TWI661721B - 動作偵測電路與方法 - Google Patents

Abstract

本發明提出一種動作偵測電路，包括偵測單元以取得目前畫面並判斷目前畫面中是否有特定像素。動作偵測電路還包括簽章產生器與比較器。簽章產生器用以對每一個特定像素執行更新程序。此更新程序包括：將特定像素的座標資訊加至對應的簽章數值當中，以及更新對應的簽章數值中的至少一個位元。比較器用以比較目前畫面的簽章數值與前畫面的簽章數值以判斷目前畫面是否為動作畫面。

Description

動作偵測電路與方法

本發明是有關於一計算簽章數值以判斷動作畫面的動作偵測方法與電路。

在影像處理的領域中，在一些情境下需要判斷一段視訊中是否有動作畫面。為了要偵測動作畫面，可以計算前後影像之間的差，計算直方圖(histogram)等等，然而這些做法的複雜度可能較高。因此，如何提出一個低複雜度的演算法，來判斷動作畫面，為此領域技術人員所關心的議題。

本發明的實施例提出一種動作偵測電路，包括偵測單元以取得目前畫面並判斷目前畫面中是否有特定像素。動作偵測電路還包括簽章產生器與比較器。簽章產生器用以對於每一個特定像素執行更新程序。此更新程序包括：將特定像素的座標資訊加至對應的簽章數值當中，以及更新對應的簽章數值中的至少一個位元。比較器用以比較目前畫 面的簽章數值與前畫面的簽章數值以判斷目前畫面是否為動作畫面。

在一些實施例中，目前畫面包括多個區塊，每一個區塊具有對應的簽章數值。在初始化目前畫面的簽章數值以及前畫面的簽章數值時，對於位置相同的區塊所對應的簽章數值是採用相同的預設值。

在一些實施例中，在更新程序中，簽章產生器用以將對應的簽章數值向左或向右位移多個位元，並將特定像素相對於所屬區塊的X座標與Y座標加入至對應的簽章數值當中。

在一些實施例中，在更新程序中，簽章產生器更新對應的簽章數值中位元的步驟包括：從簽章數值中取得S個位元，其中S為大於1的正整數；將S個位元執行邏輯運算；以及將簽章數值中的至少一個位元更新為邏輯運算的結果。

在一些實施例中，在更新程序中簽章數值被更新位元的個數大於1，簽章產生器在更新簽章數值中的不同位元時，是取得不同的S個位元。

以另一個角度來說，本發明的實施例提出一種動作偵測方法，適用於動作偵測電路，此動作偵測方法包括：取得目前畫面並判斷目前畫面中是否有特定像素：對於每一個特定像素執行更新程序。此更新程序包括：將特定像素的座標資訊加至對應的簽章數值當中；以及更新對應的簽章數值中的至少一個位元。上述的動作偵測方法還包括；比 較目前畫面的簽章數值與前畫面的簽章數值以判斷目前畫面是否為動作畫面。

在一些實施例中，目前畫面包括多個區塊，每一個區塊具有對應的簽章數值。動作偵測方法還包括：在初始化目前畫面的簽章數值以及前畫面的簽章數值時，對於位置相同的區塊所對應的簽章數值是採用相同的預設值。

在一些實施例中，動作偵測方法更包括：在更新程序中，將對應的簽章數值向左或向右位移多個位元，並將特定像素相對於所屬區塊的X座標與Y座標加入至對應的簽章數值當中。

在一些實施例中，在更新程序中更新簽章數值中位元的步驟包括：從簽章數值中取得S個位元，其中S為大於1的正整數；將S個位元執行邏輯運算；以及將簽章數值中的位元更新為邏輯運算的結果。

在一些實施例中，在更新程序中，被更新位元的個數大於1。動作偵測方法還包括：在更新簽章數值中的不同位元時，是取得不同的S個位元。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100‧‧‧顯示裝置

110‧‧‧時序控制器

111‧‧‧動作偵測電路

120‧‧‧源極驅動器

130‧‧‧閘極驅動器

140‧‧‧顯示面板

150‧‧‧偵測單元

160‧‧‧簽章產生器

161、180‧‧‧暫存器

162‧‧‧運算單元

170‧‧‧比較器

181、182‧‧‧簽章數值

200‧‧‧目前畫面

210‧‧‧區塊

M、N‧‧‧正整數

P1、P2‧‧‧像素

O‧‧‧座標

b₀~b₃₁‧‧‧位元

x_local、y_local‧‧‧座標

500‧‧‧前畫面

510‧‧‧區塊

601~605‧‧‧步驟

[圖1A]是根據一實施例繪示顯示裝置的示意圖。

[圖1B]是根據一實施例繪示動作偵測電路的方塊示意圖。

[圖2]是根據一實施例繪示計算簽章數值的示意圖。

[圖3]是根據一實施例繪示了將座標資訊加至簽章數值的示意圖。

[圖4]是根據一實施例繪示更新簽章數值中位元的示意圖。

[圖5]是根據一實施例繪示比較兩張畫面中簽章數值的示意圖。

[圖6]是根據一實施例繪示動作偵測方法的流程圖。

圖1A是根據一實施例繪示顯示裝置的示意圖。在圖1A的實施例中，顯示裝置100包括了時序控制器110、源極驅動器120、閘極驅動器130與顯示面板140。時序控制器110包括了動作偵測電路111，用以執行以下描述的動作偵測方法。然而，此動作偵測電路111與方法也可以應用在其他的電子裝置，例如智慧型手機、平板電腦、個人電腦、筆記型電腦、工業電腦、顯示螢幕、觸控螢幕等等。

圖1B是根據一實施例繪示動作偵測電路的方塊示意圖。請參照圖1B，動作偵測電路111包括偵測單元150、簽章產生器160、比較器170與暫存器180。簽章產生器160中包括了暫存器161與運算單元162。以下將搭配圖1B與圖2一併說明動作偵測電路111的運作。

圖2是根據一實施例繪示計算簽章數值的示意圖。請參照圖2，偵測單元150會取得目前畫面200並判斷目前畫面中是否有特定像素。在此實施例中，偵測單元150可採用任意的邊緣偵測演算法，而上述的特定像素指的是處於邊緣的像素。此邊緣偵測演算法例如是採用一個濾波器，並根據此濾波器對目前畫面200做捲積(convolution)的運算，濾波的結果可以與一個臨界值做比較，若大於臨界值則判斷是特定像素。上述的濾波器可以是任意合適的高通濾波器，例如為索貝爾(sobel)濾波器等，本發明並不此限。本領域具有通常知識者當可採用任意的邊緣偵測演算法，例如為坎尼邊緣偵測器(canny edge detector)等，本發明並不限制邊緣偵測演算法的內容。在其他實施例中，偵測單元150也可以判斷目前畫面200中每個像素是否有特定的亮度、色相(hue)、飽和度、或者判斷目前畫面200中是否有特定的紋理(例如線條、平面、任意幾何形狀等)以取得特定像素。換言之，上述的特定像素也可以是具有特定色相、飽和度、亮度、紋理的像素，本發明並不在此限。在圖2僅繪示了特定像素P1與P2作為例子來說明後續的演算法。

在一些實施例中，目前畫面200可被分為M x N個區塊，其中M與N為正整數。在一些實施例中，正整數M與N為16，但在其他實施例中也可以為8、32、64或其他數值，本發明並不在此限。在一些實施例中，目前畫面200的寬度可能無法被正整數M所整除，因此可以設定前M-1個區塊的寬度相同，第M個區塊的寬度則較大或較小。在一些實 施例中，每一個區塊的寬度與高度都可任意設計，也可彼此不相同，區塊的形狀也可以是其他多邊形或圓形，並不限於矩形。

對於每一個區塊都可以設定一個簽章數值(signature)，這些簽章數值是儲存在暫存器161當中，上述的特定像素是用來更新簽章數值，若同一個區塊中的簽章數值改變了，則表示畫面中的亮度、顏色、邊緣、或紋理改變了，即表示有動作發生，以下將說明如何計算簽章數值。首先，運算單元162會初始化簽章數值，在一些實施例中目前畫面200中每一個區塊的簽章數值可初始化成不同的數值，且可以隨機產生。其他實施例中，目前畫面200中數個區塊的簽章數值也可初始化成相同的數值，本發明並不在此限。

對於每個特定像素，簽章產生器160都會執行一個更新程序。在此以特定像素P1與P2為例，特定像素P1與P2是屬於區塊210。在對特定像素P1與P2執行更新程序時，簽章產生器160都會更新所屬區塊210所對應的簽章數值。換言之，對於區塊210所對應的簽章數值來說，上述的更新程序會重複執行兩次。具體來說，更新程序至少包括兩個步驟：第一，將特定像素相對於所屬區塊的座標資訊加至所屬區塊所對應的簽章數值當中；第二，更新簽章數值中的至少一個位元。

在上述第一步驟中，特定像素相對於區塊的座標資訊例如包括X座標與Y座標，這兩個座標是以區塊中的 左上角作為原點。舉例來說，以座標O作為原點，則特定像素P1的座標資訊例如表示為(3,4)，而特定像素P2的座標資訊例如表示為(6,8)。在一些實施例中，X座標與Y座標的數值並不會超過255，因此可以各以8個位元來表示X座標與Y座標，為了一般化的表示，以下將這兩個座標表示為x_local與y_local。圖3繪示了將座標資訊加至簽章數值的示意圖，請參照圖3，上述“將座標資訊加至簽章數值”的一個實施例是先將簽章數值向左或向右位移多個位元，在圖3的例子中是向右位移16個位元，接下來將座標x_local與座標y_local加入至簽章數值當中，此運算可以表示為以下方程式(1)。

LFSR_i=(y _local ≪8+x _local )≪16+LFSR _i ≫16…(1)

其中LFSR _i 表示第i個區塊所對應的簽章數值，<<表示向左位移，>>表示向右位移，+表示OR邏輯運算。在上述實施例中是將座標加入至最高有效位元(most significant bit，MSB)，但在一些實施例中，也可以先將簽章數值向左位移多個位元以後，將座標x_local與y_local加入至最低有效位元(least significant bit，LSB)中。或者，當區塊的寬度與高度更大或更小時，座標x_local、y_local所需的位元數可能更多或更少，對應地簽章數值可以位移更少或更多個位元。在一些實施例中，也可以不位移簽章數值，直接將簽章數值中部份的位元替換為座標x_local、y_local。本發明也不限制要座標x_local、y_local在新的簽章數值中的位置，例如座標x_local、y_local的位元也可以分散地存在新的簽章數值當中。在一些實施例中，上述“將座標資訊加至簽章數 值”的步驟也可以是將簽章數值與座標x_local、y_local做任意的邏輯運算，例如加減乘除、邏輯AND、邏輯OR等運算，只要根據座標x_local、y_local來變更簽章數值中的位元即可，本發明並不在此限。

接下來說明上述更新程序的第二個步驟：更新簽章數值中的至少一個位元。請參照圖4，在一些實施例中，可從簽章數值中取得S個位元，其中S為正整數，例如為12、13、14或其他數值。接下來，將這S個位元執行一邏輯運算，並將簽章數值中的一個位元更新為邏輯運算的結果，此步驟可執行U次，用以更新簽章數值中的U個位元，其中U為正整數，例如為8、9、10或其他數值。在以下的實施例中，上述的邏輯運算為互斥或運算(XOR operation)，但在其他實施例中也可以改為AND或是OR運算，本發明並不在此限。在一些實施例中，當U大於1時，每次更新位元時是取得不同的S個位元來更新不同的位元。舉例來說，圖4繪示了兩次的更新，圖4的上半部是取得位元b₃₀、b₂₈...b₁等13個位元來做互斥或運算，並將位元b₃₁更新為互斥或運算的結果。圖4的下半部是取得位元b₃₁、b₂₉...b₀等13個位元來做互斥或運算，並將位元b₁₆更新為互斥或運算的結果。換個角度來說，此步驟可表示為以下方程式(2)。

LFSR_i[b _u ]=LFSR _i [b _s,1]⊕LFSR _i [b _s,2]...⊕LFSR _i [b_s,S]…(2)

在此，⊕是互斥或運算，b_s,1...b_s,S代表所選擇的位元，例如在圖4的上半部中b_s,1...b_s,S等於b₃₀、b₂₈...b₁，圖4的下半部中b_s,1...b_s,S等於b₃₁、b₂₉...b₀。b_u 表示所要更新的位元，方程式(2)可執行U次，每次執行時所選擇的位元b_s可不相同，例如在圖4的上半部中b_u等於b₃₁，在圖4的下半部中b_u等於b₁₆。請參照圖3與圖4，在一些實施例中，由於簽章數值LFSR _i 會往右位移16個位元，因此在上述的方程式(2)中，位元b_u只會是位元b₃₁~b₁₆的其中之一。在一些實施例中，圖4中的各個更新是平行運算，即所選擇的位元是舊的簽章數值中的位元，而不是新的簽章數值中的位元。舉例來說，圖4下半部所選擇的位元b₃₁是在圖4上半部更新尚未被執行之前的位元。然而，在一些實施例中，圖4中各個更新也可以是依序執行，即圖4下半部所選擇的位元b₃₁是在圖4上半部更新執行完以後的位元，本發明並不在此限。

請參照圖1B，對於目前畫面200中每個特定像素都執行上述的更新程序以後，目前畫面200的多個簽章數值181會傳送至暫存器180與比較器170。此外，暫存器180中則儲存有前畫面的簽章數值，而前畫面的簽章數值182也會傳送至比較器170。比較器170會判斷目前畫面的簽章數值181是否相同於前畫面的簽章數值182，若兩者不相同，則表示目前畫面為動作畫面。值得注意的是，由於每個區塊都有對應的簽章數值，因此比較器170可比較相同區塊所對應的兩個簽章數值，以判斷此區塊是否有動作發生。舉例來說，請參照圖5，在時間軸上，前畫面500位於目前畫面200之前，前畫面具有區塊510，其中區塊510在畫面500中的相對位置是相同於區塊210在畫面200中的相對位置。值得 一提的是，在初始化目前畫面200中的簽章數值以及前畫面500的該簽章數值時，對於位置相同的區塊所對應的兩個簽章數值是採用相同的預設值。此外，在對區塊210與區塊510執行上述的方程式(1)、(2)時，所有的變數都完全相同，例如位移相同的位元數、採用相同的正整數U、S，採用相同的位元b _u 、b_s,1...b_s,S等，如此一來區塊210與區塊510所對應的兩個簽章數值才可以相互比較。

如果區塊210所對應的簽章數值不相同於區塊510所對應的簽章數值，表示在區塊210、510內有動作發生，得到此判斷結果以後，便可以再執行額外的程序，例如時序控制器110可以執行過驅動(over drive)的處理。然而，本發明並不限制後續要執行那些運算或程序。

圖6是根據一實施例繪示動作偵測方法的流程圖，請參照圖6，在步驟601，取得目前畫面並判斷目前畫面中是否有特定像素。在步驟602，判斷目前畫面中是否還有特定像素。若步驟602的結果為是，在步驟603中，將特定像素的座標資訊加至對應的簽章數值當中。在步驟604中，更新對應的簽章數值中的至少一個位元。步驟603與步驟604又被稱為更新程序。步驟602~步驟604會重複執行，直到所有特定像素都處理完，如果步驟602的結果為否，則比較目前畫面的簽章數值與一前畫面的簽章數值以判斷目前畫面是否為動作畫面(步驟605)。然而，圖6中各步驟已詳細說明如上，在此便不再贅述。值得注意的是，圖6中各步驟可以實作為多個程式碼或是電路，本發明並不在此限。 此外，圖6的方法可以搭配以上實施例使用，也可以單獨使用。換言之，圖6的各步驟之間也可以加入其他的步驟。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (8)

1. 一種動作偵測電路，包括一偵測單元，用以取得一目前畫面並判斷該目前畫面中是否有特定像素，該動作偵測電路包括：一簽章產生器，用以對每一個該特定像素執行一更新程序，該更新程序包括：將該特定像素的座標資訊加至對應的一簽章數值當中；以及更新對應的該簽章數值中的至少一位元；以及一比較器，用以比較該目前畫面的該簽章數值與一前畫面的簽章數值以判斷該目前畫面是否為動作畫面，其中該目前畫面包括多個區塊，每一該些區塊具有對應的該簽章數值，該在初始化該目前畫面的該些簽章數值以及該前畫面的該些簽章數值時，對於位置相同的該區塊所對應的該些簽章數值是採用相同的一預設值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之動作偵測電路，其中在該更新程序中，該簽章產生器用以將對應的該簽章數值向左或向右位移多個位元，並將該特定像素相對於所屬區塊的X座標與Y座標加入至對應的該簽章數值當中。
3. 如申請專利範圍第2項所述之動作偵測電路，其中在該更新程序中，該簽章產生器更新對應的該簽章數值中的該至少一位元的步驟包括：從該簽章數值中取得S個位元，其中S為大於1的正整數；將該S個位元執行一邏輯運算；以及將該簽章數值中的該至少一位元更新為該邏輯運算的結果。
4. 如申請專利範圍第3項所述之動作偵測電路，其中在該更新程序中，該簽章數值中被更新的該至少一位元的個數大於1，該簽章產生器在更新該簽章數值中的不同位元時，是取得不同的S個位元。
5. 一種動作偵測方法，適用於一動作偵測電路，該動作偵測方法包括：取得一目前畫面並判斷該目前畫面中是否有特定像素：對每一個該特定像素執行一更新程序，該更新程序包括：將該特定像素的座標資訊加至對應的一簽章數值當中；以及更新對應的該簽章數值中的至少一位元；比較該目前畫面的該簽章數值與一前畫面的簽章數值以判斷該目前畫面是否為動作畫面，其中該目前畫面包括多個區塊，每一該些區塊具有對應的該簽章數值；以及在初始化該目前畫面的該些簽章數值以及該前畫面的該些簽章數值時，對於位置相同的該區塊所對應的該些簽章數值是採用相同的一預設值。
6. 如申請專利範圍第5項所述之動作偵測方法，更包括：在該更新程序中，將對應的該簽章數值向左或向右位移多個位元，並將該特定像素相對於所屬區塊的X座標與Y座標加入至對應的該簽章數值當中。
7. 如申請專利範圍第6項所述之動作偵測方法，其中在該更新程序中更新對應的該簽章數值中的該至少一位元的步驟包括：從該簽章數值中取得S個位元，其中S為大於1的正整數；將該S個位元執行邏輯運算；以及將該簽章數值中的該至少一位元更新為該邏輯運算的結果。
8. 如申請專利範圍第7項所述之動作偵測方法，其中在該更新程序中，被更新的該至少一位元的個數大於1，該動作偵測方法還包括：在更新該簽章數值中的不同位元時，是取得不同的S個位元。