TWI784463B - Electronic apparatus and smart lighting method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本發明是有關於一種電子裝置,且特別是有關於一種電子裝置與其智慧補光方法。The present invention relates to an electronic device, and in particular to an electronic device and a smart light supplement method thereof.
隨著科技的進步,現代人常常需要操作可攜式電子裝置等電子裝置來進行工作或娛樂。然而,不論各類型可攜式電子裝置的主要功能為何,其多半提供拍攝相片和視訊短片的攝像功能,因此也常被當成數位相機/攝影機來使用。此外,隨著網路通訊技術的進步,使用者更可以利用可攜式電子裝置的攝影功能將自身影像即時發送給他人。像是,隨著遠端工作需求的興起,使用者可透過視訊會議軟體與身處不同位置的他人進行遠端視訊會議。於視訊會議的過程中,會議參與者可選擇將自己的自拍影像提供給對方。良好的自拍影像不僅可提昇遠端會議品質,更可讓他人留下良好印象。因而,如何將品質良好的自拍影像提供給他人觀看實為使用者所關心的問題。With the advancement of technology, modern people often need to operate electronic devices such as portable electronic devices for work or entertainment. However, regardless of the main functions of various types of portable electronic devices, most of them provide a camera function for taking photos and video clips, and thus are often used as digital cameras/video cameras. In addition, with the advancement of network communication technology, users can use the photography function of portable electronic devices to send their own images to others in real time. For example, with the rise of the demand for remote work, users can conduct remote video conferences with other people in different locations through video conference software. During the video conference, the conference participants can choose to provide their own selfie images to the other party. A good selfie image can not only improve the quality of remote meetings, but also leave a good impression on others. Therefore, how to provide good-quality selfie images for others to watch is a problem that users care about.
有鑑於此,本發明提出一種電子裝置與其智慧補光方法,其可即時依據使用者操作環境與操作狀態調整照明設備的照明亮度與照明方式,從而提昇視訊應用畫面的畫面品質。In view of this, the present invention proposes an electronic device and its intelligent supplementary lighting method, which can adjust the lighting brightness and lighting mode of the lighting equipment in real time according to the user's operating environment and operating status, thereby improving the picture quality of the video application screen.
本發明實施例提供一種智慧補光方法,適用於包括顯示器與影像擷取裝置的電子裝置。所述方法包括下列步驟。偵測使用者與顯示器之間的偵測距離。感測使用者所處環境的環境亮度。偵測使用者的頭部姿態。於利用影像擷取裝置執行視訊應用程式的期間,依據偵測距離、環境亮度與頭部姿態控制照明設備的照明亮度與照明方式。於此,設置於顯示器旁的照明設備用以照明使用者的臉部。An embodiment of the present invention provides a smart supplementary light method, which is suitable for electronic devices including a display and an image capture device. The method includes the following steps. Detect the detection distance between the user and the display. Sensing the ambient brightness of the user's environment. Detects the user's head posture. During the execution of the video application program by using the image capture device, the lighting brightness and lighting mode of the lighting equipment are controlled according to the detection distance, ambient brightness and head posture. Here, the lighting device installed beside the display is used to illuminate the user's face.
本發明實施例提供一種電子裝置,其包括顯示器、照明設備、影像擷取裝置、儲存裝置,以及處理器。照明設備設置於顯示器旁。儲存裝置儲存有多個指令。處理器耦接顯示器、照明設備、影像擷取裝置與儲存裝置。處理器執行儲存裝置中的指令以執行下列步驟。偵測使用者與顯示器之間的偵測距離。感測使用者所處環境的環境亮度。偵測使用者的頭部姿態。於利用影像擷取裝置執行視訊應用程式的期間,依據偵測距離、環境亮度與頭部姿態控制照明設備的照明亮度與照明方式。於此,設置於顯示器旁的照明設備用以照明使用者的臉部。An embodiment of the present invention provides an electronic device, which includes a display, a lighting device, an image capture device, a storage device, and a processor. The lighting equipment is arranged next to the monitor. The storage device stores a plurality of instructions. The processor is coupled to the display, the lighting equipment, the image capture device and the storage device. The processor executes the instructions in the storage device to perform the following steps. Detect the detection distance between the user and the display. Sensing the ambient brightness of the user's environment. Detects the user's head posture. During the execution of the video application program by using the image capture device, the lighting brightness and lighting mode of the lighting equipment are controlled according to the detection distance, ambient brightness and head posture. Here, the lighting device installed beside the display is used to illuminate the user's face.
基於上述,於執行視訊應用程式期間,本發明實施例可主動偵測使用者情境,而自動調整照明設備的燈光效果。藉此,使用者的臉部自拍影像的品質可以提升,以提升使用者體驗。Based on the above, during the execution of the video application, the embodiment of the present invention can actively detect the user's situation, and automatically adjust the lighting effect of the lighting device. In this way, the quality of the user's face selfie image can be improved, so as to enhance the user experience.
本發明的部份實施例接下來將會配合附圖來詳細描述,以下的描述所引用的元件符號,當不同附圖出現相同的元件符號將視為相同或相似的元件。這些實施例只是本發明的一部份,並未揭示所有本發明的可實施方式。更確切的說,這些實施例只是本發明的專利申請範圍中的裝置與方法的範例。Parts of the embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. For the referenced reference symbols in the following description, when the same reference symbols appear in different drawings, they will be regarded as the same or similar components. These embodiments are only a part of the present invention, and do not reveal all possible implementation modes of the present invention. Rather, these embodiments are merely examples of devices and methods within the scope of the present invention.
圖1是依照本發明一實施例的電子裝置的方塊圖。請參照圖1,電子裝置10可包括顯示器110、照明設備120、影像擷取裝置130、儲存裝置140,以及處理器150。處理器150耦接顯示器110、照明設備120、影像擷取裝置130與儲存裝置140。電子裝置10可為單一整合裝置或分離式裝置。具體而言,於一實施例中,電子裝置10中的顯示器110、照明設備120、影像擷取裝置130、儲存裝置140,以及處理器150可實作成一體式(all-in-one,AIO)電子裝置,例如筆記型電腦或平板電腦等等。或者,於一實施例中,照明設備120或影像擷取裝置130是外接於包括顯示器110、儲存裝置140,以及處理器150的電子裝置上。FIG. 1 is a block diagram of an electronic device according to an embodiment of the invention. Referring to FIG. 1 , the
顯示器110例如是液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)、發光二極體(Light-Emitting Diode,LED)顯示器、場發射顯示器(Field Emission Display,FED)、有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode,OLED)或其他種類的顯示器,本發明並不限制於此。The
照明設備120例如是LED燈,但本發明不限制於此。照明設備120設置於顯示器110的旁邊。當使用者觀看顯示器110且操作電子裝置10時,照明設備120提供的光線可用以照射使用者臉部。於一實施例中,照明設備120可設置於相鄰於顯示器110的任何一個側邊或多個側邊。此外,於一實施例中,照明設備120可包括多個發光元件,這些發光元件的亮度可分別獨立控制。於一實施例中,照明設備120可包括位於第一位置的至少一第一發光元件以及位於第二位置的至少一第二發光元件。所述第一位置與第二位置例如分別是顯示器110的下方、左側、右側或上側。舉例而言,照明設備120可包括分別設置於顯示器110四周的多個LED燈條,LED燈條包括可獨立控制的多個LED發光元件。The
影像擷取裝置130可包括鏡頭、感光元件以及光圈等。鏡頭例如是標準鏡頭、廣角鏡頭及變焦鏡頭等。感光元件例如是電荷耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)、互補性氧化金屬半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)元件或其他元件,鏡頭與感光元件或其組合在此皆不設限。The image capturing
儲存裝置140用以儲存資料與供處理器150存取的指令與程式碼(例如作業系統、應用程式、驅動程式)等資料,其可以例如是任意型式的固定式或可移動式隨機存取記憶體(random access memory,RAM)、唯讀記憶體(read-only memory,ROM)、快閃記憶體(flash memory)、硬碟或其組合。The
處理器150耦接儲存裝置140,例如是中央處理單元(central processing unit,CPU)、應用處理器(application processor,AP),或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器(microprocessor)、數位訊號處理器(digital signal processor,DSP)、影像訊號處理器(image signal processor,ISP)、圖形處理器(graphics processing unit,GPU)或其他類似裝置、積體電路及其組合。處理器130可存取並執行記錄在儲存裝置140中的指令、程式碼與軟體模組,以實現本發明實施例中的智慧補光方法。The
然而,除了顯示器110、照明設備120、影像擷取裝置130、儲存裝置140,以及處理器150,電子裝置10還可以包括未繪示於圖1的其他元件,像是揚聲器、麥克風、通訊模組等等,本發明對此不限制。However, in addition to the
圖2是依照本發明一實施例的智慧補光方法的流程圖。請參照圖1與圖2,本實施例的方式適用於上述實施例中的電子裝置10,以下即搭配電子裝置10中的各項元件說明本實施例的詳細步驟。FIG. 2 is a flow chart of a smart lighting method according to an embodiment of the present invention. Please refer to FIG. 1 and FIG. 2 , the method of this embodiment is applicable to the
於步驟S201,處理器150偵測使用者與顯示器110之間的一偵測距離。處理器150可使用各式測距技術來偵測使用者與顯示器110之間的偵測距離。於一實施例中,影像擷取裝置130可朝使用者擷取一臉部影像,處理器150可依據臉部影像中使用者臉部的尺寸來偵測使用者與顯示器110之間的偵測距離。In step S201 , the
於步驟S202,處理器150感測使用者所處環境的一環境亮度。於一實施中,處理器150可透過設置於電子裝置10上的亮度感測器(未繪示)來偵測使用者所處環境的環境亮度。於一實施例中,處理器150可依據影像擷取裝置130提供的曝光值等等光源相關參數來偵測環境亮度。In step S202, the
於步驟S203,處理器150偵測使用者的頭部姿態。於一實施例中,影像擷取裝置130可朝使用者擷取影像。處理器150可從影像中提取複數個人臉特徵,像是哈爾(Haar-like)特徵、方向梯度直方圖(Histogram of Oriented Gradient,HOG)特徵等等,以從擷取影像中偵測出臉部影像區塊。接著,處理器150可利用機器學習(machine learning)、深度學習(deep learning)或其他合適的演算法自臉部區塊檢測出用以標記臉部輪廓、五官形狀與五官位置的多個臉部特徵點(facial landmarks)。接著,處理器150依據這些臉部特徵點的二維座標進行座標系統轉換而獲取立體座標系統下的三維座標。藉此,處理器150可依據這些臉部特徵點的三維座標來偵測使用者的頭部姿態。In step S203, the
於步驟S204,於利用影像擷取裝置130執行視訊應用程式的期間,處理器150依據偵測距離、環境亮度與頭部姿態控制照明設備120的照明亮度與照明方式。於此,設置於顯示器110旁的照明設備120用以照明使用者的臉部。詳細而言,於利用影像擷取裝置130執行視訊應用程式的期間,影像擷取裝置130持續朝使用者擷取影像,並將所擷取之使用者的自拍臉部影像透過網路傳送給他人觀看。舉例而言,視訊應用程式可包括遠端會議程式、直播軟體程式或通訊軟體程式等等。In step S204 , during the execution of the video application by the
舉例而言,圖3是依照本發明一實施例的電子裝置的示意圖。請參照圖3,當電子裝置10執行視訊應用程式時,設置於顯示器110上方的影像擷取裝置130朝使用者擷取影像。然而,本發明對於影像擷取裝置130的設置位置並不加以限制,其可是實際應用需求而定。影像擷取裝置130擷取的自拍影像Img_f可經由網路提供給他人觀看。於本實施範例中,照明設備120設置於顯示器110的下方與左右兩側。照明設備120包括位於顯示器110下側的發光元件B1~B3、位於顯示器110左側的發光元件L1~L5與位於顯示器110右側的發光元件R1~R5。發光元件B1~B3、發光元件L1~L5、發光元件R1~R5的發光亮度可各自獨立控制。透過控制發光元件B1~B3、發光元件L1~L5、發光元件R1~R5的發光亮度,處理器150可控制照明設備120的照明亮度與照明方式。於一實施例中,處理器150可控制位於不同位置的發光元件具備不同發光亮度,使照明設備120可以不同的照明方式朝使用者臉部的多個部位提供不同補光強度。For example, FIG. 3 is a schematic diagram of an electronic device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3 , when the
於一實施例中,處理器150可依據偵測距離、環境亮度與頭部姿態進行查表來控制照明設備120的照明亮度與照明方式。於一實施例中,處理器150可透過比較偵測距離與預設距離來控制照明設備120的照明亮度。於一實施例中,處理器150可透過比較環境亮度與預設環境亮度來控制照明設備120的照明亮度。於一實施例中,處理器150可依據使用者的頭部的三軸運動角來控制照明設備120的照明方式。由此可知,處理器150可依據使用者所處環境的環境因素、操作方式與頭部姿態來即時調整照明設備120的照明亮度與照明方式,以提供一種適合的補光方式。藉此,用於視訊應用程式的影像品質可大幅提昇,並讓影像中的使用者看起來氣色良好。In one embodiment, the
以下將列舉控制照明設備120之照明方式與照明亮度的實施例。圖4A與圖4B是依照本發明一實施例的智慧補光方法的流程圖。請參照圖1、圖4A與圖4B,本實施例的方式適用於上述實施例中的電子裝置10,以下即搭配電子裝置10中的各項元件說明本實施例的詳細步驟。此外,為了清楚說明本發明,圖5是依照本發明一實施例的智慧補光方法的情境示意圖。Examples of controlling the lighting mode and lighting brightness of the
於步驟S401,處理器150依據使用者操作設定預設距離、預設環境亮度以及照明設備120的預設基準亮度。於本實施例中,電子裝置10可執行一初始化程序,由使用者執行使用者操作來設定預設距離、預設環境亮度以及照明設備的預設基準亮度。更詳細而言,處理器150可提供一設定介面給使用者,讓使用者在相距於顯示器110一預設距離且環境光具備預設環境亮度的情況下設定照明設備120的預設基準亮度。使用者可手動控制照明設備120中各個發光元件的發光亮度來設定照明設備120的預設基準亮度。預設距離、預設環境亮度以及照明設備120的預設基準亮度可記錄於儲存裝置140中。In step S401 , the
於步驟S402,處理器150開始執行視訊應用程式。照明設備120的各發光元件一開始預設為具備預設基準亮度。於步驟S403,處理器150偵測使用者與顯示器之間的一偵測距離。於步驟S404,處理器150感測使用者所處環境的一環境亮度。In step S402, the
於步驟S405,處理器150比較偵測距離與預設距離。於步驟S406,反應於偵測距離大於預設距離,處理器150調升照明設備120的照明亮度。於圖5的實施範例中,處理器150可增加照明設備120中每一發光元件的發光亮度,亦即增加發光元件B1~B3、發光元件L1~L5、發光元件R1~R5的發光亮度。於步驟S407,反應於偵測距離小於預設距離,處理器150調降照明設備120的照明亮度。於圖5的實施範例中,處理器150可減少照明設備120中每一發光元件的發光亮度,亦即降低發光元件B1~B3、發光元件L1~L5、發光元件R1~R5的發光亮度。換言之,相較之下,當使用者距離顯示器110較遠時,照明設備120具有較高的照明亮度。當使用者距離顯示器110較近時,照明設備120具有較低的照明亮度。In step S405, the
於步驟S408,處理器150比較環境亮度與預設環境亮度。於步驟S409,反應於環境亮度大於預設環境亮度,處理器150調降照明設備120的照明亮度。於圖5的實施範例中,處理器150可減少照明設備120中每一發光元件的發光亮度,亦即降低發光元件B1~B3、發光元件L1~L5、發光元件R1~R5的發光亮度。於步驟S410,反應於環境亮度小於預設環境亮度,處理器150調升照明設備120的照明亮度。於圖5的實施範例中,處理器150可增加照明設備120中每一發光元件的發光亮度,亦即增加發光元件B1~B3、發光元件L1~L5、發光元件R1~R5的發光亮度。換言之,當使用者位於光源充足的環境時,照明設備120具有較低的照明亮度。當使用者位於光源不足的環境時,照明設備120具有較高的照明亮度。In step S408, the
於步驟S411,處理器150依據臉部影像分析頭部姿態的三軸運動角。於利用影像擷取裝置130執行視訊應用程式的期間,處理器150利用影像擷取裝置130朝使用者擷取臉部影像,以依據臉部影像分析頭部姿態的三軸運動角。頭部姿態的三軸運動角可包括頭部俯仰角(pitch)、頭部偏航角(yaw),以及頭部滾轉角(roll)。處理器150可依據影像中的臉部特徵點來估算頭部姿態的三軸運動角。In step S411 , the
於是,處理器150可依據頭部姿態的三軸運動角調升或調降照明設備120中部分發光元件的發光亮度。於一實施例中,處理器150可控制照明設備120中的一發光元件(即第一發光元件)的發光亮度相異於另一發光元件(即第二發光元件)的發光亮度。因此,依據使用者頭部於三軸上的旋轉量,處理器150可控制不同發光元件具備不同發光亮度,使照明設備120可以對應的照明方式朝臉部補光。Therefore, the
於步驟S412,處理器150判斷頭部俯仰角是否介於第一預設範圍。第一預設範圍可是實際應用而設置,本發明對此不限制。反應於頭部姿態的頭部俯仰角介於第一預設範圍,處理器150不調整照明設備120中位於顯示器110下側的發光元件(即第一發光元件)的發光亮度。於步驟S413,反應於頭部姿態的頭部俯仰角未介於第一預設範圍,處理器150調整照明設備120中位於顯示器110下側的發光元件(即第一發光元件)的發光亮度。於圖5的實施範例中,照明設備120可包括位於顯示器110下側的發光元件B1~B3,而處理器150調整照明設備120中的發光元件B2的發光亮度。更具體而言,當使用者抬頭時,處理器150可調降發光元件B2的發光亮度。當使用者低頭時,處理器150可調升發光元件B2的發光亮度。藉此,可使臉部五官區域相較於臉部外圍區域獲取更多光照,並使影像中使用者的臉部五官區域可更清楚顯示。In step S412, the
於步驟S414,處理器150判斷頭部偏航角是否介於第二預設範圍。第二預設範圍可是實際應用而設置,本發明對此不限制。反應於頭部姿態的頭部偏航角介於第二預設範圍,處理器150不調整位於顯示器110左側的至少一發光元件(即第二發光元件)的發光亮度與位於顯示器110右側的至少一發光元件(即第三發光元件)的發光亮度。於步驟S415,反應於頭部姿態的頭部偏航角未介於第二預設範圍,處理器150調升照明設備120中位於顯示器110左側的至少一發光元件(即第二發光元件)的發光亮度或位於顯示器110右側的至少一發光元件(即第三發光元件)的發光亮度。In step S414, the
於圖5的實施範例中,照明設備120可包括位於顯示器110左側的發光元件L1~L5以及位於顯示器110右側的發光元件R1~R5,而處理器150可依據頭部偏航角調整照明設備120中的發光元件L1~L5或發光元件R1~R5的發光亮度。更具體而言,當使用者的頭部右轉時,處理器150可調升位於顯示器110右側的發光元件R1~R5的發光亮度。當使用者的頭部左轉時,處理器150可調升位於顯示器110左側的發光元件L1~L5的發光亮度。藉此,可使臉部五官區域相較於臉部外圍區域獲取更多光照,並使影像中使用者的臉部五官區域可更清楚顯示。In the example shown in FIG. 5 , the
於步驟S416,處理器150判斷頭部姿態的頭部滾轉角是否介於第三預設範圍。第三預設範圍可是實際應用而設置,本發明對此不限制。反應於頭部姿態的頭部滾轉角介於第三預設範圍,處理器150不調整位於顯示器110左側的至少一發光元件(即第二發光元件)的發光亮度與位於顯示器110右側的至少一發光元件(即第三發光元件)的發光亮度。於步驟S417,反應於頭部姿態的頭部滾轉角未介於第三預設範圍,處理器150調降照明設備120中的至少一發光元件(即第二發光元件)的發光亮度與至少一發光元件(即第三發光元件)的發光亮度。In step S416, the
於圖5的實施範例中,處理器150可依據頭部滾轉角調整照明設備120中的發光元件L1、L2、L4、L5與發光元件R1、R2、R4、R5的發光亮度。更具體而言,當使用者的頭部右傾斜時,處理器150可調降位於顯示器110右側的發光元件R1、R2的發光亮度以及位於顯示器110左側的發光元件L4、L5的發光亮度。當使用者的頭部左傾斜時,處理器150可調降位於顯示器110右側的發光元件R4、R5的發光亮度以及位於顯示器110左側的發光元件L1、L2的發光亮度。藉此,可使臉部五官區域相較於臉部外圍區域獲取更多光照,並使影像中使用者的臉部五官區域可更清楚顯示。表1例如是發光元件B1~B3、發光元件L1~L5、發光元件R1~R5依據三軸運動角進行調整的一個範例。
表1
於步驟S418,處理器150判斷視訊應用程式是否結束執行。若否,回到步驟S403,以於視訊應用程式的執行期間持續依據使用者的操作環境與操作方式來調整照明設備120的照明方式與照明亮度。In step S418, the
綜上所述,於本發明實施例中,於使用視訊應用程式的期間,設置於顯示器旁的照明設備可依據使用者與電子裝置之間的實際距離、即時環境亮度與使用者的頭部姿態來即時調整照明設備的照明亮度與照明方式,以即時補足與調整照射於使用者臉部上的光源。藉此,用於視訊應用程式的臉部影像可具有良好的影像品質,讓其他觀看者可透過視訊應用程式的臉部影像看到氣色良好的使用者。To sum up, in the embodiment of the present invention, during the use of the video application, the lighting device installed next to the display can be based on the actual distance between the user and the electronic device, the real-time ambient brightness and the user's head posture To adjust the lighting brightness and lighting mode of the lighting equipment in real time, so as to supplement and adjust the light source irradiated on the user's face in real time. In this way, the facial image used in the video application program can have good image quality, so that other viewers can see the user with a good complexion through the facial image of the video application program.
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。Although the present invention has been disclosed above with the embodiments, it is not intended to limit the present invention. Anyone with ordinary knowledge in the technical field may make some changes and modifications without departing from the spirit and scope of the present invention. The scope of protection of the present invention should be defined by the scope of the appended patent application.
10:電子裝置 110:顯示器 120:照明設備 130:影像擷取裝置 140:儲存裝置 150:處理器 Img_f:自拍影像 B1~B3, L1~L5, R1~R5: 發光元件 S201~S204, S401~S418:步驟 10: Electronic device 110: Display 120: lighting equipment 130: image capture device 140: storage device 150: Processor Img_f: selfie image B1~B3, L1~L5, R1~R5: Light emitting elements S201~S204, S401~S418: steps
圖1是依照本發明一實施例的電子裝置的方塊圖。 圖2是依照本發明一實施例的智慧補光方法的流程圖。 圖3是依照本發明一實施例的電子裝置的示意圖。 圖4A與圖4B是依照本發明一實施例的智慧補光方法的流程圖。 圖5是依照本發明一實施例的智慧補光方法的情境示意圖。 FIG. 1 is a block diagram of an electronic device according to an embodiment of the invention. FIG. 2 is a flow chart of a smart lighting method according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram of an electronic device according to an embodiment of the invention. FIG. 4A and FIG. 4B are flow charts of a smart lighting method according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic diagram of a situation of a smart supplementary light method according to an embodiment of the present invention.
S201~S204:步驟S201~S204: steps
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