TWI519840B - 能夠即時對特定可移動物件進行自動對焦的方法、具有自動對焦功能的攝影裝置、以及儲存用來執行即時對特定可移動物件進行自動對焦之電腦程式的電腦可讀式儲存媒體 - Google Patents

Description

能夠即時對特定可移動物件進行自動對焦的方法、具有自動對焦功能的攝影裝置、以及儲存用來執行即時對特定可移動物件進行自動對焦之電 腦程式的電腦可讀式儲存媒體

本發明係關於一種攝影機制，尤指一種能夠即時針對特定可移動物件進行自動對焦的方法、攝影裝置以及儲存有相關電腦程式的電腦可讀式儲存媒體。

目前現有的攝影技術雖然可針對鏡頭視野範圍內所有人物進行人臉偵測或是笑臉偵測，然而，現有技術僅能夠偵測所有的人物，而無法區分出使用者所欲拍攝的目標人物主體以及一般背景人物的不同，這在靜態拍攝的情況中，使用者仍有充裕的時間可以將偏移掉的焦點重新對焦至欲拍攝的目標人物主體上，然而，在動態拍攝的情況中，使用者並沒有充裕的時間可以修正偏移掉的焦點，因此，即使現有的攝影技術可以偵測出所有人臉的部分，然而在實際拍攝時卻有極大機會是將焦點聚焦於一般的背景人物上，而並不是聚焦在欲拍攝的目標人物主體上，所拍攝到影像畫面產生失焦，並非是使用者所想要的影像畫面。

因此，本發明的目的之一在於提供一種能夠即時對特定可移動物件進行自動對焦的方法、攝影裝置以及儲存有相關電腦程式的電腦可讀式儲存媒體，以解決現有技術所遇到的難題。

根據本發明的實施例，其係揭示了一種能夠即時對特定可移動物件進行自動對焦的方法。該方法適用於具有自動對焦功能的攝影裝置，並包含有：通過鏡頭，擷取鏡頭之視野範圍內的即時影像；比較即時影像之複數影像區域的影像與特定可移動物件的特徵影像，以識別出特定可移動物件的特徵影像所對應的影像區域；以及以辨識出的影像區域為目標，對影像區域進行自動對焦。

根據本發明實施例，其另揭示了一種具有自動對焦功能的攝影裝置。攝影裝置包含有一鏡頭以及一處理電路，鏡頭係用來擷取視野範圍內的即時影像，以及處理電路係電性耦接至鏡頭並用來比較即時影像之複數影像區域的影像與特定可移動物件的特徵影像，以識別出特定可移動物件的特徵影像所對應之影像區域，其中鏡頭的焦點係以辨識出的影像區域為目標，對影像區域進行自動對焦。

根據本發明的實施例，其另揭示了一種電腦可讀式儲存媒體。電腦可讀式儲存媒體儲存有一電腦程式，電腦程式用以執行一種即時對特定可移動物件進行自動對焦的方法，該電腦程式適用於具有自動對焦功能的攝影裝置，當電腦程式執行時包含以下步驟：擷取鏡頭之視野範圍內的即時影像；比較即時影像之複數影像區域的影像與特定可移動物件的特徵影像，以識別出特定可移動物件的特徵影像所對應之影像區域；以及以辨識出的影像區域為目標，對影像區域進行自動對焦。

再者，本發明之實施例藉由預先拍攝所得的特定目標可移動物件的特徵影像，可以在一張包含有多個影像區域的即時影像中即時辨識出目標物件的正確影像位置，因此，攝影裝置可適用在自動追蹤、對焦拍攝一群移動中物件的某一特定目標物件或是某幾個特定的目標物件。

請參考第1圖，第1圖是本發明一較佳實施例之具有自動對焦功能的攝影裝置100的方塊示意圖。攝影裝置100包括有一鏡頭105、一儲存電路110以及一處理電路115，鏡頭105係用以擷取該鏡頭105本身之視野範圍內的即時影像IMG_RT，此外，在擷取該張即時影像IMG_RT之前，鏡頭105係用以預先拍攝一特定可移動物件(亦即一個目標拍攝物件)的至少一張參考影像IMG_P，鏡頭105所擷取到的即時影像IMG_RT以及預先拍攝的參考影像IMG_P皆被輸出至處理電路115，處理電路115係耦接至鏡頭105並用以對預先拍攝的參考影像IMG_P進行處理以產生該特定可移動物件的特徵影像IMG_F，並將特徵影像IMG_F儲存於一儲存電路110中，使用儲存電路110將該特定可移動物件的特徵影像IMG_F記錄於一資料庫中，在鏡頭105擷取到即時影像IMG_RT之後，處理電路115可根據鏡頭105所擷取到的即時影像IMG_RT以及資料庫中所記錄的特徵影像IMG_F，分別逐一比較即時影像IMG_RT的複數影像區域的影像及特定可移動物件的特徵影像IMG_F，從該複數影像區中識別出該特定可移動物件之特徵影像IMG_F所對應的影像 區域，得到辨識的影像區域後，處理電路115控制鏡頭105使鏡頭105的焦點以辨識出的影像區域為目標，對影像區域進行自動對焦。

本實施例中，特定可移動物件係為某一特定可移動的目標物體或目標物件，舉例來說，目標物件可以是某一特定的目標人物或是目標動物，鏡頭105係依據一擷取頻率從其視野範圍內在每一時間點時擷取出每一張即時影像IMG_RT時，如果目標人物或目標動物具有移動，則該目標人物或目標動物位在鏡頭105的視野範圍之位置會因時間點而有所不同，舉例來說，請參照第2A圖與第2B圖，第2A圖與第2B圖分別繪示了在不同時間點t0、t1下鏡頭105從視野範圍210內所能擷取到的多張即時影像IMG_RT，如第2A圖所示，標號205A~20C表示了不同人物的影像及位置區域，分別以前後順序的位置排列，其中標號205A代表了一位目標人物的影像，隨著時間點的不同，目標人物205A具有移動的行為，和人物205B互換了彼此的位置，如第2B圖所示，目標人物205A係位在人物205B、205C的中間，本實施例中的攝影裝置100能夠持續地自動對焦於目標人物205A，當時間點t0時，攝影裝置100能夠對焦於目標人物205A位在第2A圖所示的前排位置，而在時間點t1時，攝影裝置100能夠對焦於目標人物205A位在第2B圖所示的中間位置，無論目標人物如何移動，只要該位目標人物仍位在鏡頭105的視野範圍之內，攝影裝置100皆能夠辨識出該位目標人物的影像位置，然後鏡頭105的焦點對焦於該影像位置上，使得使用者在使用攝影裝置100拍攝該位目標人物時不需要擔心影像失焦，只需等待 到想拍攝的瞬間按下拍攝按鍵(實體按鍵或虛擬按鍵)即可完成一張對焦清晰且不失真的高品質影像，此外，上述的自動對焦功能也適用在拍攝影片，當使用者使用攝影裝置100來拍攝目標人物205A的影片時，使用者按下拍攝按鍵後，攝影裝置100會辨識出該位目標人物的影像位置，然後鏡頭105的焦點對焦於該影像位置上，使得使用者在使用攝影裝置100拍攝該位目標人物的影片時不需要擔心影像失焦。

以下說明攝影裝置100的即時影像辨識及自動對焦操作。鏡頭105用以依據一個適當的頻率擷取出即時影像IMG_RT，一張即時影像IMG_RT的內容例如是第2A圖或第2B圖所示之視野範圍的影像，所擷取出的即時影像IMG_RT係傳送至處理電路115，處理電路115從該張即時影像IMG_RT內複數個組成的影像物件中辨識出該名特定的目標人物，首先，處理電路115係分析該張即時影像IMG_RT內的影像物件，以得到該名目標人物的可能影像位置，實作上，處理電路115可使用一人臉偵測運算來得到多位人物(視為多個可移動物件)所分別對應的多個影像區域位置，之後由該些影像區域位置中辨識出目標人物的正確影像位置，而在辨識出該名特定目標人物的影像位置或區域之後，處理電路115可控制鏡頭105使鏡頭105對焦於所辨識出之目標人物影像區域，達到自動對焦的目的，舉例來說，如第2A圖所示，處理電路115利用人臉偵測運算可得分析出即時影像包含有多位人物205A~205C的影像區域位置，接著，處理電路115分別將上述影像區域位置的影像與目標人 物的特徵影像IMG_F進行比較，可辨識出目標人物的正確影像位置係為影像205A的影像位置，如此，處理電路115可控制鏡頭105對焦於所辨識出之目標人物影像205A，達到自動對焦的效果。需注意的是，上述所述的特定可移動物件並非僅限於目標人物，其他實施例中，亦可以是目標動物或是移動中的目標物體(例如車輛等的交通工具)等等，換言之，本發明的攝影裝置100可適用在拍攝目標人物、目標動物或是移動中的目標物體，達到自動對焦的效果。此外，上述實施例中係利用人臉偵測來分析該張即時影像IMG_RT中人物可能的影像區域位置，然此並非本發明的限制，其他的偵測運算亦可使用於分析該張即時影像中人物可能的影像區域位置。

此外，另需注意的是，鏡頭105所得到的即時影像IMG_RT係指使用者在使用攝影裝置100時開啟鏡頭105時其視野範圍內之物體經由光線反射以後在電容耦合元件陣列上即時成像的影像，換言之，鏡頭105所得到的即時影像係指使用者在還沒有按下拍攝按鍵前即時成像於攝影裝置100之感光元件的影像，而即時影像IMG_RT會隨著鏡頭105之視野範圍內的物體不同或物體移動而呈現不同的成像結果，也就是說，即時影像IMG_RT係指使用者在正式拍攝時鏡頭105所即時擷取成像的影像。另外，預先拍攝的參考影像IMG_P係指使用者在正式拍攝之前先利用攝影裝置100對特定的目標人物或是特定的目標動物進行拍攝所產生的參考影像，所產生的參考影像IMG_P包含有特定目標人物或目標動物的特徵並用以產生特定移動物件的特徵影像IMG_F，該特徵(可視為特徵影像)會被處理 電路115所參考來對即時影像IMG_RT的部分影像作自動對焦。

實際操作上，攝影裝置100允許使用者在正式拍攝之前先進行預先拍攝來建立特定可移動物件的影像資料庫，之後利用比較即時影像IMG_RT與影像資料庫中的參考影像所形成的特徵影像IMG_F是否相同，來辨識特定可移動物件是否存在感光畫面上以及相對應的位置，當辨識出之後，根據辨識的結果將焦點自動對焦至該特定可移動物件的影像位置上，達到自動追蹤與對焦的效果。就預先拍攝的操作來說，處理電路115控制鏡頭105進行預先拍攝特定可移動物件的至少一張參考影像IMG_P，之後處理電路115再根據所拍攝到的至少一張參考影像IMG_P來產生特徵影像IMG_F，並由儲存電路110將特定可移動物件的特徵影像IMG_F記錄在資料庫中，需注意的是，如果預先拍攝的參考影像IMG_P只有一張，則產生特徵影像的操作可以直接使用該張參考影像IMG_P中對應於該特定可移動物件的影像(亦即該張參考影像中的部分影像)來作為特定可移動物件的特徵影像IMG_F，反之，如果預先拍攝的參考影像IMG_P有複數張，則產生特徵影像IMG_F的操作可以是對該些參考影像進行IMG_P平均後所得到的平均影像中對應於該特定可移動物件的影像(亦即該張平均後的影像中的部分影像)來作為特定可移動物件的特徵影像IMG_F；其他根據參考影像來產生特徵影像的操作皆符合本發明的精神，而屬於本發明的範疇。

此外，預先拍攝所得的特徵影像IMG_F實作上若以目標人物而 言，特徵影像可以是目標人物的臉部或相貌的生理特徵，例如是人臉五官的形狀、膚色、頭髮等等，此外，在其他實施方式中，特徵影像也可以是目標人物的衣著特徵、所配戴的飾品特徵或是隨身攜帶物品的特徵，舉例來說，衣帽的顏色與款式、飾品的種類和樣式、隨身包、雨具等等。藉由預先拍攝所得的目標人物之特徵影像IMG_F，處理電路115可以在一張包含有多位人物的即時影像IMG_RT中即時辨識出目標人物的正確影像位置，因此，使得攝影裝置100適用在拍攝一群移動中人物的某一位特定的目標人物或是某幾位特定的目標人物。

另外，在其他實施例中，上述處理電路115所執行的操作亦可利用一段電腦程式碼來實現，請參照第3圖，第3圖是本發明另一實施例之具有自動對焦功能的攝影裝置300的示意圖。攝影裝置300包括有鏡頭305、儲存電路310及處理器315，其中儲存電路310係為一電腦可讀式儲存媒體，實作上為一記憶體元件，儲存了一電腦程式COMP，處理器315係讀取儲存電路310中的電腦程式、執行該電腦程式來以執行即時對特定可移動物件進行自動對焦的步驟，該些步驟包含有擷取即時影像IMG_RT、比較即時影像IMG_RT與特徵影像IMG_F來辨識特定可移動的目標物件、以及將焦點對焦至所辨識出的影像區域來，達到自動追蹤與對焦的效果，所述的操作步驟係與第1圖所示之攝影裝置100的操作步驟相似，在此不另贅述。再者，其他實施例中，電腦程式COMP亦可以儲存於一外部記憶體元件中，當攝影裝置300開機啟動時，由處理器315將電腦 程式COMP讀入並儲存於儲存電路310中，供後續操作使用。

依據上述，使用者在使用本發明之實施例的攝影裝置100、300時，通過在正式拍攝之前先進行預先拍攝來得到目標的特徵影像IMG_F，使得在正式拍攝時可先進行目標的辨識，使攝影裝置100、300能夠在鏡頭105、305能夠在鏡頭視野範圍內辨識出特定的目標，然後進行自動對焦，因此，使用者只需按下拍攝按鍵即可得到不失焦的影像畫面，此外，本發明上述之目標的辨識與自動對焦的操作，當使用在拍攝目標人物時，亦可結合笑臉偵測拍攝的操作與功能，利用本發明上述之目標的辨識與自動對焦的操作來對目標人物進行對焦，之後利用笑臉偵測拍攝的操作來進行拍攝，如此一來，使用者並不需要按下拍攝按鍵即可得到目標人物的高品質影像畫面。再者，上述實施例中，攝影裝置100、300可置在相機裝置、手機之行動通訊裝置或是任何手持式可攜式的移動裝置上，凡此以上實施變化皆屬於本發明的範疇。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100、300‧‧‧攝影裝置

105、305‧‧‧鏡頭

110、310‧‧‧儲存電路

115‧‧‧處理電路

205A‧‧‧目標人物

205B、205C‧‧‧一般人物

210‧‧‧鏡頭視野範圍

315‧‧‧處理器

第1圖為本發明較佳實施例之具有自動對焦功能的攝影裝置的方塊示意圖。

第2A圖與第2B圖分別為不同時間點下鏡頭視野範圍內所能擷取到 的即時影像之範例示意圖。

第3圖為本發明另一實施例之具有自動對焦功能的攝影裝置的示意圖。

100‧‧‧攝影裝置

105‧‧‧鏡頭

110‧‧‧儲存電路

115‧‧‧處理電路

Claims (12)

1. 一種能夠即時對一單一特定可移動目標物件(movable object)進行自動對焦的方法，適用於一具有自動對焦功能的攝影裝置，包含有：通過一鏡頭，擷取該鏡頭之一視野範圍內的一即時影像；比較該即時影像之複數影像區域的影像與該單一特定可移動目標物件的一特徵影像，以識別出該單一特定可移動目標物件的該特徵影像所對應之一影像區域，該單一特定可移動目標物件對應於以下至少一部分：一目標人物的衣著特徵、所配戴的飾品特徵、隨身攜帶物品的特徵、不包含人物特徵的一動物特徵、一目標人物的臉部或相貌的生理特徵、或一交通工具特徵；以及以辨識出的該影像區域為目標，對該影像區域進行連續地自動對焦。
2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，另包含有：在擷取該即時影像之前，預先產生該單一特定可移動目標物件的該特徵影像，並記錄該單一特定可移動目標物件的該特徵影像。
3. 如申請專利範圍第2項所述的方法，其中預先產生並記錄該單一特定可移動目標物件的該特徵影像之步驟包括：通過該鏡頭，預先拍攝該單一特定可移動目標物件的至少一張參考影像，以產生該特徵影像；以及將該特徵影像儲存於一資料庫中。
4. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該複數影像區域的影像包括有對應於複數可移動物件的影像，以及識別出該單一特定可移動目標物件的該特徵影像所對應之該影像區域的步驟：從對應於該複數可移動物件的影像中，辨識出該單一特定可移動目標物件的該特徵影像。
5. 一種具有自動對焦功能的攝影裝置，包含有：一鏡頭，用來擷取該鏡頭之一視野範圍內的一即時影像；以及一處理電路，電性耦接至該鏡頭，用來比較該即時影像之複數影像區域的影像與一單一特定可移動目標物件的一特徵影像，以識別出該單一特定可移動目標物件的該特徵影像所對應之一影像區域，該單一特定可移動目標物件對應於以下至少一部分：一目標人物的衣著特徵、所配戴的飾品特徵、隨身攜帶物品的特徵、不包含人物特徵的一動物特徵、一目標人物的臉部或相貌的生理特徵、或一交通工具特徵；其中該鏡頭的焦點係以辨識出的該影像區域為目標，對該影像區域進行連續地自動對焦。
6. 如申請專利範圍第5項所述的攝影裝置，其係設置在一行動通訊裝置或一相機裝置。
7. 如申請專利範圍第5項所述的攝影裝置，另包含：一儲存電路，用以儲存影像；其中在擷取該即時影像之前，該鏡頭係預先拍攝該單一特定可移動目標物件的至少一張參考影像，並通過該處理電路來產生該特徵影像，以及該儲存電路係將該單一特定可移動 目標物件的該特徵影像記錄於一資料庫中。
8. 如申請專利範圍第5項所述的攝影裝置，其中該複數影像區域的影像包括有對應於複數可移動物件的影像，以及該處理電路係從對應於該複數可移動物件的影像中，辨識出該單一特定可移動目標物件的該特徵影像。
9. 一種電腦可讀式儲存媒體，儲存一電腦程式，用以執行一種即時對一單一特定可移動目標物件進行自動對焦的方法，該電腦程式適用於一具有自動對焦功能的攝影裝置，該電腦程式執行時包含以下步驟：擷取一鏡頭之一視野範圍內的一即時影像；比較該即時影像之複數影像區域的影像與該單一特定可移動目標物件的一特徵影像，以識別出該單一特定可移動目標物件的該特徵影像所對應之一影像區域，該單一特定可移動目標物件對應於以下至少一部分：一目標人物的衣著特徵、所配戴的飾品特徵、隨身攜帶物品的特徵、不包含人物特徵的一動物特徵、一目標人物的臉部或相貌的生理特徵、或一交通工具特徵；以及以辨識出的該影像區域為目標，對該影像區域進行連續地自動對焦。
10. 如申請專利範圍第9項所述的電腦可讀式儲存媒體，該方法另包含有：在擷取該即時影像之前，預先產生該單一特定可移動目標物件的該特徵影像，並記錄該單一特定可移動目標物件的該特 徵影像。
11. 如申請專利範圍第9項所述的電腦可讀式儲存媒體，其中預先產生並記錄該單一特定可移動目標物件的該特徵影像之步驟包括：預先拍攝該單一特定可移動目標物件的至少一張參考影像，以產生該特徵影像；以及將該特徵影像儲存於一資料庫中。
12. 如申請專利範圍第9項所述的電腦可讀式儲存媒體，其中該複數影像區域的影像包括有對應於複數可移動物件的影像，以及識別出該單一特定可移動目標物件的該特徵影像所對應之該影像區域的步驟：從對應於該複數可移動物件的影像中，辨識出該單一特定可移動目標物件的該特徵影像。