TWI630559B - 影像擷取裝置及影像擷取方法 - Google Patents

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Abstract

一種影像擷取裝置，包含一影像擷取單元、一濾光模組、一光感應單元、一紅外線光源以及一處理單元。濾光模組鄰近影像擷取單元設置。濾光模組包含一第一濾光鏡以及一第二濾光鏡。第一濾光鏡用以濾除紅外線且允許可見光通過。第二濾光鏡用以濾除可見光且允許紅外線通過。光感應單元用以感應一環境光。當處理單元判斷環境光之強度高於一門檻值時，處理單元將第一濾光鏡與第二濾光鏡交替地切換至影像擷取單元前方，控制影像擷取單元透過第一濾光鏡擷取一可見光影像，且控制影像擷取單元透過第二濾光鏡擷取一紅外線影像。

Description

影像擷取裝置及影像擷取方法
本發明關於一種影像擷取裝置及影像擷取方法，尤指一種於環境光充足時交替地切換二濾光鏡之影像擷取裝置及影像擷取方法。
傳統的監視器大多會在鏡頭前方加上一個濾光鏡切換機構，以根據環境光之強度對濾光鏡A與濾光鏡B做切換，其中濾光鏡A用以濾除紅外線且允許可見光通過，且濾光鏡B允許所有波長的光（包含可見光與紅外線）都可以通過。當環境光充足時，先前技術係將濾光鏡A切換至鏡頭前方，以擷取可見光影像。接著，將可見光影像輸出至影像辨識軟體進行分析與判斷。反之，當環境光不足時，先前技術係將濾光鏡B切換至鏡頭前方，且開啟紅外線光源，以擷取紅外線影像。接著，將紅外線影像輸出至影像辨識軟體進行分析與判斷。
一般而言，影像辨識軟體可比對輸入影像的前後變化，以判斷是否有入侵者。由於先前技術在環境光充足時係使用可見光影像做影像辨識輸入，當入侵者之衣著顏色與環境背景顏色相同或相近時，將無法或難以於可見光影像中清楚地辨識出入侵者與環境背景之差異，而無法或難以即時發現入侵者。
本發明的目的之一在於提供一種於環境光充足時交替地切換二濾光鏡之影像擷取裝置及影像擷取方法，以解決上述問題。
根據一實施例，本發明之影像擷取裝置包含一影像擷取單元、一濾光模組、一光感應單元、一紅外線光源以及一處理單元。濾光模組鄰近影像擷取單元設置。濾光模組包含一第一濾光鏡以及一第二濾光鏡。第一濾光鏡用以濾除紅外線且允許可見光通過。第二濾光鏡用以濾除可見光且允許紅外線通過。光感應單元用以感應一環境光。處理單元電性連接於影像擷取單元、濾光模組、光感應單元與紅外線光源。當處理單元判斷環境光之強度高於一門檻值時，處理單元將第一濾光鏡與第二濾光鏡交替地切換至影像擷取單元前方。當第一濾光鏡位於影像擷取單元前方時，處理單元控制影像擷取單元透過第一濾光鏡擷取一可見光影像。當第二濾光鏡位於影像擷取單元前方時，處理單元控制紅外線光源發出一紅外線，且控制影像擷取單元透過第二濾光鏡擷取一紅外線影像。
根據另一實施例，本發明之影像擷取方法包含下列步驟：感應一環境光；判斷環境光之強度是否高於一門檻值；以及當判斷環境光之強度高於門檻值時，將一第一濾光鏡與一第二濾光鏡交替地切換至一影像擷取單元前方；其中第一濾光鏡用以濾除紅外線且允許可見光通過，當第一濾光鏡位於影像擷取單元前方時，控制影像擷取單元透過第一濾光鏡擷取一可見光影像；第二濾光鏡用以濾除可見光且允許紅外線通過，當第二濾光鏡位於影像擷取單元前方時，控制一紅外線光源發出一紅外線，且控制影像擷取單元透過第二濾光鏡擷取一紅外線影像。
綜上所述，當判斷環境光之強度高於門檻值時，表示環境光充足，此時，本發明即會將第一濾光鏡與第二濾光鏡交替地切換至影像擷取單元前方。在第一濾光鏡與第二濾光鏡交替切換的過程中，影像擷取單元即可分別透過第一濾光鏡與第二濾光鏡擷取可見光影像與紅外線影像。當環境中物件（例如，入侵者）之顏色與環境背景顏色相同或相近時，即可藉由紅外線影像來輔助辨識出物件與環境背景之差異，進而在環境光充足時提高物件之辨識率。需說明的是，本發明除了可利用前後張影像來進行差異比對之辨識外，亦可利用單張影像於影像中辨識出人臉、物體、車牌或其它特定資訊。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
請參閱第1圖，第1圖為根據本發明一實施例之影像擷取裝置1的功能方塊圖。如第1圖所示，影像擷取裝置1包含一影像擷取單元10、一濾光模組12、一光感應單元14、一紅外線光源16、一處理單元18以及一輸出單元20，其中處理單元18電性連接於影像擷取單元10、濾光模組12、光感應單元14、紅外線光源16與輸出單元20。於此實施例中，影像擷取裝置1可為監視器、攝影機或其它具有影像擷取功能之電子裝置；影像擷取單元10可為電荷耦合元件（Charge-coupled Device，CCD）感測器或互補式金屬氧化半導體（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS）感測器；光感應單元14可為光感應器；處理單元18可為具有資料運算/處理功能之處理器或控制器；輸出單元20可為顯示器、揚聲器、光源或其組合。一般而言，影像擷取裝置11中還會設有運作時必要的軟硬體元件，如記憶體、電路板、電源供應器、應用程式、通訊模組、鏡頭等，視實際應用而定。
濾光模組12鄰近影像擷取單元10設置。於此實施例中，濾光模組12包含一第一濾光鏡120以及一第二濾光鏡122，其中第一濾光鏡120用以濾除紅外線且允許可見光通過，第二濾光鏡122用以濾除可見光且允許紅外線通過。光感應單元14用以感應影像擷取裝置1所在環境之一環境光。當處理單元18判斷環境光之強度高於一門檻值時，表示環境光充足，此時，處理單元18即會將第一濾光鏡120與第二濾光鏡122交替地切換至影像擷取單元10前方。於此實施例中，濾光模組12中可設置有濾光鏡切換機構（未顯示），使得處理單元18可控制濾光鏡切換機構將第一濾光鏡120與第二濾光鏡122交替地切換至影像擷取單元10前方。
由於第一濾光鏡120用以濾除紅外線且允許可見光通過，因此，當第一濾光鏡120位於影像擷取單元10前方時，處理單元18即可控制影像擷取單元10透過第一濾光鏡120擷取一可見光影像。另一方面，由於第二濾光鏡122可濾除可見光且允許紅外線通過，因此，當第二濾光鏡122位於影像擷取單元10前方時，處理單元18即可控制紅外線光源16發出一紅外線，且控制影像擷取單元10透過第二濾光鏡122擷取一紅外線影像。
在擷取可見光影像與紅外線影像後，處理單元18可選擇性地分析可見光影像與紅外線影像的至少其中之一。於此實施例中，上述之影像分析可為影像辨識及/或差異比對。舉例而言，處理單元18可藉由影像辨識軟體於可見光影像及/或紅外線影像中辨識出人臉、物體、車牌或其它特定資訊。此外，處理單元18可藉由影像辨識軟體比對前後張可見光影像及/或前後張紅外線影像來進行差異比對。
在環境光充足時，當環境中物件（例如，入侵者）之顏色與環境背景顏色相同或相近時，將無法或難以於可見光影像中清楚地辨識出物件與環境背景之差異，而無法或難以即時發現環境中是否有異物存在。此時，即可藉由紅外線影像來輔助辨識出物件與環境背景之差異，進而在環境光充足時提高物件之辨識率。
於另一實施例中，在擷取可見光影像與紅外線影像後，處理單元18可先將可見光影像與紅外線影像合併成一複合影像，再分析合併後之複合影像，以進行上述之影像辨識及/或差異比對。
當處理單元18判斷環境光之強度高於門檻值時（表示環境光充足），處理單元18可以下列幾種方式將第一濾光鏡120與第二濾光鏡122交替地切換至影像擷取單元10前方。
第一種方式為，處理單元18可隨機地將第一濾光鏡120與第二濾光鏡122交替地切換至影像擷取單元10前方。
第二種方式為，處理單元18可以一預定時間分配將第一濾光鏡120與第二濾光鏡122交替地切換至影像擷取單元10前方。上述之預定時間分配可為均等時間分配或非均等時間分配。均等時間分配可設定為，每隔T時間（例如，三秒、五秒等）切換第一濾光鏡120與第二濾光鏡122。非均等時間分配可設定為，在將第一濾光鏡120切換至影像擷取單元10前方每達T1時間（例如，三秒）後，將第二濾光鏡122切換至影像擷取單元10前方；在將第二濾光鏡122切換至影像擷取單元10前方每達T2時間（例如，五秒）後，將第一濾光鏡120切換至影像擷取單元10前方；其中上述之T1時間不等於T2時間。
第三種方式為，處理單元18可先將第一濾光鏡120切換至影像擷取單元10前方，且判斷可見光影像於一第一預定時間（例如，五秒、十秒等）內是否符合一預定條件；當處理單元18判斷可見光影像於第一預定時間內不符合預定條件時，處理單元18將第二濾光鏡122切換至影像擷取單元10前方，且判斷紅外線影像於一第二預定時間（例如，五秒、十秒等）內是否符合預定條件；當處理單元18判斷紅外線影像於第二預定時間內不符合預定條件時，處理單元18將該第一濾光鏡120切換至影像擷取單元10前方。上述之預定條件可為前後張影像存在差異，或影像中辨識出人臉、物體、車牌等特定資訊。
當處理單元18判斷環境光之強度低於或等於門檻值時，表示環境光不足，此時，處理單元18即會將第二濾光鏡122切換至影像擷取單元10前方，控制紅外線光源16發出紅外線，且控制影像擷取單元10透過第二濾光鏡122擷取紅外線影像，以利用紅外線影像進行上述之影像辨識及/或差異比對。
於此實施例中，在擷取可見光影像及/或紅外線影像後，處理單元18可控制輸出單元20選擇性地顯示可見光影像與紅外線影像的至少其中之一，以供使用者觀視。此外，當處理單元18判斷可見光影像與紅外線影像的至少其中之一符合一預定條件時，處理單元18可控制輸出單元20輸出一警示訊息，其中警示訊息可為影像、光線、聲音或其組合，視實際應用而定。上述之預定條件可為前後張影像存在差異，或影像中辨識出人臉、物體、車牌等特定資訊。
請參閱第2圖，第2圖為根據本發明一實施例之影像擷取方法的流程圖。第2圖中的影像擷取方法可利用第1圖中的影像擷取裝置1來實現。首先，執行步驟S10，感應環境光。接著，執行步驟S12，判斷環境光之強度是否高於門檻值。當判斷環境光之強度高於門檻值時，執行步驟S14，將第一濾光鏡120與第二濾光鏡122交替地切換至影像擷取單元10前方。接著，執行步驟S16，控制影像擷取單元10透過第一濾光鏡120擷取可見光影像，且控制影像擷取單元10透過第二濾光鏡122擷取紅外線影像。當判斷環境光之強度低於或等於門檻值時，執行步驟S18，將第二濾光鏡122切換至影像擷取單元10前方。接著，執行步驟S20，控制影像擷取單元10透過第二濾光鏡122擷取紅外線影像。需說明的是，本發明之影像擷取方法之詳細實施例係如上所述，在此不再贅述。此外，第2圖所示之影像擷取方法的控制邏輯中的各個部分或功能皆可透過軟硬體的組合來實現。
綜上所述，當判斷環境光之強度高於門檻值時，表示環境光充足，此時，本發明即會將第一濾光鏡與第二濾光鏡交替地切換至影像擷取單元前方。在第一濾光鏡與第二濾光鏡交替切換的過程中，影像擷取單元即可分別透過第一濾光鏡與第二濾光鏡擷取可見光影像與紅外線影像。當環境中物件（例如，入侵者）之顏色與環境背景顏色相同或相近時，即可藉由紅外線影像來輔助辨識出物件與環境背景之差異，進而在環境光充足時提高物件之辨識率。需說明的是，本發明除了可利用前後張影像來進行差異比對之辨識外，亦可利用單張影像於影像中辨識出人臉、物體、車牌或其它特定資訊。 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。
1‧‧‧影像擷取裝置
10‧‧‧影像擷取單元
12‧‧‧濾光模組
14‧‧‧光感應單元
16‧‧‧紅外線光源
18‧‧‧處理單元
20‧‧‧輸出單元
120‧‧‧第一濾光鏡
122‧‧‧第二濾光鏡
S10-S20‧‧‧步驟
第1圖為根據本發明一實施例之影像擷取裝置的功能方塊圖。 第2圖為根據本發明一實施例之影像擷取方法的流程圖。

Claims (12)

  1. 一種影像擷取裝置，包含：一影像擷取單元；一濾光模組，鄰近該影像擷取單元設置，該濾光模組包含一第一濾光鏡以及一第二濾光鏡，該第一濾光鏡用以濾除紅外線且允許可見光通過，該第二濾光鏡用以濾除可見光且允許紅外線通過；一光感應單元，用以感應一環境光；一紅外線光源；以及一處理單元，電性連接於該影像擷取單元、該濾光模組、該光感應單元與該紅外線光源，當該處理單元判斷該環境光之強度高於一門檻值時，該處理單元將該第一濾光鏡切換至該影像擷取單元前方，控制該影像擷取單元透過該第一濾光鏡擷取一可見光影像，且判斷該可見光影像於一第一預定時間內是否符合一預定條件，當該處理單元判斷該可見光影像於該第一預定時間內不符合該預定條件時，該處理單元將該第二濾光鏡切換至該影像擷取單元前方，控制該紅外線光源發出一紅外線，控制該影像擷取單元透過該第二濾光鏡擷取一紅外線影像，且判斷該紅外線影像於一第二預定時間內是否符合該預定條件，當該處理單元判斷該紅外線影像於該第二預定時間內不符合該預定條件時，該處理單元將該第一濾光鏡切換至該影像擷取單元前方。
  2. 如請求項1所述之影像擷取裝置，其中該處理單元選擇性地分析該可見光影像與該紅外線影像的至少其中之一。
  3. 如請求項1所述之影像擷取裝置，其中該處理單元將該可見光影像與該紅外線影像合併成一複合影像，且分析該複合影像。
  4. 如請求項1所述之影像擷取裝置，其中當該處理單元判斷該環境光 之強度低於或等於該門檻值時，該處理單元將該第二濾光鏡切換至該影像擷取單元前方。
  5. 如請求項1所述之影像擷取裝置，另包含一輸出單元，電性連接於該處理單元，該處理單元控制該輸出單元選擇性地顯示該可見光影像與該紅外線影像的至少其中之一。
  6. 如請求項1所述之影像擷取裝置，另包含一輸出單元，電性連接於該處理單元，當該處理單元判斷該可見光影像與該紅外線影像的至少其中之一符合一預定條件時，該處理單元控制該輸出單元輸出一警示訊息。
  7. 一種影像擷取方法，包含下列步驟：感應一環境光；判斷該環境光之強度是否高於一門檻值；以及當判斷該環境光之強度高於該門檻值時，將一第一濾光鏡切換至一影像擷取單元前方，其中該第一濾光鏡用以濾除紅外線且允許可見光通過；控制該影像擷取單元透過該第一濾光鏡擷取一可見光影像；判斷該可見光影像於一第一預定時間內是否符合一預定條件；當判斷該可見光影像於該第一預定時間內不符合該預定條件時，將一第二濾光鏡切換至該影像擷取單元前方，其中該第二濾光鏡用以濾除可見光且允許紅外線通過；控制一紅外線光源發出一紅外線，且控制該影像擷取單元透過該第二濾光鏡擷取一紅外線影像；判斷該紅外線影像於一第二預定時間內是否符合該預定條件；以及當判斷該紅外線影像於該第二預定時間內不符合該預定條件時，將該第一濾光鏡切換至該影像擷取單元前方。
  8. 如請求項7所述之影像擷取方法，另包含下列步驟： 選擇性地分析該可見光影像與該紅外線影像的至少其中之一。
  9. 如請求項7所述之影像擷取方法，另包含下列步驟：將該可見光影像與該紅外線影像合併成一複合影像，且分析該複合影像。
  10. 如請求項7所述之影像擷取方法，另包含下列步驟：當判斷該環境光之強度低於或等於該門檻值時，將該第二濾光鏡切換至該影像擷取單元前方。
  11. 如請求項7所述之影像擷取方法，另包含下列步驟：選擇性地顯示該可見光影像與該紅外線影像的至少其中之一。
  12. 如請求項7所述之影像擷取方法，另包含下列步驟：當判斷該可見光影像與該紅外線影像的至少其中之一符合一預定條件時，輸出一警示訊息。
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