TWI423147B - 防眨眼拍攝系統及方法 - Google Patents

Description

防眨眼拍攝系統及方法

本發明有關於一種影像拍攝系統，尤指一種防眨眼拍攝系統。

習知影像拍攝系統，於拍攝人像時常常會拍到人眼剛好在眨眼，使得拍攝出來的影像可能是閉上眼睛的樣子，或是要閉不閉的樣子，然而有時拍攝的瞬間相當珍貴，卻因為人眼的自然反應而拍到不完美的畫面，因此具有防眨眼的拍攝系統是相當重要的技術。

然而習知影像拍攝系統，在偵測到拍攝物的眼睛是閉上時，會自動連拍兩張或三張，然後讓使用者選擇其中眼睛較大的一張，其缺點為連拍不僅需要消耗較多的電力，還需要更多的儲存空間來儲存拍攝影像。

本發明所欲解決的技術問題，在於提供一種防眨眼拍攝系統及方法，以解決習知拍攝系統之問題。因此本發明之目的為防止拍攝系統拍到眨眼的影像，避免因為人眼的自然反應而拍到不完美的畫面。

有鑑於此，本發明提供一種防眨眼拍攝系統，以達到避免拍到人眼閉上的畫面，且不會消耗更多的電力及不需更多的儲存空間。

為了解決上述技術問題，本發明之一技術方案係提供一種防眨眼拍攝系統，其包括一眨眼偵測模組、一快門控制部及一快門模組。其中該眨眼偵測模組與一取像單元耦接；而快門控制部與眨眼偵測模組耦接。取像單元將一至少包含一臉部之影像轉換為一數位影像資料；而眨眼偵測模組用以對數位影像資料進行影像分析，並確認該臉部之一瞳孔位置後，對該瞳孔周圍的一眼白範圍進行偵測，得到一眨眼頻率，再由快門控制部比較該眨眼頻率與一快門頻率之大小來判斷是否產生一啟動訊號；而快門模組接收該啟動訊號後執行拍攝。

為了解決上述技術問題，本發明之一技術方案係提供一種防眨眼拍攝方法，當該防眨眼拍攝系統進入防眨眼快門模式，則由一取像單元取得一數位影像資料，該數位影像資料包括一臉部；接著由一瞳孔偵測單元對該數位影像資料進行影像分析來確認該臉部之一瞳孔位置；接著由一眼白偵測單元根據該瞳孔位置來偵測該瞳孔周圍之一眼白範圍；再由一判斷單元判斷該眼白範圍內白色部分面積是否有改變；若該眼白範圍內白色部分面積有改變，則由一計數單元根據該眼白範圍內白色部分面積的改變率來計算出一眨眼頻率，在使用者按下快門的瞬間，計數單元根據眨眼偵測模組對該數位影像資料進行亮度分析計算出快門頻率；當快門頻率大於該眨眼頻率，則由一快門控制部啟動一快門模組進行拍攝。

藉此，透過眨眼偵測單元判斷拍攝物是否有眨眼，因而可以達到避免拍攝到閉眼的照片。如此，可以解決因為人眼的自然反應而拍到不完美的畫面，且不會消耗更多的電力及不需更多的儲存空間。。

以上的概述與接下來的詳細說明皆為示範性質，是為了進一步說明本發明的申請專利範圍。而有關本發明的其他目的與優點，將在後續的說明與圖示加以闡述。

本發明之防眨眼拍攝系統係藉由比較一快門頻率與一眨眼頻率的大小來判斷是否進行拍攝，達到免於拍下閉眼的影像。

為了提供更詳盡的說明與解釋，以下將配合方塊圖及示意圖針對本發明進行解說，以便更為明確而清楚地揭露本發明所使用的技術及手段，以彰顯本發明所具有的優點及其所能達成的功效。

請參考第一圖，為本發明所提供的一種眨眼偵測模組之一實施例之方塊圖。如第一圖所示，本發明之眨眼偵測模組13耦接於一取像單元11，取像單元11可為電荷耦合元件或互補式金氧半導體。其中眨眼偵測模組13可為一數位信號處理器，其包括一瞳孔偵測單元131、一眼白偵測單元133、一判斷單元135及一計數單元137。其中眼白偵測單元133與瞳孔偵測單元131耦接；而判斷單元135分別與眼白偵測單元133及計數單元137耦接。

復參考第一圖，當使用者藉由一眨眼偵測模組13進行拍攝時，由取像單元11監視一至少包括一臉部之取像範圍，並將取像範圍轉換為一數位影像資料傳輸給眨眼偵測模組13；而瞳孔偵測單元131接收數位影像資料，並對數位影像資料進行影像分析後，確認臉部之一瞳孔位置，其中瞳孔偵測單元131藉由對數位影像資料進行色相(Hue)分析來確認臉部可能位置，如分析膚色區塊的位置作為臉部可能位置，並根據臉部可能位置進行幾何分析來確認臉部可能位置內之瞳孔位置，如膚色區塊上具有成對眼睛特徵的位置作為瞳孔位置。

復參考第一圖，眼白偵測單元133根據瞳孔位置來偵測瞳孔周圍的一眼白範圍，其中眼白範圍為以瞳孔為中心並包含一虹膜及其周圍的一區塊，如第五A圖及第五B圖所示，為本發明之眼白範圍之一實施例之一示意圖，該區塊31為矩形或圓形等，眼白偵測單元133可在區塊內偵測到虹膜的顏色、眼白的顏色及皮膚的顏色，如黑色、白色及膚色，眼白偵測單元133對區塊31作矩陣切割，並計算區塊31內白色部分之面積32，即眼白於區塊31所佔的面積；而判斷單元135偵測眼白範圍內白色部分面積32是否有改變，若偵測到白色部分面積32明顯變少或是消失，如第五B圖所示，與第五A圖相較，白色部分面積32至少差了三個矩陣，則表示偵測到眨眼，若白色部分面積32沒有改變或是改變量小於三個矩陣，則表示沒有偵測到眨眼，此處說明並非用來限制眨眼偵測的判斷方法，實際實施時亦可由使用者調整偵測眨眼的靈敏度，即白色部分面積32在區塊31中百分比的變化率可為一預設值，超過預設值時表示有眨眼的情況發生，使用者可依需要調整此預設值；而計數單元137根據眼白範圍內白色部分面積32之改變率來計算出一眨眼頻率，計算的方法可藉由偵測到一次眨眼的時間間隔換算成眨眼頻率，即記錄偵測到白色部分面積32改變前後的時間點。

請參考第二圖，為本發明所提供的一種眨眼偵測方法之一實施例之流程圖。如第二圖所示，本發明之一種眨眼偵測方法，其步驟包括由一取像單元11取得一數位影像資料(S201)，其中數位影像資料至少包括一臉部；接著，由一瞳孔偵測單元131對數位影像資料進行影像分析來確認該影像中一臉部之一瞳孔位置(S203)，其中瞳孔偵測單元131對數位影像資料進行色相(Hue)分析來確認臉部可能位置，且瞳孔偵測單元131對臉部可能位置內進行幾何分析來確認臉部之瞳孔位置；接著，由一眼白偵測單元133根據瞳孔位置來偵測瞳孔周圍之一眼白範圍(S205)；接著，由判斷單元135判斷瞳孔周圍之眼白範圍內白色部分面積是否有改變(S207)，上述步驟更包括先選取以瞳孔為中心並包含虹膜及其周圍的一區塊進行矩陣分割，以該區塊作為眼白偵測單元133所偵測之眼白範圍，再計算眼白範圍內白色部分之面積；若判斷單元135判斷瞳孔周圍之眼白範圍內白色部分面積有改變，表示有偵測到眨眼，則由一計數單元137根據眼白範圍內白色部分面積之改變率來計算一眨眼頻率(S209)；若判斷單元135判斷瞳孔周圍之眼白範圍內白色部分面積沒有改變，則重新由取像單元11取得數位影像資料(S201)。

請參考第三圖，為本發明所提供的一種防眨眼拍攝系統之一實施例之方塊圖。如第三圖所示，本發明之一種防眨眼拍攝系統1包括如第一圖所示之一眨眼偵測模組13、一取像單元11、一快門控制部23、一快門模組25、一輸入單元27及一顯示單元29。

其中眨眼偵測模組13其元件連接關係與上述第一圖之眨眼偵測模組13相同，耦接於取像單元11；快門控制部23與眨眼偵測模組13耦接；快門模組25與快門控制部23耦接；輸入單元27與眨眼偵測模組13耦接；而顯示單元29與眨眼偵測模組13耦接。

復參考第三圖，其中眨眼偵測模組13用以判斷是否有眨眼及分析一眨眼頻率；而快門控制部23用以比較眨眼頻率與一快門頻率，判斷是否產生一啟動訊號；而快門模組25用以接收啟動訊號後執行拍攝，即根據啟動訊號控制眨眼拍攝系統1拍攝時之曝光時間。

當使用者藉由輸入單元27輸入一指令，如藉由快門按鍵輸入控制眨眼偵測模組之指令，該指令包括快門啟動指令，計數單元137則會根據取像單元11所偵測到的環境亮度及對焦焦距來取得對應的快門頻率，並根據眼白範圍內白色部分面積的改變率來計算出一眨眼頻率；而快門控制部23用以比較快門頻率及眨眼頻率之大小來判斷是否產生一啟動訊號或一警示訊號，若快門頻率大於眨眼頻率，則產生啟動訊號給快門模組25，即快門頻率決定了防眨眼拍攝系統1拍攝時的曝光時間；若快門頻率小於眨眼頻率，則不啟動快門模組25且產生警示訊號，並顯示於顯示單元29。

請參考第四圖，為本發明所提供的一種防眨眼拍攝方法之一實施例之流程圖。如第四圖所示，本發明之一種防眨眼拍攝方法，其步驟包括由一取像單元11取得一至少包括一臉部之數位影像資料(S401)；接著，由一瞳孔偵測單元131對數位影像資料進行影像分析來確認數位影像中一臉部之一瞳孔位置(S402)，其中瞳孔偵測單元131對數位影像資料進行色相(Hue)及亮度(Brightness)分析來確認臉部可能位置，且瞳孔偵測單元131對臉部可能位置內進行幾何分析來確認臉部之瞳孔位置；由一眼白偵測單元133根據瞳孔位置來偵測瞳孔周圍之一眼白範圍(S403)；接著，由一判斷單元135判斷瞳孔周圍之眼白範圍內白色部分面積是否有改變(S404)，上述步驟更包括先選取以瞳孔為中心並包含虹膜及其周圍的一區塊進行矩陣分割，以該區塊作為眼白偵測單元133所偵測之眼白範圍，再計算眼白範圍內白色部分之面積，若判斷單元135判斷瞳孔周圍之眼白範圍內白色部分面積有改變，則由一計數單元137根據眼白範圍內白色部分面積之改變率來計算出一眨眼頻率(S405)；若判斷單元135判斷瞳孔周圍之眼白範圍內白色部分面積沒有改變，則重新確認臉部之瞳孔位置(S402)。

當使用者透過一輸入單元27輸入一第一段快門啟動指令，根據第一段快門啟動指令輸入同時，計數單元137根據取像單元11所偵測到的環境亮度及對焦焦距來取得一快門頻率(S407)，其中對焦焦距由取像單元所取得；接著，由快門控制部23判斷快門頻率是否大於眨眼頻率(S408)；若快門頻率大於眨眼頻率，則由快門控制部23啟動一第二段快門啟動指令，以第二段快門啟動指令作為一啟動指令使一快門模組25進行拍攝(S409)，若快門頻率小於眨眼頻率，則暫停第二段快門啟動指令，並顯示一警示訊號於顯示單元29，判斷單元135重新判斷瞳孔周圍之眼白範圍內白色部分面積是否有改變(S404)，再由計數單元137根據眼白範圍內白色部分面積之改變率來計算眨眼頻率(S405)。

其中第一段快門啟動指令可為使用者半按快門按鍵之指令，當快門頻率大於眨眼頻率，則使用者可繼續按壓快門按鍵而啟動第二段快門啟動指令；當快門頻率小於眨眼頻率，則使用者因為第二段快門啟動指令被暫停而無法再按壓快門按鍵，快門按鍵會被卡住來阻止使用者繼續按壓快門按鍵。

綜合上述所列舉實施方式之作法，可知本發明係利用眼白偵測單元與判斷單元來判斷影像中臉部是否有眨眼，並分析眨眼的頻率，再根據眨眼頻率與快門頻率之大小來控制快門模組的啟動，直到偵測之眨眼頻率小於快門頻率，快門模組才啟動，達到防眨眼拍攝的目的。

惟上述所揭露之圖示及說明，僅為本發明之實施例而已，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，當可依據上述之說明做各種之更動與潤飾，如有其他符合本發明之精神與未實質改變本發明之技術手段者，皆屬本發明所涵蓋保護之範圍。

11．．．取像單元

13．．．眨眼偵測模組

131．．．瞳孔偵測單元

133．．．眼白偵測單元

135．．．判斷單元

137．．．計數單元

1．．．防眨眼拍攝系統

23．．．快門控制部

25．．．快門模組

27．．．輸入單元

29．．．顯示單元

31．．．眼白範圍

32．．．眼白範圍內白色部分面積

S201~S209．．．眨眼偵測方法

S401~S409．．．防眨眼拍攝方法

第一圖為本發明之眨眼偵測模組之一實施例之方塊圖；

第二圖為本發明之眨眼偵測方法之一實施例之流程圖；

第三圖係本發明之防眨眼拍攝系統之一實施例之方塊圖；

第四圖為本發明之防眨眼拍攝方法之一實施例之流程圖；

第五A圖為本發明之眼白範圍之一實施例之示意圖；及

第五B圖為本發明之眼白範圍之另一實施例之示意圖。

1．．．防眨眼拍攝系統

11．．．取像單元

13．．．眨眼偵測模組

131．．．瞳孔偵測單元

133．．．眼白偵測單元

135．．．判斷單元

137．．．計數單元

23．．．快門控制部

25．．．快門模組

27．．．輸入單元

29．．．顯示單元

Claims (18)

1. 一種眨眼偵測模組，耦接於一取像單元其係用以監視一至少包含一臉部之取像範圍，並將該取像範圍轉換為一數位影像資料，該眨眼偵測模組包括：一瞳孔偵測單元，從該數位影像資料確認該臉部之一瞳孔位置；一眼白偵測單元，其與該瞳孔偵測單元耦接，用以根據該瞳孔位置來偵測該瞳孔周圍的一眼白範圍；及一判斷單元，其與該眼白偵測單元耦接，用以偵測該眼白範圍內白色部分面積是否有改變，來判斷該臉部是否處在眨眼狀態；其中該眼白偵測單元所偵測的該眼白範圍為以該瞳孔為中心並至少包含一虹膜及其周圍的一區塊，以及該眼白偵測單元對該區塊作矩陣切割，並計算該區塊內白色部分之面積。
2. 如申請專利範圍第1項所述之眨眼偵測模組，更包括一計數單元，其與該判斷單元耦接，用以根據該眼白範圍內白色部份面積之改變率來計算一眨眼頻率。
3. 如申請專利範圍第1項所述之眨眼偵測模組，其中該眨眼偵測模組對該數位影像資料進行色相(Hue)分析來確認該臉部之位置，並根據該臉部可能之位置進行幾何分析來確認該臉部位置內之該瞳孔位置。
4. 一種眨眼偵測方法，包括以下步驟：由一取像單元取得一數位影像資料，該數位影像資料至少包括一臉部；對該數位影像資料進行影像分析來確認該臉部之一瞳孔位置；判斷該瞳孔周圍之一眼白範圍內白色部分面積是否有改變；及若上述判斷為是，則根據該眼白範圍內白色部分面積之改變率來計算一眨眼頻率；其中判斷該瞳孔周圍之該眼白範圍內白色部分面積是否有改變之步驟更包括：選取以瞳孔為中心並包含虹膜及其周圍的一區塊進行矩陣分割，以該區塊作為該眼白偵測單元所偵測之該眼白範圍；及計算該眼白範圍內白色部分之面積。
5. 如申請專利範圍第4項所述之眨眼偵測方法，其中對該數位影像資料進行影像分析來確認該數位影像資料中該臉部之該瞳孔位置之步驟包括：對該數位影像資料進行色相(Hue)分析來確認該臉部之可能位置；及對該臉部之可能位置內進行幾何分析來確認該臉部之該瞳孔位置。
6. 一種防眨眼拍攝系統，包括：一眨眼偵測模組，用以判斷是否有眨眼及分析一眨眼頻率，其中該眨眼頻率是根據臉部的一瞳孔周圍的一眼白範圍的面積改變率計算出；一快門控制部，其與該眨眼偵測模組耦接，用以比較該眨眼頻率與一快門頻率之大小，判斷是否產生一啟動訊號；及一快門模組，其與該快門控制部耦接，用以接收該啟動訊號後執行拍攝。
7. 如申請專利範圍第6項所述之防眨眼拍攝系統，其中該眨眼偵測模組係耦接於一取像單元其係用以監視一至少包含一臉部之取像範圍，並將該取像範圍轉換為一數位影像資料，該眨眼偵測模組包括：一瞳孔偵測單元，用以確認該臉部之一瞳孔位置；一眼白偵測單元，其與該瞳孔偵測單元耦接，用以根據該瞳孔位置來偵側該瞳孔周圍的一眼白範圍；一判斷單元，其與該眼白偵測單元耦接，用以偵測該眼白範圍內白色部分面積之改變，來判斷是否處在眨眼狀態；及一計數單元，其與該判斷單元耦接，用以根據該眼白範圍內白色部分面積之改變率來計算一眨眼頻率。
8. 如申請專利範圍第7項所述之防眨眼拍攝系統，其中該眼白 偵測單元所偵測的該眼白範圍為以該瞳孔為中心並包含一虹膜及其周圍的一區塊。
9. 如申請專利範圍第7項所述之防眨眼拍攝系統，其中該眼白偵測單元對該區塊作矩陣切割，並計算該區塊內白色部分之面積。
10. 如申請專利範圍第7項所述之防眨眼拍攝系統，其中該判斷單元更判斷是否產生一警示訊號。
11. 如申請專利範圍第10項所述之防眨眼拍攝系統，更包括：一輸入單元，其與該眨眼偵測模組耦接，用以提供輸入控制該眨眼偵測模組之運作之指令，該指令包括一快門啟動指令；及一顯示單元，其與該眨眼偵測模組耦接，用以顯示該警示訊號。
12. 一種防眨眼拍攝方法，包括以下步驟：由一個取像單元取得一至少包括一臉部之數位影像資料；對該數位影像資料進行影像分析，確認該臉部之一瞳孔位置；根據該瞳孔位置來偵測該瞳孔周圍之一眼白範圍；判斷該眼白範圍內白色部分面積是否有改變；若上述判斷為是，則根據該眼白範圍內白色部分面積的改變率來計算一眨眼頻率；輸入一第一段快門啟動指令； 根據該第一段快門啟動指令取得一快門頻率；判斷該快門頻率是否大於該眨眼頻率；及當該快門頻率大於該眨眼頻率時，則啟動一第二段快門啟動指令使快門模組進行拍攝。
13. 如申請專利範圍第12項所述之防眨眼拍攝方法，其中對該數位影像資料進行影像分析來確認該臉部之該瞳孔位置之步驟包括：對該數位影像資料進行色相(Hue)及亮度(Brightness)分析來確定該臉部位置；及對該臉部位置內進行幾何分析來確認該臉部之該瞳孔位置。
14. 如申請專利範圍第13項所述之防眨眼拍攝方法，更包括由該取像單元取得一對焦焦距。
15. 如申請專利範圍第14項所述之防眨眼拍攝方法，其中根據該第一段快門啟動指令取得該快門頻率之步驟為根據亮度分析及該對焦焦距來計算出該快門頻率。
16. 如申請專利範圍第15項所述之防眨眼拍攝方法，其中判斷該眼白範圍內白色部分面積是否有改變更包括：選取以瞳孔為中心並包含虹膜及其周圍的一區塊進行矩陣分割，以該區塊作為該眼白偵測單元所偵測之該眼白範圍；及計算該眼白範圍內白色部分之面積。
17. 如申請專利範圍第12項所述之防眨眼拍攝方法，更包括若該快門頻率小於該眨眼頻率，則產生一警示訊號。
18. 如申請專利範圍第12項所述之防眨眼拍攝方法，更包括若該快門頻率小於該眨眼頻率，則暫停該第二段快門啟動指令。