TWI501637B - 自動化影像擷取系統 - Google Patents

Description

自動化影像擷取系統

一種影像擷取系統，尤指一種具有主從式架構、遠端控制、資料補傳、和電源管理的自動化影像擷取系統。

在野外影像擷取的領域中，由於監測系統通常是該置在遠離人群且環境相對惡劣的所在，故不論是機器因惡劣環境(如風雨、溼氣等)而造成的當機或是因電力耗盡所造成的無法動作，均須耗費不必要的人力資源去重新啟動設備，以及延誤監測的進度。

此外，若是在使用無線監測及控制之機器且機器位於偏僻而又無線訊號經常不佳的情況下，機器將在無線訊號不佳時浪費大量電力進行連線，且又容易因遺失封包而造成監測資料的不完整。又或者是機器不能使用遠端控制以調整其監測機器的影像擷取的光學設定和擷取時間，從而影響了所擷取影像的影像品質及造成了大量的冗贅資料和不必要的電力消耗。因此，鑒於以上之諸多缺點，本公開揭露了一種自動化影像擷取系統，以克服上述的諸多缺點。

有鑒於上述習知技術之缺失，本發明提供一種自動化 影像擷取系統，係包括：攝影模組，係用於擷取該影像；儲存模組，係用於儲存該攝影模組所擷取之影像；傳輸模組，係用於接收該遠端裝置發送的控制指令；主核心模組，係依據該控制指令使該攝影模組擷取該影像，並將該影像分割成複數封包以供該傳輸模組將該些封包傳送至該遠端裝置，其中，當該遠端裝置偵測到該些封包之遺失率過高時，則該主核心模組依據該遠端裝置發送之該控制指令而改變該封包的大小，或當該遠端裝置遺失該些封包時，則該主核心模組藉由該遠端裝置發送之該控制指令而重新傳送遺失的該些封包；以及從核心模組，係用於監控該主核心模組的動作，以於該主核心模組之動作不正常時，關閉及重新啟動該主核心模組。此外，本發明的自動化影像擷取系統可在該傳輸模組所使用之頻道的訊號不佳時，令該傳輸模組自動切換至其他頻道或令該主核心模組自動關閉該傳輸模組。又，本發明的自動化影像擷取系統可包含複數個操作模式，用以開啟或關閉該系統內的該攝影模組或該傳輸模組。

由上可知，本發明可藉由以上諸多模組的功能，使該自動化影像擷取系統可較習知的影像擷取系統具有更好的影像擷取品質、影像傳輸品質、及電能消耗效率，以及具有更長的獨立運作時間。

1‧‧‧自動化影像擷取系統

2‧‧‧遠端裝置

11‧‧‧攝影模組

12‧‧‧儲存模組

13‧‧‧傳輸模組

14‧‧‧主核心模組

15‧‧‧從核心模組

16‧‧‧電源模組

161‧‧‧發電單元

162‧‧‧蓄電單元

163‧‧‧充電控制單元

S301~S309、S401~S410、S501~S505‧‧‧步驟

第1圖係說明本發明實施例之自動化影像擷取系統的結構圖； 第2圖係說明本發明中主核心模組之多個操作模式的示意圖；第3圖係說明本發明中從核心模組之工作流程實施例的流程圖；第4圖係說明本發明中影像擷取、影像儲存、影像傳輸、及影像重新傳送之工作流程實施例的流程圖；第5圖係說明本發明中傳輸模組在傳輸模組所使用之頻道的訊號不佳時，傳輸模組之工作流程實施例的流程圖；以及第6圖係說明本發明實施例中影像分割後的編碼格式的示意圖。

以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。本發明亦可藉由其它不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。

請參閱第1圖，其係說明根據本發明實施例之一種自動化影像擷取系統1的結構圖，其係用於擷取影像並將該影像傳輸至一遠端裝置2，以供遠端裝置2對所擷取影像進行重組、記錄、及分析，而遠端裝置2一般係可存取資料並執行資料處理之電子設備，例如桌上型電腦，筆記型電腦等。在本發明的一個態樣中，自動化影像擷取系統1 係包括攝影模組11、儲存模組12、傳輸模組13、主核心模組14、以及從核心模組15。

攝影模組11，係用於藉由從主核心模組14接收之遠端裝置2的控制指令而擷取影像，而該影像包含有照片或影片的型態。在擷取影像時，該等控制指令係用於設定攝影模組11的拍攝組構(例如，光圈、對比、白平衡拍攝時間等)，從而得到理想的影像。

儲存模組12，一般為可供存取資料之電子設備，例如硬碟或非揮發記憶體(如Flash)，然本發明並不限於此。儲存模組12之功能係在擷取影像後，由攝影模組11將影像經由主核心模組14傳送至儲存模組12而進行儲存，此外，在主核心模組14需要將影像傳輸至遠端裝置2時，主核心模組14將從儲存模組12讀取影像。

傳輸模組13，係用於接收遠端裝置2發送的控制指令，以傳送到主核心模組14，及將主核心模組14從儲存模組12所讀取的影像傳輸到遠端裝置2。

主核心模組14，係依據遠端裝置2之控制指令使攝影模組11擷取影像，再將影像傳送到儲存模組12儲存，而在將影像傳輸到遠端裝置2時，主核心模組14從儲存模組12讀取影像，並可將影像分割成一個以上的檔案，且檔案又可分割成複數封包以傳送至傳輸模組13，其後再由傳輸模組13將封包傳輸給遠端裝置2，其中，若遠端裝置2偵測到封包之遺失率過高時，則主核心模組14依據遠端裝置2發送之控制指令而改變封包的傳送間隔時間，或是將欲 傳輸之影像的檔案及/或封包的數量予以重組以將欲傳輸之影像的檔案及/或封包予以進一步分割，並使檔案及/或封包的大小進一步縮小，從而提升影像檔案的有效傳輸率，或當遠端裝置2遺失封包時，則主核心模組14可藉由遠端裝置2發送之控制指令而重新傳送遺失的封包，從而確保遠端裝置2所接收之影像的完整性。

從核心模組15，係用於監控主核心模組14的動作及供應主核心模組14所需的電能，以於主核心模組14之動作不正常時，關閉及重新啟動主核心模組14，從而在長期無人之環境且主核心模組14僅有輕微異常的狀況下，確保自動化影像擷取系統1可長期獨立運作。

此外，在本發明的另一態樣中，自動化影像擷取系統1可復包括電源模組16，其係包含發電單元161、蓄電單元162、及充電控制單元163。

發電單元161，其係用於產生電能，且由於須長期在無人環境下獨立運作，故發電單元161之較佳的選擇係太陽能發電系統，然本發明並不限於此。

然而，由於太陽能發電系統僅能在日間產生電能，故亦須可存儲電能以供無日照時的電能需求，故電源模組16係包含與發電單元161電性連接之蓄電單元162，以用於從發電單元161取得並儲存電能。蓄電單元162之較佳的選擇是低記憶效應之蓄電池，如鉛酸電池或鋰電池，然本發明並不限於此。

此外，本態樣中的另一個實施例可包含充電控制單元 163，其係連接到蓄電單元162，以從蓄電單元162取得電能且將電能供應給從核心模組15，並且在蓄電單元162儲存的電能過低時，停止將電能供應給從核心模組15，從而避免蓄電單元162的損壞。

本發明中主核心模組14的另一實施例係參照第2圖而予以說明。在此實施例中，主核心模組14係具有多個模式以供遠端裝置2作進一步的控制。在第2圖中，主核心模組14係具有已寫入主核心模組14之控制流程，該控制流程係以旗標之型態而構成操作模式，並可由遠端裝置2以控制指令而決定該些旗標的觸發時間，以令主核心模組14依照遠端裝置2之控制指令而在使用者所欲的時間動作，以及在動作期間對應於該些操作模式而開啟或關閉攝影模組11及傳輸模組13。

在第2圖中，寫入主核心模組14之控制流程係以旗標之型態而予以執行，而該些旗標之觸發時間係依照遠端裝置2之控制指令而予以設定，其中，當自動化影像擷取系統1啟動時，自動化影像擷取系統1與主核心模組14溝通，之後主核心模組14依照優先度依序致能各個旗標，該等旗標係包含資料補傳旗標、影像上傳旗標、影片錄製旗標、擷取影像旗標、及讀取指令(控制指令)旗標，然本發明並不限於此，其中，攝影模組11及傳輸模組13係依該等旗標中之相關指標而開啟或關閉，從而節省自動化影像擷取系統1之電能消耗，以使其運轉時間可延至最長。

第3圖係說明本發明中從核心模組15之工作流程實施 例的流程圖。首先，系統開啟後，進入步驟S301以讀取時間及確認是否為主核心模組14應開啟之時間，若否則進入步驟S302以進入休眠狀態(關閉攝影模組11及傳輸模組13)；而若是，則進入步驟S303以開啟主核心模組14及確認主核心模組14之微控制器是否傳送主核心模組14的動作資訊，若為否，則進入步驟S304以檢查時間間隔是否超過30分鐘，若步驟S304為否，則進入步驟S302以進入休眠狀態，而若步驟S304為是，則進入步驟S305以重新啟動主核心模組14且設定檢查時間起點的時間旗標，以供下次確認檢查時間間隔是否超過30分鐘的依據，之後進入步驟S302以進入休眠狀態；如上所述，若步驟S303為是，則進入步驟S306以確認主核心模組14之動作資訊是否為正常，若步驟S306為是，則設定檢查主核心模組14檢查時間起點的時間旗標，以供下次確認時間間隔是否超過30分鐘的依據，之後進入步驟S302以進入休眠狀態，而若步驟S306為否，則進入步驟S307以確認主核心模組14之動作資訊是否為不正常，若步驟S307為是，則進入步驟S305以重新啟動主核心模組14且設定檢查時間起點的時間旗標，以供下次確認檢查時間間隔是否超過30分鐘的依據，之後進入步驟S302以進入休眠狀態，而若步驟S307為否，則進入步驟S308以確認主核心模組14之動作資訊是否為關閉，若步驟S308為是，則進入步驟S309以關閉主核心模組14，並進入步驟S302以進入休眠狀態，而若步驟S308為否，則進入步驟S305以重新啟動主核心模組14且設定 檢查時間起點的時間旗標，以供下次確認時間間隔是否超過30分鐘的依據，之後進入步驟S302以進入休眠狀態。由此，從核心模組15可藉由如第3圖之流程監控主核心模組14之動作是否正常，並在主核心模組14之動作不正常時重新啟動主核心模組14，從而確保自動化影像擷取系統1可長期獨立運作。

第4圖係說明本發明中之影像擷取、影像儲存、影像傳輸、及影像重新傳送之工作流程實施例的流程圖。流程起始於上述第2圖中之擷取影像旗標致能後。

首先，步驟S401將攝影模組11致能，之後進入步驟S402以重新設定攝影模組11，且使攝影模組11與自動化影像擷取系統1之時間同步，以及確認時間同步是否成功，若為否，則進入步驟S403增加重試動作以使時間同步重覆執行，且確認重試動作次數是否超過閥值(此處設為5次，但本發明並不限於此)，若為否，則進入步驟S402以重新設定攝影模組11，而若為是，則進入步驟S404以結束攝影模組11的致能；若上述之步驟S402為是，則進入步驟S405，以設定由遠端裝置2之控制指令所設定的解析度及壓縮率，且確認是否為由遠端裝置2的控制指令所設定的影像(照片)擷取時間，若為是，則進入步驟S406以得到由遠端裝置2之控制指令所設定的照片拍攝組構(例如，光圈、對比等，但本發明並不限於此)，且以照片拍攝組構所設定之參數擷取影像(照片)，且將該影像(照片)予以編碼及經由主核心模組14而儲存在儲存模組12，而後進 入步驟S407以確認是否為由遠端裝置2的控制指令所設定的影像(影片)擷取時間，若為是，則進入步驟S408以得到由遠端裝置2之控制指令所設定的影片拍攝組構(例如，光圈、對比、拍攝時間等，但本發明並不限於此)，且以影片拍攝組構所設定之參數擷取影像(影片)，且將該影像(影片)予以編碼及經由主核心模組14而儲存在儲存模組12，結束拍攝後，進入步驟S409以選擇欲傳輸回遠端裝置2的影像，且令主核心模組14從儲存模組12中讀取影像且經由傳輸模組13將影像傳輸回遠端裝置2，最後，進入步驟S404以終止攝影模組11之工作流程；而若上述之步驟S407的確認結果為否，則進入步驟S410以確認是否為影像重新傳送的時間，若為是，則依序進行步驟S410、及S404，若為否，則進行步驟S404；又若上述之步驟S405的確認結果為否，則進行上述步驟S407之後的所有流程。

因此，藉由第4圖中之流程，可避免因攝影模組11與自動化影像擷取系統1之間的時間同步失敗，而造成攝影模組11之動作不正常，此外亦可藉由遠端裝置2的控制指令而設定該等拍攝組構，從而得到理想的影像。

第5圖係說明本發明中之傳輸模組13在傳輸模組13所使用之頻道的訊號不佳時，傳輸模組13之工作流程實施例的流程圖。流程起始於步驟S501，即傳輸模組13偵測目前使用之頻道的訊號，且確認訊號是否良好，若確認結果為是，則進入步驟S502以繼續使用目前頻道；若確認結果為否，則進入步驟S503以搜尋其他頻道，且確認是否搜 尋到訊號良好之其他頻道，若確認結果為是，則進入步驟S504以切換至該訊號良好之頻道，若確認結果為否，則進入步驟S505以關閉傳輸模組13。

此外，本發明另一實施例中的主核心模組14可在步驟S505中可復包括將欲傳輸之影像的檔案及/或封包的數量予以重組以將欲傳輸之影像的檔案及/或封包予以進一步分割，並使檔案及/或封包的大小進一步縮小以繼續在目前頻道將影像傳輸到遠端裝置2，從而減少無效的檔案傳輸。故，第5圖中的流程可有效減少在訊號不良時之無效的檔案傳輸，從而減少電能的浪費，以提高自動化影像擷取系統1的電能使用效率。

第6圖係說明在本發明實施例之影像分割後的編碼格式的示意圖。本實施例係在將影像分割成一個以上的檔案，且檔案又分割成複數封包後，主核心模組14將該等檔案及封包皆予以累進編碼，以利於遠端裝置2對影像之重組，及作為重新傳送影像封包之依據。在本實施例中，封包之編碼格式係如第6圖所例示，但本發明不限於此，即具有起始字組、封包編號1~2、檔案編號1~n、檢查碼1~2、及結束字組。其中，起始字組及結束字組係分別宣告封包行為區段的起始及結束位置，而封包編號1~2檔案編號1~n係分別為影像分割後對其封包及檔案之累進編碼，其中，檔案編號1~n係針對影像之累進編碼，封包編號1~2係針對單一檔案之累進編碼，此外檢查碼1~2係提供給遠端裝置2判斷此段資料是否為正確的檢查碼。因此，藉由第6 圖中之影像分割後的編碼格式，遠端裝置2即可使自動化影像擷取系統1準確地重新傳送所遺失的封包及將該遺失封包重組進原屬的影像，從而確保遠端裝置2所接收之影像的完整性。

綜上所述，相較於習知技術，由於本發明係藉由主核心模組使用遠端裝置的控制指令，以能夠使用不同的攝影參數而擷取優質的影像，此外，本發明之主核心模組亦可在遠端裝置遺失封包時，可依據封包之編碼以使遺失封包重新傳輸回遠端裝置，以確保遠端裝置所接收之影像的完整性，以及主核心模組復具有複數個操作模式，以在不同狀態下開啟或關閉系統內的攝影模組或傳輸模組，從而有效提高系統的電能使用效率。另，本發明之自動化影像擷取系統可在傳輸訊號不佳或是遠端裝置的封包之遺失率過高時，藉由對影像之檔案及/或封包的分割、關閉傳輸模組、及頻道自動切換，以分別確保遠端裝置所接收之影像的完整性、提升影像檔案的有效傳輸率、及節省電能的消耗。又，本發明係藉由主核心模組對主核心模組之動作的監控及重新啟動的能力，從而確保自動化影像擷取系統可長期獨立運作。

上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

1‧‧‧自動化影像擷取系統

2‧‧‧遠端裝置

11‧‧‧攝影模組

12‧‧‧儲存模組

13‧‧‧傳輸模組

14‧‧‧主核心模組

15‧‧‧從核心模組

16‧‧‧電源模組

161‧‧‧發電單元

162‧‧‧蓄電單元

163‧‧‧充電控制單元

Claims (7)

1. 一種自動化影像擷取系統，係用於擷取影像並將該影像傳送至一遠端裝置，該自動化影像擷取系統係包括：攝影模組，係用於擷取該影像；儲存模組，係用於儲存該攝影模組所擷取之影像；傳輸模組，係用於接收該遠端裝置發送的控制指令；主核心模組，係依據該控制指令使該攝影模組擷取該影像，並將該影像分割成複數檔案及將該些檔案分割成複數封包以供該傳輸模組將該些封包傳送至該遠端裝置，其中，當該遠端裝置偵測到該些封包之遺失率過高時，則該主核心模組依據該遠端裝置發送之該控制指令而僅改變該檔案及/或該封包的大小，或僅改變該封包的傳送間隔時間；以及從核心模組，係用於監控該主核心模組的動作，以於該主核心模組之動作不正常時，關閉及重新啟動該主核心模組。
2. 如申請專利範圍第1項所述之自動化影像擷取系統，其中，當該傳輸模組所使用之頻道的訊號不佳時，則令該傳輸模組自動切換至其他頻道。
3. 如申請專利範圍第2項所述之自動化影像擷取系統，其中，當所有之該頻道的訊號均不佳時，則令該主核心模組自動關閉該傳輸模組，或改變該檔案及/或該封包的大小以在該傳輸模組所使用之該頻道進行傳送。
4. 如申請專利範圍第1項所述之自動化影像擷取系統，其中，該主核心模組包含複數個操作模式，用以開啟或關閉該系統內的該攝影模組或該傳輸模組。
5. 如申請專利範圍第1項所述之自動化影像擷取系統，其中，該些封包係具有依據從影像分割成的該檔案及該封包的編碼，以供該主核心模組依據該些封包之編碼重新傳送遺失的該些封包。
6. 如申請專利範圍第1項所述之自動化影像擷取系統，其中，該攝影模組復包括同步流程之重覆數的判斷單元，用以判斷該同步流程之重覆數是否超過一預定之閾值，若超過該閾值則擷取該影像。
7. 如申請專利範圍第1項所述之自動化影像擷取系統，其中，當該主核心模組致能時，若該主核心模組於一設定之時間內未與該從核心模組溝通，則令該從核心模組關閉及重新啟動該主核心模組。