TWI575956B - 動態調整畫面幀率的影片記錄方法及其錄影裝置 - Google Patents

Description

動態調整畫面幀率的影片記錄方法及其錄影裝 置

本發明是有關於一種影片記錄方法，特別是指一種動態調整畫面幀率的影片記錄方法及其錄影裝置。

現有的高幀率(frame rate)影片相較於一般幀率之影片而言能更清楚地記錄高速移動的物件，然而亦需較大的儲存空間，在儲存容量有限的情況下，例如在行車記錄器中，如何能夠兼顧影片品質以清楚地記錄高速移動的物件，又能縮減整體影片檔案大小以節省影片儲存空間，就成為一值得研究的主題。

因此，本發明之其中一目的，即在提供一種動態調整畫面幀率的影片記錄方法。

因此，本發明之其中另一目的，即在提供一種動態調整畫面幀率的錄影裝置。

於是，本發明動態調整畫面幀率的影片記錄方法在一些實施態樣中，是由一錄影裝置執行，該錄影裝置 包含一處理模組及一儲存模組，該方法包含該處理模組對一序列的多張畫面執行的以下步驟：

(A)根據預設的物件特徵，對該等畫面進行物件辨識，得到一物件。

(B)追蹤該物件並計算該物件在該等畫面的位移量。

(C)以一對應幀率擷取該等畫面，轉換該等畫面形成一具有該對應幀率的影片，並儲存該影片於該儲存模組中，其中，該對應幀率是對應於該位移量且兩者為正相關。

在一些實施態樣中，步驟(C)還將該物件在該等畫面的位移量歸類至多個位移範圍中的一位移範圍，該對應幀率是對應被歸類的該位移範圍。

在一些實施態樣中，步驟(C)在當該位移量之歸類變更時，還進行畫面之計數，當連續累計超過一預設次數之畫面中該位移量之歸類均變更且均變更為相同的另一位移範圍時，該對應幀率則變更為對應該另一位移範圍的另一對應幀率，而形成一具有該另一對應幀率的影片，否則該對應幀率未變更而對應變更前的該位移範圍，而形成該具有該對應幀率的影片。

在一些實施態樣中，步驟(C)當於一第一畫面中將該位移量歸類該位移範圍後，還將該位移範圍增加一緩衝區間，當該序列的畫面中該第一畫面之後的後續畫面之該位移量未超出該位移範圍加上該緩衝區間後之範圍 ，則仍將其歸類於該位移範圍。

在一些實施態樣中，該錄影裝置還包含一與該處理模組連接的顯示模組，該方法還包含步驟(D)：使該顯示模組以恆定之一預設幀率播放該影片。

在一些實施態樣中，該錄影裝置還包含一與該處理模組連接的畫面擷取模組，該方法還包含於步驟(A)前的步驟(E)：使該畫面擷取模組以一取像幀率擷取該序列的多張畫面；步驟(C)中該對應幀率小於或等於該取像幀率。

在一些實施態樣中，還包含於步驟(E)及(C)間執行的步驟(F)：接收該序列的多張畫面，並以一小於該取像幀率的預設幀率擷取該等畫面，轉換該等畫面形成一具有該預設幀率的影片，並儲存該影片於該儲存模組中。

於是，本發明動態調整畫面幀率的錄影裝置在一些實施態樣中，是執行如所述動態調整畫面幀率的影片記錄方法。

本發明之功效在於：透過追蹤該物件並計算該物件在該等畫面的位移量，調整儲存影片之對應幀率，且該對應幀率是對應於該位移量且兩者為正相關，而能於該位移量低時減少影片容量，於該位移量高時提高影片品質。

1‧‧‧錄影裝置

11‧‧‧處理模組

12‧‧‧儲存模組

13‧‧‧顯示模組

14‧‧‧畫面擷取模組

S0~S5‧‧‧步驟

S41~S45‧‧‧步驟

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的 實施例詳細說明中清楚地呈現，其中：圖1是一方塊圖，說明本發明實施例的錄影裝置；圖2是一流程圖，說明本發明實施例的動態調整畫面幀率的影片記錄方法；及圖3是一流程圖，說明該方法的步驟S4。

參閱圖1與圖2，本發明動態調整畫面幀率的影片記錄方法之實施例，由一錄影裝置1執行，該錄影裝置1例如是一行車記錄器或一監視器等，包含一處理模組11、與該處理模組11連接的一儲存模組12、一顯示模組13及一畫面擷取模組14，該方法包含該錄影裝置1的該處理模組11執行的以下步驟：

步驟S0-使畫面擷取模組14以一取像幀率擷取一序列的多張畫面。其中該取像幀率較一般影片的幀率為高，該取像幀率例如為120f/s(幀/每秒)，而一般影片的幀率通常為30f/s左右，因此本步驟是使畫面擷取模組14擷取出高幀率影片。在本實施例中，該處理模組11還使該等畫面暫存於該儲存模組12以進行後續步驟。由於暫存的該等畫面所形成的影片為高幀率，需佔用的儲存空間較大，而經後續步驟適當調整為低幀率再行儲存，即可縮減整體影片檔案大小。但不以此為限，也可以是不暫存而由處理器直接進行後續步驟。

步驟S1-接收該序列的多張畫面，並於該儲存模組12中以一預設幀率將該等畫面儲存成影片。該預設幀 率例如為30f/s，本步驟中是在未進一步處理前，預設儲存成一般影片。

步驟S2-根據預設的物件特徵，對該等畫面進行物件辨識，得到一物件。預設的物件特徵例如是人、車等需要被關注之物件的特徵。辨識的方式舉例而言，首先需先對背景進行過濾，濾除過小或其他不重要的元件，接著根據畫面的畫素值比對出區域形狀、比例等各項參數符合人、車之物件的特徵參數，進而界定出畫面中屬於人、車之物件。需說明的是，本案之目的在於加強諸如人、車發生事故時影像的解析度，因此只需辨識特定物件，而至於諸如行道樹、路燈等其他物體則不需辨識。

步驟S3-追蹤該物件並計算該物件在該等畫面的位移量。該位移量的計算方式舉例而言，可以該物件的中心畫素在相鄰兩畫面中的畫素距離來計算，其中該中心畫素是該物件的邊緣畫素圍繞之區塊的幾何中心，或者，以該畫素距離的水平分量做為位移量以突顯橫向位移事件，又或者，以該物件的邊緣畫素在相鄰兩畫面中的畫素距離來計算，具體而言例如將該物件在相鄰兩畫面中的邊緣畫素一一對應，再計算各邊緣畫素的畫素距離之平均做為該位移量，但不以此為限。

步驟S4-以一對應幀率於該儲存模組12中將該等畫面儲存成影片。舉例而言，位移量與對應幀率可如表一所示。

表一

當位移量小於或等於5畫素，其對應幀率為30f/s，當位移量大於5且小於或等於10畫素，其對應幀率為60f/s，以此類推，隨著位移量增加，其對應幀率亦增加，位移量與對應幀率兩者為正相關。但不以此為限，也可以是以其他算式將位移量對應至對應幀率，但需避免對應幀率太頻繁地被切換。在本實施例中還設有避免對應幀率頻繁切換的機制，容後說明。

步驟S5-使該顯示模組13以該預設幀率播放該影片。以前述步驟完成之影片，可以該預設幀率播放，當畫面上無快速移動之物件時，影片以一般速度播放，當畫面上有快速移動之物件時，由於該處影片儲存的幀率提高，以該預設幀率播放時即會有慢速播放之效果，且較能清楚地呈現高速移動的物件。但不以此為限，也可以是根據各段影片的對應幀率進行播放。總結來說，本實施例能於該位移量低時減少影片容量，於該位移量高時提高影片品質。

參閱圖1與圖3，以下說明步驟S4中所述避免對應幀率頻繁切換的機制。步驟S4包含以下步驟S41~S45。

步驟S41-將該物件在該等畫面的位移量歸類至多個位移範圍中的一位移範圍。各位移範圍如前述表一 中的「位移量」欄位。

步驟S42-判斷位移量之歸類是否有變更，若否，進行步驟S43，若是，進行步驟S44。舉例而言，當步驟S2得到該物件後，步驟S41將其位移量歸入第1組，而在本步驟中，由於該物件是第一次被歸類，無「變更」可言，因此進行步驟S43，接下來的畫面中，若該物件之位移量持續在步驟S41被歸入第1組，即持續進行步驟S43，若被歸入其他組，便會進行步驟S44。

步驟S43-以對應被歸類的該位移範圍之對應幀率擷取該等畫面，轉換該等畫面形成該具有該對應幀率的影片，並儲存該影片於該儲存模組12中。以前例而言，該物件之位移量被歸入第1組，便以30f/s擷取該畫面擷取模組14以該取像幀率120f/s取得的該等畫面，並轉換擷取的畫面形成具有30f/s之幀率的影片，並儲存該影片於該儲存模組12中，可供後續利用、播放。

步驟S44-判斷是否「連續累計超過一預設次數之畫面中該位移量之歸類均變更且均變更為相同的另一位移範圍」，若否，進行步驟S43，若是，進行步驟S45。

以相同例子繼續說明，在步驟S42中若該位移量被歸入其他組，例如第2組，本步驟即會開始累計歸入第2組的次數，若次數大於該預設次數，例如20次，意謂該位移量歸入第2組的時間已超過1/6秒(20f÷120f/s)，即進行步驟S45，但不以此為限，預設次數也可以是改以預設時間長度做比較；若該位移量之歸類在歸入第2組的次 數未超過20次前又變更為第3組，則本步驟會重新開始計數，累計歸入第3組的次數；若該位移量在累計次數超過20次前又回復至第1組，意謂該變更可算是偶然的誤差，則計數歸零待下次進行本步驟時再重新開始累計，而接下來回到步驟S43以未變更之對應幀率進行。補充說明的是，例如在顛簸路面上，當錄影機本身震動導致整個影像持續跳動變化時，亦會導致該物件產生位移量，由於物件產生較大位移量便需要較高的幀率，即便是錄影機本身震動造成的情況下亦然，因此前述方法亦適用。

步驟S45-該對應幀率變更為對應該另一位移範圍的另一對應幀率，而以該另一對應幀率擷取該等畫面，轉換該等畫面形成一具有該另一對應幀率的影片，並儲存該影片於該儲存模組12中。

舉例而言，在步驟S42中該位移量被歸入第2組累計超過20次，則進行本步驟以第2組的對應幀率60f/s擷取該畫面擷取模組14以該取像幀率120f/s取得的該等畫面，並轉換擷取的畫面形成具有60f/s之幀率的影片，並儲存該影片於該儲存模組12中，可供後續利用、播放。而接下來再進入步驟S42時，便是以第2組為基準做為判斷是否變更。當於步驟S5中以30f/s之預設幀率播放該60f/s之幀率的影片，即會呈現慢速播放之效果，且較能清楚地呈現高速移動的物件。

本實施例中尚有另一種避免對應幀率頻繁切換的機制，即是步驟S41當於一第一畫面中將該位移量歸類 該位移範圍後，還將該位移範圍增加一緩衝區間，當該序列的畫面中該第一畫面之後的後續畫面之該位移量未超出該位移範圍加上該緩衝區間後之範圍，則仍將其歸類於該位移範圍。舉例而言，當步驟S2得到該物件後，步驟S41將其位移量歸入第1組後，便加上例如2畫素的該緩衝區間，並於後續畫面中判斷該位移量是否超過第1組位移範圍加上該緩衝區間後之範圍，即「≦7」之範圍；再以歸入第2組為例，加上該緩衝區間後之範圍便成為「>3，≦12」，即上、下限均向外擴展2畫素之緩衝區間，如此亦可避免對應幀率頻繁切換。

補充說明的是，以前述方法形成的影片，還可進一步利用其他影片壓縮方式如H.264等壓縮，進一步減少儲存所需的空間，本案是在幀率上進行調整以縮減容量，與現行其他影片壓縮方式並不相同。

綜上所述，透過追蹤該物件並計算該物件在該等畫面的位移量，調整儲存影片之對應幀率，且該對應幀率是對應於該位移量且兩者為正相關，而能於該位移量低時減少影片容量，於該位移量高時提高影片品質，此外，還具有避免對應幀率頻繁切換的機制，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

S0~S5‧‧‧步驟

Claims (6)

1. 一種動態調整畫面幀率的影片記錄方法，由一錄影裝置執行，該錄影裝置包含一處理模組及一儲存模組，該方法包含該處理模組對一序列的多張畫面執行的以下步驟：(A)根據預設的物件特徵，對該等畫面進行物件辨識，得到一物件；(B)追蹤該物件並計算該物件在該等畫面的位移量，還將該物件在該等畫面的位移量歸類至多個位移範圍中的一位移範圍；及(C)以一對應幀率擷取該等畫面，轉換該等畫面形成一具有該對應幀率的影片，並儲存該影片於該儲存模組中，其中，該對應幀率是對應於該位移量且兩者為正相關，其中，該對應幀率是對應被歸類的該位移範圍，在當該位移量之歸類變更時，還進行畫面之計數，當連續累計超過一預設次數之畫面中該位移量之歸類均變更且均變更為相同的另一位移範圍時，該對應幀率則變更為對應該另一位移範圍的另一對應幀率，而形成一具有該另一對應幀率的影片，否則該對應幀率未變更而對應變更前的該位移範圍，而形成該具有該對應幀率的影片。
2. 如請求項1所述動態調整畫面幀率的影片記錄方法，其中，步驟(C)當於一第一畫面中將該位移量歸類該位移範圍後，還將該位移範圍增加一緩衝區間，當該序列 的畫面中該第一畫面之後的後續畫面之該位移量未超出該位移範圍加上該緩衝區間後之範圍，則仍將其歸類於該位移範圍。
3. 如請求項1所述動態調整畫面幀率的影片記錄方法，其中，該錄影裝置還包含一與該處理模組連接的顯示模組，該方法還包含步驟(D)：使該顯示模組以恆定之一預設幀率播放該影片。
4. 如請求項1所述動態調整畫面幀率的影片記錄方法，其中，該錄影裝置還包含一與該處理模組連接的畫面擷取模組，該方法還包含於步驟(A)前的步驟(E)：使該畫面擷取模組以一取像幀率擷取該序列的多張畫面；步驟(C)中該對應幀率小於或等於該取像幀率。
5. 如請求項4所述動態調整畫面幀率的影片記錄方法，還包含於步驟(E)及(C)間執行的步驟(F)：接收該序列的多張畫面，並以一小於該取像幀率的預設幀率擷取該等畫面，轉換該等畫面形成一具有該預設幀率的影片，並儲存該影片於該儲存模組中。
6. 一種動態調整畫面幀率的錄影裝置，執行如請求項1至5中任一請求項所述動態調整畫面幀率的影片記錄方法。