可了解，此種變換並不會影響前文所述對於物件的辨識。在此種情況下，甚至連指示道具71與72也都可省略，例如，可使用人體的某個部位來取代指示道具71與72，只要該人體部位所反射的光線強度足夠辨識即可。

圖11顯示光源安裝於別處的實施例。為辨識並區分影像中的物件，在本實施例中，光源80投射帶有圖案的光線。該帶有圖案的光線被投射往指示道具72或使用者的一個人體部位706，被其反射而為影像處理系統3所接收。影像處理系統3中的影像感測器31(未示於圖11)接收該反射光。所述光線圖案例如可包含不同的亮度、顏色、形狀、大小、紋理、或密度等，藉由光源80中發光元件81的排列方式(例如，如圖所示，多個發光元件81依預定圖案排列)、不同發光時序(亦即，可藉由分別控制各個發光元件81，使受到光投射的多個位置分別於相同或不同時點被照射)、不同發光頻譜(亦即發光元件81可發出不同頻譜的光線，可為可見或不可見光)、或以上兩者或更多者之組合，來產生。

帶有圖案的光線有助於更精確辨識並區分物件，說明如下。請參閱第12~13圖，光線被指示道具72(或圖11所示人體部位706)反射而為影像處理系統3中的影像感測器31所接收。因此，根據影像感測器31上光的反射位置，便可得出指示道具72與影像感測器31在Z方向上的距離。然而，如圖13所示，可能將路徑P1誤判為路徑P2(或反之)，而造成誤判；一方面，這可能導致產生錯誤的距離資訊，另一方面，這可能導致誤判影像中的物件，例如將兩物件誤認為同一物件。為避免發生此種誤判，如果路徑P1和路徑P2的光線圖案不同，影像處理系統3便可判斷出其係自哪一路徑接收光線。

圖14A~14C舉例顯示光線圖案的幾種實施例。例如，如圖14A所示，可在圖案中安排多個不同大小的亮區B；或如圖14B所示，可在圖案中安排多個不同大小的暗區D；或如圖14C所示，圖案中可包括不同顏色、形狀、次序、亮度的區域，等等。

圖15示出本發明的另一個實施例。除了設計發光元件81的排列方式、發光時序、發光頻譜以產生圖案之外，還可以別的方式產生圖案。如圖所示，光源80中另包含有微鏡面82。在本實施例中，發光元件81投射線性光至微鏡面82，而微鏡面82將光線反射至指示道具72或人體部位706。微鏡面82可沿X軸一維轉動；藉由其轉動，將線性光轉換成為掃瞄光束，以掃瞄指示道具72或人體部位706。在本實施例中，不但可藉由發光元件81的安排來產生圖案，還可藉由控制微鏡面82的轉動來產生圖案。

圖16示出本發明的另一個實施例。在本實施例中，光源80另包含有折射光學元件83。在光源80中可以只具有一個發光元件81(但當然也可更多)，此發光元件81投射點狀光束而由折射光學元件83將其轉換成線狀或平面光。轉換後的線狀或平面光被投射至指示道具72或人體部位706。在本實施例中，不但可藉由發光元件81的發光時序來產生圖案(或由發光元件81的其他安排方式來產生，如光源80具有不只一個發光元件81)，還可藉由折射光學元件83的設計來產生圖案。如圖16右側所示，折射光學元件83例如可以將發光元件81所投射的點狀光束轉換成線狀或平面光，而成為點陣形狀、字母形狀、變密度圖案、等等。

圖17示出本發明的另一個實施例。在本實施例中，光源80中可以只具有一個發光元件81(但當然也可更多)，且光源80中另包含有可沿X軸和Y軸二維轉動的微鏡面82。微鏡面82將光源80發出的光線反射並轉換成為掃瞄光束，以掃瞄指示道具72或人體部位706。在本實施例中，不但可藉由發光元件81的發光時序來產生圖案(或由發光元件81的其他安排方式來產生，如光源80具有不只一個發光元件81)，還可藉由控制微鏡面82的二維轉動來產生圖案。

圖18~19示出本發明的另兩個實施例，其中光源80除包含一或多個發光元件81外，另包含微鏡面82和折射光學元件83之組合。折射光學元件83可設置在發光元件81與微鏡面82之間、或設置在微鏡面82與指示道具72或人體部位706之間。圖20示出本發明的另一個實施例，其中微鏡面82包含有多個鏡面單元，可以個別一維(如圖示)或二維(圖未示)轉動。這些實施例都可以產生帶有圖案的光線。

除了投射帶有圖案的光線外，請參閱圖21，可設計使影像處理系統3能夠調整其曝光參數，以更精確地辨識及區分物件。在步驟91中，影像處理系統3根據一組曝光參數感測影像中的像素。步驟92中，影像處理系統3判斷是否有許多像素值落在範圍外(太亮或太暗)；所謂「許多」可以是設計者或使用者認為合適的數值，例如>70%，>75%，>80%，等等。若判斷結果為是，則進行步驟93，調整曝光參數。若判斷結果為否，則影像處理系統3處理影像以辨識並區分物件(步驟94)，並繼續以幕前的曝光參數來感測次一影像。藉由調整曝光參數，首先，可過濾掉超過高閾值(太亮)與低於低閾值(太暗)的雜訊。其次，如光線圖案具有不同亮度的區域，則透過調整曝光參數，影像處理系統3可以更清晰地辨識圖案，以更精確地辨識並區分物件。

本發明已就較佳實施例敘述如上，但以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1、2．．．影像

11、12、21、22．．．物件影像

111、121．．．影像區段

111’、121’．．．影像區段之起始點

111”、121”．．．影像區段之終點

91~94、101~107、110~114、120~125．．．步驟

3．．．影像處理系統

31．．．影像感測器

311．．．像素

32．．．類比數位轉換器

33．．．影像處理單元

34．．．暫存器

35．．．介面模組

4．．．個人電腦

41．．．主機

411．．．傳輸介面

42．．．顯示器

700．．．遊戲裝置

706．．．人體部位

71、72．．．指示道具

711、712、721、722．．．光源

720．．．踏步台

730．．．螢幕裝置

750．．．視訊攝影機

760．．．遊戲盒

770．．．主機裝置

80．．．光源

81．．．發光元件

82．．．微鏡面

83．．．折射光學元件

圖1是一示意圖，說明一種習知的互動式遊戲裝置。

圖2是一電路方塊圖，說明使用本發明之動態影像辨識方法的影像辨識系統，用以將辨識後之特徵屬性相關資訊輸出至一現有的個人電腦主機具有的傳輸介面。

圖3是一示意圖，說明本發明利用物件特徵相異性進行多個物件之動態影像辨識方法的第一較佳實施例，可辨識出影像中的二物件是屬於實心或空心物件。

圖4是一流程圖，說明使用本發明利用物件特徵相異性進行多個物件之動態影像辨識方法之二實施例，係如何在辨識的初始階段利用各影像區段之識別來判斷其所屬物件。

圖5是一流程圖，說明該第一較佳實施例如何辨識出影像中的二物件是屬於實心或空心物件。

圖6舉例說明如何辨識實心或空心物件。

圖7是一流程圖，本發明利用物件特徵相異性進行多個物件之動態影像辨識方法的第二較佳實施例，如何辨識出影像中的二物件是屬於長形或短形物件。

圖8是一示意圖，說明該第二較佳實施例可辨識出影像中的二物件是屬於長形或短形物件。

圖9示出本發明的另一個實施例。

圖10示出光源的一個實施例，此光源包含一或多個發光元件，以及一個折射光學元件。

圖11示出本發明的另一個實施例，其中光源安裝於別處。

圖12與13說明為何會造成誤判。

圖14A~14C舉例顯示數種光線圖案。

圖15~20示出本發明的另外數個實施例。

圖21舉例示出調整曝光參數的步驟。

706．．．人體部位

72．．．指示道具

80．．．光源

81．．．發光元件

82．．．微鏡面

83．．．折射光學元件

Claims

一種利用物件特徵相異性進行多個物件之動態影像辨識方法，該方法係配合一影像感測器及一暫存器之使用，用以對於一影像之中具有之至少一物件即時地進行辨識，該影像感測器具有複數行列式感應像素，且該影像感測器以該等感應像素感測該物件而形成複數影像區段，該方法包含下述步驟：(A)投射光線以產生一影像，該光線帶有一圖案；(B)根據一組曝光參數來感測該影像；(C)設定該影像相對於該組曝光參數之灰階閾值；(D)依序擷取該影像中每列之像素值；(E)利用該灰階閾值判斷背景區域及識別出該物件之影像區段；(F)利用相鄰兩列中影像區段之空間相關性分辨未知物件之影像區段屬於何物件；(G)匯集該等影像區段所累計之資訊至其所屬之物件；以及(H)依據一判斷法則區分該物件之特徵屬性，並該特徵屬性分辨不同的物件。
依據申請專利範圍第1項所述之利用物件特徵相異性進行多個物件之動態影像辨識方法，其中步驟(E)包括以下子步驟：(E-1)紀錄目前檢視列中該影像區段的起始點並儲存至該暫存器；(E-2)自該影像區段之起始點逐點累計該影像區段之資訊並儲存至該暫存器；以及(E-3)判斷此列中該影像區段終點並儲存至該暫存器，其中，在進行步驟(F)時，至少平行進行決定下一影像區段起始點之步驟。
依據申請專利範圍第1項所述之利用物件特徵相異性進行多個物件之動態影像辨識方法，其中，步驟(H)之該判斷法則具有下述步驟：(H-1)判斷辨識出的物件是否圍繞任何背景；(H-2)若(H-1)為否，則判定該物件特徵屬性為實心物件；若(H-1)為是，則判定該物件包含空心區域；(H-3)判斷(空心區域面積)除以(該物件實體與空心區域面積和)所得的商是否大於一閾值；以及(H-4)若(H-3)為是，則判定該物件特徵屬性為空心物件，否則判定物件特徵屬性為實心物件。
依據申請專利範圍第1項所述之利用物件特徵相異性進行多個物件之動態影像辨識方法，其中，步驟(H)之該判斷法則具有下述步驟：(H-1)判斷並擷取該物件適用的四端點座標；(H-2)計算該物件之長邊、短邊向量；(H-3)計算(該物件之長邊長度平方/該物件之面積)是否大於一閾值？若大於該閾值，則進行步驟(H-4)，若不大於該閾值，則進行步驟(H-5)；(H-4)判斷該物件之特徵屬性為一長形物件；及(H-5)判斷該物件之特徵屬性為一短形物件。
依據申請專利範圍第1項所述之利用物件特徵相異性進行多個物件之動態影像辨識方法，其中，步驟(F)中，分辨該等影像區段分別屬於何物件之方式，係判斷如符合下述公式，則可判定一未知物件影像區段屬於該物件i：Seg-L≦Preline-Obj_i -R；且Seg-R≧Preline-Obj_i -L；其中，此公式是表示在讀取至影像中的第Y列資料時，Seg-L表示讀取第Y列出現的該未知物件影像區段之左方起始點X座標值；Seg-R表示讀取第Y列出現的該未知物件影像區段之右方終點X座標值；Preline-Obj_i -R表示第Y-1列出現之各該物件i之影像區段之右方終點X座標值；Preline-Obj_i -L表示第Y-1列出現之各該物件i之影像區段之左方起始點X座標值。
依據申請專利範圍第1項所述之利用物件特徵相異性進行多個物件之動態影像辨識方法，其中，步驟(A)包含：經由折射光學元件、或經由微鏡面、或經由折射光學元件和微鏡面之組合，投射光線。
依據申請專利範圍第1項所述之利用物件特徵相異性進行多個物件之動態影像辨識方法，其中，步驟(A)係以一光源投射光線，該光源包含多個發光元件，且該帶有圖案之光線係由發光元件的排列方式、不同發光時序、不同發光頻譜、或以上兩者或更多者之組合所產生。
依據申請專利範圍第1項所述之利用物件特徵相異性進行多個物件之動態影像辨識方法，更包含：(I)根據所感測之影像，決定與影像平面垂直方向上的一距離。
依據申請專利範圍第1項所述之利用物件特徵相異性進行多個物件之動態影像辨識方法，更包含：(I)當許多像素值超出範圍時，調整曝光參數。
一種影像辨識系統，係利用物件影像特徵相異性對於一影像之中具有之至少一物件即時地進行辨識，該影像辨識系統包含：一光源，其投射帶有圖案的光線以產生該影像，一影像感測器，具有複數行列式感應像素，用以感應該影像，且該影像感測器以該等感應像素感測該物件而形成複數影像區段；一類比數位轉換器，連接該影像感測器，用以轉換感應該影像之類比訊號為數位訊號；一影像處理單元，連接該類比數位轉換器，該影像處理單元係逐列讀取該等感應像素，並設定有該影像之灰階閾值及一用以區分該物件之特徵屬性的判斷法則；及一暫存器，連接該影像處理單元，用以暫存該影像處理單元累計之該等物件的影像資訊；藉此，該影像處理單元可利用該灰階閾值判斷背景區域並識別出該等物件之影像區段，利用相鄰兩列中影像區段之空間相關性分辨該未知物件之影像區段屬於何物件，再匯集該等影像區段所累計之資訊至其所屬之物件，並依據該判斷法則區分該物件之特徵屬性，而於擷取完該影像所有之像素值後，該影像處理單元即辨識出該影像中的該物件之特徵屬性。
依據申請專利範圍第10項所述之影像辨識系統，其中，該影像處理單元設定之判斷法則係判斷出包括實心、空心、長形及短形其中任一種特徵屬性。
依據申請專利範圍第10項所述之影像辨識系統，其中，該光源包含(A)一或多個發光元件，及(B)折射光學元件、微鏡面、或折射光學元件和微鏡面之組合，其中該一或多個發光元件經由該折射光學元件、經由微鏡面、或經由折射光學元件和微鏡面之組合投射光線，以產生該帶有圖案之光線。
依據申請專利範圍第10項所述之影像辨識系統，其中，該光源包含多個發光元件，且該帶有圖案之光線係由發光元件的排列方式、不同發光時序、不同發光頻譜、或以上兩者或更多者之組合所產生。