TWI826784B

TWI826784B - 物件感測裝置及方法

Info

Publication number: TWI826784B
Application number: TW110116855A
Authority: TW
Inventors: 陳福政; 蔡易儒; 陳柏融
Original assignee: 大陸商星宸科技股份有限公司
Priority date: 2021-05-11
Filing date: 2021-05-11
Publication date: 2023-12-21
Also published as: TW202244856A

Abstract

一種物件感測方法，應用於物件感測裝置中，包含：對接收自影像感測器的影像訊號進行偵測，並在偵測到影像變化時產生影像感測訊號；對接收自紅外線感測器的紅外線訊號進行偵測，並在偵測到紅外線能量變化時，產生紅外線感測訊號；當影像感測訊號產生時，起始計時程序；以及在計時程序起始後的預設時間內，紅外線感測訊號產生時，產生物件感測訊號；其中，影像感測器的感測距離大於紅外線感測器。

Description

物件感測裝置及方法

本發明是關於物件感測技術，尤其是關於一種物件感測裝置及方法。

為了防止宵小入侵或有心人士的蓄意盜竊，企業或是家庭多半會建置安防監控系統，藉此達到保護的目的。傳統的安防監控系統主要是採類比影像並以被動監看方式來提供服務，然而隨著技術的演進，高性能的安防監控系統可具備智慧的監控功能，不再需要仰賴人工即可有效達到警示的目的。

在安防監控系統的應用中，能夠感測並判斷是否有人物接近是非常重要的功能。然而目前的現有技術並無法精確地進行感測，而常有誤判的情形發生。

鑑於先前技術的問題，本發明之一目的在於提供一種物件感測裝置及方法，以改善先前技術。

本發明包含一種物件感測方法，應用於物件感測裝置中，包含：對接收自影像感測器的影像訊號進行偵測，並在偵測到影像變化時產生影像感測訊號；對接收自紅外線感測器的紅外線訊號進行偵測，並在偵測到紅外線能量變化時，產生紅外線感測訊號；當影像感測訊號產生時，起始計時程序；以及在計時程序起始後的預設時間內，紅外線感測訊號產生時，產生物件感測訊號；其中，影像感測器的感測距離大於紅外線感測器。

本發明另包含一種物件感測裝置，包含：移動感測電路、紅外線控制電路以及確認電路。移動感測電路對接收自影像感測器的影像訊號進行偵測，並在偵測到影像變化時產生影像感測訊號。紅外線控制電路對接收自紅外線感測器的紅外線訊號進行偵測，並在偵測到紅外線能量變化時，產生紅外線感測訊號。確認電路，在判斷影像感測訊號及紅外線感測訊號二者其中之一產生時，起始計時程序；並在計時程序起始後的預設時間內，判斷影像感測訊號及紅外線感測訊號二者其中之另一產生時，產生物件感測訊號。

本發明更包含一種物件感測方法，應用於物件感測裝置中，包含：對接收自影像感測器的影像訊號進行偵測，並在偵測到影像變化時產生影像感測訊號；對接收自紅外線感測器的紅外線訊號進行偵測，並在偵測到紅外線能量變化時，產生紅外線感測訊號；當影像感測訊號及紅外線感測訊號二者其中之一產生時，起始計時程序；以及在計時程序起始後的預設時間內，影像感測訊號及紅外線感測訊號二者其中之另一產生時，產生物件感測訊號。

有關本案的特徵、實作與功效，茲配合圖式作較佳實施例詳細說明如下。

100:物件感測裝置

110:移動感測電路

112:數位訊號處理電路

120:紅外線控制電路

130:確認電路

140:影像感測器

150:紅外線感測器

160:暫存器

170:計數器

200:記憶體電路

210:背景影像加權運算電路

220:區塊影像擷取電路

230:偏差運算電路

240:遮罩運算電路

250:判斷電路

300:物件

400:電子裝置

500:電子裝置

510:處理電路

610、620:或邏輯閘

700:物件感測方法

S710~S770:步驟

BF:背景影像

BFU:加權運算後的背景影像

CP1:第一晶片

CP2:第二晶片

D1、D2:感測距離

DP:直接鏈結接腳

FDS:紅外線感測訊號

FS:紅外線訊號

IDS:影像感測訊號

IF:影像

IRR:中斷訊號

IS:影像訊號

IT:影像變化門檻值

IV:影像變化量

PT:預設時間的設定值

RIV:感興趣區域影像變化量

RT:紅外線能量變化門檻值

SCS:物件感測訊號

SP:設定接腳

〔圖1〕顯示本發明之一實施例中，一種物件感測裝置的方塊圖；〔圖2〕顯示本發明之一實施例中，移動感測電路的方塊示意圖；〔圖3〕顯示本發明之一實施例中，影像感測器以及紅外線感測器在一使用情境下的示意圖；〔圖4〕顯示本發明之一實施例中，一種配置有物件感測裝置的電子裝置的方塊圖；〔圖5〕顯示本發明之另一實施例中，一種配置有物件感測裝置的電子裝置的方塊圖；〔圖6〕顯示本發明之另一實施例中，影像感測器以及紅外線感測器的示意圖；以及〔圖7〕顯示本發明之一實施例中，一種物件感測方法的流程圖。

本發明之一目的在於提供一種物件感測裝置及方法，藉由影像感測器以及紅外線感測器的雙重感測機制，大幅降低誤判機率，進一步避免不必要的功率消耗。

請參照圖1。圖1顯示本發明一實施例中，一種物件感測裝置100的方塊圖。物件感測裝置100配置以感測周圍是否存在接近的物件，例如人體。物件感測裝置100包含：移動感測電路110、紅外線控制電路120以及確認電路130。

以下將針對移動感測電路110的運作進行更詳細的說明。

移動感測電路110對接收自影像感測器140的影像訊號IS進行偵測，並在偵測到影像變化時產生影像感測訊號IDS。

於一實施例中，影像感測器140是獨立於物件感測裝置100設置。影像感測器140包含感光元件(未繪示)以擷取複數影像IF，進而產生影像訊號IS並由移動感測電路110所接收。

移動感測電路110可選擇性地透過數位訊號處理電路112接收影像訊號IS。數位訊號處理電路112是設置於影像感測器140以及移動感測電路110間，配置以對影像訊號IS中的影像IF進行影像優化(optimization)。其中，影像優化可包含例如，但不限於影像增強(enhancement)、影像亮度調整、影像去噪或其組合等處理。須注意的是，在部分實施例中，移動感測電路110亦可直接自影像感測器140接收影像訊號IS，而不必須經過數位訊號處理電路112的處理。

於一實施例中，移動感測電路110是根據影像訊號IS中的影像IF計算影像變化量，並判斷影像變化量是否大於影像變化門檻值IT。於一實施例中，物件感測裝置100更包含暫存器160，以儲存影像變化門檻值IT供移動感測電路110進行判斷。其中，為使圖面整齊，暫存器160在圖1中的繪示方式是並未與移動感測電路110連接，然而實際上移動感測電路110可與暫存器160連接以存取影像變化門檻值IT。

當移動感測電路110判斷影像變化量大於影像變化門檻值IT時，產生影像感測訊號IDS。

請參照圖2。圖2顯示本發明一實施例中，移動感測電路110的方塊示意圖。此實施例中，移動感測電路110包含記憶體電路200、背景影像加權運算電路210、區塊影像擷取電路220、偏差運算電路230、遮罩運算電路240以及判斷電路250。

記憶體電路200配置以儲存背景影像BF。背景影像加權運算電路210將自記憶體電路200擷取背景影像BF，並設定背景影像BF之權重進行運算，以產生加權運算後的背景影像BFU。

於一實施例中，背景影像加權運算電路210將同時依據當下的影像IF以及權重，對背景影像BF進行加權計算。舉例來說，當下的影像IF的像素為IF(x,y)且權重為w1，背景影像BF的的像素為BF(x,y)權重為w2，則背景影像加權運算電路210所產生的加權運算後的背景影像BFU將為w1×IF(x,y)+w2×BF(x,y)。其中，權重w1、w2可依情況設定不同(例如當下的影像IF與背景影像BF間的像素大小差距)的權重值。

於一實施例中，加權運算後的背景影像BFU可反饋至記憶體電路200，並儲存以做為下一個影像IF運算時的背景影像BF。

區塊影像擷取電路220將接收當下的影像IF以及加權運算後的背景影像BFU，對兩者相對應的影像區塊進行擷取，並由偏差運算電路230進行運算。於另一實施例中，區塊影像擷取電路220係接收當下的影像IF以及背景影像BF，並對當下的影像IF及背景影像BF相對應的影像區塊進行擷取，再由偏差運算電路230進行運算。於不同實施例中，影像區塊的大小可從單一像素到多個像素集合成的較大區塊。

偏差運算電路230配置以根據加權運算後的背景影像BFU以及當下的影像IF的對應影像區塊進行絕對偏差總和(sum of absolute differences；SAD)計算，以產生影像變化量IV。於另一實施例中，偏差運算電路230配置以根據背景影像BF以及當下的影像IF的對應影像區塊進行絕對偏差總和(SAD)計算，以產生影像變化量IV。

遮罩運算電路240配置以對影像變化量IV使用遮罩，以遮擋感興趣區域(region of interest；ROI)以外的數值，並產生感興趣區域影像變化量RIV。

判斷電路250進一步對感興趣區域影像變化量RIV進行判斷，以在感興趣區域影像變化量RIV的大於影像變化門檻值IT時，產生影像感測訊號IDS。

以下將針對紅外線控制電路120的運作進行更詳細的說明。

紅外線控制電路120對接收自紅外線感測器150的紅外線訊號FS進行偵測，並在偵測到紅外線能量變化時，產生紅外線感測訊號FDS。

於一實施例中，紅外線感測器150是獨立於物件感測裝置100設置。紅外線感測器150配置以進行紅外線收發，據以產生紅外線訊號FS並由紅外線控制電路120所接收。

紅外線控制電路120可以透過例如但不限於設定接腳SP以及直接鏈結接腳DP與紅外線感測器150電性耦接。其中，紅外線控制電路120可透過設定接腳SP設定紅外線感測器150，並透過直接鏈結接腳DP自紅外線感測器150接收外線訊號FS。

於一實施例中，紅外線控制電路120根據紅外線訊號FS計算紅外線能量變化量，並判斷紅外線能量變化量是否大於紅外線能量變化門檻值RT。於一實施例中，暫存器160更儲存紅外線能量變化門檻值RT供紅外線控制電路120進行判斷。其中，為使圖面整齊，暫存器160在圖1中的繪示方式是並未與紅外線控制電路120連接，然而實際上紅外線控制電路120可與暫存器160連接以存取紅外線能量變化門檻值RT。

當紅外線控制電路120判斷紅外線能量變化量大於紅外線能量變化門檻值RT時，產生紅外線感測訊號FDS。於一實施例中，紅外線感測訊號FDS是以中斷訊號的形式實現。

以下將針對確認電路130的運作進行更詳細的說明。

確認電路130在判斷影像感測訊號IDS及紅外線感測訊號FDS二者其中之一產生時，起始計時程序。進一步地，確認電路130在計時程序起始後的預設時間內，判斷影像感測訊號IDS及紅外線感測訊號FDS二者其中之另一產生時，產生物件感測訊號SCS。於一實施例中，預設時間的設定值PT可為例如，但不限於2~5秒。

請同時參照圖3。圖3顯示本發明一實施例中，影像感測器140以及紅外線感測器150在一使用情境下的示意圖。以下將搭配圖1及圖3，對物件感測裝置100在此使用情境下的運作進行範例性的說明。

於一實施例中，影像感測器140以及紅外線感測器150是設置於相同的位置，並用以對物件300進行偵測。

於一實施例中，影像感測器140的感測距離大於紅外線感測器150的感測距離。舉例而言，影像感測器140的感測距離為D1(例如10公尺)，紅外線感測器150的感測距離為D2(例如3公尺)。因此，在時間T1時，物件300與影像感測器140之間的距離為D1而使移動感測電路110開始偵測到影像訊號IS的影像變化，進而產生影像感測訊號IDS，並由確認電路130起始計時程序。

而在時間T2時，物件300與紅外線感測器150之間的距離為D2而使紅外線控制電路120開始偵測到紅外線訊號FS的紅外線能量變化，進而產生紅外線感測訊號FDS。當時間T2與時間T1的差距是在預設時間內時，確認電路130將產生物件感測訊號SCS。

於一實施例中，暫存器160更儲存預設時間的設定值PT供確認電路130進行判斷。其中，為使圖面整齊，暫存器160在圖1中的繪示方式是並未與確認電路130連接，然而實際上確認電路130可與暫存器160連接以存取預設時間的設定值PT。

於一實施例中，前述的計時程序可由確認電路130利用計數器170進行計時。計數器170可選擇性地設置於物件感測裝置100外或設置於物件感測裝置100內。

於一實施例中，確認電路130在起始計時程序並在預設時間內產生物件感測訊號SCS後，將結束計時程序。另一方面，確認電路130在起始計時程序後經過預設時間未產生紅外線感測訊號FDS時，確認電路130也將結束計時程序。

須注意的是，上述的實施方式僅為一範例。於其他實施例中，物件感測裝置100亦可經由適當的配置，在先接收到紅外線感測訊號FDS時候起始計時程序，並在計時程序起始後的預設時間內判斷影像感測訊號IDS產生時，產生物件感測訊號SCS。

因此，本發明的物件感測裝置100可先藉由影像感測訊號IDS及紅外線感測訊號FDS二者其中之一產生時起使計時程序，並在預設時間內藉由判斷影像感測訊號IDS及紅外線感測訊號FDS二者其中之另一產生時，才進行最終確認，判斷感測到物件接近中，並產生物件感測訊號SCS。這樣的設計，可大幅降低單一感測機制的誤判機率。

請參照圖4。圖4顯示本發明一實施例中，一種配置有物件感測裝置100的電子裝置400的方塊圖。電子裝置400包含：第一晶片CP1以及第二晶片CP2。其中，第二晶片CP2具有高於第一晶片CP1的資料處理能力及電源功耗。

物件感測裝置100是對應第一晶片CP1設置。於一實施例中，計數器170亦可設置於第一晶片CP中。

於一實施例中，物件感測裝置100可由確認電路130在感測到接近物件時，傳送物件感測訊號SCS至第二晶片CP2，以做為喚醒訊號喚醒第二晶片CP2進行處理。

由於本發明的物件感測裝置100具有移動感測電路110以及紅外線控制電路120的雙重感測機制，大幅降低誤判機率，因此可進一步避免高耗能的第二晶片CP2被錯誤地喚醒造成不必要的功率消耗。

請參照圖5。圖5顯示本發明另一實施例中，一種配置有物件感測裝置100的電子裝置500的方塊圖。電子裝置500包含：第一晶片CP1以及第二晶片CP2。其中，第二晶片CP2具有高於第一晶片CP1的資料處理能力及電源功耗。

類似於圖4的實施方式，物件感測裝置100是對應第一晶片CP1設置。然而於本實施例中，第一晶片CP1更包含處理電路510。物件感測裝置100可由確認電路130在感測到接近物件時，傳送物件感測訊號SCS至處理電路510。

處理電路510可根據物件感測訊號SCS進行確認，並在確認確實有接近物件後進一步產生中斷訊號IRR喚醒第二晶片CP2進行處理。於一實施例中，處理電路510是在判斷於特定時間內接收到兩次物件感測訊號SCS時，產生中斷訊號IRR。其中，特定時間可為例如，但不限於15秒。因此，除了影像以及紅外線的雙重感測機制外，處理電路510可進一步控管中斷訊號IRR的傳送，進一步降低誤判機率，避免造成第二晶片CP2不必要的功率消耗。

於一實施例中，處理電路510亦可配置以對暫存器160所儲存的影像變化門檻值IT、紅外線能量變化門檻值RT以及預設時間的設定值PT進行調整。

須注意的是，圖4及圖5所示的實施例僅為物件感測裝置100的其中兩種應用情境的範例。在其他實施例中，物件感測裝置100亦可能應用於其他結構的電子裝置中，不為上述的實施方式所限。

請參照圖6。圖6顯示本發明另一實施例中，影像感測器140以及紅外線感測器150的示意圖。

於一實施例中，影像感測器140以及紅外線感測器150的數目可分別為多個，例如圖6所繪示的3個。多個影像感測器140可透過或邏輯閘610，將各自的影像感測結果進行或邏輯運算後，產生最終傳送至移動感測電路110的影像訊號IS。而多個紅外線感測器150亦可透過或邏輯閘620，將各自的紅外線感測結果進行或邏輯運算後，產生最終傳送至紅外線控制電路120的紅外線訊號FS。

因此，移動感測電路110可在任一影像感測器140感測到影像變化時產生影像感測訊號IDS。而紅外線控制電路120亦可在任一紅外線感測器150感測到紅外線能量變化時產生紅外線感測訊號FDS。

請參照圖7。圖7顯示本發明一實施例中，一種物件感測方法700的流程圖。

除前述裝置外，本發明另揭露一種物件感測方法700，應用於例如，但不限於圖1或圖6的物件感測裝置中。以下將以圖1的物件感測裝置100為例進行說明。物件感測方法700之一實施例如圖7所示，包含下列步驟。

於步驟S710：對接收自影像感測器140的影像訊號IS進行偵測，並在偵測到影像變化時產生影像感測訊號IDS。

於步驟S720：對接收自紅外線感測器150的紅外線訊號FS進行偵測，並在偵測到紅外線能量變化時，產生紅外線感測訊號FDS。

於步驟S730：判斷影像感測訊號IDS是否產生。

當判斷影像感測訊號IDS並未產生時，流程將回至步驟S710以繼續進行影像偵測。

於步驟S740：當影像感測訊號IDS產生時，起始計時程序。

於步驟S750：判斷計時程序起始後的預設時間內，紅外線感測訊號FDS是否產生。

於步驟S760：當起始計時程序後的預設時間內紅外線感測訊號FDS產生時，產生物件感測訊號SCS。

於步驟S770：結束計時程序，流程將回至步驟S710以重新感測。

於一實施例中，當步驟S750判斷起始計時程序後的預設時間內，紅外線感測訊號FDS並未產生時，流程亦將進行步驟S770，以結束計時程序，流程將回至步驟S710以重新感測。

需注意的是，上述的實施方式僅為一範例。於其他實施例中，本領域的通常知識者當可在不違背本發明的精神下進行更動。應瞭解到，在上述的實施方式中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行。

本發明中的物件感測裝置及方法可藉由影像感測器以及紅外線感測器的雙重感測機制，大幅降低誤判機率，進一步避免不必要的功率消耗。

雖然本發明之實施例如上所述，然而該些實施例並非用來限定本發明，本技術領域具有通常知識者可依據本發明之明示或隱含之內容對本發明之技術特徵施以變化，凡此種種變化均可能屬於本發明所尋求之專利保護範疇，換言之，本發明之專利保護範圍須視本說明書之申請專利範圍所界定者為準。

700:物件感測方法

S710~S770:步驟

Claims

一種物件感測方法，應用於一物件感測裝置中，包含：對接收自一影像感測器的一影像訊號進行偵測，並在偵測到一影像變化時由一移動感測電路產生一影像感測訊號；對接收自一紅外線感測器的一紅外線訊號進行偵測，並在偵測到一紅外線能量變化時，由一紅外線控制電路產生一紅外線感測訊號；當該影像感測訊號產生時，利用一計數器起始一計時程序進行計時；在該計時程序起始後的一預設時間內，該紅外線感測訊號產生時，由一確認電路產生一物件感測訊號，其中該移動感測電路、該紅外線控制電路、該確認電路及該計數器係設置於一第一晶片中；以及根據該物件感測訊號產生一喚醒訊號以喚醒一第二晶片，其中該第二晶片具有高於該第一晶片的電源功耗；其中，該影像感測器的感測距離大於該紅外線感測器。
如請求項1所述之物件感測方法，更包含：在起始該計時程序後經過該預設時間未產生該紅外線感測訊號時，或起始該計時程序後在該預設時間內產生該物件感測訊號時，結束該計時程序。
如請求項1所述之物件感測方法，其中：對該影像訊號進行偵測的步驟包括根據該影像訊號中的複數影像計算一影像變化量，以在該影像變化量大於一影像變化門檻值時，產生該影像感測訊號；其中，對該紅外線訊號進行偵測的步驟包括計算該紅外線訊號的一紅外線能量變化量，以在該紅外線能量變化量大於一紅外線能量變化門檻值時，產生該紅外線感測訊號。
如請求項3所述之物件感測方法，更包含：提供一暫存器；以及於該暫存器中儲存該預設時間的設定值、該影像變化門檻值、及該紅外線能量變化門檻值。
如請求項3所述之物件感測方法，其中對該影像訊號進行偵測的步驟包括：根據該影像訊號中的該等影像決定一背景影像；以及根據該背景影像及該等影像中之一當下影像，以區塊為單位進行一絕對偏差總和計算，以產生該影像變化量。
如請求項1所述之物件感測方法，更包含：對該影像訊號進行一影像優化處理；其中，對該影像訊號進行偵測的步驟中係根據經優化後的該影像訊號進行偵測。
如請求項1所述之物件感測方法，更包含：使一處理電路在判斷於一特定時間內接收到兩次該物件感測訊號時，產生一中斷訊號喚醒該第二晶片進行處理。
一種物件感測方法，應用於一物件感測裝置中，包含：對接收自一影像感測器的一影像訊號進行偵測，並在偵測到一影像變化時產生一影像感測訊號，其中該影像感測訊號係由一移動感測電路產生；對接收自一紅外線感測器的一紅外線訊號進行偵測，並在偵測到一紅外線能量變化時，產生一紅外線感測訊號，其中該紅外線感測訊號係由一紅外線控制電路產生；當該影像感測訊號及該紅外線感測訊號二者其中之一產生時，起始一計時程序；在該計時程序起始後的一預設時間內，該影像感測訊號及該紅外線感測訊號二者其中之另一產生時，產生一物件感測訊號，其中該物件感測訊號係由一確認電路產生，該計時程序係利用一計數器進行計時，而該移動感測電路、該紅外線控制電路、該確認電路及該計數器係設置於一第一晶片中；以及根據該物件感測訊號產生一喚醒訊號以喚醒一第二晶片，其中該第二晶片具有高於該第一晶片的電源功耗。