TWI463474B - 影像調整系統及方法 - Google Patents

Description

影像調整系統及方法

本發明係關於一種影像調整系統及方法，尤其涉及一種人機互動式影像調整系統及方法。

人類或其他動物可感知周圍其他個體的存在而做出相應的反應。例如，人類或其他動物的視線可跟隨周圍其他個體的位置的變化而變化。

習知的智慧人機互動系統中的虛擬物體無法像人類或其他動物一樣，可根據周圍其他個體的位置的變化而做出反應，如虛擬物體無法對使用者或參觀者行“注目禮”，即無法根據使用者或參觀者的位置變化而改變視線。

鑒於前述內容，有必要提供一種影像調整系統及方法，使得系統中的虛擬物體可根據使用者或參觀者的位置變化做出反應。

一種影像調整系統，包括：一記憶單元，用於存儲一動畫，該動畫中的一物體可根據控制指令相應地運動；一顯示單元，用於顯示該記憶單元中的動畫；一攝像單元，用於對一特定區域進行攝像； 一人臉偵測單元，用於偵測該攝像單元所獲取的圖像以得到一人臉，並記錄人臉在圖像中所對應的座標值；一資料處理單元，用於根據人臉在圖像中所對應的座標值計算特定區域中人臉與該顯示單元中顯示的物體之間的位置關係；以及一微處理器，用於根據該資料處理單元所得到的人臉與物體之間的位置關係發送對應的控制指令控制該顯示單元中顯示的物體運動。

一種影像調整方法，包括以下步驟：透過一記憶單元存儲一動畫，該動畫中的一物體可根據控制指令相應地運動；透過一顯示單元顯示該記憶單元中的動畫；透過一攝像單元對一特定區域進行攝像；透過一人臉偵測單元偵測該攝像單元所獲取的圖像；該人臉偵測單元判斷該圖像中是否存在人臉；若圖像中存在人臉，該人臉偵測單元記錄人臉在圖像中所對應的座標值；透過一資料處理單元根據人臉在圖像所對應的座標值計算特定區域中的人臉與該物體之間的位置關係，並將該位置關係傳送給一微處理器；以及該微處理器根據該資料處理單元所得到的人臉與該顯示單元中的物體之間的位置關係發送對應的控制指令控制該顯示單元中顯示 的物體運動。

本發明影像調整系統及方法透過人臉偵測系統對攝像單元所獲取的圖像進行人臉偵測，並透過資料處理單元計算人臉與顯示單元中顯示的物體的位置關係，並將該位置關係傳送微處理器，該微處理器根據該位置關係控制顯示單元中顯示的動畫中的物體作出相應的反應。

100‧‧‧影像調整系統

10‧‧‧攝像單元

20‧‧‧臉部偵測單元

30‧‧‧資料處理單元

40‧‧‧微處理器

50‧‧‧記憶單元

60‧‧‧顯示單元

圖1是本發明影像調整系統的較佳實施方式的方框圖。

圖2A-2D是應用本發明影像調整系統的較佳實施方式的示意圖。

圖3是本發明影像調整方法的較佳實施方式的流程圖。

請參閱圖1，本發明影像調整系統100的較佳實施方式包括一攝像單元10、一臉部偵測單元20、一資料處理單元30、一微處理器40、一記憶單元50以及一顯示單元60。本發明影像調整系統100可應用於廣告看板中進行互動性展示等。

該記憶單元50用於存儲一以虛擬物體為物件製成的動畫，該動畫中的虛擬物體可透過外界輸入的指令進行控制，比如透過鍵盤上的上下左右鍵對應控制該虛擬物體上下左右移動等。該動畫可透過Adobe Flash軟體進行製作，Adobe Flash軟體可用於製作互動性動畫遊戲，比如習知技術中透過鍵盤指令控制遊戲賽車跑動等。

該顯示單元60可為一監視器，用於顯示該記憶單元50中的動畫。

該攝像單元10可包括一鏡頭(圖未示)及一電荷耦合器件( Charge Coupled Device，CCD)(圖未示)。該攝像單元10用於對該顯示單元60周圍的一特定區域進行攝像，比如對該顯示單元60前方的一立方米以內的區域進行攝像。

該人臉偵測單元20可為習知的人臉識別系統，其透過計算圖像的特徵值來獲取圖像中的人臉部分，該特徵值可為像素值。該人臉偵測單元20用於偵測該攝像單元10所獲取的圖像中是否存在人臉，並用於記錄人臉在圖像中所對應的座標值，並將得到的座標值傳送給該資料處理單元30。

該資料處理單元30根據該人臉偵測單元20所獲取的人臉在圖像中的座標值計算該特定區域中的人臉與顯示單元60中顯示的虛擬物體之間的位置關係，比如，該人臉偵測單元20所獲取的人臉的正中央位置在圖像中的座標值為(X，Y)，該資料處理單元30將該正中央位置(X，Y)作為一第一基準點、將顯示單元60中的虛擬物體的某一點定義為一第二基準點，再透過運算得到第一基準點與第二基準點之間的連線與一基準線之間的夾角即可確定該特定區域中的人臉與該顯示單元60中的虛擬物體之間的位置關係。該基準線可為重力線。之後，該資料處理單元30將該位置關係傳送給該微處理器40。

該微處理器40根據該位置關係發送控制指令控制該記憶單元50中的虛擬物體，比如控制虛擬物體上下左右移動等，並透過該顯示單元60進行顯示。其中，該微處理器40內部可設置一對應關係模組，比如。當該特定區域中人臉與該顯示單元60中的虛擬物體之間為一第一位置關係時，該微處理器40發送一第一控制指令；當該特定區域中人臉與該顯示單元60中的虛擬物體之間為一第二位 置關係時，該微處理器40發送一第二控制指令。

在本較佳實施方式中，該虛擬物體為一虛擬人物，該虛擬人物的瞳孔可透過該微處理器40發送的指令進行控制以進行上下左右移動，從而使得該虛擬人物的視線可跟隨特定區域中出現的人臉的位置的移動而改變。其中，虛擬人物的動畫可透過Adobe Flash軟體進行製作，具體是先將虛擬人物的瞳孔作為一物件進行動畫製作，並將瞳孔部分置於底層，之後將虛擬人物的身體的其他部分作為背景置於上層。如此，虛擬人物的瞳孔即可透過軟體編程進行控制，另，還可控制其上下左右移動的範圍，使其移動的範圍不超出虛擬人物的眼睛所在的區域。

請一併參閱圖2A-2D，本發明影像調整系統100的較佳實施方式的具體工作過程描述如下：該攝像單元10對一特定區域進行攝像，當該人臉偵測單元20偵測該攝像單元20所獲取的圖像1中沒有出現人臉，如圖2A所示時，該微處理器40控制記憶單元50中的虛擬人物12的瞳孔在眼睛的中間位置。另，在其他實施方式中，為了使虛擬人物12更為逼真，還可透過軟體編程式控制制虛擬人物12的上下眼皮每隔三秒合一下再睜開，此為動畫製作中較為成熟的技術，在此不再贅述。

當該人臉偵測單元20偵測到該攝像單元10所獲取的圖像2中出現人臉22時，該人臉偵測單元20記錄人臉22在圖像2中的座標值，以及將該人臉22在圖像2中的座標值傳送給該資料處理單元30。該資料處理單元30根據該人臉22在圖像2中的座標值計算特定區域中該人臉22與該顯示單元60中的虛擬人物12的位置關係，並將該位置關係傳送給該微處理器40，由於此時該人臉22位於圖像2 的中央位置，如圖2B所示，故，該微處理器40控制記憶單元50中的虛擬人物12的瞳孔繼續停在眼睛的中間位置，使得虛擬人物12的視線對著特定區域中的人臉22。

當該人臉偵測單元20所偵測的人臉22在圖像3中的座標值與人臉22在圖像2中的座標值不同時，即特定區域中人臉22的位置則發生了改變，例如當該攝像單元10所獲取的圖像3中的人臉22位於圖像3的左側，如圖2C所示時，該資料處理單元30根據該人臉22在圖像3中的座標值計算特定區域中該人臉22與該顯示單元60中的虛擬人物12的位置關係，並將該位置關係傳送給該微處理器40，該微處理器40控制動畫中的虛擬人物12的瞳孔往左移動一對應距離，使得虛擬人物12的視線朝著特定區域中的人臉22。

當該攝像單元10所獲取的圖像4中的人臉22位於圖像4的右側，如圖2D時，該人臉偵測單元20偵測人臉22在圖像4中的座標值，該資料處理單元30根據該人臉22在圖像4中的座標值計算特定區域中該人臉22與該顯示單元60中的虛擬人物12的位置關係，並將該位置關係傳送給該微處理器40，該微處理器40控制動畫中的虛擬人物12的瞳孔往右移動一對應距離，使得虛擬人物12的視線朝著特定區域中的人臉22。

在其他實施方式中，該影像調整系統100亦可用於根據人臉22的位置調整虛擬人物12的身體的其他部位作出相應動作，比如調整虛擬人物12的手勢。

請一併參閱圖3，本發明還提供一種影像調整方法，包括以下步驟。

步驟S1：該記憶單元50存儲以虛擬人物12的瞳孔為物件製成的動畫。該動畫中，可透過該微處理器40發送的指令控制虛擬人物12的瞳孔，使得其上下左右移動。

步驟S2：透過該顯示單元60顯示該記憶單元50中的動畫。

步驟S3：該攝像單元10對該特定區域進行攝像。

步驟S4：該人臉偵測單元20偵測該攝像單元10所獲取的圖像。

步驟S5：該人臉偵測單元20判斷該圖像中是否存在人臉；若該圖像中沒有不存在人臉，則執行步驟S6；若圖像中存在人臉，則執行步驟S7。

步驟S6：該微處理器40控制記憶單元中的虛擬人物的瞳孔在眼睛的中間位置，並返回步驟S3。

步驟S7：該人臉偵測單元20記錄人臉在圖像中所對應的座標值。

步驟S8：該資料處理單元30根據人臉在圖像所對應的座標值計算特定區域中人臉所在的位置與該顯示單元60中顯示的虛擬物體之間的位置關係，並將該位置關係傳送給該微處理器40。其中，將特定區域中的人臉的正中央位置作為一第一基準點，將顯示單元60中的虛擬人物的兩眼中間的位置作為一第二基準點，該資料處理單元30透過運算得到第一基準點與第二基準點之間的連線與一基準線之間的夾角即為該特定區域中的人臉與該顯示單元60中的虛擬物體之間的位置關係。

步驟S9：該微處理器40根據該資料處理單元30所得到的人臉與虛擬物體之間的位置關係發送控制指令控制該記憶單元50中的虛擬 人物的瞳孔移動一對應距離，使得顯示單元60中的虛擬人物的視線朝著特定區域中人臉的位置。

本發明影像調整系統100透過人臉偵測系統20對攝像單元10所獲取的圖像進行人臉偵測，並透過資料處理單元30計算人臉與顯示單元60中的虛擬人物的位置關係，並將該位置關係傳送微處理器40，該微處理器40根據該位置關係調整該虛擬人物的瞳孔的移動，使得虛擬人物的視線跟隨特定區域中人臉的位置的變化而變化。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

100‧‧‧影像調整系統

10‧‧‧攝像單元

20‧‧‧臉部偵測單元

30‧‧‧資料處理單元

40‧‧‧微處理器

50‧‧‧記憶單元

60‧‧‧顯示單元

Claims (8)

1. 一種影像調整系統，包括：一記憶單元，用於存儲一動畫，該動畫中的一物體可根據控制指令相應地運動；一顯示單元，用於顯示該記憶單元中的動畫；一攝像單元，用於對一特定區域進行攝像；一人臉偵測單元，用於偵測該攝像單元所獲取的圖像以得到一人臉，並記錄人臉在圖像中所對應的座標值；一資料處理單元，用於根據人臉在圖像中所對應的座標值計算特定區域中人臉與該顯示單元中顯示的物體之間的位置關係，其中該特定區域中的人臉與該顯示單元中顯示的物體之間的位置關係透過定義該特定區域中的人臉的一第一基準點與該顯示單元中的物體的一第二基準點，並透過該資料處理單元運算得到第一基準點與第二基準點之間的連線與一基準線之間的夾角來獲得；以及一微處理器，用於根據該資料處理單元所得到的人臉與物體之間的位置關係發送對應的控制指令控制該顯示單元中顯示的物體運動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之影像調整系統，其中該記憶單元中存儲的動畫係透過Adobe Flash軟體製成的。
3. 如申請專利範圍第1項所述之影像調整系統，其中該第一基準點是該人臉偵測單元所獲取的人臉的正中央位置，該第二基準點是顯示單元中的物體的一定點，該基準線是重力線。
4. 一種影像調整方法，包括以下步驟：透過一記憶單元存儲一動畫，該動畫中的一物體可根據控制指令相應地 運動；透過一顯示單元顯示該記憶單元中的動畫；透過一攝像單元對一特定區域進行攝像；透過一人臉偵測單元偵測該攝像單元所獲取的圖像；該人臉偵測單元判斷該圖像中是否存在人臉；若圖像中存在人臉，該人臉偵測單元記錄人臉在圖像中所對應的座標值；透過一資料處理單元根據人臉在圖像所對應的座標值計算特定區域中的人臉與該物體之間的位置關係，並將該位置關係傳送給一微處理器；其中該特定區域中的人臉與該顯示單元中物體之間的位置關係透過定義該特定區域中的人臉的一第一基準點與該顯示單元中的物體的一第二基準點，並透過該資料處理單元運算得到第一基準點與第二基準點之間的連線與一基準線之間的夾角來表示；以及該微處理器根據該資料處理單元所得到的人臉與該顯示單元中的物體之間的位置關係發送對應的控制指令控制該顯示單元中顯示的物體運動。
5. 如申請專利範圍第4項所述之影像調整方法，還包括以下步驟：若該人臉偵測單元判斷該攝像單元所獲取的圖像中不存在人臉，則該微處理器控制該顯示單元中顯示的物體在一特定位置。
6. 如申請專利範圍第4項所述之影像調整方法，其中該記憶單元中的動畫係透過Adobe Flash軟體製成的。
7. 如申請專利範圍第4項所述之影像調整方法，其中該顯示單元為一監視器。
8. 如申請專利範圍第4項所述之影像調整方法，其中該第一基準點是該人臉偵測單元所獲取的人臉的正中央位置，該第二基準點是顯示單元中的物體的一定點，該基準線是重力線。