TWI429289B - 攝影裝置及其定位方法 - Google Patents

Description

攝影裝置及其定位方法

本發明是有關於一種視訊會議系統的機制，且特別是有關於一種攝影裝置及其定位方法。

視訊會議系統裡，為了避免攝影鏡頭在旋轉時，馬達因轉向過度而造成內部連接電源線及訊號線絞線，所以在水平方向(左右兩種方向)末端及垂直方向(上下兩種方向)末端，設置止擋裝置來限制鏡頭轉向的角度。

習知的鏡頭定位方式是在止擋裝置上安裝偵測開關，當鏡頭向右旋轉到末端時，即觸發偵測開關馬上發出停止訊號告知系統停止馬達轉動，此時微控制器(MCU)可判斷此位置為鏡頭右側轉向的最大角度，利用此角度為基準點，讀取系統的水平校正參數回轉鏡頭到水平中心點。接著鏡頭向上旋轉到頂端時，即觸發偵測開關馬上發出停止訊號告知系統停止馬達轉動，此時微控制器可判斷此位置為鏡頭頂端轉向的最大角度，利用此角度為基準點，讀取系統的垂直校正參數回轉鏡頭到垂直中心點，即完成鏡頭定位。

但此種定位方式需要額外增加偵測開關才能做到定位功能，這些額外的裝置往往會提高鏡頭的零件及組裝的成本。

因此，本發明之一目的是在提供一種攝影裝置的定位方法以及一種攝影裝置，以解決因裝設偵測開關而增加成本的問題。

本發明之一態樣是在提供一種攝影裝置的定位方法，適用於視訊會議系統。此定位方法包含步驟(a)透過一鏡頭擷取第i張彩色影像，其中i為正整數，步驟(b)將第i張彩色影像執行灰階化轉換為第i張灰階影像，步驟(c)控制鏡頭向第一方向旋轉第一角度，步驟(d)控制鏡頭向第二方向旋轉第二角度，其中第一方向與第二方向垂直，步驟(e)透過鏡頭擷取第i+1張彩色影像，步驟(f)將第i+1張彩色影像執行灰階化轉換為第i+1張灰階影像，步驟(g)將第i張灰階影像之像素及第i+1張灰階影像之像素對應相同座標者的灰階值做比較，得到對應相同座標者的灰階值相異的一第一個數，步驟(h)判斷第一個數是否小於第一預設閥值，步驟(i)當第一個數小於第一預設閥值時，則對鏡頭進行第一次定位。

依據本發明一實施例，將第i張彩色影像及第i+1張彩色影像分別進行二值化轉換為第i張二值化影像及第i+1張二值化影像，分別排除第i張二值化影像及第i+1張二值化影像之動態物體，比對已排除動態物體之第i張二值化影像及已排除動態物體之第i+1張二值化影像之間相異之第二個數，判斷第二個數是否小於第一預設值，以及，當第二個數小於第一預設值時，則設定鏡頭在第i+1張影像所對應之位置為一原點。

依據本發明另一實施例，其中步驟(i)更包含：依據鏡頭從第i張彩色影像所對應的位置轉向原點的角度，得到一中心點之邊界參數，以及定位鏡頭至中心點的位置。

依據本發明又一實施例，其中步驟(i)更包含當第二個數大於第一預設值時，則遞增i，並執行步驟(c)。

依據本發明再一實施例，當第一個數大於第一預設閥值時，則遞增i，並執行步驟(c)。

依據本發明另再一實施例，在步驟(i)之後更包含透過鏡頭擷取第a張彩色影像，其中a為正整數，將第a張彩色影像執行灰階化轉換為第a張灰階影像，透過鏡頭擷取第a+1張彩色影像，將第a+1張彩色影像執行灰階化轉換為第a+1張灰階影像，將第a張灰階影像之像素及第a+1張灰階影像之像素對應相同座標者的灰階值做比較，得到對應相同座標者的灰階值的相異的第三個數，判斷第三個數是否大於第二預設閥值，以及當第三個數大於第二預設閥值時，則對鏡頭進行第二次定位。

依據本發明另又一實施例，當第三個數大於第二預設閥值時，則對鏡頭進行第二次定位之步驟更包含將第a張彩色影像執行二值化轉換為第a張二值化影像，將第a+1張彩色影像執行二值化轉換為第a+1張二值化影像，分別排除第a張二值化影像及第a+1張二值化影像之動態物體，比對已排除動態物體之第a張二值化影像及已排除動態物體之第a+1張二值化影像之間相異之第四個數，判斷第四個數是否小於第二預設值，當第四個數大於第二預設值時，則等待是否要對鏡頭啟動中心點定位功能，以及，當要對鏡頭啟動中心點定位功能時，則執行步驟(a)。

本發明之另一態樣是在提供一種一種攝影裝置，適用於視訊會議系統，攝影裝置包含鏡頭、感測模組、影像處理模組、中央處理模組。感測模組用以透過鏡頭擷取第i張彩色影像及第i+1張彩色影像，其中i為正整數。影像處理模組包含灰階化單元，用以分別將第i張彩色影像彩色及該第i+1張彩色影像影像執行灰階化轉換為第i張灰階影像及第i+1張灰階影像。中央處理模組包含控制單元、第一比對單元以及定位單元。控制單元用以在感測模組擷取第i+1張彩色影像之前，控制使鏡頭向第一方向旋轉第一角度，向第二方向旋轉第二角度，其中第一方向與第二方向垂直。第一比對單元用以將第i張灰階影像之像素及第i+1張灰階影像之像素對應相同座標者的灰階值做比較，得到對應相同座標者的灰階值的相異的一第一個數，並判斷第一個數是否小於一第一預設閥值。定位單元，用以在當第一個數小於第一預設閥值時，對鏡頭進行第一次定位。

依據本發明一實施例，影像處理模組更包含二值化單元，二值化單元用以將第i張彩色影像及第i+1張彩色影像分別進行二值化轉換為第i張二值化影像及第i+1張二值化影像，並分別排除第i張二值化影像及第i+1張二值化影像之動態物體。中央處理模組更包含第二比對單元，第二比對單元用以比對已排除動態物體之第i張二值化影像及已排除動態物體之第i+1張二值化影像之間相異之第二個數，並判斷第二個數是否小於第一預設值。其中，當第二個數小於第一預設值時，則定位單元設定鏡頭在第i+1張影像所對應之位置為一原點。

依據本發明另一實施例，中央處理模組更包含計算單元，用以依據鏡頭從第i張彩色影像所對應的位置轉向原點的角度，算出一中心點之邊界參數，以及定位單元更用以定位鏡頭至中心點的位置。

依據本發明又一實施例，當第二個數大於第一預設值時，則感測模組遞增i，控制單元控制使鏡頭向第一方向旋轉第一角度，向第二方向旋轉第二角度。

依據本發明再一實施例，當第一個數大於第一預設閥值時，則感測模組遞增i，控制單元控制使鏡頭向第一方向旋轉第一角度，向第二方向旋轉第二角度。

依據本發明另再一實施例，感測模組更用以透過鏡頭擷取第a張彩色影像及第a+1張彩色影像，其中a為正整數。灰階化單元更用以將第a張彩色影像及第a+1張彩色影像分別執行灰階化轉換為第a張灰階影像及第a+1張灰階影像。第一比對單元更用以將第a張灰階影像之像素及第a+1張灰階影像之像素對應相同座標者的灰階值做比較，得到對應相同座標者的灰階值的相異的第三個數，並判斷第三個數是否大於第二預設閥值。其中，當第三個數大於第二預設閥值時，則定位單元更用以對鏡頭進行第二次定位。

依據本發明另又一實施例，當第三個數大於第二預設閥值時，定位單元對鏡頭進行第二次定位時，二值化單元係用以將第a張彩色影像及第a+1張彩色影像執行二值化轉換為第a張二值化影像及第a+1張二值化影像，並分別排除第a張二值化影像及第a+1張二值化影像之動態物體。第二比對單元係用以比對已排除動態物體之第a張二值化影像及已排除動態物體之第a+1張二值化影像之間相異之第四個數，並判斷第四個數是否小於第二預設值。其中，當第四個數大於該第二預設值時，則定位單元更用以等待是否要對鏡頭啟動中心點定位功能，當要定位單元對鏡頭啟動中心點定位功能時，則感測模組透過鏡頭擷取第i張彩色影像。

根據本發明之技術內容，使用靜態影像的比對方式，來取代現有技術，在無需額外增加停止轉向偵測裝置的情形下，節省了額外的鏡頭零件及鏡頭組裝的成本。另外，在定位完成之後，加入影像比對的過程，使得系統在使用過程中，若有外力或不當地轉動鏡頭下，仍然可以依據所抓到畫面的變化，來決定是否重新定位鏡頭，達到應變的效果。

為了使本發明之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施例，圖式中相同之號碼代表相同或相似之元件。另一方面，眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本發明造成不必要的限制。

為了取代現有技術的停止轉向偵測裝置，來達到鏡頭定位的功能，本發明之技術提出利用靜態影像辨識技術來達到鏡頭定位功能，使用此方法之一實施例的裝置請參考第1圖，而方法的詳細步驟請參考第2圖。

首先，請參照第1圖，第1圖是本發明之一種攝影裝置100之方塊示意圖，攝影裝置100可為攝影機、影像擷取裝置等，而此攝影裝置100可適用於視訊會議系統或相關的技術環節。

攝影裝置100包含鏡頭110、感測模組120、影像處理模組130、中央處理模組140。感測模組120具有影像擷取的功能，用以透過鏡頭110擷取第i張彩色影像及第i+1張彩色影像並儲存，其中i為正整數，且i的初始值設定為1，實務上，感測模組120可為CMOS感測器等。影像處理模組130具有影像處理的功能，包含灰階化單元132，灰階化單元132用以分別將第i張彩色影像彩色及第i+1張彩色影像影像執行灰階化轉換為第i張灰階影像及第i+1張灰階影像並儲存，實務上，影像處理模組130可為影像處理器等。

中央處理模組140包含控制單元141、第一比對單元142、定位單元143。控制單元141用以在感測模組120擷取第i+1張彩色影像之前，控制使鏡頭110向第一方向旋轉第一角度，向第二方向旋轉第二角度，其中第一方向與第二方向垂直。在此所指的第一方向與第二方向可分別為水平方向(左或右)與垂直方向(上或下)或者是垂直方向與水平方向，例如：第一方向為向右，第二方向是向上。而第一角度與第二角度可為任意的角度大小，例如：馬達走一步，使用者可依照實際情況調整之。實務上，中央處理模組140可為中央處理器，而控制單元141可為水平馬達控制器與垂直馬達控制器，分別控制鏡頭110在水平方向與垂直方向的轉動，另外，馬達可以是直流馬達、步進馬達或一般的馬達等。

第一比對單元142用以將第i張灰階影像之像素及第i+1張灰階影像之像素對應相同座標者的灰階值做比較。例如：在第i張灰階影像中，座標為(1,1)的像素與第i+1張灰階影像中座標為(1,1)的像素，此二像素的灰階值作比較是否相異，因此，將兩張灰階影像對應的每個像素作比較，得到對應相同座標者的灰階值的相異的第一個數，並判斷第一個數是否小於第一預設閥值。

當第一個數大於第一預設閥值時，則感測模組120遞增i，例如：i原先為1，i遞增之後變成2。然後，控制單元141控制使鏡頭110向第一方向旋轉第一角度，向第二方向旋轉第二角度，例如：鏡頭110再向右旋轉5度，並向上旋轉5度。而當第一個數小於第一預設閥值時，定位單元143用以對鏡頭110進行第一次定位。

在本發明之一實施例中，影像處理模組130更包含二值化單元134。二值化單元134用以將第i張彩色影像及第i+1張彩色影像分別進行二值化轉換為第i張二值化影像及第i+1張二值化影像並儲存。在完成二值化轉換，二值化單元134接著會分別排除第i張二值化影像及第i+1張二值化影像之動態物體，進而留下可辨識的靜態背景。

而中央處理模組140可更包含第二比對單元144。第二比對單元144用以比對已排除動態物體之第i張二值化影像及已排除動態物體之第i+1張二值化影像之間相異之第二個數，也就是說，對於這兩張影像中對應相同座標的像素作比較，比較是否相異並得到第二個數，比對的方法類似於第一比對單元142。接著，第二比對單元144會判斷第二個數是否小於第一預設值。

當第二個數大於第一預設值時，則感測模組120遞增i，接著，控制單元141控制使鏡頭110向第一方向旋轉第一角度，向第二方向旋轉第二角度，感測模組120會接著擷取下一張影像。

另外，當第二個數小於第一預設值時，則定位單元143設定鏡頭110在第i+1張影像所對應之位置為一原點。舉例來說，第一方向為向右的方向，第二方向為向上的方向，則此原點的位置即鏡頭110所能轉到的最右方與最上方(即最右上角)的位置。

在本發明之另一實施例中，中央處理模組140更包含計算單元145。計算單元145用以依據鏡頭110從第i張彩色影像所對應的位置轉向原點的角度，算出一中心點之邊界參數，定位單元143接著會定位鏡頭110至中心點的位置，如此便完成中心點定位的功能。

在本發明之又一實施例中，攝影裝置100可更包含記憶體儲存裝置150。記憶體儲存裝置150用以在計算單元145算出中心點的邊界參數之後，儲存中心點的邊界參數，而中央處理模組140可向記憶體儲存裝置150讀取中心點的邊界參數。

在本發明之再一實施例中，感測模組120更用以透過鏡頭110擷取第a張彩色影像及第a+1張彩色影像，其中a為正整數，而灰階化單元132更用以將第a張彩色影像及第a+1張彩色影像分別執行灰階化轉換為第a張灰階影像及第a+1張灰階影像並儲存。第一比對單元142更用以將第a張灰階影像之像素及第a+1張灰階影像之像素對應相同座標者的灰階值做比較，得到對應相同座標者的灰階值的相異的第三個數，並判斷第三個數是否小於第二預設閥值。依據第一比對單元142的判斷結果，當第三個數小於第二預設閥值時，則定位單元143更用以對鏡頭110進行第二次定位。

當第三個數小於第二預設閥值時，定位單元143對鏡頭110進行第二次定位時，二值化單元134係用以將第a張彩色影像及第a+1張彩色影像執行二值化轉換為第a張二值化影像及第a+1張二值化影像，並將轉換結果儲存，然後，分別排除第a張二值化影像及第a+1張二值化影像之動態物體。

第二比對單元144可用以比對已排除動態物體之第a張二值化影像及已排除動態物體之第a+1張二值化影像之間的差異，即比對已排除動態物體之兩張影像之像素中，對應相同的座標者的差異，根據比對結果得到像素相異之第四個數，並判斷第四個數是否小於第二預設值。

此外，當第四個數大於第二預設值時，則定位單元143更用以等待使用者是否要對鏡頭啟動中心點定位功能，即是否要重新找鏡頭110之中心點，若使用者決定要定位單元143對鏡頭110啟動中心點定位功能時，則感測模組120透過鏡頭110重新擷取第i張彩色影像。

以下將針對攝影裝置的定位方法200作解說。第2圖係繪示本發明之一種攝影裝置的定位方法200的流程圖，為清楚繪示將第2圖分為第2a圖～第2d圖。攝影裝置的定位方法200可適用於上述之攝影裝置100或視訊會議系統的主機來操作。

在一實施例中，視訊會議系統一般可包含主機A、輸入裝置以及輸出裝置，藉由主機A可操作攝影裝置的定位方法200，並控制輸入裝置，例如：攝影機、筆記型電腦、實物投影機，然後主機A可輸出控制結果至各種輸出裝置，例如：投影幕、投影機、電視螢幕、電腦螢幕，而透過網際網路，主機A可與主機B通信，來主持視訊會議。

請參照第2a圖，攝影裝置的定位方法200包含步驟210～步驟220。於步驟210中，首先將鏡頭開機。於步驟211中，為了紀錄鏡頭一開始的位置必須要透過鏡頭擷取第i張彩色影像，其中i為正整數，且i的初始值設定為1。於步驟212中，為了降低需要處理的影像資料量，因此將第i張彩色影像執行灰階化轉換為第i張灰階影像，使得硬體計算較快速。於步驟213中，控制鏡頭向第一方向旋轉第一角度，於步驟214中，控制鏡頭向第二方向旋轉第二角度，其中第一方向與第二方向垂直，藉由旋轉鏡頭，才有辦法找到鏡頭所能選轉的最大角度。

而於步驟215中，透過鏡頭擷取第i+1張彩色影像，此步驟類似於步驟211。於步驟216中，將第i+1張彩色影像執行灰階化轉換為第i+1張灰階影像。於步驟217中，為了確認此時鏡頭的所在位置是否為鏡頭所能旋轉的最大角度，因此，將第i張灰階影像之像素及第i+1張灰階影像之像素對應相同座標者的灰階值做比較，得到對應相同座標者的灰階值相異的第一個數，第一個數可為實際像素相異的第一個數，或者是百分比，即實際像素相異的第一個數除以影像的總像素個數。於步驟220中，判斷第一個數是否小於第一預設閥值。第一預設閥值可為一種百分比或是個數值，設定的標準可由習知技術來設定或者是使用者針對實際情況自行設定。舉例來說：第一預設閥值設定為10%，表示當兩張影像的差異為15%，此兩張影像為不同的，而當兩張影像的差異為5%，表示此兩張影像為相同的。當第一預設閥值設定為50個，表示當兩張影像的差異為200個，此兩張影像為不同的，而當兩張影像的差異為25個，表示此兩張影像為相同的。

因此，當第一個數小於第一預設閥值時，此兩張影像為相同的，則可對鏡頭進行第一次定位，例如：第一預設閥值設定為50個，一張灰階影像有1024個像素，兩張灰階影像中相同座標的像素中，灰階值相同的像素個數有990個，因此得到影像相異值為34個，表示此兩張灰階影像的相似度高，鏡頭對應此兩張灰階影像的位置可能為相同的，鏡頭無法再旋轉，亦即此位置可能為第一方向與第二方向上的極限位置，因此可開始進行鏡頭的定位動作。

值得注意的是，使用者此時可自行決定要直接執行步驟231，進行中心點定位的功能，或者是為了增加第i張彩色影像及第i+1張彩色影像是同樣的影像的正確率，可以將影像作第二次比對，而執行步驟221。

在一實施例中，為了增加比對的正確率，必須先將影像作二值化，以減少影像在作比對計算所需要的時間，細部的方法如下。請參照第2b圖，步驟220中更包含步驟221～223，在步驟221中，將第i張彩色影像及第i+1張彩色影像分別進行二值化轉換，得到第i張二值化影像及第i+1張二值化影像。此所採用的二值化方法是一種將影像數位化的方法，即將影像變為非黑即白的影像，例如：定義像素為黑色的數值為1，白色的數值為0，這裡的設定僅為例示，習之技藝者可針對實際情況調整。

接著，在步驟222中，為了避免畫面中的動態物體影響比對的結果，必須要分別排除第i張二值化影像及第i+1張二值化影像之動態物體前景，進而留下靜態背景。排除影像之動態物體的方法可利用可分離前景背景的物體型態演算技術分析影像來達成，藉由排除影像當中的動態物體前景，即不規則輪廓邊緣的移動物體，而留下可辨識的靜態背景，即連續直線邊緣且不移動物體。

將影像處理完畢後，便可進行影像比對的部分，在步驟223中，比對已排除動態物體之兩張二值化影像(即所留下的靜態背景)之間相異的第二個數是否小於第一預設值。第一預設值的設定與第一預設閥值類似，比對的方法與步驟220雷同，故皆不在此贅述。

當第二個數小於第一預設值時，表示已經確認第i張二值化影像與第i+1張二值化影像是相同的，因此可確定鏡頭在第i+1張影像的位置是鏡頭的極限位置，例如：最右上角。因此，在步驟231中，會設定鏡頭在第i+1張影像所對應之位置為一原點。選擇此為原點作為定位的標準是因為藉由取得揚角畫面的過程，可減少畫面受人影及其他動態物體的影響，以提高畫面校正辨識的正確性。

在步驟232中，依據鏡頭從第i張彩色影像所對應的位置(即鏡頭的初始位置)轉向原點的角度，包括各種邊界參數，例如：鏡頭轉向原點的水平轉動步數與垂直轉動步數，可以取得鏡頭所能轉動的最大行程，取此最大行程的一半的部分設定為中心點的位置。舉例來說，鏡頭在水平方向能夠轉動的最大行程為120度，鏡頭在垂直方向能夠轉動的最大行程為100度，若原點在最右上角，則取從原點向左轉60度並向下轉50度的地方為中心點的位置，因此，算出從原點向左轉60度的馬達步數設定為中心點之水平邊界參數，向下轉50度的馬達步數設定為中心點之垂直邊界參數，因此得到中心點之邊界參數。

找到中心點之後，就要進行步驟233，即定位鏡頭至中心點的位置，因此完成鏡頭的中心點定位功能。

在另一實施例裡，在步驟223中，當第二個數大於第一預設值時，表示第i張二值化影像與第i+1張二值化影像不是相同的，必須繼續再轉動鏡頭，比對下一個位置，因此必須遞增i，並執行步驟213。

同樣的，在步驟220中，當第一個數大於第一預設閥值時，表示第i張二值化影像與第i+1張二值化影像不是相同的，則遞增i，並執行步驟213。

在鏡頭完成中心點定位之後，也就是步驟233完成以後，鏡頭會開始使用，而此定位方法200會重複偵測是否有外力且非正常控制的鏡頭轉動，例如：手動扭轉鏡頭情形，而造成的畫面變化，仍然能夠盡快地調整，因此必須在使用時，持續進行偵測的動作，藉由使鏡頭連續擷取兩張影像，並進行影像比對，根據比對的結果作判斷，當偵測到畫面變化時，會在螢幕上顯示並告知使用者是否要啟動鏡頭中心點定位功能，使用者可自行決定是否要重新作中心點定位的功能。詳細的操作步驟如下所述。

請參考第2c圖，在步驟240中，使用者可以先自行決定是否要由系統控制鏡頭轉向，若是要由系統控制鏡頭轉向，使用者可自行控制系統，若不由系統控制鏡頭轉向，則會進行步驟241～步驟246。首先，在步驟241中，會透過鏡頭擷取第a張彩色影像，其中a為正整數，在步驟242中，將第a張彩色影像執行灰階化轉換為第a張灰階影像並儲存，在步驟243中，透過鏡頭擷取第a+1張彩色影像，在步驟244中，將第a+1張彩色影像執行灰階化轉換為第a+1張灰階影像，在步驟245中，將第a張灰階影像之像素及第a+1張灰階影像之像素對應相同座標者的灰階值做比較，得到對應相同座標者的灰階值的第三個數，在步驟246中，判斷第三個數是否大於第二預設閥值。

當第三個數小於第二預設閥值時，則第a張灰階影像及第a+1張灰階影像可能為相同的，因此，鏡頭未受到影響，則回到步驟240。當第三個數大於第二預設閥值時，即第a張灰階影像及第a+1張灰階影像可能為相異的，表示鏡頭的畫面有變化，可能有外力且非正常控制的鏡頭轉動，則必須對鏡頭進行第二次定位。

值得注意的是，步驟246中的第二預設閥值與步驟220中的第一預設閥值設定的標準類似，但第二預設閥值必須大於第一預設閥值，這樣做是為了確定在步驟246所作的比對相較步驟220還要嚴格。

在又一實施例中，於步驟246中，當第三個數小於第二預設閥值時，則對鏡頭進行第二次定位，使用者此時可自行決定要直接執行步驟254，判斷是否啟動中心點定位功能，或者是為了增加比對的正確率，可以將影像作第二次比對，而執行步驟250～步驟254。

請參照第2d圖，在步驟250中，將第a張彩色影像執行二值化轉換為第a張二值化影像，在步驟251中，將第a+1張彩色影像執行二值化轉換為第a+1張二值化影像，在步驟252中，分別第a張二值化影像及第a+1張二值化影像之動態物體前景，留下第a張二值化影像及第a+1張二值化影像之靜態背景。二值化轉換的方法與步驟221相同，故不贅述。

在步驟253中，比對已排除動態物體之第a張二值化影像及已排除動態物體之第a+1張二值化影像之間相異之第四個數，判斷第四個數是否小於第二預設值。這裡的第二預設值與第一預設值設定標準相似，但第二預設值小於第一預設值，因為必須讓步驟253的比對相較於步驟223還要嚴格。

接著，當第四個數小於第二預設值時，則第a張灰階影像及第a+1張灰階影像可能為相同的，因此，鏡頭未受到影響，則回到步驟240。當第四個數大於第二預設值時，則第a張灰階影像及第a+1張灰階影像可能為相異的，則進行步驟254，等待使用者決定是否要對鏡頭啟動中心點定位功能，若使用者決定要對鏡頭啟動中心點定位功能時，則執行步驟211。若使用者不要對鏡頭啟動中心點定位功能時，則回到步驟240。

另外，當測得第a張灰階影像及第a+1張灰階影像可能為相異的，使用者亦可將整個系統重新開啟，系統亦會從步驟211重新執行，惟系統重新開啟需要花費較多的時間，會耽誤會議的進行或使用的情況，使用者可依據實際情況實行之。

接著，請參照第3圖，第3圖是本發明之一實施例中，攝影裝置310使用攝影裝置的定位方法200的實體動作流程圖。在第3a圖中，攝影裝置310在初始位置，並擷取出畫面320，接著，在第3b圖中，攝影裝置310會向右一步並向上一步，並擷取出畫面321，並將畫面320與畫面321作比對，依此類推，攝影裝置310會持續向右並向上(第3c圖～第3f圖)，並分別擷取出畫面(畫面322～畫面325)，並分別執行畫面的比對動作，直到系統辨識出畫面323及畫面324是相同的，即停止馬達轉動，將此位置設定為原點，並讀取預存於記憶體中之鏡頭各邊界參數，取得原點轉向中心點之水平方向與垂直方向之馬達轉動步數，即取得中心點之邊界參數。然後，再將原點位置加上旋轉至中心點位置的馬達轉動步數，此位置即水平垂直定位成功的鏡頭中心點(如第3f圖所示)，即完成中心點定位功能。

因此，本發明之攝影裝置藉由感測模組將畫面擷取下來，然後傳至影像處理模組比對影像是否有差異性，中央處理模組取得此結果後，決定是否要控制步進馬達水平或垂直轉動，或讀取記憶體儲存裝置內的校正参數，來完成鏡頭定位功能。

而攝影裝置的定位方法，藉由靜態影像辨識技術，採取影像比對的方式來達到鏡頭定位功能，取代原本停止轉向偵測裝置，達到成本減少的功效。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．攝影裝置

110．．．鏡頭

120．．．感測模組

130．．．影像處理模組

132．．．灰階化單元

134．．．二值化單元

140．．．中央處理模組

141．．．控制單元

142．．．第一比對單元

143．．．定位單元

144．．．第二比對單元

145．．．計算單元

150．．．記憶體儲存裝置

200．．．定位方法

210～254．．．步驟

310．．．攝影裝置

320～325．．．畫面

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖是本發明之一種攝影裝置之方塊示意圖。

第2a~2d圖是本發明之一種攝影裝置的定位方法的流程圖。

第3a~3f圖是本發明之一實施例中，使用攝影裝置的定位方法的實體動作流程圖。

200．．．定位方法

210～221．．．步驟

Claims (14)

1. 一種攝影裝置的定位方法，適用於視訊會議系統，該定位方法包含：(a)透過一鏡頭擷取第i張彩色影像，其中i為正整數；(b)將該第i張彩色影像執行灰階化轉換為第i張灰階影像；(c)控制該鏡頭向第一方向旋轉第一角度；(d)控制該鏡頭向第二方向旋轉第二角度，其中該第一方向與該第二方向垂直；(e)透過該鏡頭擷取第i+1張彩色影像；(f)將該第i+1張彩色影像執行灰階化轉換為第i++1張灰階影像；(g)將該第i張灰階影像之像素及該第i+1張灰階影像之像素對應相同座標者的灰階值做比較，得到對應相同座標者的灰階值相異的一第一個數；(h)判斷該第一個數是否小於第一預設閥值；以及(i)當該第一個數小於該第一預設閥值時，則對該鏡頭進行第一次定位。
2. 如請求項1所述之定位方法，其中步驟(i)更包含：將該第i張彩色影像及該第i+1張彩色影像分別進行二值化轉換為第i張二值化影像及第i+1張二值化影像；分別排除該第i張二值化影像及該第i+1張二值化影像之動態物體；比對已排除動態物體之該第i張二值化影像及已排除動態物體之該第i+1張二值化影像之間相異之第二個數；判斷該第二個數是否小於第一預設值；以及當該第二個數小於該第一預設值時，則設定該鏡頭在該第i+1張影像所對應之位置為一原點。
3. 如請求項2所述之定位方法，其中步驟(i)更包含：依據該鏡頭從該第i張彩色影像所對應的位置轉向該原點的角度，得到一中心點之邊界參數；以及定位該鏡頭至該中心點的位置。
4. 如請求項2所述之定位方法，其中步驟(i)更包含：當該第二個數大於該第一預設值時，則遞增i，並執行步驟(c)。
5. 如請求項1所述之定位方法，更包含：當該第一個數大於該第一預設閥值時，則遞增i，並執行步驟(c)。
6. 如請求項1所述之定位方法，在步驟(i)之後更包含：透過該鏡頭擷取第a張彩色影像，其中a為正整數；將該第a張彩色影像執行灰階化轉換為第a張灰階影像；透過該鏡頭擷取第a+1張彩色影像；將該第a+1張彩色影像執行灰階化轉換為第a+1張灰階影像；將該第a張灰階影像之像素及該第a+1張灰階影像之像素對應相同座標者的灰階值做比較，得到對應相同座標者的灰階值的相異的第三個數；判斷該第三個數是否大於第二預設閥值；以及當該第三個數大於該第二預設閥值時，則對該鏡頭進行第二次定位。
7. 如請求項6所述之定位方法，其中當該第三個數大於該第二預設閥值時，則對該鏡頭進行第二次定位之步驟更包含：將該第a張彩色影像執行二值化轉換為第a張二值化影像；將該第a+1張彩色影像執行二值化轉換為第a+1張二值化影像；分別排除該第a張二值化影像及該第a+1張二值化影像之動態物體；比對已排除動態物體之該第a張二值化影像及已排除動態物體之該第a+1張二值化影像之間相異之第四個數；判斷該第四個數是否小於第二預設值；當該第四個數大於該第二預設值時，則等待是否要對該鏡頭啟動中心點定位功能；以及當要對該鏡頭啟動中心點定位功能時，則執行步驟(a)。
8. 一種攝影裝置，適用於視訊會議系統，該攝影裝置包含：一鏡頭；一感測模組，用以透過該鏡頭擷取第i張彩色影像及第i+1張彩色影像，其中i為正整數；一影像處理模組，包含：一灰階化單元，用以分別將該第i張彩色影像彩色及該第i+1張彩色影像影像執行灰階化轉換為第i張灰階影像及第i+1張灰階影像；以及一中央處理模組，包含：一控制單元，用以在該感測模組擷取第i+1張彩色影像之前，控制使該鏡頭向第一方向旋轉第一角度，向第二方向旋轉第二角度，其中該第一方向與該第二方向垂直；一第一比對單元，用以將該第i張灰階影像之像素及該第i+1張灰階影像之像素對應相同座標者的灰階值做比較，得到對應相同座標者的灰階值的相異的一第一個數，並判斷該第一個數是否小於一第一預設閥值；以及一定位單元，用以在當該第一個數小於該第一預設閥值時，對該鏡頭進行第一次定位。
9. 如請求項8所述之攝影裝置，其中該影像處理模組更包含一二值化單元，該二值化單元用以將該第i張彩色影像及該第i+1張彩色影像分別進行二值化轉換為第i張二值化影像及第i+1張二值化影像，並分別排除該第i張二值化影像及該第i+1張二值化影像之動態物體；以及該中央處理模組更包含一第二比對單元，該第二比對單元用以比對已排除動態物體之該第i張二值化影像及已排除動態物體之該第i+1張二值化影像之間相異之第二個數，並判斷該第二個數是否小於第一預設值；其中，當該第二個數小於該第一預設值時，則該定位單元設定該鏡頭在該第i+1張影像所對應之位置為一原點。
10. 如請求項9所述之攝影裝置，其中該中央處理模組更包含一計算單元，用以依據該鏡頭從該第i張彩色影像所對應的位置轉向該原點的角度，算出一中心點之邊界參數；以及該定位單元更用以定位該鏡頭至該中心點的位置。
11. 如請求項9所述之攝影裝置，其中當該第二個數大於該第一預設值時，則該感測模組遞增i，該控制單元控制使該鏡頭向該第一方向旋轉該第一角度，向該第二方向旋轉該第二角度。
12. 如請求項8所述之攝影裝置，其中當該第一個數大於該第一預設閥值時，則該感測模組遞增i，該控制單元控制使該鏡頭向該第一方向旋轉該第一角度，向該第二方向旋轉該第二角度。
13. 如請求項8所述之攝影裝置，其中該感測模組更用以透過該鏡頭擷取第a張彩色影像及第a+1張彩色影像，其中a為正整數；該灰階化單元更用以將該第a張彩色影像及該第a+1張彩色影像分別執行灰階化轉換為第a張灰階影像及第a+1張灰階影像；以及該第一比對單元更用以將該第a張灰階影像之像素及該第a+1張灰階影像之像素對應相同座標者的灰階值做比較，得到對應相同座標者的灰階值的相異的第三個數，並判斷該第三個數是否大於第二預設閥值；其中，當該第三個數大於該第二預設閥值時，則該定位單元更用以對該鏡頭進行第二次定位。
14. 如請求項13所述之攝影裝置，其中當該第三個數大於該第二預設閥值時，該定位單元對該鏡頭進行第二次定位時，該二值化單元係用以將該第a張彩色影像及該第a+1張彩色影像執行二值化轉換為第a張二值化影像及該第a+1張二值化影像，並分別排除該第a張二值化影像及該第a+1張二值化影像之動態物體；以及該第二比對單元係用以比對已排除動態物體之該第a張二值化影像及已排除動態物體之該第a+1張二值化影像之間相異之第四個數，並判斷該第四個數是否小於第二預設值；其中，當該第四個數大於該第二預設值時，則該定位單元更用以等待是否要對該鏡頭啟動中心點定位功能，當要該定位單元對該鏡頭啟動中心點定位功能時，則該感測模組透過該鏡頭擷取第i張彩色影像。