TWI642304B - 光源控制方法及其攝影裝置 - Google Patents

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Abstract

一種光源控制方法適用於攝影裝置,攝影裝置包含裝置主體、複數個影像擷取模組以及複數個光源。複數個影像擷取模組可活動地設置於裝置主體上。複數個光源環設於裝置主體上。光源控制方法包含複數個影像擷取模組於關閉每一光源時朝相對應之影像擷取區域分別擷取未補光影像、輪流開啟複數個光源、每一影像擷取模組於依序開啟每一光源時分別朝相對應之影像擷取區域擷取實際影像,以及將每一影像擷取模組於依序開啟每一光源時所擷取之實際影像分別與每一影像擷取模組所擷取之未補光影像進行影像參考值比對,以分別調整每一光源之開關。

Description

光源控制方法及其攝影裝置
本發明關於一種光源控制方法及其攝影裝置,尤指一種將開啟每一光源時所擷取之實際影像分別與未補光影像進行影像參考值比對以分別調整每一光源之開關的光源控制方法及其攝影裝置。
一般而言,用來進行影像監視之攝影裝置通常會使用多個影像擷取模組(如四個拍攝視野為45°之監視攝影機)擷取影像並且將其所擷取到之影像組合成具有廣角度拍攝視野(如180°)之影像而達到全景監視之目的,更進一步地,目前已有將多個影像擷取模組可活動地設置在攝影裝置上之鏡頭可調式設計,藉以允許使用者可因應實際監控視野需求而相對應地調整多個影像擷取模組在攝影裝置上之排列方式,例如將多個影像擷取模組以360°放射狀排列以使攝影裝置可具有360°之拍攝視野,或者是將多個影像擷取模組彼此鄰接排列於攝影裝置之右半周緣上以使攝影裝置可具有180°且對準對應攝影裝置之右半側之監控區域的拍攝視野等…。
在實際應用中,當遇到需要額外補光的影像擷取狀況(如在夜晚環境下)時,攝影裝置就會將固定環設於攝影裝置之周緣上以用來進行補光之光源(如紅外線發光二極體)全部開啟,以滿足攝影裝置之補光照明需求。然而,上述方式往往會產生某些光源在與上述可活動地設置在攝影裝置上之多個影像擷取模組完全錯位(例如位於攝影裝置之左半周緣上之光源無法對已調整至彼此鄰接排列於攝影裝置之右半周緣上的多個影像擷取模組提供補光效果)而對攝影裝置不具有補光效果時仍然開啟的問題,從而徒增攝影裝置之光源功耗。
本發明之目的之一在於提供一種將開啟每一光源時所擷取之實際影像分別與未補光影像進行影像參考值比對以分別調整每一光源之開關的光源控制方法及其攝影裝置,以解決上述之問題。
根據本發明之一實施例,本發明之光源控制方法適用於一攝影裝置,該攝影裝置包含一裝置主體、複數個影像擷取模組以及複數個光源,該複數個影像擷取模組係可活動地設置於該裝置主體上,該複數個光源環設於該裝置主體上。該光源控制方法包含該複數個影像擷取模組於關閉每一光源時朝相對應之一影像擷取區域分別擷取一未補光影像、輪流開啟該複數個光源、每一影像擷取模組於依序開啟每一光源時分別朝相對應之該影像擷取區域擷取一實際影像,以及將每一影像擷取模組於依序開啟每一光源時所擷取之該實際影像分別與每一影像擷取模組所擷取之該未補光影像進行影像參考值比對以分別調整每一光源之開關。
根據本發明之另一實施例,本發明之攝影裝置包含一裝置主體、複數個影像擷取模組、複數個光源、一開關單元,以及一處理單元。該複數個影像擷取模組可活動地設置於該裝置主體上。該複數個光源環設於該裝置主體上。該開關單元電連接於該複數個光源,用來開啟或關閉該複數個光源。該處理單元電連接於該複數個影像擷取模組以及該開關單元,用來接收該複數個影像擷取模組於該開關單元關閉每一光源時朝相對應之一影像擷取區域所分別擷取之一未補光影像、接收每一影像擷取模組於該開關單元依序開啟每一光源時分別朝相對應之該影像擷取區域所擷取之一實際影像,以及將每一影像擷取模組於該開關單元依序開啟每一光源時所擷取之該實際影像分別與每一影像擷取模組於該開關單元關閉每一光源時所擷取之該未補光影像進行影像參考值比對以分別調整每一光源之開關。
綜上所述,相較於先前技術採用攝影裝置在需要額外補光的影像擷取狀況(如在夜晚環境下)時將光源全部開啟之設計,本發明係採用將每一影像擷取模組於依序開啟每一光源時所擷取之實際影像分別與每一影像擷取模組所擷取之未補光影像進行影像參考值比對之設計,藉以產生攝影裝置可根據上述影像參考值比對結果判斷出光源是否對影像擷取模組之影像擷取具有補光效益且據以使光源在影像擷取模組擷取影像的過程中呈現開啟或關閉狀態的效果,如此一來,本發明即可解決先前技術所提及的遠離可調式影像擷取模組的光源在對攝影裝置不具有補光效果時仍然開啟的問題,從而有效地縮減攝影裝置之光源功耗而產生節能省電功效。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的實施方式及所附圖式得到進一步的瞭解。
請參閱第1圖、第2圖,以及第3圖,第1圖為根據本發明之一實施例所提出之一攝影裝置10之立體示意圖,第2圖為第1圖之攝影裝置10之仰視圖,第3圖為第1圖之攝影裝置10之功能方塊圖,如第1圖、第2圖,以及第3圖所示,攝影裝置10包含一裝置主體12、複數個影像擷取模組(於第2圖中顯示四個影像擷取模組14、16、18、20,但不以此為限,其配置數量係可根據攝影裝置10之實際應用而有所增減)、複數個光源(於第2圖中顯示十二個光源22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44,但不以此為限,其配置數量係可根據攝影裝置10之實際應用而有所增減)、一開關單元46,以及一處理單元48。影像擷取模組14、16、18、20係可較佳地為用來進行影像監視之監視鏡頭設備(如網路攝影機(IP camera))且可活動地設置於裝置主體12上,以允許使用者可根據實際影像監控需求而可操作地移動影像擷取模組14、16、18、20在裝置主體12上之相對裝設位置,藉此,在經過使用者調整位置後,影像擷取模組14、16、18、20係可在裝置主體12上呈現特定排列以使攝影裝置10可具有相對應之特定拍攝視野(例如第2圖所示之影像擷取模組14、16、18、20彼此鄰接排列於攝影裝置10之右半周緣上以使攝影裝置10可具有約180°且對準對應攝影裝置10之右半側之監控區域的拍攝視野,但不以此為限),至於針對影像擷取模組14、16、18、20可活動地設置於裝置主體12上之鏡頭可動機構設計的相關說明,其係常見於先前技術中,故於此不再贅述。
在此實施例中,光源22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44係可較佳地為紅外線照明模組且環設於裝置主體12上以用來提供光線,以使攝影裝置10即便是在光源不充足的使用環境下(如對夜間道路進行監控的使用環境下)仍然可經由光源22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44所提供之補光光線而擷取到清楚的影像。開關單元46係電連接於光源22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44,用來進行開啟或關閉複數個光源22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44之操作。處理單元48係可較佳地為用來進行影像比對處理的韌體、軟體或硬體(如系統晶片(system on chip, SOC)等),且電連接於影像擷取模組14、16、18、20以及開關單元46,以用來接收影像擷取模組14、16、18、20於開關單元46關閉每一光源時朝相對應之影像擷取區域(如停車場等)所分別擷取之未補光影像、接收每一影像擷取模組於開關單元46依序開啟每一光源時分別朝相對應之影像擷取區域所擷取之實際影像、將每一影像擷取模組於開關單元46依序開啟每一光源時所擷取之實際影像分別與每一影像擷取模組於開關單元46關閉每一光源時所擷取之未補光影像進行影像參考值比對,以作為後續控制開關單元46調整每一光源之開關的判斷依據。
攝影裝置10所採用之光源控制方法說明如下,請參閱第1圖、第2圖、第3圖以及第4圖,第4圖為根據本發明之一實施例所提出之光源控制方法之流程圖,本發明之光源控制方法包含下列步驟。
步驟400: 影像擷取模組14、16、18、20於關閉每一光源時朝相對應之影像擷取區域分別擷取未補光影像。
步驟402: 處理單元48控制開關單元46輪流開啟每一光源。
步驟404: 影像擷取模組14、16、18、20於依序開啟每一光源時分別朝相對應之影像擷取區域擷取實際影像。
步驟406: 處理單元48將影像擷取模組14、16、18、20於依序開啟每一光源時所擷取之實際影像分別與影像擷取模組14、16、18、20所擷取之未補光影像進行影像參考值比對,以分別調整每一光源之開關。
以下係以影像擷取模組14、16、18、20彼此鄰接排列於攝影裝置10之右半周緣上以使攝影裝置10可具有約180°且對準對應攝影裝置10之右半側之監控區域的拍攝視野為例針對上述步驟進行詳細之說明,至於針對對應呈現其他特定排列(例如將影像擷取模組14、16、18、20以360°放射狀等距排列以使攝影裝置10可具有360°之拍攝視野等…)之影像擷取模組14、16、18、20之光源控制方法的相關描述,其係可參照下列說明類推,於此不再贅述。首先,在步驟400中,影像擷取模組14、16、18、20係可於關閉光源22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44時朝對應攝影裝置10之右半側之監控區域分別擷取未補光影像,以供處理單元48進行後續影像比對之用。接下來,處理單元48係可控制開關單元46輪流開啟每一光源(步驟402),並且影像擷取模組14、16、18、20係可於依序開啟每一光源時,分別朝對應攝影裝置10之右半側之監控區域擷取相對應之實際影像(步驟404),在實作中,處理單元48係可依據特定開啟順序(可為裝置預設或使用者自定義,例如採用順時鐘或逆時鐘依序開啟之方式等)控制開關單元46輪流開啟每一光源。
在完成上述擷取未補光影像以及實際影像之步驟後,處理單元48係可將影像擷取模組14、16、18、20於依序開啟每一光源時所擷取之實際影像分別與影像擷取模組14、16、18、20所擷取之未補光影像進行影像參考值比對,以分別調整每一光源之開關(步驟406),此處所提及之影像參考值係可較佳地包含分別對應未補光影像以及實際影像之曝光補償值(Exposure Value, EV),在此實施例中,曝光補償值係可較佳地包含快門值、光圈值,以及增益(gain)值(但不以此為限),且由實務經驗可知,若是光源對影像擷取模組之影像擷取不具有補光效益,則影像擷取模組所擷取到之實際影像與相對應之未補光影像之快門值、光圈值,以及增益值之至少其中之一會出現數值實質上相等的情況,反之,若是光源對影像擷取模組之影像擷取具有補光效益,則相較於其所對應之未補光影像,影像擷取模組所擷取到之實際影像之快門值、光圈值,以及增益值均會產生變動。如此一來,處理單元48即可根據上述未補光影像以及實際影像之曝光補償值比對結果,判斷出光源22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44是否對影像擷取模組14、16、18、20之影像擷取具有補光效益,並據以控制開關單元46調整每一光源之開關,以達到降低攝影裝置10之光源功耗的目的。
舉例來說,假設處理單元48採用順時鐘依序開啟之方式控制開關單元46輪流開啟光源22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44,且如第2圖所示之接近影像擷取模組14、16、18、20之光源22、24、26、28、30、32、34在此實施例中可視為對攝影裝置10之影像擷取具有補光效益,以及如第2圖所示之遠離影像擷取模組14、16、18、20之光源36、38、40、42、44在此實施例中可視為對攝影裝置10之影像擷取不具有補光效益,則就光源22而言,在處理單元48將影像擷取模組14、16、18、20於僅開啟光源22(此時,光源24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44呈現關閉狀態)時所擷取之實際影像分別與影像擷取模組14、16、18、20所擷取之未補光影像進行曝光補償值比對的過程中,相較於影像擷取模組14所擷取之未補光影像,處理單元48係可相對應地比對出影像擷取模組14於僅開啟光源22時所擷取之實際影像之快門值、光圈值以及增益值均產生變動,故處理單元48即可在無須事先確認光源與影像擷取模組之相對位置關係的情況下,正確地判斷出光源22對影像擷取模組14之影像擷取具有補光效益,從而據以控制開關單元46在後續影像擷取模組14擷取影像以進行影像監控的過程中使光源22呈現開啟狀態,以提供輔助補光光線。同理,處理單元48亦可相對應地判斷出光源24、26、28、30、32、34對攝影裝置10於影像擷取模組14、16、18、20呈如第2圖所示之排列時之影像擷取具有補光效益,其相關描述可參照上述說明類推,於此不再贅述。
另一方面,處理單元48則是可相對應地判斷出光源36對影像擷取模組14、16、18、20之影像擷取皆不具有補光效益,簡言之,在處理單元48將影像擷取模組14、16、18、20於僅開啟光源36時所擷取之實際影像分別與影像擷取模組14、16、18、20所擷取之未補光影像進行曝光補償值比對的過程中,處理單元48係可相對應地比對出影像擷取模組14、16、18、20於僅開啟光源36時所擷取之實際影像與其所對應之未補光影像的快門值、光圈值以及增益值之至少其中之一相等(或是其差值介於一容許誤差範圍內),故處理單元48即可判斷出光源36對影像擷取模組14之影像擷取皆不具有補光效益(因實際影像相較於未補光影像出現其快門值、光圈值以及增益值之至少其中之一實質上相等而沒有變動的情況),從而據以控制開關單元46在後續影像擷取模組14、16、18、20擷取影像以進行影像監控的過程中使光源36呈現關閉狀態,以產生降低攝影裝置10之光源功耗的目的。同理,處理單元48亦可相對應地判斷出光源38、40、42、44對攝影裝置10於影像擷取模組14、16、18、20呈如第2圖所示之排列時之影像擷取不具有補光效益,其相關描述可參照上述說明類推,於此不再贅述。
值得一提的是,本發明所採用之影像參考值係可不限於上述實施例之曝光補償值,其亦可選用其他在實務上可用來判斷出光源是否對影像擷取模組之影像擷取具有補光效益之影像參考值,例如亮度值或影像位元傳輸率(bit rate)等…,其相關說明係可參照上述實施例類推。簡言之,在選用亮度值作為影像參考值以進行比對的另一實施例中,由實務經驗可知,亮度值係與影像補光效益呈正相關,也就是說,若是光源對影像擷取模組之影像擷取不具有補光效益,則影像擷取模組所擷取到之實際影像之亮度值會不大於未補光影像之亮度值,反之,若是光源對影像擷取模組之影像擷取具有補光效益,則影像擷取模組所擷取到之實際影像之亮度值會大於未補光影像之亮度值。
舉例來說,在處理單元48將影像擷取模組14、16、18、20於僅開啟光源22時所擷取之實際影像分別與影像擷取模組14、16、18、20所擷取之未補光影像進行亮度值比對的過程中,處理單元48係可比對出影像擷取模組14在僅開啟光源22時所擷取之實際影像之亮度值會大於影像擷取模組14所擷取之未補光影像之亮度值,故處理單元48即可判斷出光源22對影像擷取模組14之影像擷取具有補光效益。同理,透過上述亮度值比對方法,處理單元48亦可相對應地判斷出光源24、26、28、30、32、34對攝影裝置10於影像擷取模組14、16、18、20呈如第2圖所示之排列時之影像擷取具有補光效益。
另一方面,在處理單元48將影像擷取模組14、16、18、20於僅開啟光源36時所擷取之實際影像分別與影像擷取模組14、16、18、20所擷取之未補光影像進行亮度值比對的過程中,處理單元48係可比對出影像擷取模組14、16、18、20於僅開啟光源36時所擷取之實際影像之亮度值均分別小於或等於影像擷取模組14、16、18、20所擷取之未補光影像之亮度值,故處理單元48即可判斷出光源36對影像擷取模組14、16、18、20之影像擷取皆不具有補光效益。同理,透過上述亮度值比對方法,處理單元48亦可相對應地判斷出光源38、40、42、44對攝影裝置10於影像擷取模組14、16、18、20呈如第2圖所示之排列時之影像擷取皆不具有補光效益。
此外,在選用影像位元傳輸率作為影像參考值以進行比對的另一實施例中,由實務經驗可知,影像位元傳輸率係與影像補光效益呈負相關,也就是說,若是光源對影像擷取模組之影像擷取不具有補光效益,則相較於未補光影像,實際影像之影像噪點情況係無法獲得改善而造成後續相對應之影像位元傳輸率無法下降,亦即影像擷取模組所擷取到之實際影像之影像位元傳輸率會不小於未補光影像之影像位元傳輸率,反之,若是光源對影像擷取模組之影像擷取具有補光效益,則相較於未補光影像,實際影像之影像噪點情況係可獲得改善而造成後續相對應之影像位元傳輸率下降,亦即影像擷取模組所擷取到之實際影像之影像位元傳輸率會小於未補光影像之影像位元傳輸率。
舉例來說,在處理單元48將影像擷取模組14、16、18、20於僅開啟光源22時所擷取之實際影像分別與影像擷取模組14、16、18、20所擷取之未補光影像進行影像位元傳輸率比對的過程中,處理單元48係可比對出影像擷取模組14在僅開啟光源22時所擷取之實際影像之影像位元傳輸率會小於影像擷取模組14所擷取之未補光影像之影像位元傳輸率,故處理單元48即可判斷出光源22對影像擷取模組14之影像擷取具有補光效益。同理,透過上述影像位元傳輸率比對方法,處理單元48亦可相對應地判斷出光源24、26、28、30、32、34對攝影裝置10於影像擷取模組14、16、18、20呈如第2圖所示之排列時之影像擷取具有補光效益。
另一方面,在處理單元48將影像擷取模組14、16、18、20於僅開啟光源36時所擷取之實際影像分別與影像擷取模組14、16、18、20所擷取之未補光影像進行影像位元傳輸率比對的過程中,處理單元48係可比對出影像擷取模組14、16、18、20於僅開啟光源36時所擷取之實際影像之影像位元傳輸率均分別大於或等於影像擷取模組14、16、18、20所擷取之未補光影像之影像位元傳輸率,故處理單元48即可判斷出光源36對影像擷取模組14、16、18、20之影像擷取皆不具有補光效益。同理,透過上述影像位元傳輸率比對方法,處理單元48亦可相對應地判斷出光源38、40、42、44對攝影裝置10於影像擷取模組14、16、18、20呈如第2圖所示之排列時之影像擷取皆不具有補光效益。
綜上所述,相較於先前技術採用攝影裝置在需要額外補光的影像擷取狀況(如在夜晚環境下)時將光源全部開啟之設計,本發明係採用將每一影像擷取模組於依序開啟每一光源時所擷取之實際影像分別與每一影像擷取模組所擷取之未補光影像進行影像參考值比對之設計,藉以產生攝影裝置可根據上述影像參考值比對結果判斷出光源是否對影像擷取模組之影像擷取具有補光效益且據以使光源在影像擷取模組擷取影像的過程中呈現開啟或關閉狀態的效果,如此一來,本發明即可解決先前技術所提及的遠離可調式影像擷取模組的光源在對攝影裝置不具有補光效果時仍然開啟的問題,從而有效地縮減攝影裝置之光源功耗而產生節能省電功效。 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。
10‧‧‧攝影裝置
12‧‧‧裝置主體
46‧‧‧開關單元
48‧‧‧處理單元
14、16、18、20‧‧‧影像擷取模組
22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44‧‧‧光源
400、402、404、406‧‧‧步驟
第1圖為根據本發明之一實施例所提出之攝影裝置之立體示意圖。 第2圖為第1圖之攝影裝置之仰視圖。 第3圖為第1圖之攝影裝置之功能方塊圖。 第4圖為根據本發明之一實施例所提出之光源控制方法之流程圖。

Claims (9)

  1. 一種光源控制方法,適用於一攝影裝置,該攝影裝置包含一裝置主體、複數個影像擷取模組以及複數個光源,該複數個影像擷取模組係可活動地設置於該裝置主體上,該複數個光源環設於該裝置主體上,該光源控制方法包含: 該複數個影像擷取模組於關閉每一光源時朝相對應之一影像擷取區域分別擷取一未補光影像; 輪流開啟該複數個光源; 每一影像擷取模組於依序開啟每一光源時分別朝相對應之該影像擷取區域擷取一實際影像;以及 將每一影像擷取模組於依序開啟每一光源時所擷取之該實際影像分別與每一影像擷取模組所擷取之該未補光影像進行影像參考值比對,以分別調整每一光源之開關。
  2. 如請求項1所述之光源控制方法,其中該影像參考值包含一曝光補償值(Exposure Value, EV),該曝光補償值包含一快門值、一光圈值,以及一增益(gain)值,將每一影像擷取模組於依序開啟每一光源時所擷取之該實際影像分別與每一影像擷取模組所擷取之該未補光影像進行影像參考值比對以分別調整每一光源之開關的步驟包含: 於判斷出每一影像擷取模組於開啟至少其中之一光源時所擷取之該實際影像與相對應之未補光影像之該快門值、該光圈值以及該增益值之至少其中之一實質上相等時,調整該至少其中之一光源之開關。
  3. 如請求項1所述之光源控制方法,其中該影像參考值包含一亮度值,將每一影像擷取模組於依序開啟每一光源時所擷取之該實際影像分別與每一影像擷取模組所擷取之該未補光影像進行影像參考值比對以分別調整每一光源之開關的步驟包含: 於判斷出每一影像擷取模組於開啟至少其中之一光源時所擷取之該實際影像之該亮度值不大於相對應之未補光影像之該亮度值時,調整該至少其中之一光源之開關。
  4. 如請求項1所述之光源控制方法,其中該影像參考值包含一影像位元傳輸率(bit rate),將每一影像擷取模組於依序開啟每一光源時所擷取之該實際影像分別與每一影像擷取模組所擷取之該未補光影像進行影像參考值比對以分別調整每一光源之開關的步驟包含: 於判斷出每一影像擷取模組於開啟至少其中之一光源時所擷取之該實際影像之該影像位元傳輸率不小於相對應之未補光影像之該影像位元傳輸率時,調整該至少其中之一光源之開關。
  5. 一種攝影裝置,其包含: 一裝置主體; 複數個影像擷取模組,其可活動地設置於該裝置主體上; 複數個光源,其環設於該裝置主體上; 一開關單元,其電連接於該複數個光源,用來開啟或關閉該複數個光源;以及 一處理單元,其電連接於該複數個影像擷取模組以及該開關單元,用來接收該複數個影像擷取模組於該開關單元關閉每一光源時朝相對應之一影像擷取區域所分別擷取之一未補光影像、接收每一影像擷取模組於該開關單元依序開啟每一光源時分別朝相對應之該影像擷取區域所擷取之一實際影像,以及將每一影像擷取模組於該開關單元依序開啟每一光源時所擷取之該實際影像分別與每一影像擷取模組於該開關單元關閉每一光源時所擷取之該未補光影像進行影像參考值比對以分別調整每一光源之開關。
  6. 如請求項5所述之攝影裝置,其中該影像參考值包含一曝光補償值,該曝光補償值包含一快門值、一光圈值,以及一增益值,該處理單元於判斷出每一影像擷取模組於該開關單元開啟至少其中之一光源時所擷取之該實際影像與相對應之未補光影像之該快門值、該光圈值以及該增益值之至少其中之一實質上相等時,控制該開關單元調整該至少其中之一光源之開關。
  7. 如請求項5所述之攝影裝置,其中該影像參考值包含一亮度值,該處理單元於判斷出每一影像擷取模組於該開關單元開啟至少其中之一光源時所擷取之該實際影像之該亮度值不大於相對應之未補光影像之該亮度值時,控制該開關單元調整該至少其中之一光源之開關。
  8. 如請求項5所述之攝影裝置,其中該影像參考值包含一影像位元傳輸率,該處理單元於判斷出每一影像擷取模組於該開關單元開啟至少其中之一光源時所擷取之該實際影像之該影像位元傳輸率不小於相對應之未補光影像之該影像位元傳輸率時,控制該開關單元調整該至少其中之一光源之開關。
  9. 如請求項5所述之攝影裝置,其中每一光源係為一紅外線照明模組。
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