TW201816718A - 影像處理系統與影像處理方法 - Google Patents

Abstract

本案揭示一種影像處理系統，且此影像處理系統包 含感測單元、分析單元、攝影單元、處理單元以及顯示單元。分析單元連接感測單元，攝影單元連接分析單元，處理單元連接攝影單元，且顯示單元連接處理單元。感測單元感測影像處理系統的動作或周遭環境的變化，並產生環境資訊。分析單元依據環境資訊而分析是否需產生啟動訊號。攝影單元依據啟動訊號而擷取環境影像。處理單元將環境影像進行影像處理以產生物件影像。顯示單元顯示物件影像。

Description

影像處理系統與影像處理方法

本案係關於一種影像處理系統與影像處理方法。

隨著控制技術的快速發展，應用控制技術的自動化裝置在人類的生活中扮演越來越重要的角色。舉例而言，應用控制技術的機器人係廣泛地運用於健康照護或產品製造領域中。一般而言，機器人係依據預設的運作模式而與使用者進行相應的互動，因此，目前而言，使用者僅能間接地倚靠其與機器人之間的互動以確認使用者與機器人之間確實有產生互動的連結關係。如此，使用者將無法直覺地透過機器人影像顯示以確認其與機器人之間的互動關係，從而降低使用者的體驗品質。

本案揭示一種影像處理系統，且此影像處理系統包含感測單元、分析單元、攝影單元、處理單元以及顯示單元。分析單元電性連接感測單元，攝影單元電性連接分析單元，處理單元電性連接攝影單元，且顯示單元電性連接處理單元。感測單元用以感測周遭環境的變化，並產生環境資訊。分析單元 依據環境資訊而分析是否需產生啟動訊號。攝影單元依據啟動訊號而擷取環境影像。處理單元將環境影像進行影像處理以產生物件影像。顯示單元顯示物件影像。

本案更揭示一種應用於影像處理系統中的影像處理方法，且影像處理系統包含感測單元、分析單元、攝影單元、處理單元以及顯示單元。此影像處理方法包含以下步驟：透過感測單元以感測周遭環境的變化，並產生環境資訊；透過分析單元依據環境資訊而分析是否需產生啟動訊號；透過攝影單元依據啟動訊號而擷取環境影像；透過處理單元將環境影像進行影像處理以產生物件影像；以及透過顯示單元顯示物件影像。

綜上所述，本案之技術方案與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由上述技術方案，可達到相當的技術進步，並具有產業上的廣泛利用價值，本案所揭示之影像處理系統與影像處理方法係透過攝影單元依據感測單元所產生的環境資訊而判定周遭環境是否改變，從而選擇性地擷取環境影像。隨後，本案所揭示之影像處理系統與影像處理方法透過處理單元為環境影像進行影像處理以產生物件影像，並將物件影像即時地顯示於顯示單元上。舉例而言，物件影像可以為使用者的影像，因此，本案所揭示之影像處理系統與影像處理方法透過將物件影像即時地顯示於顯示單元上以提供使用者一種鏡面反射的體驗效果，從而於第一時間建立與使用者之間的互動連結關係，藉以有效地提升使用者的體驗品質。

100‧‧‧影像處理系統

102‧‧‧感測單元

103‧‧‧分析單元

104‧‧‧攝影單元

106‧‧‧處理單元

108‧‧‧顯示單元

110‧‧‧記憶單元

112‧‧‧影像特徵處理單元

202、204、212、214‧‧‧物體

300‧‧‧影像處理方法

S301、S302、S303、S304‧‧‧步驟

第1圖為依據本案揭示的實施例所繪製的影像處理系統的方塊示意圖；第2A、2B圖為依據本案揭示的實施例所繪製的影像處理系統之周遭環境改變的示意圖；第2C圖為依據本案揭示的實施例所繪製的影像處理系統的運作示意圖；第2D、2E圖為依據本案揭示的實施例所繪製的影像處理系統之周遭環境改變的示意圖；第2F圖為依據本案揭示的實施例所繪製的影像處理系統的運作示意圖；以及第3圖為依據本案揭示的實施例所繪製的影像處理方法的流程圖。

下文是舉實施例配合所附圖式作詳細說明，以更好地理解本案的態樣，但所提供的實施例並非用以限制本揭示所涵蓋的範圍，而結構操作的描述非用以限制其執行的順序，任何由元件重新組合的結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本揭示所涵蓋的範圍。此外，根據業界的標準及慣常做法，圖式僅以輔助說明為目的，並未依照原尺寸作圖，實際上各種特徵的尺寸可任意地增加或減少以便於說明。下述說明中相同元件將以相同的符號標示來進行說明以便於理解。

在全篇說明書與申請專利範圍所使用的用詞(terms)，除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭示的內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本案揭示的用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本案揭示的描述上額外的引導。

此外，在本案中所使用的用詞『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均為開放性的用語，即意指『包含但不限於』。此外，本案中所使用的『及/或』，包含相關列舉項目中一或多個項目的任意一個以及其所有組合。

於本案中，當一元件被稱為『連接』或『耦接』時，可指『電性連接』或『電性耦接』。『連接』或『耦接』亦可用以表示二或多個元件間相互搭配操作或互動。

第1圖為依據本案揭示的實施例所繪製的影像處理系統100的方塊示意圖。如第1圖所示，影像處理系統100包含感測單元102、分析單元103、攝影單元104、處理單元106以及顯示單元108。分析單元103電性連接感測單元102，攝影單元104電性連接分析單元103，處理單元106電性連接攝影單元104，且顯示單元108電性連接處理單元106。

感測單元102用以感測周遭環境的變化以產生環境資訊，並將環境資訊傳送至攝影單元104。

分析單元103用以依據環境資訊而分析影像處理系統100之周遭環境是否改變，周遭環境改變的情況包含環境中的物件主動產生改變，或是影像處理系統100自體產生移動或角度改變，或受外力產生移動等。若分析單元103依據環境 資訊而判定影像處理系統100之周遭環境改變，則分析單元103用以產生並傳送啟動訊號至攝影單元104。

攝影單元104用以接收並依據啟動訊號而擷取環境影像，並將環境影像傳送至處理單元106。處理單元106用以接收環境影像，並將環境影像進行影像處理以產生物件影像，隨後，處理單元106將物件影像傳送至顯示單元108。顯示單元108用以接收並顯示物件影像。

於一實施例中，影像處理系統100更包含記憶單元110，且記憶單元110電性連接攝影單元104與處理單元106。記憶單元110用以儲存環境影像。舉例而言，當分析單元103依據環境資訊而判定影像處理系統100之周遭環境改變時，分析單元103產生並傳送啟動訊號至攝影單元104，且攝影單元104依據啟動訊號而擷取環境影像並將環境影像儲存至記憶單元110。

於另一實施例中，處理單元106由記憶單元110取得環境影像，並將環境影像進行影像處理以產生物件影像。隨後，處理單元106將物件影像儲存至記憶單元110中，且物件影像可以由記憶單元110傳送至顯示單元108。

於又一實施例中，影像處理系統100更包含影像特徵處理單元112，且影像處理單元112電性連接記憶單元110與顯示單元108。影像特徵處理單元112用以依據顯示單元108而為物件影像進行影像特徵處理，並將經過影像特徵處理後的物件影像傳送至顯示單元108，從而顯示單元108可以即時地顯示經過影像特徵處理後的物件影像。

舉例而言，影像特徵處理單元112可以依據顯示單元108之形狀與尺寸而相應地調整物件影像之影像特徵(如，物件影像之形狀與尺寸)。當顯示單元108之形狀為圓形時，影像特徵處理單元112可以相應地調整物件影像之形狀為圓形，並調整圓形之半徑，從而讓物件影像之形狀與尺寸可以完美地匹配於顯示單元108之形狀與尺寸。如此，即可以有效地運用顯示單元108中所有的顯示區域以顯示物件影像，並使得顯示單元108中不具有未用以顯示物件影像之空白的顯示區域，從而顯著地提升顯示單元108之使用效率並使物件影像更加美觀。應瞭解到，上述實施例僅用以示範影像特徵處理單元112與顯示單元108之可行的實施方式，並非用以限制本案。舉例而言，顯示單元108之形狀可以為圓形、橢圓形、方形或任何可支援顯示單元108正常地運作之形狀。

於一實施例中，當分析單元103依據環境資訊而判定影像處理系統100之周遭環境具有移動物體時，分析單元103產生並傳送啟動訊號至攝影單元104，且攝影單元104依據啟動訊號而擷取具有移動物體之環境影像。

第2A、2B圖為依據本案揭示的實施例所繪製的影像處理系統100之周遭環境改變的示意圖，且第2C圖為依據本案揭示的實施例所繪製的影像處理系統100的運作示意圖。如第2A、2B圖所示，物體202為固定物體，物體204為移動物體。第2A、2B圖係用以表示物體204由物體202之左側移動到物體202之右側。當物體204由物體202之左側移動到物體202之右側時，感測單元102可以感測到物體204之移動而產生環 境資訊。

感測單元102可以為紅外線感測器、影像感測器或任何用以感測移動物體的感測器。當分析單元103依據環境資訊而判定影像處理系統100之周遭環境具有移動物體204後，分析單元103產生並傳送啟動訊號至攝影單元104，藉以請求攝影單元104立即地擷取具有移動物體204之環境影像。隨後，如第2C圖所示，影像處理系統100透過處理單元106以相應地產生具有移動物體204之物件影像，並將具有移動物體204之物件影像即時地顯示於顯示單元108。

於另一實施例中，請參閱第2B、2C圖，移動物體204之實際影像(如第2B圖所示)與透過顯示單元108所顯示的移動物體204之物件影像(如第2C圖所示)可以為鏡面反射。

舉例而言，影像處理系統100可以應用於自動化裝置上(如，家用機器人、健康照護機器人、保全機器人...等)以作為自動化裝置與使用者進行互動的互動介面，但本案並不以此為限。

於一實施例中，當使用者接近應用影像處理系統100的自動化控制裝置時，影像處理系統100可以感測到使用者接近而立即地擷取使用者的影像，並將使用者的影像進行影像處理以產生具有使用者的物件影像，從而即時地顯示具有使用者的物件影像以提供使用者一種鏡面反射的體驗效果。如此，使用者可以於第一時間與應用影像處理系統100的自動化裝置建立互動連接關係，從而顯著地提升使用者的體驗品質。

於一實施例中，當分析單元103依據環境資訊而 判定影像處理系統100本身被移動時，分析單元103產生並傳送啟動訊號至攝影單元104，且攝影單元104依據啟動訊號而擷取影像處理系統100之周遭環境的環境影像。

舉例而言，當影像處理系統100本身進行自體移動或為外力所移動時，感測單元102可以感測到影像處理系統100之移動而產生環境資訊。感測單元102可以為加速度感測器、陀螺儀、磁力感測器或任何可用以感測動態變化之感測器。

當分析單元103依據環境資訊而判定影像處理系統100本身被移動後，分析單元103產生並傳送啟動訊號至攝影單元104，藉以請求攝影單元104立即地擷取影像處理系統100之周遭環境的環境影像。隨後，影像處理系統100透過處理單元106以相應地產生周遭環境之物件影像，並將周遭環境之物件影像即時地顯示於顯示單元108。

於另一實施例中，感測單元102可以為光感測器、聲音感測器、影像感測器或任何可用以感測移動物體感測器。

第2D、2E圖為依據本案揭示的實施例所繪製的影像處理系統100之周遭環境改變的示意圖，第2F圖為依據本案揭示的實施例所繪製的影像處理系統100的運作示意圖。如第2D、2E圖所示，當影像處理系統100本身進行自體移動或為外力所移動時，感測單元102可以感測到影像處理系統100之周遭物體由物體212轉變為物體214，從而產生環境資訊。

當分析單元103依據環境資訊而判定影像處理系統100本身被移動後，分析單元103產生並傳送啟動訊號至攝 影單元104，藉以請求攝影單元104立即地擷取具有物體214的環境影像。隨後，如第2F圖所示，影像處理系統100透過處理單元106以相應地產生具有物體214之物件影像，並將具有物體214之物件影像即時地顯示於顯示單元108。於又一實施例中，請參閱第2E、2F圖，物體214之實際影像(如第2E圖所示)與透過顯示單元108所顯示的物體214之物件影像(如第2F圖所示)可以為鏡面反射。

第3圖為依據本案揭示的實施例所繪製的影像處理方法300的流程圖。於一實施例中，影像處理方法300可以實施於影像處理系統100，但本案並不以此為限。為了易於理解影像處理方法300，後文將以影像處理系統100作為實施影像處理方法300的示範標的。如第3圖所示，影像處理方法300包含以下步驟：S301：透過感測單元102以感測影像處理系統100的動作或周遭環境的變化，並產生環境資訊；S302：透過分析單元103依據環境資訊而分析是否需產生啟動訊號；S303：透過攝影單元104依據啟動訊號而擷取環境影像；S304：透過處理單元106將環境影像進行影像處理以產生物件影像；以及S305：透過顯示單元108顯示物件影像。

於一實施例中，步驟S301中的感測單元102可以是光感測器、聲音感測器、影像感測器或任何可用以感測移動物體感測器，用以感測周遭環境的變化，也可以是加速度感測 器、陀螺儀、磁力感測器或任何可用以感測動態變化之感測器，用以感測影像處理系統100的動作，進而產生環境資訊。

於一實施例中，步驟S302的攝影單元104依據啟動訊號而擷取環境影像後，可以透過記憶單元110儲存環境影像。舉例而言，攝影單元104可以將所擷取的環境影像傳送並儲存至記憶單元110。於另一實施例中，當透過記憶單元110儲存環境影像後，處理單元106可以由記憶單元110取得環境影像，並為環境影像進行影像處理以產生物件影像。隨後，處理單元106傳送並儲存物件影像至記憶單元110中，且物件影像可以由記憶單元110傳送至顯示單元108。

於又一實施例中，當物件影像由記憶單元110傳送至顯示單元108時，透過影像特徵處理單元112依據顯示單元108而為物件影像進行影像特徵處理，並將經過影像特徵處理後的物件影像傳送至顯示單元108，從而顯示單元108可以即時地顯示經過影像特徵處理後的物件影像。舉例而言，影像特徵處理單元112可以依據顯示單元108之形狀與尺寸而相應地調整物件影像之影像特徵(如，物件影像之形狀與尺寸)。關於影像特徵處理單元112之具體功能已為先前的實施例所示範，故於此不重複贅述。

於一實施例中，S302中的分析單元103依據環境資訊而判定影像處理系統100之周遭環境具有移動物體204，並產生啟動訊號時，透過攝影單元104依據啟動訊號而擷取具有移動物體204之環境影像。舉例而言，當影像處理系統100之周遭環境具有移動物體204時，感測單元102可以感測到物 體204之移動而產生環境資訊。當分析單元103依據環境資訊而判定影像處理系統100之周遭環境具有移動物體204後，分析單元103藉由啟動訊號以請求攝影單元104立即地擷取具有移動物體204之環境影像。

舉例而言，影像處理方法300可以應用於自動化裝置上(如，家用機器人、健康照護機器人、保全機器人...等)以支援自動化控制裝置與使用者之間的互動介面，但本案並不以此為限。於一實施例中，當使用者接近應用影像處理方法300的自動化裝置時，應用影像處理方法300的自動化裝置可以感測到使用者接近以立即地擷取使用者的影像，並將使用者的影像進行影像處理以產生具有使用者的物件影像，從而即時地顯示具有使用者的物件影像以提供使用者一種鏡面反射的體驗效果。如此，使用者可以於第一時間與應用影像處理方法300的自動化裝置建立互動的連接關係，從而顯著地提升使用者的體驗品質。

於一實施例中，S302中的分析單元103依據環境資訊而判定影像處理系統本身被移動時，透過攝影單元依據啟動訊號而擷取影像處理系統100之周遭環境的環境影像。舉例而言，當影像處理系統100本身進行自體移動或為外力所移動時，感測單元102可以感測到影像處理系統100之移動而產生環境資訊。當分析單元103依據環境資訊而判定影像處理系統100被移動後，分析單元103藉由啟動訊號以請求攝影單元104立即地擷取影像處理系統100之周遭環境的環境影像。

請參閱第2D、2E圖，當影像處理系統100本身進 行自體移動或為外力所移動時，感測單元102可以感測到影像處理系統100之周遭物體由物體212轉變為物體214，從而產生環境資訊。當分析單元103依據環境資訊而判定影像處理系統100本身被移動後，分析單元103藉由啟動訊號以請求攝影單元104立即地擷取具有物體214的環境影像。

於上述實施例中，本案所揭示之影像處理系統與影像處理方法係透過攝影單元依據感測單元所產生的環境資訊而判定周遭環境是否改變，從而選擇性地擷取環境影像。隨後，本案所揭示之影像處理系統與影像處理方法透過處理單元為環境影像進行影像處理以產生物件影像，並將物件影像即時地顯示於顯示單元上。舉例而言，物件影像可以為使用者的影像，因此，本案所揭示之影像處理系統與影像處理方法透過將物件影像即時地顯示於顯示單元上以提供使用者一種鏡面反射的體驗效果，從而於第一時間建立與使用者之間的互動連結關係，藉以有效地提升使用者的體驗品質。另外，由於攝影單元係依據環境資訊而於判定周遭環境改變後擷取環境影像，因此，可以有效地降低攝影單元所造成的功率消耗。

技術領域通常知識者可以容易理解到揭示的實施例實現一或多個前述舉例的優點。閱讀前述說明書之後，技術領域通常知識者將有能力對如同此處揭示內容作多種類的更動、置換、等效物以及多種其他實施例。因此本案之保護範圍當視申請專利範圍所界定者與其均等範圍為主。

Claims (10)

1. 一種影像處理系統，包含：一感測單元，用以感測周遭環境的變化，並產生一環境資訊；一分析單元，電性連接該感測單元，依據該環境資訊而分析是否需產生一啟動訊號；一攝影單元，電性連接該分析單元，依據該啟動訊號而擷取一環境影像；一處理單元，電性連接該攝影單元，將該環境影像進行影像處理以產生一物件影像；以及一顯示單元，電性連接該處理單元，以顯示該物件影像。
2. 如請求項1所述之影像處理系統，更包含：一記憶單元，電性連接該攝影單元與該處理單元，用以儲存該環境影像，其中該處理單元由該記憶單元取得該環境影像，並為該環境影像進行影像處理以產生並儲存該物件影像至該記憶單元中，且該物件影像由該記憶單元傳送至該顯示單元。
3. 如請求項2所述之影像處理系統，更包含：一影像特徵處理單元，電性連接該記憶單元與該顯示單元，用以依據該顯示單元而為該物件影像進行影像特徵處理，並將經過影像特徵處理後的該物件影像傳送至該顯示單元。
4. 如請求項1所述之影像處理系統，其中該分析單元依據該環境資訊而分析周遭環境是否改變，當該分析單元依據該環境資訊而判定該影像處理系統之周遭環境具有一移動物體時，該分析單元產生該啟動訊號，且該攝影單元依據該啟動訊號而擷取具有該移動物體之該環境影像。
5. 如請求項1所述之影像處理系統，其中該分析單元依據環境資訊而分析周遭環境是否改變，當該分析單元依據該環境資訊而判定該影像處理系統本身被移動時，該分析單元產生該啟動訊號，且該攝影單元依據該啟動訊號而擷取該影像處理系統之周遭環境的該環境影像。
6. 一種影像處理方法，應用於一影像處理系統中，其中該影像處理系統包含一感測單元、一分析單元、一攝影單元、一處理單元以及一顯示單元，該影像處理方法包含：透過該感測單元感測周遭環境的變化，並產生一環境資訊；透過該分析單元依據該環境資訊而分析是否需產生一啟動訊號；透過該攝影單元依據該啟動訊號而擷取一環境影像；透過該處理單元將該環境影像進行影像處理以產生一物件影像；以及透過該顯示單元顯示該物件影像。
7. 如請求項6所述之影像處理方法，其中當透過該攝影單元依據該啟動訊號而擷取該環境影像後，透過一記憶單元儲存該環境影像；其中透過該處理單元將該環境影像進行影像處理以產生該物件影像包含：透過該處理單元由該記憶單元取得該環境影像，並為該環境影像進行影像處理以產生並儲存該物件影像至該記憶單元中，且由該記憶單元傳送該物件影像至該顯示單元。
8. 如請求項7所述之影像處理方法，其中由該記憶單元傳送該物件影像至該顯示單元包含：透過一影像特徵處理單元依據該顯示單元而為該物件影像進行影像特徵處理，並將經過影像特徵處理後的該物件影像傳送至該顯示單元。
9. 如請求項6所述之影像處理方法，其中透過該分析單元依據該環境資訊而分析是否需產生該啟動訊號包含：透過該分析單元依據該環境資訊而分析周遭環境是否改變，若是，則產生該啟動訊號；其中透過該攝影單元依據該啟動訊號而擷取該環境影像包含：當透過該分析單元依據該環境資訊而判定該影像處理系統之周遭環境具有一移動物體，並產生該啟動訊號時，透過該攝影單元依據該啟動訊號而擷取具有該移動物體之該環境影像。
10. 如請求項6所述之影像處理方法，其中透過該分析單元依據該環境資訊而分析是否需產生該啟動訊號包含：透過該分析單元依據該環境資訊而分析周遭環境是否改變，若是，則產生該啟動訊號；其中透過該攝影單元依據該啟動訊號而擷取該環境影像包含：當透過該分析單元依據該環境資訊而判定該影像處理系統本身被移動，並產生該啟動訊號時，透過該攝影單元依據該啟動訊號而擷取該影像處理系統之周遭環境的該環境影像。