TWI454137B - 圖像式攝影控制系統及其控制方法 - Google Patents

Description

圖像式攝影控制系統及其控制方法

本發明有關於一種攝影控制系統與方法，且特別是有關於攝影控制的圖像式攝影控制系統與方法。

隨著科技的快速發展，視訊傳遞技術已廣泛地應用於各種領域。其中，視訊攝影機是視訊系統中的必要裝置，在實際應用上，使用者只需將視訊攝影機連接於一電腦系統，便可透過電腦系統來觀看到視訊攝影機實際所擷取的影像畫面。

在習知技術中，視訊攝影機所拍攝的角度位置是由使用者操作一遙控器的方向鍵來進行控制。但是此一設計在需要快速地調整視訊攝影機，以對正到所欲拍攝之位置的情況下，就會產生不方便的情形。例如：在視訊會議場合中，視訊攝影機的拍攝位置必須是隨時對準到發言者，當有聽眾想要進行發言時，視訊攝影機的操控者(工作人員或演講者)就必須隨即透過遙控器的方向鍵來控制視訊攝影機，以調整視訊攝影機之鏡頭的拍攝角度來對準該發言者，進而讓視訊系統上能夠呈現出該發言者的影像畫面。然而，操控者透過遙控器所控制的視訊攝影機並無法一次到達定位，而是必須同時藉由觀看視訊系統上所呈現出的影像畫面來判斷目前調整視訊攝影機之鏡頭的方向、角度及位置是否正確。

目前已有的技術可以透過選擇顯示畫面上任一定點，從而控制攝影機對準該點選定點，從顯示畫面來看，所選擇的定點會顯示在顯示畫面正中央。然而，依人物與攝影機的距離不同，攝影機所需的放大倍率也有所不同，要獲得最好畫面，操作人員需再手動調整攝影機放大倍率。

如此一來，操控者在操作視訊攝影機的動作及時間不僅會影響到整個視訊會議的流程，更是會讓操控者在操作上感到相當不方便。因此，目前在控制視訊攝影機的相關設計上，仍是有其值得加以改善的空間。

本發明實施例提供一種圖像式攝影控制系統，所述的系統包括影像擷取裝置及電腦系統，並可適用於一環境空間中，電腦系統包括操作單元、處理單元及顯示單元。影像擷取裝置設置於環境空間並於設定在第一焦段時，擷取環境空間的多個目標的畫面以產生基準圖像。基準圖像包括多個圖像點位，圖像點位其中的一個基準點位為基準圖像的對焦點。電腦系統的操作單元根據操作而產生選取指令，選取指令用以選取圖像點位其中之一為參考點位，參考點位對應於所述多個目標中的對焦目標。處理單元接收基準圖像及選取指令，處理單元控制影像擷取裝置以參考點位為對焦點而對焦於環境空間的對焦目標，並輸出控制指令以控制影像擷取裝置調整到第二焦段以對應對焦目標，其中，處理單元計算第一焦段與第二焦段之間的焦段差距以及基準點位與參考點位之間的點位距離，以根據焦段差距與點位距離獲得焦段距離比，並利用焦段距離比計算基準圖像的圖像點位相對於基準點位所個別對應的校正焦段。顯示單元耦接處理單元，用以顯示基準圖像以及影像擷取裝置以參考點位為對焦點時所擷取到的畫面。

除此之外，本發明實施例還提供一種圖像式攝影控制方法，由包括操作單元、處理單元及顯示單元的電腦系統控制設置於環境空間的影像擷取裝置，所述的方法包括：驅動影像擷取裝置調整到第一焦段並擷取基準圖像，其中，基準圖像包括多個圖像點位，多個圖像點位其中的基準點位為基準圖像的對焦點；接收選取指令以選取圖像點位其中之一為參考點位；控制影像擷取裝置以參考點位為對焦點，對焦於環境空間中對應於參考點位的對焦目標；驅動影像擷取裝置調整到第二焦段以對應對焦目標；計算第一焦段與第二焦段之間的焦段差距以及基準點位與參考點位之間的點位距離，並根據焦段差距及點位距離計算焦段距離比；及利用焦段距離比計算基準圖像的圖像點位相對於基準點位所個別對應的校正焦段。

綜上所述，本發明實施例所提供的圖像式攝影控制系統及其控制方法可按照點位之間的距離比例計算出不同點位所適用的焦段，當要控制影像擷取裝置擷取環境空間中任一對焦目標的畫面時，電腦系統可自動根據對應於所述對焦目標的點位，結合角度計算的技術，可以讓角度與放大倍率在一次的操作中自動計算並控制影像擷取裝置調整至適於所述對焦目標的焦段與角度，以獲得清楚且大小適當的目標影像，有助於滿足視訊會議等場合的使用需求。

[圖像式攝影控制系統的實施例]

請參照圖1，圖1是圖像式攝影控制系統所適用的環境示意圖。圖像式攝影控制系統1包括影像擷取裝置10及電腦系統12，其中，影像擷取裝置10可設置在需要攝影或照像的特定環境空間2中，例如會議室內，用以擷取會議室的影像畫面以進行視訊會議或影像錄製等作業。電腦系統12可以和影像擷取裝置10設置在同一環境空間2內，例如將影像擷取裝置10與電腦系統12設置於一會議室內，或將電腦系統12與影像擷取裝置10設置在不同地點，例如將影像擷取裝置10裝置在會議室中，而將電腦系統12另外安裝在中央控制室。電腦系統12並與影像擷取裝置10可透過有線(例如設置於同一會議室內時)或無線(例如分別設置在不同的處所時)的方式連接，以保持影像擷取裝置10與電腦系統12之間的資料傳輸與訊號控制。

復請參照圖2所繪示的圖像式攝影控制系統實施例的方塊圖。本實施例的圖像式攝影控制系統1包括影像擷取裝置10及電腦系統12。影像擷取裝置10包括變焦鏡頭100及控制器102，電腦系統12則包括有記憶單元120、處理單元122、顯示單元124及操作單元126。影像擷取裝置10的控制器102耦接變焦鏡頭100，用以控制變焦鏡頭100設置在不同的焦段。電腦系統12的記憶單元120、顯示單元124及操作單元126分別連接於處理單元122。操作單元126用以供使用者操作及輸入指令，並將指令傳送到處理單元122進行辨識及處理。顯示單元124用以顯示影像擷取裝置10擷取的影像以及處理單元122處理完畢後所輸出的畫面。記憶單元120可記錄影像擷取裝置10所擷取到的影像或處理單元122待處理或處理完畢的資料等內容。

影像擷取裝置10可以有線或無線地透過傳輸單元128耦接到電腦系統10的處理單元122，當影像擷取裝置10與電腦系統12有線連接時，傳輸單元128可例如為通用序列匯流排介面的連接埠，使電腦系統12透過通用序列匯流排介面的連接線連接影像擷取裝置10，以傳輸電源與資料。而兩者透過無線訊號傳輸時，所述的傳輸單元128可為無線訊號收發器，以利與影像擷取裝置10相互接收及發送訊號。

影像擷取裝置10可為具有變焦鏡頭100的攝影機或照相機。變焦鏡頭100可具有驅動單元，而控制器102可接受電腦系統12的控制而驅動驅動單元帶動變焦鏡頭100中的鏡片(或鏡片組)移動而改變焦長(focal length)，以設定影像擷取裝置10到不同焦段。例如一部照相機的焦段範圍介於18mm到200mm之間時，代表所述照相機的鏡片與照相機的影像感應元件(如CCD或CMOS，圖2未繪示)的最小焦段為18mm，最大焦段則為200mm。驅動單元可為步進馬達或致動器(actuator)，控制器102則可為數位訊號控制器(DSP)。當影像擷取裝置10設定於最小焦段時，鏡片與影像感應元件的距離最近，也就是焦長最短時，變焦鏡頭100可擷取的畫面範圍最寬廣而畫面中的物件尺寸較小。當鏡片逐漸拉近(zoom in)被拍攝的畫面，直到最大焦段時，鏡片與影像感應元件的距離最遠，也就是焦長最長的情況下，變焦鏡頭100擷取到的視角相對狹小但影像中的物件尺寸則被放大。特別說明的是，熟悉本領域之技術人士可知影像擷取裝置10實際上還包括其他多項元件，例如用以將類比式的光訊號轉換為數位訊號的類比數位轉換器(ADC)等。

電腦系統12用以控制影像擷取裝置10並改變變焦鏡頭100所設定的焦段及鏡頭角度，使影像擷取裝置10隨著所要擷取的物件畫面與影像擷取裝置10的距離而改變焦長及調整變焦鏡頭100的角度，以使顯示在顯示單元124的影像中的物件呈現出最適當的大小而利於觀看。例如，距離變焦鏡頭100越遠的物件顯示的尺寸越小，為了看清楚較遠的物件，則可控制影像擷取裝置10將變焦鏡頭100設置於較大的焦段，使得物件顯示出來的尺寸變大。

電腦系統12的處理單元122可在整個圖像式攝影控制系統1啟動時(例如影像擷取裝置10獲得電源供應而開啟後)，先控制影像擷取裝置10的變焦鏡頭100設定於第一焦段所對應的位置，並控制影像擷取裝置10在此時拍攝一張所述環境空間(如圖1所示的14)的基準圖像。本實施例所述的第一焦段可為變焦鏡頭100的變焦範圍中的最小焦段。如前所述，當影像擷取裝置10的鏡頭設定在最小焦段時，可擷取到最廣的畫面視角，因此，將影像擷取裝置10設定在最小焦段時所拍攝的基準圖像可包含所述環境空間中最多的物件。

當影像擷取裝置10針對環境空間中的多個目標16拍攝基準圖像時，變焦鏡頭100會對焦於環境空間中的一處。所述的目標16可例如為圖1所示的會議桌、椅子等大小固定的物品，或是人員的頭部或軀體等尺寸比例相近之對象。當畫面被擷取後，係形成由多個圖像點位所包含的資料構成基準圖像的影像畫面，例如由多個像素組成基準圖像。所述多個圖像點位的其中一點可為變焦鏡頭100擷取所述基準圖像時的對焦點，即為基準圖像的基準點位。換言之，基準點位可為影像擷取裝置10設置在最小焦段時所對應的對焦點，例如上述例示中，焦段值設置為18mm而拍攝環境空間之畫面時的對焦點。

當影像擷取裝置10擷取基準圖像後，影像擷取裝置10的控制器102可根據電腦系統12的指示，將基準圖像傳送到電腦系統10並記錄在記憶單元120中，以及將影像擷取裝置10拍攝基準圖像時的設定資訊也傳送到電腦系統12記錄，例如影像擷取裝置10拍攝基準圖像時的鏡頭角度、焦段值、焦點位置、白平衡或曝光度等資訊。

請參閱圖3所示的基準圖像示意圖。電腦系統12接收到基準圖像30後，可輸出基準圖像30到顯示單元124，並可由影像擷取裝置10再調整鏡頭角度以對焦於基準圖像30所包括的目標當中距離影像擷取裝置10最遠的一個目標為對焦目標，如圖3中所示的對焦目標16a(如主席座位)。並且控制影像擷取裝置10調整變焦鏡頭100的焦長以設定為第二焦段，所述的第二焦段係可使所述的對焦目標被放大到清楚而適當的尺寸。

例如圖4所繪示的對焦目標的示意圖所示，決定選取在會議室中距離影像擷取裝置10最遠的講台或主席座位為對焦目標16a後，使用者透過操作單元126點選對應於對焦目標16a的參考點位34作為對焦點，影像擷取裝置10的控制器102依據處理單元122的指示，控制變焦鏡頭100以參考點位34為對焦點對焦於所述的對焦目標16a，並且控制變焦鏡頭100的驅動單元帶動鏡片改變焦長，以從最小焦段調整到可看清最遠的所述對焦目標的第二焦段。藉此以使對焦目標16a在顯示單元124中顯示現出放大的畫面(如圖4所示)。

回到圖2，上述對焦及調整焦段以對應最遠對焦目標的手段，除了可由影像擷取裝置10的控制器102執行軟體程式而自動對焦及自動改變焦段來達成外，亦可由電腦系統12的操作單元126接受使用者的操作而達成。操作單元126根據使用者的操作而產生選取指令，選取指令用以指示選取基準圖像中的一個目標做為所述的對焦目標，並且以基準圖像中對應到對焦目標的其中一個圖像點位作為對焦於所述對焦目標的參考點位。操作單元126可為滑鼠、鍵盤或是觸控面板等輸入裝置，使用者可操作操作單元126，並在顯示於顯示單元124的基準圖像上點選參考點位而選取一個對焦目標。

處理單元122接收操作單元126產生的選取指令，並根據選取指令所指示的參考點位的位置與擷取基準影像時所對焦的基準點位的位置的差距，計算影像擷取裝置10對準對焦目標所需調整的鏡頭角度，以及發出控制指令到控制器102，進而控制影像擷取裝置10調整其攝影角度，例如使鏡頭上、下、左或右移動而對準所述的對焦目標，而使變焦鏡頭100對焦於被選定的最遠對焦目標。影像擷取裝置10可將對準環境空間中的對焦目標而擷取到的畫面，傳送回電腦系統12，並在顯示單元124顯示出所擷取的影像畫面。

使用者此時可再利用操作單元126輸入指令，用以調整變焦鏡頭100的焦段，使變焦鏡頭100的鏡片設置於第二焦段。處理單元122再接收操作單元126根據使用者的操作而產生的指令，並根據指令持續指示影像擷取裝置10的控制器102控制驅動單元帶動鏡片，直到鏡片所在位置所對應的焦長可清晰分辨最遠對焦目標為止。在調整變焦鏡頭100之焦段的過程中，影像擷取裝置10仍可持續將不同焦段下所呈現的對焦目標的影像畫面傳送到電腦系統12的顯示單元124顯示，以供使用者透過顯示單元124觀看對焦目標所顯現的尺寸大小而進一步決定是否繼續調整變焦鏡頭100的焦段值，直到變焦鏡頭100的焦段已設定到使用者可清楚辨識對焦目標畫面為止，此時所述的焦段即可為第二焦段。例如焦段值為180mm。處理單元122控制影像擷取裝置10將變焦鏡頭100設置於第二焦段後，可將參考點位的點位資訊、變焦鏡頭100對準參考點位時的鏡頭角度及第二焦段的焦段值資訊記錄在記憶單元120中。

當電腦系統12取得基準點位與參考點位的點位資訊，例如此二個點位的座標，同時也獲得分別對應於基準點位與參考點位的第一焦段與第二焦段後，即可由處理單元122進一步計算基準點位與參考點位之間的點位距離，以及第一焦段與第二焦段的焦段差距，並且進一步計算出每個圖像點位與基準點位之間的距離後，根據點位距離與焦段差距的比例，等比例計算基準圖像中各個圖像點位所適用的校正焦段。每一圖像點位所對應的校正焦段可指：影像擷取裝置10以所述圖像點位作為對焦點而對焦於環空間中的特定目標時，變焦鏡頭100所應設置的焦段值，藉以放大特定目標顯示之尺寸。此外，處理單元122同時也可根據擷取基準點位時所記錄的鏡頭角度，以及取得參考點位時所記錄的鏡頭角度，計算變焦鏡頭100對焦於不同圖像點位時所對應的鏡頭角度。例如根據特定圖像點位與基準點位之間的二維位移差距，判斷變焦鏡頭100應該朝向上、下、左或右的方向轉動，並且按照基準點位所對應的鏡頭角度，以及參考點位所對應的鏡頭角度，等比例地計算出所述特點圖像點位所應對應的鏡頭角度。

舉一具體例示說明，請再參照圖3所示的基準圖像示意圖。假設基準圖像30是由長、寬分別為1024及768個圖像點位所組成的環境空間的圖像，其中基準點位32的位置在基準圖像30的中間下緣，以座標表示為(512,768)，與基準點位32對應的第一焦段為變焦鏡頭100的最小焦段20mm。參考點位34的位置以座標則為(900,75)，而與參考點位34相對應的第二焦段則為180mm。藉由上述資料，處理單元122可計算出基準點位32與參考點位34的點位距離為794單位(小數點以下四捨五入)，而第一焦段與第二焦段的第二焦段差距則為160mm。因此，點位距離與焦段差距的比例為1比0.20(小數點第二位以下四捨五入)。

接著，處理單元122即可根據基準點位32與其他圖像點位的距離，計算基準圖像30中任一個圖像點位所適用的焦段。請參閱圖5，例如其中一個圖像點位36的座標為(307,255)，而所述圖像點位與基準點位之間的距離為273單位(小數點以下四捨五入)，按照所述的點位距離與焦段差距的比例1比0.20計算，當影像擷取裝置10對焦於圖像點位36時，所述圖像點位36與基準點位22的焦段相差約為55mm(小數點以下四捨五入)，加上最小焦段值為20mm之後，即可獲得對應於圖像點位36的校正焦段可為75mm。也就是說，相較需要將焦段設置為160mm才能看清楚參考點位34所對應的對焦目標16a的情況下，當要看清楚相對於圖像點位36所對應的目標(如圖5所示的椅子)時，變焦鏡頭100的焦段應設置為75mm。

基準圖像30中的其他任意圖像點位所對應的校正焦段，亦可透過如上述的手段，在計算出與基準點位32與圖像點位之間的距離後，即可參照距離的比例計算適合的校正焦段，並記錄在記憶單元120中。

值得一提的是，由於各圖像點位所對應的校正焦段係根據各個圖像點位與基準點位32的距離計算，且計算結果可能受到數值進位(如四捨五入)的影響，故與基準點位32距離相同或接近的多個圖像點位可能對應到相同的校正焦段。因此，如圖5所示，基準圖像30中多個圖像點位可能按照與基準點位32的距離遠近不同而形成多個焦段區間，例如圖5中由邊界50、52、54、56所區隔的五個焦段區間，每一焦段區間內的多個圖像點位皆對應到相同的校正焦段的焦段值。唯，圖5所示的焦段區間僅為一種例示，實作上，圖像點位所對應的校正焦段仍可能因校正值的不同、或計算方式的差異，而形成不同的焦段區間。

藉此，當使用者欲觀看環境空間中的特定目標時，可透過在對應於環境空間的基準圖像30上選取所要觀看的特定目標，使處理單元122根據被選取的特定目標在基準圖像30上所對應的圖像點位，從記憶單元120中取得所述圖像點位所對應的校正焦段，並發出指定指令指示控制器102控制變焦鏡頭100朝不同方向轉動而調整其鏡頭角度，以對焦於所選取的目標，控制器102並根據從指定指令所獲得的校正焦段驅使驅動單元帶動鏡片移到所述校正焦段對應的焦長位置，以放大目標的影像。影像擷取裝置10對焦及放大所述的特定目標後，再將影像畫面透過傳輸單元128傳送回處理單元122，最後輸出到顯示單元124以供使用者觀看。

值得一提的是，在實作上，由於影像擷取裝置10的鏡頭中所使用的鏡片100通常並非完全平面，而是略帶弧度的透鏡，且不同製造廠商所製造的鏡片100規格各異，致使透過鏡片而成像在影像感應元件上的點位資料不一定均勻分佈。例如常見的在影像的邊緣較容易發生變形的情況，就是由於像素較集中在影像畫面的中間部分，而越接近影像畫面的邊緣，像素的分佈較為分散，故造成影像邊緣的物件通常會變得比較寬。換言之，靠近影像畫面中間部分的兩個相鄰圖像點位間的距離，與靠近影像畫面邊緣部分的兩個相鄰圖像點位間的距離，兩者可能並不一致，後者的距離會大於前者。故在計算基準圖像中不同圖像點位與基準點位之間的距離時，可將此項鏡片弧度造成的誤差加以修正。

因此，在本實施例中，在計算不同圖像點位所適用的校正焦段時，除了依照點位距離與焦段差距的比例，計算出各個圖像點位的焦段值之外，更以對應於所使用的影像擷取裝置10的校正值校正計算出來的結果而成為各個圖像點位的校正焦段。所述的校正值可經由實驗或根據鏡片弧度套用換算公式計算出來，係為本領域中具通常知識之技術人員，在不過度實驗的前提下可計算出來的數值。因此，當要計算基準圖像中特定一圖像點位所對應適用的校正焦段時，係根據所述特定圖像點位與基準點位之間的距離與參考點位和基準點位之間的距離的比值，乘以第一焦段與第二焦段的焦段差距，再乘以對應於所使用的影像擷取裝置10的校正值，而獲得所述特定圖像點位所對應的校正焦段。

藉此，當使用者利用架設在環境空間中的影像擷取裝置10擷取影像畫面，而有需要特別觀看特定的目標(如人員或物件)時，即可利用在基準圖像30上點選對應於所述目標所在的圖像點位，而控制影像擷取裝置10自動對焦於所述的目標，並自動拉進所述目標的畫面到最適當的大小。例如在錄製會議或演講活動時，使用者(如工作人員)需要在不同的人員發言時，將畫面對準發言中的人員；或是需要根據主講者的說明，將畫面對準白板或布幕上的字等情況。此時，使用者不需每次自行針對所要對準的目標物重新設定變焦鏡頭100的焦段，而可透過操作單元126點選基準圖像30中對應於所述目標的一個圖像點位做為指定點位，處理單元122即可根據指定點位的位置資訊及所述指定點位的校正焦段，產生指定指令以控制影像擷取裝置10對焦於對應的目標，並且將變焦鏡頭100的焦長設定在適當的焦段值。

[圖像式攝影控制方法實施例]

請參照圖6，圖6繪示了本發明提供的圖像式攝影控制方法的其中一個實施例的流程圖。本實施例所述的攝影控制方法可利用上述圖像式攝影控制系統實施例進行實作，故亦請同時參照圖2所示的圖像式攝影控制系統實施例方塊圖，以利理解。

參照圖6，當圖像式攝影控制系統1啟動後(例如開啟電腦系統12的電源及影像擷取裝置10之後)，電腦系統12的處理單元122可發出影像擷取指令到架設在特定環境空間中(如會議室)並與電腦系統12連接的影像擷取裝置10，以控制影像擷取裝置10擷取所述環境空間的基準圖像(S601)。其中，處理單元122發出的影像擷取指令，包括控制影像擷取裝置10之變焦鏡頭100(zoom lens)調整焦段以改變焦長(focal length)，影像擷取裝置10的控制器102根據處理單元122的指令，驅動變焦鏡頭100設置到第一焦段，並對焦於所要擷取的影像畫面中的一個特定目標。所述的第一焦段可為變焦鏡頭100所支援的最小焦段，藉由將變焦鏡頭100設置在最小焦段的方式，使得影像擷取裝置10以最大視角擷取環境空間中的景像以產生基準圖像(如圖3所示30)。

請繼續參照圖2及圖6，影像擷取裝置10擷取到基準圖像後，控制器102將基準圖像之影像資料及影像擷取裝置10擷取基準圖像時的各項設定資訊，透過有線或無線傳輸的方式傳送回電腦系統12，由處理單元122接收所述的影像資料及設定資訊(S603)。所述的設定資訊包括變焦鏡頭100的第一焦段的數值、擷取基準圖像時控制器102所運算出的對焦點(focal point)位置、及擷取基準圖像時影像擷取裝置10的鏡頭角度等資訊。上述的基準圖像的影像資料及設定資訊可記錄在記憶單元120中。

其中，基準圖像的影像資料包括構成基準圖像的多個圖像點位的點位資料，例如基準圖像的多個像素的像素資料。所述多個圖像點位其中的一個基準點位(如圖3所示32)對應於影像擷取裝置10擷取基準圖像時的對焦點。

接收到涵蓋環境空間最大視角範圍的基準圖像後，處理單元122可接收來自操作單元126所產生的選取指令，在基準圖像的多個圖像點位當中點選一參考點位(如圖3所示34)，以選取基準影像中對應於參考點位之位置的對焦目標(S605)，並進一步根據被選取的參考點位34的位置，再發出控制指令到影像擷取裝置10的控制器102，以指示控制器102以參考點位34為對焦點，調整鏡頭角度以對焦於環境空間中的所述目標物件(例如會議室中的主席座位)(S607)。處理單元122還接收影像擷取裝置10傳送回電腦系統12的影像畫面並顯示於顯示單元124。參考點位34所對應的對焦目標可為距離影像擷取裝置10最遠的目標，例如會議室中的的主席座位、講台或白板中央。

接著，處理單元122更接收由操作單元126依據使用者的操作而產生的操作指令，操作指令用以指示調整變焦鏡頭100的焦段設定。處理單元122根據操作指令的指示，發出指令以命令控制器102控制變焦鏡頭100調整到第二焦段的位置(S609)，以便將畫面拉進(zoom in)而放大影像擷取裝置10所對焦的對焦目標。其中，使用者係可根據對焦於對焦目標並顯示在顯示單元124的影像畫面，利用如鍵盤或滑鼠等操作單元126輸入操作指令，使處理單元122根據接收到的操作指令對應傳輸命令，以控制控制器102調整變焦鏡頭100的焦段，並持續接收變焦鏡頭100調整焦段後所傳回的影像畫面。使用者可繼續依照傳回的影像畫面再繼續輸入操作指令，直到傳回電腦系統12並顯示在顯示單元124上的影像畫面所呈現的對焦目標的影像大小已符合需求為止，而此時變焦鏡頭100所設置的焦段即為對應於所述對焦目標的第二焦段。處理單元122並進一步接收從影像擷取裝置10傳回的第二焦段之焦段值以記錄在記憶單元120。

藉此，處理單元122可根據已記錄的第一焦段、第二焦段、基準點位與參考點位的資訊，執行一組程式碼以計算基準點位與參考點位在基準圖像上的點位距離，以及對應於基準點位的第一焦段與對應於參考點位的第二焦段之間的焦段差距(S611)，並獲得焦段距離比。處理單元122所計算出的焦段距離比，可用於在基準圖像中做為計算各個圖像點位所應對應的焦段值的基礎，處理單元122可按照各個圖像點位與基準點位之間的距離，按焦段距離比等比例地換算各圖像點位所對應的校正焦段(S613)。處理單元122所計算出來的焦段距離比以及各圖像點位按比例所計算出來的校正焦段，可記錄於記憶單元120中。

藉此，由於基準圖像30是在變焦鏡頭設置於最小焦段時所擷取的影像，故在基準圖像30中所呈現的環境空間中的各個物件的顯示尺寸最小，且距離影像擷取裝置10越遠的物件的顯示尺寸越小。故當選取了距離影像擷取裝置10最遠的對焦目標，並且設定了觀看所述對焦目標時所適用的第二焦段後，即已得知要使最遠目標物件清楚被辨識時，變焦鏡頭需要被拉近放大的倍率。因此，若要清楚觀看介於對焦目標和影像擷取裝置10之間的其他目標物件時，變焦鏡頭100的焦段值則可根據圖像點位與基準點位之間的距離，按焦段距離比設定在第一焦段與第二焦段之間。

接著，在監控或觀看基準圖像30所對應的環境空間中的影像畫面時(例如進行視訊會議或錄影時)，使用者可利用操作單元126輸入定位指令，在顯示單元124所顯示的基準圖像的多個圖像點位當中點選指定點位(如圖5所示36)以選取環境空間中的特定目標，並由處理單元122接收定位指令(S615)，以辨識所述指定點位36的位置。處理單元122辨識出指定點位36在基準圖像30中的位置後，即可從記憶單元120讀取對應於指定點位36所適用的校正焦段，同時判斷影像擷取裝置10的變焦鏡頭100所應轉動的方向，以計算影像擷取裝置10為對準指定點位36所需調整的鏡頭角度(S617)，並根據指定點位36的位置以及所讀取到的校正焦段及鏡頭角度產生指定指令傳送到影像擷取裝置10的控制器102，使控制器102控制變焦鏡頭100根據相對應的鏡頭角度轉動至對焦於指定點位36所對應的目標物件，並且將變焦鏡頭100設定於指定指令所指示的焦段(S619)。影像擷取裝置10以處理單元122所指定的對焦點及焦段值擷取到使用者所欲觀看的特定目標物件的影像後，再將所擷取到的影像傳送回電腦系統12，以顯示於顯示單元124供使用者觀看(S621)。

藉由上述的控制方法，當使用者利用影像擷取裝置10拍攝或錄製環境空間中的影像畫面時，只需要點選顯示在顯示單元124上的基準圖像30中的任意圖像點位，處理單元122即判斷所述圖像點位的座標，並讀取對應於被選取之圖像點位的焦段值後，控制影像擷取裝置10自動將變焦鏡頭100對焦於被選取的圖像點位所對應的目標物件，並且根據被選取的圖像點位的焦段值，使影像擷取裝置10的變焦鏡頭100根據焦段值調整焦長，以適度地拉進及放大所述的目標物件，而讓使用者在顯示單元124上清楚地觀看所指定的目標物件。

由於不同廠牌或型號之影像擷取裝置10所使用的變焦鏡頭100各異，鏡片弧度可能不同而使得基準圖像成像後的各個圖像點位分佈距離不平均，越靠近圖像中央的圖像點位距離越近，越靠近圖像邊緣的圖像點位距離越遠。因此，在計算各個圖像點位所對應的校正焦段時，除了依照焦段距離比之外，還可進一步利用校正值抵消圖像點位距離的差異。所述的校正值可隨不同廠牌或型號的影像擷取裝置10而有別，本領域的技術人員可經由不過度的實驗而獲得常數或函式，作為應於影像擷取裝置10的校正值。

此外，由於處理單元122利用焦段距離比來計算每一圖像點位所對應的校正焦段，故與基準點位距離相同或相近的數個圖像點位可能對應到相同的焦段值。因此，在基準圖像上可畫分為數個焦段區間，如圖5的邊界50、52、54及56畫分出五個焦段區間，每一焦段區間中的多個圖像點位對應到相同的校正焦段。故處理單元122亦可在獲得焦段距離比之後，先計算出基準圖像中的多個焦段區間並記錄在記憶單元120中。當使用者利用操作單元126產生定位指令時，再根據被指定的指定點位所屬的焦段區間決定其所對應的校正焦段，以供控制變焦鏡頭100調整焦段值。

其餘與圖2所示之系統實施例相仿之處，請參閱前述實施例說明，於此即不再重述。

[實施例的可能功效]

根據本發明實施例，上述的圖像式攝影控制系統及控制方法，可提供使用者以包括了環境空間中全部或大多數目標與物件的基準圖像來操控影像擷取裝置。使用者於拍攝或錄製影像時，若要針對特定的目標(如物品或人員)進行特寫，可以透過點選基準圖像上對應於所述目標之位置的圖像點位，電腦系統即可自動控制影像擷取裝置對焦於所述的目標，並且自動將畫面放大到適當的尺寸，以利清楚看到所述的目標，無需再由負責拍攝或錄製影像的操作人員自行對焦或自行縮放畫面。

更進一步來說，本發明所提供的技術手段可根據大小固定或尺寸比例相近的物件為目標，進行焦段縮放的調整，當目標的尺寸固定或比例相近時，所述的目標顯示在基準影像上的大小大致上和所述目標與影像擷取裝置之間的距離成比例，因此，利用本發明所提供的圖像式攝影控制系統及方法，按照目標與影像擷取裝置的距離實質上成反比地對應不同的焦段值，可達到使目標物件被選取或對焦時，可自動依照距離遠近而縮放到適合的大小的效果。

此外，本發明之實施例於計算各個圖像點位所適用的焦段值時，還考慮到不同影像擷取裝置構造(特別是鏡片弧度)可能造成的圖像點位距離的誤差，利用校正值加以校正並抵消所述的誤差，可讓處理單元所計算出來的圖像點位的校正焦段更為正確，避免發生距離較遠的目標被放大的倍率反而少於距離較近的目標被放大的倍率等問題。

以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。

1．．．圖像式攝影控制系統

10．．．影像擷取裝置

100．．．變焦鏡頭

102．．．控制器

12．．．電腦系統

120．．．記憶單元

122．．．處理單元

124．．．顯示單元

126．．．操作單元

128．．．傳輸單元

14．．．環境空間

16．．．目標

16a．．．對焦目標

30．．．基準圖像

32．．．基準點位

34．．．參考點位

36．．．指定點位

50-56．．．邊界

S601-S621．．．流程步驟

圖1：本發明提供的一種圖像式攝影控制系統的使用環境示意圖；

圖2：本發明提供的一種圖像式攝影控制系統實施例的方塊圖；

圖3：本發明實施例中的基準圖像示意圖；

圖4：本發明實施例中對焦於最遠對焦目標之顯示畫面示意圖；

圖5：本發明實施例中圖像點位所對應的焦段區間示意圖；及

圖6：本發明提供的一種圖像式攝影控制方法實施例的流程圖。

1．．．圖像式攝影控制系統

10．．．影像擷取裝置

100．．．變焦鏡頭

102．．．控制器

12．．．電腦系統

120．．．記憶單元

122．．．處理單元

124．．．顯示單元

126．．．操作單元

128．．．傳輸單元

Claims (10)

1. 一種圖像式攝影控制系統，應用於一環境空間，包括：一影像擷取裝置，設置於該環境空間，並於設定在一第一焦段時，擷取該環境空間的多個目標的畫面以產生一基準圖像，其中，該基準圖像包括多個圖像點位，該等圖像點位其中的一基準點位為該基準圖像的對焦點；一電腦系統，包括：一操作單元，根據操作而產生一選取指令，該選取指令用以選取該等圖像點位其中之一為一參考點位，該參考點位對應於該等目標中的一對焦目標；一處理單元，接收該基準圖像及該選取指令，該處理單元控制該影像擷取裝置以該參考點位為對焦點而對焦於該環境空間的該對焦目標，並輸出一控制指令以控制該影像擷取裝置調整到一第二焦段以對應該對焦目標，其中，該處理單元計算該第一焦段與該第二焦段之間的一焦段差距以及該基準點位與該參考點位之間的一點位距離，以根據該焦段差距與該點位距離獲得一焦段距離比，並利用該焦段距離比計算該基準圖像的該等圖像點位相對於該基準點位所個別對應的一校正焦段；及一顯示單元，耦接該處理單元，用以顯示該基準圖像以及該影像擷取裝置以該參考點位為對焦點時所擷取到的畫面。
2. 如申請專利範圍第1項所述的圖像式攝影控制系統，其中，該操作單元根據操作而產生一定位指令，該定位指令用以從該等圖像點位中選取一指定點位，該處理單元接收該定位指令，並根據該定位指令所指示的該指定點位獲得該指定點位的該校正焦段，以產生一指定指令到該影像擷取裝置，控制該影像擷取裝置以該指定點位為對焦點對焦於該等目標其中之一，以及調整該影像擷取裝置的一鏡頭角度以對應該對焦點所對焦的該目標，並調整到該指定點位所對應的該校正焦段。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述的圖像式攝影控制系統，其中，該電腦系統包括：一傳輸單元，耦接該處理單元及該影像擷取裝置，其中，該處理單元經由該傳輸單元傳輸控制指令到該影像擷取裝置，該影像擷取裝置經由該傳輸單元傳送該基準圖像到該處理單元；及一儲存單元，儲存該處理單元所運算的該等校正焦段及該基準圖像。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述的圖像式攝影控制系統，其中，該處理單元更包括：一影像合併單元，用以接收多個所述基準圖像及合併該等基準圖像為該環境空間的一全景圖像，以輸出到該顯示單元；其中，該影像擷取裝置接受該處理單元之控制而擷取該環境空間的多個該等基準圖像。
5. 如申請專利範圍第2項所述的圖像式攝影控制系統，其中，該影像擷取裝置更包括：一變焦鏡頭，可改變焦長而使該影像擷取裝置設定於該第一焦段、該第二焦段或該校正焦段；及一控制器，接收該處理單元的該控制指令及該指定指令，以控制該變焦鏡頭改變焦長。
6. 如申請專利範圍第1項所述的圖像式攝影控制系統，其中，該處理單元更根據對應於該影像擷取裝置的一校正值計算該等校正焦段，該第一焦段為該影像擷取裝置的最小焦段，該參考點位對應的該對焦目標為該等目標當中距離該影像擷取裝置最遠的其中一個目標。
7. 一種圖像式攝影控制方法，由一電腦系統控制設置於一環境空間的一影像擷取裝置，該電腦系統包括一操作單元、一處理單元及一顯示單元，該方法包括：驅動該影像擷取裝置調整到一第一焦段並擷取一基準圖像，其中，該基準圖像包括多個圖像點位，該等圖像點位其中的一基準點位為該基準圖像的對焦點；接收一選取指令以選取該等圖像點位其中的一參考點位；控制該影像擷取裝置以該參考點位為對焦點，對焦於該環境空間中對應於該參考點位的一對焦目標；驅動該影像擷取裝置調整到一第二焦段以對應該對焦目標；計算該第一焦段與該第二焦段之間的一焦段差距以及該基準點位與該參考點位之間的一點位距離，並根據該焦段差距及該點位距離計算一焦段距離比；利用該焦段距離比計算該基準圖像的該等圖像點位相對於該基準點位所個別對應的一校正焦段；及記錄該基準圖像及所計算出來的該等圖像點位所對應的該校正焦段。
8. 如申請專利範圍第7項所述的圖像式攝影控制方法，其中，計算該等圖像點位個別對應的該校正焦段後更包括：接收一定位指令以選取該等圖像點位其中的一指定點位；控制該影像擷取裝置以該指定點位為對焦點，對焦於該環境空間中對應於該指定點位的目標；計算該影像擷取裝置的一鏡頭角度，該鏡頭角度用以使該影像擷取裝置對準該指定點位所對應的目標；讀取該指定點位所對應的該校正焦段，並控制該影像擷取裝置調整該鏡頭角度及設置於該指定點位的該校正焦段；及擷取依照該校正焦段對焦於該目標所呈現的畫面。
9. 如申請專利範圍第7項所述的圖像式攝影控制方法，其中，該第一焦段為該影像擷取裝置的最小焦段，該參考點位對應的該對焦目標為該環境空間中離該影像擷取裝置最遠的目標。
10. 如申請專利範圍第7項所述的圖像式攝影控制方法，其中，計算該等圖像點位個別對應的該校正焦段中，還包括根據該影像擷取裝置的一校正值以計算該校正焦段。