TWI419062B - 用於最佳化影像擷取裝置設定之電子系統、計算機系統及其方法 - Google Patents

Description

用於最佳化影像擷取裝置設定之電子系統、計算機系統及其方法

本發明係關於一種照相裝置，特別是一種影像擷取裝置。

臉部識別系統是透過比對使用者的現場影像與一參考影像，自動識別使用者身分的系統。

圖1所示為傳統之臉部識別系統100，其包含一照相機102、一參考影像資料庫104、以及一比較器106。參考影像資料庫104中儲存多幅參考影像。照相機102擷取一使用者之現場影像並將此現場影像傳輸至比較器106。比較器106比較現場影像與參考影像資料庫104中的參考影像，以產生一指示現場影像與參考影像是否匹配之識別結果。

如果當下的環境(例如，光照條件和光線方向等)與擷取參考影像時的環境相似，則傳統的臉部識別系統100可表現出良好的性能。然而，如果當下的環境條件與擷取參考影像時的條件區別較大，這種傳統的臉部識別系統100的性能將顯著降低，使用者的現場影像可能無法與參考影像資料庫104中的任何參考影像匹配，進而導致識別失敗率的增加。

本發明提供一種電子系統，包括：一影像擷取裝置，用於擷取一第一現場影像；以及一比較器，其係耦接至該影像擷取裝置，用於比較該第一現場影像和一參考影像，以產生一回授信號，進而透過該回授信號調整該影像擷取裝置之至少一設定。

本發明還提供一種計算機系統，包含：一影像擷取裝置，用於擷取一第一現場影像；一儲存系統，其係耦接至該影像擷取裝置，用於儲存一串機器可讀指令；以及一處理器，其係耦接至該儲存系統，用於執行該串機器可讀指令，並根據比較該第一現場影像和一參考影像，以產生一回授信號，並根據該回授信號調整該影像擷取裝置之至少一設定。

本發明還提供一種最佳化一影像擷取裝置之至少一設定之方法，包括：利用該影像擷取裝置擷取一第一現場影像；比較該第一現場影像和一參考影像，以產生一回授信號；以及根據該回授信號調整該影像擷取裝置之該至少一設定。

本發明將在下文中配合實施例及圖式進行詳細描述。本發明雖可能配合實施例說明，但應理解本發明並非意欲被限制於說明書中之特定實施例。配合以下詳細說明，本發明之其他優點及特徵對於本技術領域中具有通常知識者將更為彰顯。本發明可被修改以用於各種應用，且均不悖離本發明之精神。因此，此處之圖式與說明均為例示性而非限制性。

圖2所示為根據本發明一實施例之臉部識別系統200。臉部識別系統200包括一影像擷取裝置(例如，一照相機202)、一參考影像資料庫204、以及一比較器206。參考影像資料庫204存有一或多幅參考影像。照相機202係用於擷取一現場影像。比較器206係耦接至照相機202，且可透過比對現場影像與至少一參考影像，以產生一傳送至照相機202的回授信號，並根據該回授信號調整照相機202之至少一設定。比較器206可進一步決定照相機設定的調整方向。

在操作中，照相機202擷取使用者(例如，臉部識別系統200之一使用者)的第一現場影像，並將第一現場影像傳送至比較器206。在一實施例中，比較器206比對第一現場影像與參考影像資料庫204中的參考影像，以決定一代表第一現場影像與參考影像相似度之第一匹配百分比，進而決定第一現場影像與使用者之一或多幅參考影像是否匹配。

在一實施例中，參考影像資料庫204儲存多個使用者的多幅參考影像，每一使用者有一幅對應的參考影像。第一匹配百分比為第一現場影像與相似度最高的一幅參考影像之間的匹配百分比。例如，假設參考影像資料庫204儲存三個使用者A、B、C分別對應的三幅參考影像。在一實施例中，如果使用者B的參考影像與第一現場影像之間的相似程度高於使用者A的參考影像與第一現場影像之間的相似程度，而且也高於使用者C的參考影像與第一現場影像之間的相似程度，則，第一匹配百分比就是第一現場影像與使用者B的參考影像之間的匹配百分比。

在另一實施例中，參考影像資料庫204儲存多個使用者的多幅參考影像，每一使用者有一組對應的參考影像。第一匹配百分比可為第一現場影像與一組與第一現場影像相似度最高的參考影像的匹配百分比。例如，假設參考影像資料庫204儲存三個使用者A、B、C分別對應的三組參考影像。如果使用者B的一組參考影像與第一現場影像之間的相似程度高於使用者A的一組參考影像與第一現場影像之間的相似程度，且也高於使用者C的一組參考影像與第一現場影像之間的相似程度，則，在一實施例中，第一匹配百分比就是第一現場影像與使用者B對應的一組參考影像之間的匹配百分比。

另外，比較器206可根據比較結果產生一回授信號。例如，若尋找不到匹配之參考影像(例如，第一匹配百分比小於一預設臨界值)，則比較器206產生一回授信號以調整一或多個照相機設定。有利之處在於，可透過回授信號調整照相機202之至少一設定(例如，一影像亮度設定、一影像對比設定、一影像顏色設定、一變焦(zoom-in/out)設定等)，以得到較佳之照相機設定，進而擷取一第二現場影像。具體而言，在一實施例中，回授信號可調整一或多個照相機設定以重現參考影像的原始光照狀況和/或顏色狀況。因此，基於調整後的照相機設定所取得的第二現場影像的匹配百分比將會增大，因此提升成功識別的機率。

在一實施例中，比較器206產生一回授信號用於調整照相機202的第一設定，例如影像亮度設定，進而增加影像亮度。在一實施例中，回授信號包含多個指令，其可透過照相機202之一驅動器調整照相機設定。

基於調整後的設定，照相機202擷取第二現場影像，並將第二現場影像傳輸至比較器206。在一實施例中，比較器206比較第二現場影像與參考影像，以得到一用以指示第二現場影像與參考影像之相似度之第二匹配百分比。第二匹配百分比可以用得到第一匹配百分比類似的方法得到，為簡明起見在此不再贅述。

在一實施例中，若第二匹配百分比大於第一匹配百分比，則比較器206產生一回授信號，以進一步同方向調整第一設定，例如進一步增加影像亮度，以此擷取的第三現場影像將比第二現場影像更亮，然後再次進行比較。在一實施例中，若第二匹配百分比小於第一匹配百分比，則比較器206產生一個回授信號，反方向調整第一設定，例如降低影像亮度，以此擷取的第三現場影像將比第二現場影像為暗。有利之處在於，透過重複上述過程，例如根據回授信號反覆調整第一設定，第一設定可自動地最佳化，以重現參考影像的原始狀況(例如，光照狀況)。

在反覆調整第一設定(例如，上述例子中所描述之影像亮度設定)後，臉部識別系統200進一步調整其他的照相機設定，例如，一第二設定影像，諸如影像對比設定，並執行上述重複過程。最後，照相機設定能被自動調整到最佳化，進而重現參考影像的原始狀況(例如，光照狀況和顏色狀況)。因此，在一實施例中，在調整了各種不同的照相機設定後，照相機202能夠取得匹配百分比較大的現場影像。

在調整了一或多種照相機設定之後，比較器206基於最大匹配百分比產生一最終識別結果。在一實施例中，當最大匹配百分比大於一預設臨界值時，則指示現場影像與一使用者的一參考影像(或一組參考影像)匹配成功，臉部識別系統200宣布識別成功。如果最大匹配百分比小於預設臨界值，則指示在參考影像資料庫204中無法找到匹配的參考影像，於是臉部識別系統200宣布識別失敗。預設臨界值可由臉部識別系統200的使用者或系統管理員進行設定。

有利之處在於，在一實施例中，透過比較器206對現場影像和參考影像進行比較所產生的回授信號，照相機設定可以被自動的最佳化。使用最佳化的設定，臉部識別系統200能夠重現參考影像的原始狀況(如光照狀況和/或顏色狀況)，進而提升識別機率，以及改進識別性能。

圖3所示為根據本發明一實施例計算機系統300示意圖。圖3所示為在一計算機系統300上實現圖2所示的臉部識別系統200。圖3中與圖2編號相同的元件具有類似的功能，為簡明起見在此不再贅述。

計算機系統300包含一用於擷取一現場影像的影像擷取裝置，如照相機202。計算機系統300還包括一儲存系統304，可用以儲存一串之機器可讀指令308，並儲存一包含有一或多幅參考影像的參考影像資料庫204。儲存系統304可以是短暫(volatile)記憶體，例如靜態隨機存取記憶體(SRAM)，也可以是非短暫(non-volatile)記憶體，例如硬碟，也可以是以上述類型記憶體的結合。一處理器302耦接至儲存系統304，用於執行該串機器可讀指令308以實現圖2中所示之比較器206的功能，例如透過比較第一現場影像和參考影像以產生可調整照相機202之至少一設定之一回授信號。照相機202透過一照相機驅動器306耦接至處理器302。照相機驅動器306包含一資料界面310，此資料界面310可以是各種界面，包括標準Window USB視頻設備種類界面和輔助設備軟體編程界面，但不以此為限。透過照相機驅動器306中的資料界面310，處理器302可利用回授信號調整照相機202之至少一設定。處理器302還進一步可透過資料界面310取得當下之照相機設定之資訊。

在操作過程中，照相機202擷取一現場影像。處理器302執行該串機器可讀指令308，將現場影像和參考影像資料庫204中的參考影像進行比較。處理器302透過比較現場影像和參考影像進而產生一回授信號。在一實施例中，回授信號可包括透過照相機驅動器306中的資料界面310調整照相機設定的一些命令。因此，基於現場影像和參考影像，回授信號可透過照相機驅動器306中的資料界面310調整照相機設定。

圖4所示為根據本發明一實施例的最佳化照相機設定的方法流程400。圖4將結合圖2進行描述。雖然圖4中公開了多個具體的步驟，這些步驟都是示例性的。換言之，本發明同樣可執行各種其它的步驟以及圖4所示步驟的變體。

在步驟402中，一或多幅參考影像被儲存在參考影像資料庫204中。在步驟404中，照相機202擷取一當下使用者的一現場影像。在步驟406中，比較器206比較現場影像與參考影像資料庫204中的一幅或一組參考影像。在步驟407中，比較器206基於現場影像和參考影像，產生一當下之匹配百分比。在步驟411中，如果一先前之匹配百分比已經存在，比較器206基於當下的匹配百分比和先前的匹配百分比，決定一調整方向。在一個實施例中，如果當下的匹配百分比較先前的匹配百分比為大，比較器206決定調整方向為一正(forward)方向。在一個實施例中，如果當下的匹配百分比較先前的匹配百分比為小，比較器206決定調整方向為一反(backward)方向。在步驟412中，基於現場影像、參考影像以及調整方向，比較器206產生一回授信號。在步驟416中，回授信號調整照相機202之至少一設定。在一實施例中，調整一影像亮度設定。在另一實施例中，調整一影像對比設定。在調整了照相機202之至少一設定之後，方法流程400回到步驟404，擷取一第二現場影像。步驟404之後的步驟已於先前描述過，為簡明起見在此不再贅述。

本發明中公開的最佳化照相機設定的方法不限於使用在臉部識別系統。其也可應用於其他使用網路照相機之應用，例如，視訊會議系統和線上即時通訊軟體。透過比較當下現場影像和預先儲存的參考影像之比較結果而產生一回授信號，並用此回授信號調整照相機的設定，使得設定達到最佳化，進而提升這些網路照相機之應用的性能。

以上實施例僅用以說明本發明而並非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明進行修改或者等同替換，而不脫離本發明的精神和範圍，其均應涵蓋在本發明的申請專利範圍當中。

100．．．臉部識別系統

102．．．照相機

104．．．參考影像資料庫

106．．．比較器

200．．．臉部識別系統

202．．．照相機

204．．．參考影像資料庫

206‧‧‧比較器

300‧‧‧計算機系統

302‧‧‧處理器

304‧‧‧儲存系統

306‧‧‧照相機驅動器

308‧‧‧機器可讀指令

310‧‧‧資料界面

400‧‧‧方法流程

402、404、406、407、411、412、416‧‧‧步驟

以下結合附圖和具體實施例對本發明的技術方法進行詳細的描述，以使本發明的特徵和優點更為明顯。其中：

圖1所示為傳統之臉部識別系統。

圖2所示為根據本發明一實施例之臉部識別系統。

圖3所示為根據本發明一實施例之計算機系統。

圖4所示為根據本發明一實施例的最佳化照相機設定的方法流程。

200．．．臉部識別系統

202．．．照相機

204．．．參考影像資料庫

206．．．比較器

Claims (14)

1. 一種電子系統，包括：一影像擷取裝置，擷取一第一現場影像；以及一比較器，耦接至該影像擷取裝置，比較該第一現場影像和一參考影像，以產生一回授信號，透過該回授信號調整該影像擷取裝置之至少一設定，其中，該比較器透過比較該第一現場影像及該參考影像決定一第一匹配百分比，在調整該影像擷取裝置之該至少一設定後，該影像擷取裝置擷取一第二現場影像，且其中，該比較器透過比較該第二現場影像及該參考影像以決定一第二匹配百分比。
2. 如申請專利範圍第1項的電子系統，其中，該影像擷取裝置之該至少一設定包含一影像亮度設定。
3. 如申請專利範圍第1項的電子系統，其中，該影像擷取裝置之該至少一設定包含一影像對比設定。
4. 如申請專利範圍第1項的電子系統，其中，該比較器根據該第一匹配百分比及該第二匹配百分比決定該影像擷取裝置之該至少一設定之一調整方向。
5. 如申請專利範圍第1項的電子系統，其中，該電子系統包括一臉部識別系統。
6. 如申請專利範圍第1項的電子系統，其中，該電子系統包括一視訊會議系統。
7. 一種計算機系統，包括：一影像擷取裝置，擷取一第一現場影像；一儲存系統，耦接至該影像擷取裝置，儲存一串機器可讀指令；以及 一處理器，耦接至該儲存系統，執行該串機器可讀指令，並根據比較該第一現場影像和一參考影像，以產生一回授信號，並根據該回授信號調整該影像擷取裝置之至少一設定，其中，該處理器透過比較該第一現場影像及該參考影像決定一第一匹配百分比，在調整該影像擷取裝置之該至少一設定後，該影像擷取裝置擷取一第二現場影像，且其中該處理器透過比較該第二現場影像及該參考影像以決定一第二匹配百分比。
8. 如申請專利範圍第7項的計算機系統，其中，該影像擷取裝置之該至少一設定包含一影像亮度設定。
9. 如申請專利範圍第7項的計算機系統，其中，該影像擷取裝置之該至少一設定包含一影像對比設定。
10. 如申請專利範圍第7項的計算機系統，其中，該處理器根據該第一匹配百分比及該第二匹配百分比決定該影像擷取裝置之該至少一設定之一調整方向。
11. 一種最佳化一影像擷取裝置之至少一設定之方法，包括：利用該影像擷取裝置擷取一第一現場影像；比較該第一現場影像和一參考影像，以產生一回授信號；根據該回授信號調整該影像擷取裝置之該至少一設定；透過比較該第一現場影像及該參考影像，決定一第一匹配百分比；在調整該影像擷取裝置之該至少一設定之後，擷取一第二現場影像；以及透過比較該第二現場影像及該參考影像，決定一第二匹配百分比。
12. 如申請專利範圍第11項的方法，其中該調整步驟包含：調整該影像擷取裝置之一影像亮度設定。
13. 如申請專利範圍第11項的方法，其中該調整步驟包含：調整該影像擷取裝置之一影像對比設定。
14. 如申請專利範圍第11項的方法，進一步包括：基於該第一匹配百分比及該第二匹配百分比，決定該影像擷取裝置之該至少一設定之一調整方向。