TWI484442B - 錯視影像產生裝置及其方法 - Google Patents

Description

錯視影像產生裝置及其方法

本發明揭露一種錯視影像產生裝置及其方法，更明確地說，本發明係提供了一種藉由影像處理及運動錯視的結合，使單一影像成為運動錯視圖形，而無法直接經由人眼辨識其原始影像的錯視影像產生裝置及其方法。

錯視又稱視覺假象，其是指通過幾何排列、視覺成像規律等手段，製作帶有視覺欺騙成分的圖像以進行眼球欺騙，並引起的視覺上的錯覺，藉以達到藝術或者類似魔術般的效果。

光柵動畫則為許多種視覺假象中之一者。光柵動畫可被分為二維光柵及三維光柵二種。三維光柵係具有光學反射結構以使其僅容許某個角度的光線通過，從以控制使用者所接收之圖式。而二維光柵則係指一具有複數條相互水平排列的透明及不透明條件線條的二維圖案，以下將以遮色片一詞代表之。

在遮色片置放於一影像之上方時，遮色片將會覆蓋該影像之大部份面積，同時使用者僅能透過該透明部份來觀察該影像之部份細節。藉此原理，設計者得以將複數張原始圖案整合於同一影像中，並藉由遮色片來個別地顯示該等複數張原始圖案。另一方面，當影像中所整合的複數張原始圖案具有相對關係時，使用者將得藉由遮色片與影像之間的相對移動，而使得該等原始圖案於觀察時產生一動畫效果，業界稱之為『遮色片動畫』。

然而，現存的『遮色片動畫』均只能在水平圖案之間進行水平的切換，而未見有任一先前技術得以教示將單一初始影像進行旋轉，並將其轉變為遮色片動畫之方法及裝置。據此，如能突破傳統的思考模式來提供一種簡單、高效以及完全新穎的遮色片動畫設計方法及裝置將在能創造商機的同時，亦定必能夠進一步的改善使用者之生活，以 使生活變得更為有趣。

本發明的一範疇在於提供一種錯視影像產生裝置，其係用於根據一初始影像來產生一錯視影像，以讓一使用者在利用一遮色片對該錯視影像進行觀賞時得以產生該初始影像進行旋轉之錯視效果，該錯視影像產生裝置包含有一輸入裝置、一處理裝置以及選擇性地包含有一輸出裝置。輸入裝置係自一影像源取得該初始影像。而處理裝置則係與該輸入裝置耦接並自其取得該初始影像。而輸出裝置則係與該處理裝置耦接，該輸出裝置自該處理裝置取得該錯視影像並將其進行輸出。

而其中，前述的錯視影像產生裝置在應用時係利用本發明的另一範疇中的錯視影像產生方法來根據一初始影像來產生一錯視影像。如前所述，本發明的另一範疇在於提供一種錯視影像產生方法。前述的產生方法係用於根據一初始影像來產生一錯視影像，以讓一使用者在利用一遮色片對該錯視影像進行觀賞時得以產生該初始影像進行旋轉之錯視效果，該錯視影像產生方法包含有多個程序，包含有程序如下。首先，準備或提供有該初始影像。接著，對該初始影像進行一前處理以擷取該初始影像之特徵並產生一特徵影像。接著，根據該特徵影像來產生複數個旋轉影像，該等複數個旋轉影像係分別相對於該特徵影像，於複數個不同的旋轉角度下之狀態，其中該複數個旋轉影像得分別包含有複數個相鄰之像素行。接著，對該複數個旋轉影像分別地進行一簡化處理以產生複數個柵化影像。最後，將該等複數個柵化影像重疊以產生該錯視影像。

另外，本發明在實際應用時，前述的前處理包含有一影像二值化程序。再者，其中該複數個旋轉影像得分別相對於一預設的影像編號。承上所述，該指定旋轉角度之計算方式得包含子程序如下，分別為設定有一分割數值、設定有一基準角度以及利用該複數個影像編號、該分割數值以及該基準角度進行運算以分別地計算並取得相對應於該複數個旋轉影像的該複數個旋轉角度以及根據該複數個旋轉角度來分別 地對該特徵影像進行旋轉以產生該複數個旋轉影像。

承上，該旋轉角度之計算方式可以包含以下子程序，其為設定有一基準旋轉中心。其中，根據該等複數個旋轉角度來分別地對該特徵影像進行旋轉，以產生該複數個旋轉影像之程序中，更包含有該基準旋轉中心之參數。

前述的利用該複數個影像編號、該分割數值以及該基準角度進行運算以分別地計算得相對應於該複數個旋轉影像的該複數個旋轉角度之程序更得包含有子程序，該子程序為將相對應於該複數個旋轉影像的該影像編號乘以該基準角度再除以該分割數值以取得複數個相對應的該旋轉角度。在應用時，該基準角度得為360度且該分割數值為大於六。

再者，前述對該複數個旋轉影像分別地進行一簡化處理以產生複數個柵化影像之程序係包含有子程序，該子程序為分別地自每個該旋轉影像中取出滿足一第一條件的複數條像素行以形成該柵化影像，該第一條件係指該旋轉影像中的該像素行之行碼除以該分割數值後之餘數等同於該旋轉影像的影像編號。其中，其中該錯視影像得為對稱或為一對稱圖形。

綜上所述，本發明得以透過鏡頭直接進行影像擷取，並將其影像透過程式進行影像二值化、旋轉以及等比例分割後，進而讓該初始影像成為運動的錯視圖形，其運用運動錯視之表現特性，使圖形產生動態或錯視的印象，而圖形在靜態與動態下呈現出高度差異性，進而讓受試者與圖形間充分展現互動性與趣味性。

在對本發明進行進一步的說明前，需瞭解除非有另外定義，否則本說明書所用之所有技術及科學術語，皆具有與熟習本發明所屬技術者通常所瞭解的意義相同之意義。另外，本說明書目前所述者僅屬本發明的眾多實例方法之其中之一，在本發明之實際使用時，可使用與本說明書所述方法及裝置相類似或等效之任何方法或手段為之。再 者，本說明書中所提及之一數目以上或以下，係包含數目本身。另外，本說明書若提及某甲與某乙為電性連接或耦接時，其係實指某甲與某乙係具有能量、資料或信號的傳輸行為，其不以實際連接為限，據此，舉凡藉有線、無線之方式以電、光、電磁波等手段進行的傳輸行為均屬其義。

且應瞭解的是，本說明書揭示執行所揭示功能之某些方法、流程，並不以說明書中所記載之順序為限，除說明書有明確排除，否則各程序、步驟或流程先後順序之安排端看使用者之要求而自由調整。再者，本說明書中的各圖式間的各元件間之比例已經過調整或省略以維持各圖面的簡潔，故此，除了說明書有明確說明外，圖面中的各個元件的相對應大小、位置以及形狀均僅供參考。再者，在不脫離本發明的發明觀念下，各個元件的大小、位置以及形狀等特徵之安排端看使用者之要求而自由變更。另外，考量本發明之各元件之性質為相互類似，故各元件間的說明、標號為相互適用。另外，為保持說明書之簡潔，下文所提及的『方法』或『裝置』一詞係指本發明的錯視影像產生方法及錯視影像產生裝置。需注意的是，本說明書中所提及之裝置、模組、器、元件等組成部份並不以實際上相互獨立之硬體為限，其亦得以個別或整合後的軟體、韌體或硬體的方式呈現，合先述明。

簡單來說，本發明係揭露了一種錯視影像產生方法，以及錯視影像產生裝置，請參閱圖一A及圖一B，由圖中可見，圖一A及圖一B係分別繪述了本發明的錯視影像產生裝置於使用時的示意圖。由圖一A可見，使用者可以利用手機上的鏡頭拍攝而產生一初始影像A，接著，在使用者按下『處理』鍵後，手機將將對該初始影像A進行計算以產生有前述的錯視影像E。藉此，使用者便得以利用僅一初始影像A來產生一錯視影像E。再者，使用者在利用一遮色片對該錯視影像E進行觀賞時，在配合其等二者之相對運動下，使用者將得藉以觀察到該初始影像A進行旋轉之錯視效果。

在對本發明的功能及應用方式進行簡單的說明後，以下將對其細部內容進行更進一步的定義。於本具體例的設計中，本發明的錯視影 像產生裝置係指一具有觸控功能的智慧型手機，然而其不以此為限。舉凡個人電腦、平板電腦、具有資料處理能力的網路伺服器等具有資料處理能力的電子裝置，均得視為本發明之錯視影像產生裝置。

另一方面，在最簡化時，本發明的主要構成係大致地包含具有一輸入裝置10、一處理裝置20以及一輸出裝置30。本發明的輸入裝置10係用於自一影像源取得該初始影像A。於本具體例中，前述的影像源係指一實物而該輸入裝置10則係指一相機模組。更明確地說，本發明的影像源除了為實物以外，其亦得為一記憶卡、記憶體、硬碟、網路儲存位置等預先備存有初始影像A的元件。另一方面，除了前述得以即時擷取並產生初始影像A的影像擷取元件外，本發明的輸入裝置10亦得為一連接埠、讀卡器或數據機等等，得以自該影像源取得初始影像A的電子元件。

除此之外，本發明的處理裝置20係與該輸入裝置10耦接並自其取得該初始影像A，以利用本發明的錯視影像產生方法來產生有該錯視影像E。更明確地說，於本具體例中，本發明的處理裝置20係指該智慧型手機中的資料處理晶片。然而，本發明的處理裝置20並不以此為限，例如具有資料處理功能並得以執行本發明的錯視影像產生方法的裝置或元件，均得被視為本發明的處理裝置20，如網路伺服器，即為一例。

再者，本發明的輸出裝置30係與該處理裝置20耦接，該輸出裝置30係自該處理裝置20取得該錯視影像E，並將其進行輸出予該使用者。於本具體例中，輸出裝置30係指智慧型手機的顯示面板，然而其並不以此為限，按其應用方式的不同，該輸出裝置30亦得為一顯示屏、印表機、網路數據交換器、或其他以影像或資料方式，以輸出本發明之錯視影像E的元件或手段。

以下將對本發明的錯視影像產生方法進行說明，在進行更進一步的定義之前，需強調的是，除非各程序之間係具有明確的先後關係，否則，本發明的各程序之間的順序得由設計者自由更變。在最簡化時， 本發明的錯視影像產生方法係包含有下列的程序，其分別為程序P1至P5。

請參閱圖二，圖二係繪述了本發明的錯視影像產生方法的流程之示意表。程序P1為準備該初始影像A。接著，進行程序P2，程序P2為對該初始影像A進行一前處理以擷取該初始影像A之特徵，並產生一特徵影像B。

接著，進行程序P3，程序P3為根據該特徵影像B來產生複數個旋轉影像C。同時，該等複數個旋轉影像C係分別相對於該複數個特徵影像B，分別於不同指定旋轉角度時之狀態，其中該等複數個旋轉影像C係分別包含有複數個相鄰之像素行。於本具體例中，該等複數個特徵影像B係分別以其影像的中央點為影像的旋轉軸心，然而其之旋轉軸心的設置位置並不以位於影像的中央點為限，而可以按設計者之需要將該旋轉軸心的位置，設置於相對應影像B之任意位置。

隨後，進行程序P4，程序P4係為對該等複數個旋轉影像C分別地進行一簡化處理，以產生複數個柵化影像D。最後，程序P5為將該等複數個柵化影像D重疊以產生該錯視影像E。藉此，本發明便得以利用僅一初始影像A，來產生一具有旋轉之錯視效果的錯視影像E。而圖二中之運動錯視一列則係繪述了本發明於應用時之狀態。

更明確地說，程序P1係指自一影像源取得該初始影像A，於本具體例中該影像源為一人，而該初始影像A則係指該人之頭像。接著，程序P2係指對該初始影像A進行一前處理，以擷取該初始影像A之特徵並產生一特徵影像B。於本具體例中，前處理係包含有畫面亮度增減、炭筆效果增減、影像模糊增減、以及影像二值化等程序，其中又以影像二值化程序最為關鍵。然而，本發明的前處理程序不以前述的各程序為限，使用者得按其需求自由利用其他現存的影像處理程序來對初始影像A進行調整。

接著進行程序P3，程序P3為根據該特徵影像B來產生複數個旋轉影像C。請一併參閱圖二及圖三，圖三係繪述了本發明的程序P3至 P5之細部流程示意圖。而程序P3又得進一步包含有數個子程序，其等分別為P30至P34(未繪示於圖)。首先，程序P30係為設定有複數個影像編號，更明確地說，其係為將該複數個將產生的旋轉影像C分別地預先設定有一影像編號，影像編號係自0起往上增加且該影像編號之數量，係與該旋轉影像C的旋轉角度相對應。

同時的，進行程序P31及P32。程序P31為設定一分割數值，而程序P32則為設定一基準角度。更明確地說，程序P31中的分割數值係指錯視影像所包能含的影格(或稱柵化影像D)的總量。例如，當該分割數值為3時，則該錯視影像將係由三張不同柵化影像D所組成。另一方面，分割數值係反比於其錯視影像E之解析度，亦即分割數值愈高，該錯視影像E之解析度愈低，然而其可包含的柵化影像D將更多，反之亦然。而程序P32所提及的基準角度，則係正比於該錯視影像E之動話中得以旋轉之總角度。例如，當該基準角度為180度時，該錯視影像中所顯示的影像的旋轉角度則為180度。於本具體例中，該分割數值為7且該基準角度為360度。

此外，在完成程序P30至P32後，得於進行程序P33之前選擇性的插入有一子程序，該子程序係為設定一基準旋轉中心，此子程序係用於定義後續影像旋轉時的支點或軸心的位置。接著，進行程序P33，程序P33係利用該等複數個影像編號、該等分割數值以及該等基準角度來進行運算，以分別地計算得到對應於該等複數個旋轉影像C的該複等數個旋轉角度。更明確地說，於本具體例中，前述的程序P33係指將對應於該等複數個旋轉影像C的該影像編號，乘以該基準角度再除以該分割數值，以取得複數個對應的該旋轉角度。例如，第一張的旋轉影像C的影像編號為0，故其旋轉角度將為0，而第三張的旋轉影像C的影像編號為2，故其經換算後的旋轉角度將為順時針102.85度，如此類推。接著，進行程序P34，程序P34其係指根據該複數個旋轉角度，來分別地對該特徵影像B進行旋轉，以產生該複數個旋轉影像C。需注意的是，旋轉的方向並不以順時針為限，其亦得為逆時針為之。

在完成程序P3後，將進行程序P4及P5。程序P4及P5係分別指 對該複數個旋轉影像C分別地進行一簡化處理，以產生複數個柵化影像D並將該複數個柵化影像D重疊，以產生該錯視影像E。在說明簡化處理之細節前，將先假設旋轉影像C係由複數條像素行相互鄰接而成，而且各個像素行均分別具有一行碼，於本例中，係以各個旋轉影像C的右側為第一列往左增加以為各像素行的行碼。然而，行碼的定義方式除了由垂直方向的左右向編號以外，其亦得以水平方向的上下向編號為之。

另外，本具體例中的簡化處理係指分別地自每個該旋轉影像C中，取出滿足一第一條件的複數條像素行以組合形成該柵化影像D。而第一條件則係指將該旋轉影像C中的該像素行之行碼，除以該分割數值後之餘數等同於該旋轉影像C的影像編號，需注意的是，該餘數必然為一自然數。以第二張旋轉影像C為例，由於其之影像編號為1，故其相對應的柵化影像D將如圖四所繪述，僅包含其各個原像素行的第1、8、15、21行等等的像素行。需注意的是，圖中的虛線以及灰階區域，僅係用於協助理解本發明之本意，其於實際應用時並不存在。

藉此，在完成程序P4後應得已取得七張柵化影像。接著，依原所在之行碼對該七張柵化影像進行結合，藉以達到取得一錯視影像E之目標。於本例中，該錯視影像E係為一對稱圖形。

綜上所述，本發明得以透過鏡頭直接進行影像擷取，並將其影像透過程式進行影像二值化、旋轉以及等比例分割及重疊結合後，進而讓該初始影像成為運動的錯視圖形，其運用運動錯視之表現特性，使圖形產生動態或錯視的印象，而圖形在靜態與動態下呈現出高度差異性，進而讓受試者與圖形間充分展現互動性與趣味性。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。因此，本發明所申請之專利範圍的範疇應根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所 有可能的改變以及具相等性的安排。

1‧‧‧錯視影像產生裝置

10‧‧‧輸入裝置

20‧‧‧處理裝置

30‧‧‧輸出裝置

A‧‧‧初始影像

B‧‧‧特徵影像

C‧‧‧旋轉影像

D‧‧‧柵化影像

E‧‧‧錯視影像

P1~P5‧‧‧程序

圖一A及圖一B係分別繪述了本發明的錯視影像產生裝置使用時的示意圖。

圖二係繪述了本發明的錯視影像產生方法的流程之示意表。

圖三係繪述了本發明的程序P3至程序P5之細部流程示意圖。

圖四係繪述了本發明的程序P2至程序P4的示意圖。

A‧‧‧初始影像

B‧‧‧特徵影像

C‧‧‧旋轉影像

D‧‧‧柵化影像

E‧‧‧錯視影像

P1~P5‧‧‧程序

Claims (9)

1. 一種錯視影像產生方法，其係用於根據一初始影像來產生一錯視影像，以讓一使用者在利用一遮色片對該錯視影像進行觀賞時，得以產生該初始影像進行旋轉之錯視效果，該錯視影像產生方法包含有以下程序：提供該初始影像；對該初始影像進行一前處理以擷取該初始影像之特徵，並產生一特徵影像；根據該特徵影像來產生複數個旋轉影像，該等複數個旋轉影像係分別相對於該特徵影像，於複數個不同的旋轉角度下之狀態；對該複數個旋轉影像分別地進行一簡化處理，以產生複數個柵化影像；以及將該等複數個柵化影像重疊以產生該錯視影像；其中該錯視影像係為一對稱圖形。
2. 如申請專利範圍第1項所述的錯視影像產生方法，其中該前處理包含有一影像二值化程序。
3. 如申請專利範圍第1項所述的錯視影像產生方法，其中該複數個旋轉影像係分別相對於一預設的影像編號。
4. 如申請專利範圍第3項所述的錯視影像產生方法，其中該旋轉角度之計算方式包含以下子程序：設定有一分割數值；設定有一基準角度；利用該等複數個影像編號、該分割數值以及該基準角度進行運算，以分別地取得相對應於該複數個旋轉影像的該複數個旋轉角度；以及根據該等複數個旋轉角度來分別地對該特徵影像進行旋轉，以產生該複數個旋轉影像。
5. 如申請專利範圍第4項所述的錯視影像產生方法，其中該旋轉角度之計算方式更包含有以下子程序：設定有一基準旋轉中心；其中，根據該等複數個旋轉角度來分別地對該特徵影像進行旋轉，以產生該複數個旋轉影像之程序中，更包含有該基準旋轉中心之參數。
6. 如申請專利範圍第4項所述的錯視影像產生方法，其中在分別地取得該等複數個旋轉角度之程序中，更包含有以下子程序：將相對應於該等複數個旋轉影像的該影像編號，乘以該基準角度再除以該分割數值，以取得複數個相對應的該旋轉角度。
7. 如申請專利範圍第4項所述的錯視影像產生方法，其中該產生複數個柵化影像之程序係包含以下子程序：分別地自每個該等旋轉影像中取出滿足一第一條件的複數條像素行以形成該柵化影像，其中該第一條件係指該旋轉影像中的該像素行之行碼除以該分割數值後餘數等同於該旋轉影像的影像編號者。
8. 一種錯視影像產生裝置，其係用於根據一初始影像來產生一錯視影像，以讓一使用者在利用一遮色片對該錯視影像進行觀賞時得以產生該初始影像，係進行旋轉之錯視效果，該錯視影像產生裝置包含有：一輸入裝置，其係自一影像源取得該初始影像；以及一處理裝置，其係與該輸入裝置耦接並自其取得該初始影像，該處理裝置係利用如申請專利範圍第1項所記載的錯視影像產生方法，來產生有該錯視影像；其中該錯視影像係為一對稱圖形。
9. 如申請專利範圍第8項所述的錯視影像產生裝置，其進一步包含有：一輸出裝置，其係與該處理裝置耦接，該輸出裝置自該處理裝置來取得該錯視影像，並將其進行輸出。