专利名称：影像互动装置、互动式影像操作系统及操作方法
技术领域：
本发明公开一种影像互动装置、互动式影像操作系统、及相关的互动式影像操作方法，尤指一种将数据向量编码于数字影像中来传输与该数字影像相关的资讯以进行远端影像互动装置间互动的影像互动装置、互动式影像操作系统、及相关的互动式影像操作方法。
背景技术：
请参阅图1，其为一种一般互动式游戏系统100的概略示意图，其中互动式游戏系统100包含一第一影像互动装置110与一第二影像互动装置120。在图I中，一使用者130 使用第一影像互动装置110与位于远端的一使用者140所使用的第二影像互动装置120来进行连线游戏，其中第一影像互动装置110与第二影像互动装置120间具有一网络150，用来在第一影像互动装置110与第二影像互动装置120间传递信息或影像，其中网络150可为内部网络或外部网络。第一影像互动装置110可通过一动作侦测器112来侦测使用者130的外型轮廓与动作，以对应产生并显示一数字影像114。第二影像互动装置120亦可通过一动作侦测器 122来侦测使用者140，以对应产生一数字影像116，并将数字影像116通过网络150传输至第一影像互动装置110，以使第一影像互动装置110可同时显示数字影像116 ;同理，第二影像互动装置140亦可同时显示数字影像114与116。在第一影像互动装置110与第二影像互动装置120之间可另外传输使用者130对数字影像114下达的操作指令或使用者140对数字影像116下达的操作指令以进行互动游戏。然而，在进行上述互动游戏的途中，由于需要通过网络150来传输大量的数字影像与操作指令，以使得第一影像互动装置110与第二影像互动装置120可以同步进行该互动游戏，因此会带来可观的数据传输量。若网络150无法负担如此的数据传输量时，第一影像互动装置110与第二影像互动装置120之间进行的互动游戏将会产生延迟而无法同步， 并进而影响互动游戏的进行与品质。
发明内容
本发明公开了一种影像互动装置、一种互动式影像操作系统、以及一种相关的互动式影像操作方法，用来有效降低远端影像互动装置间的数据传输量，并据此克服现有技术中远端影像互动装置间因数据传输量过大以至互动游戏产生延迟而无法同步进行的问题。本发明所公开的该影像互动装置包含一影像撷取装置、一影像处理模块、及一影像传输器。该影像撷取装置用来撷取一物体的一数字影像。该影像处理模块用来根据该数字影像中所包含该物体的物理特征资讯来产生一数据向量(Data vector)，并将该数据向量编码于该数字影像，以产生一数字编码影像。该影像传输器用来输出该数字编码影像至一网络，以使该网络所连接的一装置可根据该数字编码影像中包含的该数据向量来显示该数字影像。本发明公开的互动式影像操作系统包含一第一影像互动装置与一第二影像互动装置。该第一影像互动装置包含一影像撷取装置、一第一影像处理模块、及一影像传输器。 该影像撷取装置用来撷取一物体的一数字影像。该第一影像处理模块用来根据该数字影像中所包含该物体的物理特征资讯来产生一数据向量，并将该数据向量编码于该数字影像， 以产生一数字编码影像。该影像传输器用来输出该数字编码影像。该第二影像互动装置包含一接收器、一第二影像处理模块、及一显示装置。该接收器用来由该第一影像互动装置接收该数字编码影像。该第二影像处理模块用来对该数字编码影像进行解码，以还原出该数据向量及该数字影像。该显示装置用来根据该数据向量所包含该物体的物理特征资讯，显示该数字影像。本发明所公开的互动式影像操作方法包含一第一影像互动装置根据一物体的一数字影像中所包含该物体的物理特征资讯来产生一数据向量。该第一影像互动装置将该数据向量编码于该数字影像，以产生一数字编码影像。一第二影像互动装置对该数字编码影像进行解码，以还原出该数据向量及该数字影像。该第二影像互动装置根据该数据向量所包含该物体的物理特征资讯，显示该数字影像。本发明的有益效果在于，通过本发明公开的内容，当影像互动装置之间需要传输大量的资讯或信息时，可将这些资讯或信息编码至数字影像中，以减少影像互动装置之间的数据传输量，并进而降低影像互动装置之间的传输延迟，以达成影像互动装置之间的即时互动操作。
图I为一种一般互动式游戏系统的概略不意图2为根据本发明的一实施例所公开的互动式影像操作系统的概略示意图3为图2所示的互动式影像操作系统的功能方块示意图4为根据本发明的一实施例所示用于图2与图3所示的互动式影像操作系统的互动式影像操作方法的流程图。
其中，附图标记
100互动式游戏系统110、210第一影像互动装置
112、122动作侦测器114、116数字影像
120,220第二影像互动装置130、140使用者
150网络200互动式影像操作系统
212、222影像撷取装置214、224影像处理模块
215、225输入/输出端口216,226显示装置
218、228影像传输器219、229接收器
402、404、406、408 步骤
具体实施例方式
请参阅图2，其为根据本发明的一实施例所公开的互动式影像操作系统200的概略示意图。在图2中，使用者130使用第一影像互动装置210与位于远端的使用者140所使用的第二影像互动装置220来进行连线游戏，其中第一影像互动装置210与第二影像互动装置220之间同样具有一网络150，其中网络150可为内部网络或外部网络。图2所示的互动式影像操作系统200与图I所示的互动式游戏系统100不同的地方主要在于，第一影像互动装置210与第二影像互动装置220之间传递的是将信息的数据向量编码于数字影像中所产生的数字编码影像。请参阅图3，其为图2所示的互动式影像操作系统200的功能方块示意图，用来详细说明互动式影像操作系统200所包含的元件及详细运作方式。如图3所示，第一影像互动装置210包含一影像撷取装置212、一影像处理模块214、一输入/输出端口 215、一显示装置216、一影像传输器218、及一接收器219，而第二影像互动装置220包含一影像撷取装置222、一影像处理模块224、一输入/输出端口 225、一显不装置226、一影像传输器228、及一接收器229，其中第一影像互动装置210与第二影像互动装置220各自包含的元件与各元件间的连接关系及运作方式基本上相同。接下来有关于图3的叙述，主要公开了以第一影像互动装置210产生了一第一数字编码影像并传输至第二影像互动装置220，以使第二影像互动装置220得以在显示装置226上同时显示该第一数字编码影像解码所还原的一第一数字影像以及第二影像互动装置220本身所产生的一第二数字影像，并用来显示该第一数字影像与该第二数字影像的各种互动功能等细节。然而，请注意，实质上第二影像互动装置 220亦可产生一第二数字编码影像并传输至第一影像互动装置210，以使显示装置216同时显示该第二数字影像及该第一数字影像与该第一数字影像与该第二数字影像的各种互动功能，只是为了简化叙述而并未将此部份细节图示于图3。当第一影像互动装置210与第二影像互动装置220进行互动操作，例如一互动网络游戏时，影像撷取装置212会先行撷取与使用者130相关的该第一数字影像，并传输至影像处理模块214。影像处理模块214会分析该第一数字影像中与使用者130相关的物理特征资讯，以产生一数据向量，影像处理模块214会将该数据向量直接编码于该第一数字影像，以产生一第一数字编码影像并传输至影像传输器218，其中影像处理模块214可以由软件、硬件、或软件及硬件的组合来实现。影像传输器218会再把该第一数字编码影像通过网络150转传至第二影像互动装置220。当第二影像互动装置220通过接收器229接收到该第一数字编码影像后，接收器 229会再将该第一数字编码影像转传至影像处理模块224。影像处理模块224用来对该第一数字编码影像进行解码，以还原出原先被编码于该第一数字编码影像的数据向量以及该第一数字影像，并将该第一数字影像及该数据向量中包含的资讯传送至显示装置226，其中影像处理模块224可以由软件、硬件、或软件及硬件的组合来实现；除此以外，影像撷取装置222也会撷取与使用者140相关的该第二数字影像，并将所撷取到的该第二数字影像经过影像处理模块224的处理而传送至显示装置226。最后，显示装置226会根据该数据向量中所包含使用者130的物理特征资讯来显示该第一数字影像，并同时显示通过影像撷取装置222与影像处理模块224所接收到的该第二数字影像，以使该第一数字影像与该第二数字影像可以彼此互动的方式显示于显示装置226 ;同理，显示装置216亦可同时以该第一数字影像与该第二数字影像彼此互动的方式来显示该第一数字影像与该第二数字影像，如此一来，使用者130与使用者140便可通过互动式影像操作系统200所包含的第一影像互动装置210与第二影像互动装置220来进行互动。
在本发明的部分实施例中，影像处理模块214可包含动作侦测模块(Motion detector)、物体侦测模块(Object detector)、或物体追踪模块(Object tracker)等可分析物体影像的装置，影像处理模块214通过分析该第一数字影像得到的使用者130相关物理特征资讯可包含与使用者130相关的移动量(例如手部、脚部或身体的移动距离、移动速度或移动方向)、使用者130在该第一数字影像中的深度图(Depth map)、使用者130的骨架轮廓(Skeleton outline)、及/或使用者130为了对该第一数字影像进行操作所使用的手势等，以作为互动游戏的游戏控制之用。在本发明的部分实施例中，影像撷取装置212与222可使用二维摄影机、三维摄影机、网络摄影机(IP Camera)等可拍摄物体影像的装置来实施。如此一来，在考虑上述使用者相关物理特征资讯的实施例时，该第一数字影像可为使用者130的真人数字可动影像， 该第二数字影像亦可为使用者140的真人数字可动影像。在本发明的部分实施例中，编码于该第一编码数字影像的该数据向量可另外包含用来设定该第一数字影像的显示方式的外部指令及/或影像参数，其中使用者130可通过第一影像互动装置210上安装的输入/输出端口 215连接于使用者130可操作的键盘、鼠标、遥控器、或其他控制器等方式，对第一影像互动装置210输入该外部指令与该影像参数。该外部指令可为使用者130欲对该第一影像所下达的一部分操作指令，以使显示装置226可对应该操作指令更新该第一影像的显示方式；例如当该第一影像代表一虚拟人物时，该第一影像可被使用者130命令更换一特定服装，且显示装置226可对应该操作指令来显示该第一影像更换该特定服装。该影像参数可包含该第一影像的亮度、色阶等设定参数。 影像处理模块224可根据该外部指令及/或该影像参数来更新显示装置226对该第一数字影像的显示方式。在本发明的部分实施例中，影像处理模块214将该数据向量编码于该第一数字影像的方式可包含将该数据向量隐藏在该第一数字影像的一特定位置，以该数据向量取代该特定位置的影像数据，并加上标头(Header)标示隐藏位置。举例来说，可将数据向量隐藏于第一数字影像序列的前端、后端、影像高频区域、影像低比特区域或以上位置的组合等任何形式的数据隐藏方式。由于被取代的影像数据位于较不易被使用者观察到的位置，因此并不会影响使用者观看第一数字影像品质。但本发明不限于将数据向量隐藏于第一数字影像序列的前端、后端、影像高频区域、影像低比特区域，在其他实施例中，亦可在其他不容易被使用者察觉的位置隐藏数据向量。在本发明的各实施例中，使用者130与使用者140亦可替换为人类以外的物体，例如可产生动作的机器人等。通过本发明于图2与图3所公开的互动式影像操作系统200，当第一影像互动装置210与第二影像互动装置220之间传输的是编码有数据向量的数字编码影像，而非现有技术中的数字影像外加信息时，则只会带来与数字影像相同的数据传输量，而不会有信息带来的额外传输量。如此一来，可大幅降低影像互动装置间进行连线互动操作时因数据传输量过大所引起的延迟，解决了现有技术中的问题。请参阅图4，其为根据本发明的一实施例所示，用于图2与图3所示的互动式影像操作系统200的互动式影像操作方法的流程图。如图4所示，该互动式影像操作方法包含步骤如下
步骤402 :第一影像互动装置210根据使用者130的一第一数字影像中所包含该物体的物理特征资讯来产生一数据向量。步骤404 :第一影像互动装置210将该数据向量编码于该第一数字影像，以产生一第一数字编码影像。步骤406 :第二影像互动装置220对该第一数字编码影像进行解码，以还原出该数据向量及该第一数字影像；及步骤408 :第二影像互动装置220根据该数据向量所包含使用者130的物理特征资讯，显示该第一数字影像。请注意，将图4中所示的步骤增加前述的各种限制条件所衍生的实施例，或是图4 中步骤的合理排列组合所衍生的实施例，皆仍应视为本发明的实施例。本发明公开了一种影像互动装置、应用该影像互动装置的互动式影像操作系统， 以及该互动式影像操作系统所使用的互动式影像操作方法。通过本发明公开的内容，当影像互动装置之间需要传输大量的资讯或信息时，可将这些资讯或信息编码至数字影像中， 以减少影像互动装置之间的数据传输量，并进而降低影像互动装置之间的传输延迟，以达成影像互动装置之间的即时互动操作。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种影像互动装置，其特征在于，包含一影像撷取装置，用来撷取一物体的一数字影像；一影像处理模块，用来根据该数字影像中所包含该物体的物理特征资讯来产生一数据向量，并将该数据向量编码于该数字影像，以产生一数字编码影像 '及一影像传输器，用来输出该数字编码影像至一网络，以使该网络所连接的一装置可根据该数字编码影像中包含的该数据向量来显示该数字影像。
2.根据权利要求I所述的影像互动装置，其特征在于，其中该物体的物理特征资讯包含该物体的一移动距离、移动速度、移动方向、一深度图、一骨架轮廓、及/或一手势。
3.根据权利要求I所述的影像互动装置，其特征在于，其中该影像处理模块将该数据向量编码于该数字影像，以产生该数字编码影像的方式包含将该数据向量取代该数字影像的一特定位置的影像数据，并加上标头以标示该特定位置。
4.根据权利要求3所述的影像互动装置，其特征在于，其中该特定位置包含该数字影像的前端、后端、影像高频区域、影像低比特区域或以上位置的组合。
5.根据权利要求I所述的影像互动装置，其特征在于，其中该影像撷取装置为一二维摄影机、一三维摄影机、或一网络摄影机。
6.根据权利要求I所述的影像互动装置，其特征在于，另包含一显示装置，用来显示该数字影像。
7.根据权利要求I所述的影像互动装置，其中该数据向量另包含用来设定该数字影像的显示方式的一外部指令及/或一影像参数。
8.—种互动式影像操作系统，其特征在于，包含一第一影像互动装置，包含一影像撷取装置、一第一影像处理模块以及一影像传输器；该影像撷取装置，用来撷取一物体的一数字影像；该第一影像处理模块，用来根据该数字影像中所包含该物体的物理特征资讯来产生一数据向量，并将该数据向量编码于该数字影像，以产生一数字编码影像 '及该影像传输器，用来输出该数字编码影像；一第二影像互动装置，包含一接收器、一第二影像处理模块以及一显示装置；该接收器，用来由该第一影像互动装置接收该数字编码影像；该第二影像处理模块，用来对该数字编码影像进行解码，以还原出该数据向量及该数字影像 '及该显示装置，用来根据该数据向量所包含该物体的物理特征资讯，显示该数字影像。
9.根据权利要求8所述的互动式影像操作系统，其特征在于，其中该物体的物理特征资讯包含该物体的一移动距离、移动速度、移动方向、一深度图、一骨架轮廓、及/或一手势。
10.根据权利要求8所述的互动式影像操作系统，其特征在于，其中该第一影像处理模块将该数据向量编码于该数字影像，以产生该数字编码影像的方式包含将该数据向量取代该数字影像的一特定位置的影像数据，并加上标头以标示该特定位置。
11.根据权利要求10所述的互动式影像操作系统，其特征在于，其中该特定位置包含该数字影像的前端、后端、影像高频区域、影像低比特区域或以上位置的组合。
12.根据权利要求8所述的互动式影像操作系统，其特征在于，其中该影像撷取装置为一二维摄影机、一三维摄影机、或一网络摄影机。
13.根据权利要求8所述的互动式影像操作系统，其特征在于，其中该数据向量另包含用来设定该数字影像的显示方式的一外部指令及/或一影像参数，且该显示装置根据该外部指令或该影像参数来更新该数字影像的显示方式。
14.一种互动式影像操作方法，其特征在于，包含一第一影像互动装置根据一物体的一数字影像中所包含该物体的物理特征资讯来产生一数据向量；该第一影像互动装置将该数据向量编码于该数字影像，以产生一数字编码影像； 一第二影像互动装置对该数字编码影像进行解码，以还原出该数据向量及该数字影像；及该第二影像互动装置根据该数据向量所包含该物体的物理特征资讯，显示该数字影像。
15.根据权利要求14所述的互动式影像操作方法，其特征在于，另包含该第一影像互动装置撷取该数字影像。
16.根据权利要求14所述的互动式影像操作方法，其特征在于，另包含该第一影像互动装置将该数字编码影像输出至该第二影像互动装置。
17.根据权利要求14所述的互动式影像操作方法，其特征在于，其中该物体的物理特征资讯包含该物体的一移动距离、移动速度、移动方向、一深度图、一骨架轮廓、及/或一手势。
18.根据权利要求14所述的互动式影像操作方法，其特征在于，另包含该第二影像互动装置根据用来操作该数字影像的一外部指令或一影像参数，设定该数字影像的显示方式。
19.根据权利要求14所述的互动式影像操作方法，其特征在于，其中该第一影像互动装置将该数据向量编码于该数字影像，以产生该数字编码影像包含该第一影像互动装置将该数据向量取代该数字影像的一特定位置的影像数据，并加上标头以标示该特定位置，以产生该数字编码影像。
20.根据权利要求19所述的互动式影像操作方法，其特征在于，其中该特定位置包含该数字影像的前端、后端、影像高频区域、影像低比特区域或以上位置的组合。
全文摘要
本发明公开一种影像互动装置、互动式影像操作系统及操作方法。在影像互动装置之间需要传输大量的资讯或信息前，将这些资讯或信息以数据向量的形式编码至数字影像中，并产生对应的数字编码影像。当影像互动装置之间进行数字编码影像的传输时，即可在不额外增加数据传输量的前提下同时传输这些资讯或信息，以降低影像互动装置之间的传输延迟，达成影像互动装置之间的即时互动操作。
文档编号G06F19/00GK102609087SQ20111046133
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年4月19日
发明者何明哲, 吴炳松, 简元章 申请人:钰创科技股份有限公司