TWI691210B - 具有畫面穩定功能的跟拍系統及具有畫面穩定功能的跟拍方法 - Google Patents
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Abstract
一種具有畫面穩定功能的跟拍方法，適用於使跟拍基座的影像擷取方向趨近光學訊號源，光學訊號源用以發出光學定位訊號；方法包含下列步驟：以一光訊號接收陣列接收光學定位訊號，以光訊號接收陣列的多個光訊號接收單元分別產生接收強度；比對該些接收強度，依據該些接收強度分析光學定位訊號的光學訊號源相對於光訊號接收陣列的位置，而產生第一轉向訊號；以及發出第一轉向訊號控制跟拍基座，使影像擷取方向朝光學訊號源的位置趨近。
Description
本發明有關於攝錄影跟拍，特別是關於一種具有畫面穩定功能的跟拍系統及一種具有畫面穩定功能的跟拍方法。
雖目前有幾種跟拍技術被開發出來，可由底座驅動智慧型手機跟拍特定目標。然而，當跟拍的特定目標快速脫離跟拍畫面後，智慧型手機欠缺可追蹤目標，就會無法繼續跟拍。雖然部分跟拍機制有搜尋模式，但是搜尋模式往往只是盲目搜尋，使得搜尋失敗的機率仍高。此外，跟拍機制若是加速跟拍速度以避免特定目標脫離跟拍畫面，往往會過度跟拍。過度跟拍致使智慧型手機在拍攝時持續擺動以跟拍特定目標，使得攝像畫面（特別是動態影片串流）出現明顯晃動，因此仍有改善跟拍方式的需要。
鑑於上述問題，本發明提出一種具有畫面穩定功能的跟拍系統，包含有一遙控裝置以及一跟拍基座。遙控裝置具有編碼電路；光學訊號源，電性連接於編碼電路，用於發出光學定位訊號；以及按鍵組，電性連接於編碼電路，用以被按壓而觸發編碼電路驅動光學訊號源發出光學定位訊號。跟拍基座包含控制晶片；轉向模組，電性連接於控制晶片，轉向模組上定義影像擷取方向，且控制晶片用以控制轉向模組轉向，而改變影像擷取方向；以及一光訊號接收陣列，具有多個光訊號接收單元，該些光訊號接收單元用於接收光學定位訊號並產生不同的接收強度而傳送給控制晶片。
其中，控制晶片比對該些接收強度，依據該些接收強度的分佈分析影影像擷取方向所需要改變的角度，而產生第一轉向訊號，發出第一轉向訊號控制轉向模組使影像擷取方向朝光學訊號源的位置趨近。
在至少一實施例中，具有畫面穩定功能的跟拍系統更包含一手持行動裝置，承載於轉向模組，手持行動裝置包含微處理器；攝像頭，電性連接於微處理器，用以沿影像擷取方向拍攝攝像畫面而傳送至微處理器；微處理器於攝像畫面中定義多個具有不同大小的取樣框，並預載入該些取樣框其中之一；並且微處理器依據選擇指令改變載入的取樣框；記憶單元，電性連接於微處理器，用以儲存攝像畫面及該些取樣框的設定值；以及觸控顯示面板，電性連接於微處理器，用以顯示攝像畫面，並可接受一觸控操作做為選擇指令回饋至微處理器。其中，微處理器於攝像畫面中識別特徵物件，當特徵物件超出載入的取樣框，微處理器發出第二轉向訊號驅動轉向模組改變影像擷取方向，使特徵物件回復到取樣框中。
在至少一實施例中，當識別出多個特徵物件時，微處理器使特徵物件維持在取樣框中。
在至少一實施例中，當識別出多個特徵物件時，微處理器依據選取指令，使被選取的特徵物件維持在取樣框中。
在至少一實施例中，光訊號接收陣列的形式選自矩型陣列、環形陣列、梯形陣列、十字陣列及前述陣列的組合。
本發明還提出一種具有畫面穩定功能的跟拍方法，適用於使一跟拍基座的影像擷取方向趨近一光學訊號源，光學訊號源用以發出光學定位訊號；方法包含下列步驟：以一光訊號接收陣列接收光學定位訊號，以光訊號接收陣列的多個光訊號接收單元分別產生接收強度；比對該些接收強度，依據該些接收強度分析光學定位訊號的光學訊號源相對於光訊號接收陣列的位置，而產生一第一轉向訊號；以及發出第一轉向訊號控制跟拍基座，使影像擷取方向朝光學訊號源的位置趨近。
在至少一實施例中，具有畫面穩定功能的跟拍方法更包含與一手持行動裝置互相建立通訊連結；其中，手持行動裝置以攝像頭沿影像擷取方向拍攝攝像畫面，並產生第二轉向訊號至跟拍基座，跟拍基座用於承載手持行動裝置，並接收第一轉向訊號或第二轉向訊號以改變影像擷取方向；以手持行動裝置於攝像畫面中定義多個具有不同大小的取樣框，並預載入些取樣框其中之一；以及以手持行動裝置於攝像畫面中識別特徵物件，當特徵物件超出載入的取樣框，以手持行動裝置發出第二轉向訊號驅動跟拍基座改變影像擷取方向，使特徵物件回復到取樣框中。
在至少一實施例中，具有畫面穩定功能的跟拍方法更包含輸入選擇指令，使手持行動裝置依據選擇指令改變載入的取樣框。
在至少一實施例中，當識別出多個特徵物件時，使該些特徵物件維持在取樣框中。
在至少一實施例中，當識別出多個特徵物件時，微處理器依據選取指令，使被選取的特徵物件維持在取樣框中。
本發明透過光學編碼接收陣列接收光學定位訊號，可以有效增加接收視角，避免搜尋失敗，可以確保需要跟拍的特徵物件維持在攝像畫面中。此外，在至少一實施例中，可以快速設定的取樣框，可避免過度跟拍，解決攝像畫面不穩定晃動的問題。
參閱圖1所示，為本發明實施例所揭露的一種具有畫面穩定功能的跟拍系統，用以執行一種具有畫面穩定功能的跟拍方法。所述具有畫面穩定功能的跟拍系統包含跟拍基座200以及遙控裝置300。跟拍基座200具有可變化的影像擷取方向。手持行動裝置100被承載於跟拍基座200上，用以沿影像擷取方向拍攝攝像畫面M，且手持行動裝置100可控制跟拍基座200轉動，而改變手持行動裝置100的影像擷取方向，而持續對特徵物件A進行跟拍。跟拍基座200則可自行改變影像擷取方向，使影像擷取方向趨近遙控裝置300。也就是說，跟拍基座200可以自行搜尋遙控裝置300，使得使手持行動裝置300的影像擷取方向趨近遙控裝置300，而手持行動裝置300可辨識特徵物件A，而進一步控制跟拍基座200，而維持特徵物件A在攝像畫面M內的指定範圍內。
如圖1以及圖2所示，遙控裝置300具有編碼電路310、光學訊號源330以及按鍵組320。
光學訊號源330電性連接於編碼電路310，用於發出光學定位訊號S；於一具體實施例中，光學訊號源330可以是單一光學編碼發射單元或是光學編碼發射陣列。按鍵組320電性連接於編碼電路310，用以被按壓而觸發編碼電路310驅動光學訊號源330發出光學定位訊號S，以供跟拍基座200進行追蹤。
如圖1與圖2所示，跟拍基座200包含控制晶片210、第二通訊介面220、轉向模組230以及光訊號接收陣列240。
如圖1與圖2所示，第二通訊介面220電性連接於控制晶片210，並與手持行動裝置100的第一通訊介面150建立通訊連結，以使得跟拍基座200的控制晶片210與手持行動裝置100建立通訊連結，而接收來自手持行動裝置100發出的第二轉向訊號並傳送至控制晶片210。
如圖1及圖2所示，轉向模組230電性連接於控制晶片210，且轉向模組230定義影像擷取方向。同時，轉向模組230用於承載手持行動裝置100，使得手持行動裝置100可以沿著影像擷取方向拍攝攝像畫面M。控制晶片210依據第二轉向訊號或第一轉向訊號，驅動轉向模組230轉向而改變影像擷取方向，進而改變攝像畫面M所涵蓋的範圍。
轉向模組230通常包含一個或多個馬達、必要的齒輪箱以及夾具232，夾具232用以夾持手持行動裝置100，以承載手持行動裝置100於轉向模組230上。
如圖1、圖2及圖3所示，光訊號接收陣列240電性連接於控制晶片210，並且與轉向模組230，特別是夾具232同步轉動。光訊號接收陣列240具有多個光訊號接收單元，用於接收光學定位訊號S，並且依據各自接收的距離、角度不同，形成不同的接收強度，而產生接收強度分佈，傳送給控制晶片210。一般而言，光學定位訊號S越是趨近於直射光訊號接收單元時，接收強度越強。控制晶片210透過比對接收強度分佈，而依據接收強度分佈分析影像擷取方向所需要改變的角度，而產生第一轉向訊號，並發出第一轉向訊號控制轉向模組230，使影像擷取方向朝光學訊號源330的位置趨近。因此，手持行動裝置100的攝像畫面M，就能夠有機會讓攜帶遙控裝置300的目標入鏡。
如圖3所示，依據接收強度分佈分析影像擷取方向所需要改變的角度的方式如下。
光訊號接收陣列240中間區域可定義一門檻群241，在此門檻群241中的光訊號接收單元被設定為接收強度必須超過門檻值，才是所要的接收強度分佈，亦即轉向模組230此時定義的影像擷取方向，是趨近於遙控裝置300的光學訊號源330。若，門檻群241中光訊號接收單元的接收強度有至少一個沒有到達門檻值，則依據光訊號接收單元在光訊號接收陣列240中的位置，以及其他光訊號接收單元的接收強度，將光訊號接收陣列240轉向（即為轉向模組230轉向）接收強度偏高的方向，直到門檻群241中光訊號接收單元的接收強度全部到達門檻值。門檻群241的範圍大小與靈敏度有關，門檻群241範圍越小，則靈敏度越高，亦即使影像擷取方向越趨近光學訊號源330。
如圖4至圖9所示，圖3中的正方矩型陣列並且為平面配置僅為例示，光訊號接收陣列240的形式可以是長矩型陣列、環形陣列（包含圓環及多邊型框）、梯形陣列（包含三角形）、十字陣列及前述陣列的組合，而且是可以配置在曲面上，以增加可以接收的角度。圖3中光訊號接收陣列240固定於轉向模組230的夾具232也是例示，只要光訊號接收陣列240的接收面可以隨著轉向模組230定義的影像擷取方向同步轉動即可。
參閱圖1與圖10所示，本發明的手持行動裝置100可以是智慧型手機、平板電腦等具有攝、錄影功能並且可以與跟拍基座200建立通訊連結的電子裝置。
如圖1及圖10所示，手持行動裝置100承載於轉向模組230，且手持行動裝置100包含微處理器110、攝像頭120、記憶單元130、觸控顯示面板140以及第一通訊介面150。
如圖1及圖10所示，攝像頭120、記憶單元130以及觸控顯示面板140電性連接於微處理器110。攝像頭120用於用以沿影像擷取方向拍攝攝像畫面M而傳送至微處理器110，以傳輸至記憶單元130儲存攝像畫面M。
如圖10與圖11所示，微處理器110於攝像畫面M中定義多個具有不同大小的取樣框F，並預載入取樣框F其中之一。
如圖10所示，記憶單元130用於作為攝像畫面M儲存之外，也用於儲存作業系統、必要的攝影應用程式，並且記憶單元130儲存取樣框F的設定值，以供微處理器110載入執行以進行跟拍模式。
如圖10及圖11所示，觸控顯示面板140電性連接於微處理器110，用以顯示攝像畫面M，並可接受觸控操作回饋至微處理器110，並可接受觸控操作做為選擇指令回饋至微處理器110。
如圖10及圖11所示，微處理器110可依據選擇指令改變載入的取樣框F。輸入選擇指令的方式可以如圖11所示，顯示一個獨立或在攝像畫面M中彈出顯示的選擇清單L，由小至大顯示不同大小取樣框F的選項，以供使用者於觸控顯示面板140中選取。
如圖1及圖10所示，第一通訊介面150電性連接於微處理器110，用以建立通訊連結。第一通訊介面150可為有線通訊介面，例如USB介面，亦可為無線通訊介面，例如藍牙、RF通訊介面、Wi-Fi介面（支持Wi-Fi Direct）。
如圖1、圖2與圖10所示，按鍵組320的不同按鍵，用於觸發編碼電路310發出其他光學編碼訊號，例如拍攝功能的開始與結束、跟拍模式的啟用以及停止、單張照片擷取的快門等，透過跟拍基座200接收，再透過第一通訊介面150與第二通訊介面220，傳送至手持行動裝置100，藉以透過遙控裝置300操作手持行動裝置100的相關功能。此外，選擇指令也不一定由觸控顯示面板140產生，編碼電路310可以預存多個編號，每一編號對應於一個取樣框F，利用按鍵組320的按鍵持續按壓，可以循環式的發出不同取樣框F的選取指令或編號，使得手持行動裝置100載入對應的取樣框F。
如圖12及圖13所示，光學訊號源330是伴隨特徵物件A設置的，因此當影像擷取方向趨近光學訊號源330，特徵物件A通常就會進入攝像畫面M中。
如圖13及圖14所示，此時，手持行動裝置100若啟用跟拍模式，微處理器110預載入取樣框F其中之一，並且持續識別特徵物件A。當特徵物件A超出載入的取樣框F，微處理器110發出第二轉向訊號驅動轉向模組230改變影像擷取方向，使特徵物件A回復到取樣框F中。
如圖15所示，如果特徵物件A持續在攝像畫面M中移動，而特徵物件A仍持續位於取樣框F中，則影像擷取方向就不改變，如此一來，相較於以持續跟拍特徵物件A的方式而言，本發明實施例中的攝像畫面M可以維持相對的穩定，僅在特徵物件A有大距離位移時才會改變攝影方向。
如圖16所示，在多人同時入鏡的場合，每個人的人臉都會被識別為特徵物件A，使微處理器110同時識別出多個特徵物件A。此時，微處理器110可調整倍率，使該些特徵物件A全部維持在取樣框F中，或是，依據選取指令，使被選取的特徵物件A維持在取樣框F中。
如圖17所示，本發明具有畫面穩定功能的跟拍方法，適用於使跟拍基座200的影像擷取方向趨近光學訊號源330，光學訊號源330用以發出光學定位訊號S；方法包含下列步驟。
以光訊號接收陣列240接收光學定位訊號S，產生接收強度分佈，如步驟S110所示。
控制晶片210依據接收強度分佈分析影像擷取方向所需要改變的角度，而產生一第一轉向訊號，如步驟S120所示。
控制晶片210發出第一轉向訊號控制跟拍基座200，使影像擷取方向朝光學訊號源330的位置趨近，如步驟S130所示。
如前所述，當影像擷取方向趨近光學訊號源330，特徵物件A通常就會進入攝像畫面M中。此時，手持行動裝置100可以啟動跟拍模式，同時，透過遙控裝置300的操作，也可以停止跟拍基座200追蹤光學訊號源330的功能。
如圖18所示，手持行動裝置100啟動跟拍模式後，跟拍基座200與手持行動裝置100互相建立通訊連結，並且手持行動裝置100以攝像頭120沿影像擷取方向拍攝攝像畫面M。
手持行動裝置100於攝像畫面M中定義多個具有不同大小的取樣框F，並預載入該些取樣框F其中之一，如步驟S210所示。若有選擇指令輸入，依據選擇指令改變載入的取樣框F，如步驟S220及S230所示。
於攝像畫面M中識別特徵物件A，如步驟S240所示。當特徵物件A超出載入的取樣框F，手持行動裝置100發出第二轉向訊號驅動轉向模組230改變影像擷取方向，使特徵物件A回復到取樣框F中，如步驟S250及S260所示。
同樣地，當步驟S240中識別出多個特徵物件A時，手持行動裝置100可調整倍率，使該些特徵物件A全部維持在取樣框F中，或是，依據一選取指令，使被選取的特徵物件A維持在取樣框F中。
本發明透過光學編碼接收陣列接收光學定位訊號S，可以有效增加接收視角，避免搜尋失敗，可以確保需跟拍的特徵物件A維持在攝像畫面M中。而可以快速設定的取樣框F，可避免過度跟拍，解決攝像畫面M不穩定晃動的問題。
100:手持行動裝置
110:微處理器
120:攝像頭
130:記憶單元
140:觸控顯示面板
150:第一通訊介面
200:跟拍基座
210:控制晶片
220:第二通訊介面
230:轉向模組
232:夾具
240:光訊號接收陣列
241:門檻群
300:遙控裝置
310:編碼電路
320:按鍵組
330:光學訊號源
M:攝像畫面
A:特徵物件
F:取樣框
L:選擇清單
S:光學定位訊號
S110-S130、S210-S260:步驟
圖1係本發明實施例中，具有畫面穩定功能的跟拍系統的系統示意圖。 圖2係本發明實施例中，遙控裝置及跟拍基座的電路方塊圖。 圖3係本發明實施例中，光訊號接收陣列的多個光訊號接收單元的門檻群的示意圖。 圖4至圖9係本發明實施例中，不同陣列形式的光訊號接收陣列。 圖10係本發明實施例中，手持行動裝置及跟拍基座的電路方塊圖。 圖11係本發明實施例中，多個取樣框以及選擇清單於取樣畫面的示意圖。 圖12及圖13係本發明實施例中，追蹤光學訊號源的示意圖。 圖14及圖15係本發明實施例中，維持特徵物件於取樣框中的示意圖。 圖16係本發明實施例中，追蹤多個特徵物件的示意圖。 圖17係本發明的具有畫面穩定功能的跟拍方法的流程圖。 圖18係本發明的具有畫面穩定功能的跟拍方法的另一流程圖。
200:跟拍基座
210:控制晶片
220:第二通訊介面
230:轉向模組
240:光訊號接收陣列
300:遙控裝置
310:編碼電路
320:按鍵組
330:光學訊號源
Claims (10)
- 一種具有畫面穩定功能的跟拍系統，包含有：一遙控裝置，具有：一編碼電路；一光學訊號源，電性連接於該編碼電路，用於發出一光學定位訊號；以及一按鍵組，電性連接於該編碼電路，用以被按壓而觸發該編碼電路驅動該光學訊號源發出該光學定位訊號；以及一跟拍基座，包含：一控制晶片；一轉向模組，電性連接於該控制晶片，該轉向模組上定義一影像擷取方向，且該控制晶片用以控制該轉向模組轉向，而改變該影像擷取方向；以及一光訊號接收陣列，設置於該轉向模組上，且電性連接於該控制晶片，並且與該轉向模組同步轉動，其中，該光訊號接收陣列具有多個光訊號接收單元，用於接收該光學定位訊號，並且依據各自接收的距離、角度不同，形成不同的多個接收強度，以傳送給該控制晶片；其中，該光訊號接收陣列的一中間區域定義一門檻群，該控制晶片分析該門檻群中的各該光訊號接收單元的各該接收強度是否超過一門檻值；其中，當該門檻群中的該多個光訊號接收單元的該多個接收強度有至少一個沒有到達該門檻值，該控制晶片產生一第一轉向訊號，並發出該第 一轉向訊號控制該轉向模組，轉向各該接收強度偏高的方向，直到該門檻群中各該光訊號接收單元的各該接收強度全部到達該門檻值。
- 如請求項1所述的具有畫面穩定功能的跟拍系統，更包含一手持行動裝置，承載於該轉向模組，該手持行動裝置包含：一微處理器；一攝像頭，電性連接於該微處理器，用以沿該影像擷取方向拍攝一攝像畫面而傳送至該微處理器；該微處理器於該攝像畫面中定義多個具有不同大小的取樣框，並預載入該些取樣框其中之一，並且該微處理器依據一選擇指令改變載入的該取樣框；一記憶單元，電性連接於該微處理器，用以儲存該攝像畫面及該些取樣框的設定值；以及一觸控顯示面板，電性連接於該微處理器，用以顯示該攝像畫面，並可接受一觸控操作做為該選擇指令回饋至該微處理器；其中，該微處理器於該攝像畫面中識別一特徵物件，當該特徵物件超出載入的該取樣框，該微處理器發出一第二轉向訊號驅動該轉向模組改變該影像擷取方向，使該特徵物件回復到該取樣框中。
- 如請求項2所述的具有畫面穩定功能的跟拍系統，其中，當識別出多個該特徵物件時，該微處理器使該特徵物件維持在該取樣框中。
- 如請求項2所述的具有畫面穩定功能的跟拍系統，其中，當識別出多個該特徵物件時，該微處理器依據一選取指令，使被選取的該特徵物件維持在該取樣框中。
- 如請求項1所述的具有畫面穩定功能的跟拍系統，其中，該光訊號接收陣列的形式選自矩型陣列、環形陣列、梯形陣列、十字陣列及前述陣列的組合。
- 一種具有畫面穩定功能的跟拍方法，適用於使一跟拍基座的一影像擷取方向趨近一光學訊號源，該光學訊號源用以發出一光學定位訊號；該方法包含下列步驟：以一光訊號接收陣列接收該光學定位訊號，產生一接收強度分佈；其中，該光訊號接收陣列具有多個光訊號接收單元，用於接收該光學定位訊號，並且依據各自接收的距離、角度不同，形成不同的多個接收強度，而產生該接收強度分佈；於該光訊號接收陣列的一中間區域定義一門檻群，分析該門檻群中的各該光訊號接收單元的各該接收強度是否超過一門檻值；當該門檻群中的該多個光訊號接收單元的該多個接收強度有至少一個沒有到達該門檻值，產生一第一轉向訊號以轉動該光訊號接收陣列，轉向各該接收強度偏高的方向，直到該門檻群中各該光訊號接收單元的各該接收強度全部到達該門檻值。
- 如請求項6所述的具有畫面穩定功能的跟拍方法，更包含：與一手持行動裝置互相建立通訊連結；其中，該跟拍基座用於承載該手持行動裝置，該手持行動裝置以一攝像頭沿一影像擷取方向拍攝一攝像畫面；以該手持行動裝置於該攝像畫面中定義多個具有不同大小的取樣框，並預載入該些取樣框其中之一；以及 以該手持行動裝置於該攝像畫面中識別一特徵物件，當該特徵物件超出載入的該取樣框，以該手持行動裝置發出一第二轉向訊號驅動該跟拍基座改變該影像擷取方向，使該特徵物件回復到該取樣框中。
- 如請求項7所述的具有畫面穩定功能的跟拍方法，更包含：輸入一選擇指令，使該手持行動裝置依據該選擇指令改變載入的該取樣框。
- 如請求項6所述的具有畫面穩定功能的跟拍方法，其中，當識別出多個該特徵物件時，使該些特徵物件維持在該取樣框中。
- 如請求項6所述的具有畫面穩定功能的跟拍方法，其中，當識別出多個該特徵物件時，依據一選取指令，使被選取的該特徵物件維持在該取樣框中。
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Patent Citations (3)
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