遥控装置及交互系统的省电方法

遥控装置及交互系统的省电方法
【专利摘要】一种遥控装置，包括图像传感器、读取电路及处理单元。该图像传感器依次获取包括至少一参考光源图像的第一图像及第二图像。该读取电路用以从该图像传感器读取该第一图像的第一图像数据及该第二图像的第二图像数据。该处理单元用以根据该第一图像数据计算该至少一参考光源图像的图像特征，并根据该图像特征控制该读取电路仅读取该第二图像中的关注范围的该第二图像数据。本发明还提供一种交互系统的省电方法。
【专利说明】遥控装置及交互系统的省电方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种交互系统，特别是关于一种仅读取一感测阵列的部分像素数据以进行物件追踪的遥控装置及交互系统的省电方法。
【背景技术】
[0002]已知游戏遥控装置，如中华台湾发明专利第1267754号的“摄影机的指标定位装置”，其可应用于一光枪游戏，该指标定位装置是再摄影指标装置中设置有控制电路，其分别连接有摄影机、计算单元以及通信界面。该通信界面连接于主机，该摄影机前方设置有滤镜，并于屏幕上设置有可供摄影机拍摄的多个发光元件。当使用者使用该摄影指标装置进行主机所执行的程序时，当该摄影机会拍摄显示屏，因摄影机具有滤镜，故会将发光元件所发出的光谱以外的光源滤除，所以摄影机所拍摄的画面只会出现发光元件的光源。再将此画面交由计算单元计算出摄影机瞄准点的坐标值并传送至主机，使主机可利用此坐标值进行相关的控制。
[0003]然而在实际使用上，为了提升遥控装置的操控便利性，遥控装置系利用无线通讯与主机间进行数据传输，并使用电池模块供应遥控装置整体所需的电能。由于遥控装置包括数个耗能元件，必须尽量降低各元件的耗能以延长电池模块的寿命。通常为了提升计算单元计算瞄准点坐标的精准度，摄影机较佳地使用较高的图像获取频率获取图像，但是高图像获取率相对会增加计算单元的计算负载，进而增加遥控装置的整体消耗电能，并降低电池模块的使用寿命。
[0004]中华台湾发明专利公开第200912700号公开一种“位移侦测装置及其省电方法”。该位移侦测装置应是鼠标，包括光源及图像获取单元，其中图像获取单元会连续获取光源投射于一表面所形成的图像。位移侦测装置会计算出前述连续图像中参考物件的位置差以得到运动向量(motion vector),当运动向量值在一预定时间内均小于一阈值,则位移侦测装置被确认系处于闲置状态而非操作状态。若位移侦测装置处在闲置状态，会降低光源的发光频率，如此能降低电能消耗。类似地，中华台湾发明专利公开第200943131号公开一种“位移侦测装置及其省电方法”，其会根据光源连续两次发光期间中该位移侦测装置的位移量，以调整光源的发光周期，并盼能降低电能消耗。
[0005]不同于前述两公开专利说明书的标的为鼠标，中华台湾发明专利第1338241号公开一种“交互图像系统、交互装置及其运作方法”，可通过即时地调变交互装置中图像模块的取样频率，以节省交互装置整体的消耗电能。无论降低图像模块的取样频率，或降低光源的发光频率，这些先前技术仍是获取完整画面(frame)并处理该完整画面的数据，因此仍无法有效降低电能消耗。
[0006]与本案可能相关的专利可参阅美国专利或公开专利US7，839，388;US7, 738，013;US 7, 738, 013;US 7, 619, 669;US 20070024587 等。
[0007]有鉴于此，本发明另提出一种遥控装置及交互系统的省电方法，其可根据参考光源图像的图像特征仅选择读取一感测阵列的部分像素数据，藉以节省图像感测装置的整体耗能。

【发明内容】

[0008]本发明的一目的在提供一种不需读取图像传感器的感测阵列的全部像素数据即可进行交互式操作的遥控装置及交互系统的省电方法。
[0009]本发明另一目的在提供一种遥控装置及交互系统的省电方法，其可根据一目前图像中至少一参考光源图像的一图像特征估测下一张图像的一关注范围(range ofinterest)，并且通过仅读取感测阵列中该关注范围的像素数据来降低耗能。
[0010]本发明提供一种遥控装置，包括图像传感器、读取电路及处理单元。该图像传感器依次获取包括至少一参考光源图像的第一图像及第二图像。该读取电路从该图像传感器读取该第一图像的第一图像数据及该第二图像的第二图像数据。该处理单元用以根据该第一图像数据计算该至少一参考光源图像的一图像特征并根据该图像特征控制该读取电路仅读取该第二图像中一关注范围的该第二图像数据，其中该关注范围小于该第二图像。
[0011]一实施例中，该图像特征包括该参考光源图像的图像位置以及图像尺寸、图像亮度及动作向量至少其中之一。
[0012]一实施例中，该处理单元根据该至少一参考光源图像的一图像位置确定该第一图像中第一关注范围，并相对该第一关注范围根据该参考光源图像的一动作向量估测该第二图像中第二关注范围或根据一扩展参数估测该第二图像中第二关注范围；其中，该动作向量及该扩展参数为一预设值或根据该第二图像前多张图像所计算而得。
[0013]一实施例中，该图像传感器在获取该第一图像前另获取包括该至少一参考光源图像的一前处理图像，该读取电路读取该前处理图像的部分列图像数据；该处理单元可根据该前处理图像的该部分列图像数据中该至少一参考光源图像确定第一关注范围，并控制该读取电路仅读取该第一图像中该第一关注范围的该第一图像数据以计算该图像特征；其中，该部分列图像数据为该前处理图像的奇数列或偶数列的图像数据。
[0014]一实施例中，该处理单元控制该读取电路另读取该第二图像中该关注范围以外的部分列的该第二图像数据，以进行除错判断。
[0015]本发明另提供一种交互系统的省电方法，包括下列步骤:利用图像传感器依次获取包括至少一参考光源图像的一前处理图像及第一图像；利用读取电路读取该前处理图像的部分列图像数据；利用处理单元根据该前处理图像的该部分列图像数据中该至少一参考光源图像确定第一关注范围；利用该读取电路仅读取该第一图像中该第一关注范围的第一图像数据；以及利用该处理单元根据该第一图像数据计算该至少一参考光源图像的一图像特征。
[0016]一实施例中，该交互系统的省电方法另包括下列步骤:利用该图像传感器另获取包括该至少一参考光源图像的第二图像；以及利用该处理单元根据该图像特征控制该读取电路仅读取该第二图像中第二关注范围的第二图像数据，且该第二关注范围小于该第二图像。
[0017]本发明还提供一种交互系统的省电方法，包括下列步骤:利用图像传感器依次获取包括至少一参考光源图像的第一图像及第二图像；利用读取电路读取该第一图像的全部图像数据；利用处理单元根据该第一图像的该全部图像数据计算该至少一参考光源图像的一图像特征；以及利用该处理单元根据该图像特征控制该读取电路仅读取该第二图像中一关注范围的一图像数据，且该关注范围小于该第二图像。
[0018]本发明实施例的遥控装置及交互系统的省电方法中，由于该读取电路仅需读取感测阵列的部分图像数据，因此可有效节省可编程增益放大器(PGA)、模拟数字转换器(ADC)及处理单元等像素数据处理元件的耗能。此外，由于读取图像数据的时间相对地减少，更可相对地提升取样频率(frame rate)以增加系统反应速度。 【专利附图】

【附图说明】
[0019]图1是本发明一实施例的交互图像系统的示意图；
[0020]图2A-2D是本发明交互控制装置获取包括多个参考点图像的图像；
[0021]图3是本发明闲置状态确认的运作方法的流程图；
[0022]图4A是本发明实施例的交互系统的示意图；
[0023]图4B是本发明实施例的交互系统的遥控装置的方块示意图；
[0024]图5是本发明第一实施例的交互系统的运作示意图；
[0025]图6是本发明第二实施例的交互系统的运作示意图；
[0026]图7是本发明第一实施例的交互系统的省电方法的流程图；
[0027]图8是本发明第二实施例的交互系统的省电方法的流程图。
[0028]附图标记说明
[0029]10交互图像系统13光源
[0030]11交互控制装置131参考点
[0031]111无线模块14图像显示器
[0032]112控制电路21-23参考点图像
[0033]113图像传感器20a_20d图像
[0034]12主机241-245像素区域
[0035]121无线模块31-36步骤
[0036]122处理器
[0037]4遥控装置41图像传感器
[0038]410前处理图像411第一图像
[0039]412第二图像42读取电路
[0040]43处理单元5图像装置
[0041]51参考光源151、151’参考光源图像
[0042]ROI1第一关注范围ROI2第二关注范围
[0043]MV动作向量dp扩张参数
[0044]S61-S66 步骤S71-S79 步骤
[0045]R1-R8 像素列。
【具体实施方式】
[0046]为了让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显，下文将配合附图，作详细说明如下。在本发明的说明中，相同的构件系以相同的符号表示，于此合先叙明。[0047]本发明适用于游戏主机的交互游戏程序的执行、显视器上网页的遥控浏览及其他遥控影音系统(例如:智慧电视；smart TV)的操作，但因游戏主机为目前最常见，故以下以游戏主机为例来加以说明。
[0048]参照图1所示，图1公开本发明一实施例的交互图像系统的示意图。交互图像系统10包括交互控制装置11、主机12、光源13及图像显示器14。主机12的实施例可为游戏主机、电脑系统主机或交互图像播放器，可以执行交互游戏程序，以产生交互图像而显示在该图像显示器14上供使用者操控。主机12包括无线模块121及处理器122，藉由无线模块121和交互控制装置11中无线模块111间双向传输数据(RFl及RF2)，处理器122可以根据所述数据以进行交互游戏。该主机12也可以有线或无线方式与该图像显示器14连接，或直接将该主机12设置于该图像显示器14内。
[0049]该图像显示器14的屏幕上显示光标，其实施例包括，但不限于，光枪的弹着点及图像的点选箭头等。交互控制装置11包括该无线模块111、控制电路112及图像传感器113，其中图像传感器113可获取光源13中多个参考点131的图像，而控制电路112根据参考点131的图像确定交互控制装置11的位置、移动方向及移动量，也就是前述光标的定位及位移。
[0050]光源13的参考点131的实施例可为，但不限于，数个红外光发光二极管或特定波长的发光单元所排列组成的各种形状的参考点，其可电性连接至主机12或该图像显示器14，也可以独立的电源自行供应发光时所需的电能。该光源13也可整合于该显示器14或该主机12之中。此外，参考点131的数目并不限定于图示中6个，也可以是一个或多个。交互控制装置11获取所述参考点131的图像，以判定该交互控制装置11与该参考点的相对位置和/或角度变化，以相对控制光标于图像显示器14上的位置及移动。交互控制装置11用以操控该主机12所执行的游戏程序或电脑软件。当该主机12所执行者为游戏软件时，该交互装置11例如可当作(但不限于)光枪、撞球杆、高尔夫球杆、网球拍、球棒、羽球拍及乒乓球拍等以操控游戏的进行。当主机12所执行者为电脑软件时，该交互控制装置11例如可当作一指标(光标)定位装置以操控该电脑软件的进行。
[0051]图2A-2D是本发明交互控制装置获取包括多个参考点图像的图像。图2A-2D中图像20a-20d是多个参考点成像于图像传感器113内的图像。图2A为在闲置状态所获取完整图像，而参考点图像为参考点(亮点)所成像区域。本图中参考点图像21-23仅为例示,不限于一个单元的像素，又图中一单元也可代表多个像素。此外，图像20a-20d是交互控制装置11在闲置状态下获取的图像，然由操作状态切换至闲置状态的确定机制可以采任何先前技术所公开的方法，例如:前述利用运动向量判断进入闲置状态等方法均属本发明的保护范围。
[0052]图2A中图像20a有三个参考点图像21_23，图中以白色区域代表该三个参考点图像21-23，其他疏点阵列区域为图像传感器113扫描未发现参考点图像的像素单元，此图像20a系图像传感器113完整扫描各像素单元而得。
[0053]图2B中图像20b系图像传感器113以图像20a中该三个参考点图像所对应的像素格(pixel cell)扫描而得，其他像素格是被关闭以有效降低电能消耗，图中以密点阵列区域代表未被开启扫描的像素单元。也就是，交互控制装置11的控制电路112会开启图像传感器113中对应图像20a中该三个参考点图像21-23的像素格，而仅以所述像素格进行扫描。图中参考点图像21及23仍在原位置被扫描而得，但参考点图像22并无法在原被扫描区域被扫描得到，则控制电路112会将交互控制装置11由闲置状态切换至操作状态。
[0054]为要确认图像20b中至少一参考点图像不存在于图像20a中原位置,而将交互控制装置11切换至操作状态，控制电路112会比较阈值与图像20b中对应图像20a中该三个参考点图像21-23的像素的亮度资讯，例如:图像20b中对应图像20a中参考点图像22的像素单元的亮度值或亮度平均值低于一预定阈值，则可判断该参考点图像22或亮点已离开图像20a中原位置。反之，若该像素单元的亮度高于一预定阈值，则可假定该参考点图像22仍在图像20a中原位置，若参考点图像21及23也在他们原本的位置，则可假定交互控制装置11依旧处于闲置状态。当确认交互控制装置11还处在闲置状态，控制电路112可以进一步将图像传感器113的取样频率降低，或降低光源13的发光频率，以节省电能消耗。可根据系统需求而确定在一亮点消失即切换至操作状态，或只要有一亮点持续存在即保持在闲置状态，进一步也可设定为须有至少N个亮点存在才能保持在闲置状态。
[0055]一实施例中，所述阈值可包括单一个或多个，例如该图像20b的所有像素均可与同一个阈值相比较；或者，每个一像素均与不同的阈值相比较，此时所述阈值例如可为进入闲置状态前一张图像中相对各像素本身灰阶值的一比例或偏移(offset)。
[0056]图2B是仅扫描图像20a中三个参考点图像的像素格，然可能会因干扰或桌面细微晃动而误认交互控制装置11离开闲置状态。故可以图像20a中三个参考点图像的像素格为基准，而向四周扩大再选择多个像素格为扫描范围，如图2A中有三个像素区域241-243作为扫描范围，或称为关注区，也就是其他区域的像素格于下一画面扫描时会被关闭。本发明中像素区域可以是前述扩大的扫描范围，或是原本参考点图像所在的像素范围。第2C图即是下一画面扫描所得到的图像20c，像素区域242-243中参考点图像22-23均未改变其位置，但像素区域241中参考点图像21的位置有改变。因参考点图像21仍位于像素区域241中，因此控制电路112可判断交互控制装置11未离开闲置状态。或是若侦测到像素区域241有至少一亮点存在，就可判断交互控制装置11未离开闲置状态。所谓亮点存在或判断，即像素的亮度值大于一预定阈值，则可认定该像素为亮点所在。
[0057]参见图2D，图像20d中像素区域244及245是根据图像20a中三个参考点图像21-23的所在位置选取整列像素格为扫描范围。在其他实施例，也可以选择整栏像素格为扫描范围，前述各实施例的扫描范围可设定为参考图像21?23所对应相同大小、扩大或缩小的像素格。
[0058]前述实施例系以简图例示，此段落系采实际的例子作进一步的说明。图像传感器的像素格大小为128X96，若第一图像中有两个参考点图像，且各参考点图像大小约为30-50个像素。将两个像素区域设为50个像素格，因此图像传感器仅需要开启0.81%的像素格即可，其计算如下:(50X2)/ (128X96) =0.00813。同样，交互控制装置11中信号及图像处理等电路模块可以同比例减少处理像素数目，因此能进一步减少电能消耗。
[0059]图3是本发明交互图像系统的运作方法的流程图。参见步骤31，在闲置状态下，交互控制装置会开启图像传感器的全部像素格以获取一第一图像。根据第一图像中至少一参考点图像的位置选取至少一像素区域，又像素区域可以是包括参考点图像的对应像素格的相同范围或扩大范围，如步骤32所示。根据步骤33所示，图像传感器扫描像素区域内的像素格以得到一第二图像。如步骤34所示，比较一阈值Th与该第二图像中该像素区域内至少一个像素的亮度资讯，例如:亮度值或亮度平均值，以确认该交互控制装置是否仍处于该闲置状态。如步骤35所示，当确认交互控制装置还处在闲置状态，可以进一步将图像传感器的取样频率降低，或降低光源的发光频率，以节省电能消耗。若取样频率或发光频率已经降至最低频率值，就不需要再调降，而直接跳回步骤33。反之，若该像素的亮度值低于阈值Th，则可判断该参考点图像不在第一图像中原位置，则要求交互控制装置进入操作状态，如步骤36所示。
[0060]参照图4A及4B所示，图4A是本发明实施例的交互系统的示意图；图4B是本发明实施例的交互系统的遥控装置的方块示意图。本发明实施例的交互系统包括遥控装置4、图像装置5以及至少一参考光源(例如此处显示两参考光源51);其中，该参考光源51可结合于该图像装置5上或由独立的电源供电而与该图像装置5彼此分离，并无特定限制。该参考光源51较佳发出不可见光或以一预设发光模式发光以与环境光区别；该参考光源51例如可为发光二极管、激光二极管或其他主被动光源，并无特定限制。其他实施例中，该参考光源51可显示于该图像装置5的图像中。必须说明的是，该参考光源51的数目系根据追踪该参考光源51所使用的演算法而定，并不限定为特定数目。
[0061]该图像装置5例如可为智慧型电视、游戏机屏幕、投影机屏幕、电脑屏幕等用以显示图像的装置。本实施例中，该遥控装置4系用以获取包括该至少一参考光源51的图像并根据所获取的图像中该至少一参考光源图像的图像变化(例如位置变化和/或角度变化)与该图像装置5进行交互，例如控制该图像装置5所执行的应用程序、所显示的图像或光标等；其中，一遥控器与一显示装置进行交互的功能已为已知，故于此不再赘述。本发明主要在于减少该遥控装置4运作时的耗能。
[0062]该遥控装置4包括图像传感器41、读取电路42及处理单元43 ;其中，该图像传感器41以固定或可调整的一取样频率获取图像，该读取电路42从该图像传感器41读取所获取图像的全部或部分图像数据并传送至该处理单元43，该处理单元43对该图像数据进行后处理并控制该读取电路42 (例如发送一控制信号)选择从该图像传感器41读取图像数据的区域，该处理单元43另可根据该图像数据与该图像装置5进行交互。
[0063]参照图4B及5所示，接着说明本发明第一实施例的交互系统的运作方式。
[0064]该图像传感器41较佳地为一主动阵列图像传感器(active image sensor),例如CMOS图像传感器，其包括一感测阵列(例如此处显示为8X8的感测阵列)并以一取样频率获取图像。例如图5中该图像传感器41依次获取分别包括至少一参考光源图像151及151’的一第一图像411及一第二图像412。本实施例中，该第一图像411及该第二图像412表示该图像传感器41的感测阵列实际感测的图像数据，也就是该第一图像411及该第二图像412为该感测阵列各像素数据(即灰阶值)所形成者。该读取电路42从该图像传感器41读取该第一图像411的一第一图像数据及该第二图像412的一第二图像数据；本实施例中，该第一图像数据为该第一图像411的全部像素数据，该第二图像数据为该第二图像412的部分像素数据。换句话说，本实施例中，该读取电路42可选择读取该图像传感器41所获取图像的部分像素数据。一种实施例中，由于该参考光源图像I51及151’的像素灰阶值会大于背景灰阶值(即参考光源图像151及151’以外的像素区域)，因此本实施例中可分别将第一图像411及该第二图像412中像素灰阶值大于一阈值的像素区域判定为该参考光源图像I51及151’，而且该阈值可根据不同的应用确定；其中，从图像中辨识参考光源图像的方式已为已知，故于此不再赘述。
[0065]该处理单元43可为一数字信号处理器(DSP)，用以根据该第一图像数据计算该至少一参考光源图像I51的一图像特征，例如包括该参考光源图像I51的图像位置以及图像尺寸、图像亮度及动作向量(motion vector)至少其中之一。该处理单元43并根据该图像特征确定该感测阵列的一关注范围ROI (range of interest),以控制该读取电路42仅读取该第二图像412中该关注范围ROI的该第二图像数据；其中，为了节省该遥控装置4在运作时的耗能，例如包括该读取电路42、可编程增益放大器(PGA)、模拟数字转换器(ADC)及该处理单元43的耗能，该关注范围ROI小于该第二图像412。例如，假设该感测阵列的尺寸为128 X 96，该参考光源图像I51的尺寸为50，在考虑两个参考光源51的实施例中，该关注范围ROI为该感测阵列0.81%，故可大幅降低所读取以及后处理的图像数据量。
[0066]此外，由于该感测阵列的多个像素系以阵列排列，该关注范围ROI2例如可为一矩形像素区域(例如图5)或多个列像素区域(例如图6的像素列R2-R4或像素列R2-R8X其他实施例中，该关注范围ROI的形状较佳为根据该参考光源51的形状所确定的一预设形状像素区域，并不限定为图5及6所公开的。必须说明的是，图5中该第二图像412中以疏点填满的区域表示不被读取的像素区域。
[0067]一种实施例中，该处理单元43根据该至少一参考光源图像I51的一图像尺寸及一图像位置确定该第一图像411中一第一关注范围ROI1,并相对该第一关注范围ROI1根据该参考光源图像I51的一动作向量MV (例如右上图所示参考光源图像I51至151’的一方向向量)估测该第二图像412中一第二关注范围ROI2 ;其中，该像素位置例如可为该参考光源图像I51的一重心或中心位置，该图像尺寸例如可为图像中像素灰阶值大于阈值的像素数目，根据不同的实施方式，所述关注范围ROIp ROI2可选择大于或等于所述参考光源图像151、I51'的一图像尺寸。本实施例中，该动作向量MV可为一预设值或该处理单元43根据该第二图像412前多张图像(可包括或不包括该第一图像411)所计算而得；例如，可根据交互系统的操作参数(例如包括该参考光源51的一尺寸及该遥控装置4的一操作距离)预先设定该动作向量MV的该预设值，或根据该第二图像412前多个图像间的关系(例如相关性)来求得；其中，该动作向量MV例如包括移动方向以及移动量的资讯。
[0068]另一实施例中，该处理单元43根据该至少一参考光源图像I51的一图像尺寸及一图像位置确定该第一图像411中一第一关注范围ROI1,并根据一扩展参数dp (右下图)估测该第二图像412中一第二关注范围ROI2 ;其中，该扩展参数dp可为一预设值或该处理单元43根据该第二图像412前多张图像所计算而得，例如将该第二图像412前多个图像(可包括或不包括该第一图像411)所求得的动作向量MV作为该扩展参数dp，或根据交互系统的操作参数预先设定该扩展参数dp (例如此处该扩展参数dp为向外扩展两个像素)。此夕卜，上述两实施例中该图像尺寸也可能事前根据交互系统的操作参数(例如该参考光源51的一尺寸及该遥控装置4的一操作距离)设定，因此该处理单元43仅根据该至少一参考光源图像I51的一图像位置即可确定该第一图像411中一第一关注范围ROIiq
[0069]参照图4B及6所示，接着说明本发明第二实施例的交互系统的运作方式。本实施例用以在该图像传感器41未获取到该至少一参考光源图像I51时，节省该遥控装置4的耗倉泛。
[0070]本实施例中，该图像传感器41于获取该第一图像411前另获取包括至少一参考光源图像I51的一前处理图像(pretreatment image)410,也就是该前处理图像410并非用以计算该参考光源51的图像变化而仅用以判定参考光源图像是否被获取以及其图像位置。该读取电路42读取该前处理图像410的部分列图像数据；其中，该部分列图像数据例如为该前处理图像410的奇数列或偶数列的图像数据，但并不以此为限。其他实施例中，也可每次读取多个列图像数据后略过至少一列像素不进行读取。换句话说，当该处理单元43判断该图像传感器41未获取到该至少一参考光源图像I51时，则控制该读取电路42仅读取该图像传感器41的感测阵列的部分列图像数据以作为该前处理图像410 ;当该处理单元43判断该图像传感器41已获取到该至少一参考光源图像I51时，该处理单元43则根据该前处理图像410的该部分列图像数据中该至少一参考光源图像I51确定一第一关注范围ROI1,并控制该读取电路42仅读取该第一图像411中该第一关注范围ROI1的该第一图像数据；该处理单元43则根据该第一关注范围ROI1的该第一图像数据计算该至少一参考光源图像I51的一图像特征，并根据该图像特征控制该读取电路42仅读取该第二图像412中一第二关注范围ROI2的该第二图像数据；其中，根据该图像特征控制该读取电路42仅读取该第二图像412中一第二关注范围ROI2的该第二图像数据的方式类似于第一实施例，故于此不再赘述。第二实施例与第一实施例的差异在于，该读取电路42先读取该前处理图像410的部分列图像数据以确定一第一关注范围ROI1，并仅读取该第一图像411中该第一关注范围ROI1的图像数据而非该第一关注范围ROI1的全部图像数据；其中，该第一关注范围ROI1的尺寸例如可根据交互系统的操作参数(例如该参考光源51的一尺寸及该遥控装置4的一操作距离)预先设定。必须说明的是，第6图中该前处理图像410、该第一图像411及该第二图像412中以疏点填满的区域表示不被读取的像素区域。此外，其他实施例中可以基于像素行(pixelcolumn)进行同样的操作。
[0071]此外，由于该处理单元43可能会误判该参考光源图像I51，本发明第一及第二实施例中，该处理单元43可控制该读取电路42另读取该第二图像412中该第二关注范围ROI2以外的部分列的该第二图像数据，以确认该第二图像412中是否存在其他参考光源图像未包括于该第二关注范围ROI2内。此外，由于该读取电路42仅需读取该图像传感器41的感测阵列的部分像素区域，因此另可提高取样频率以相对提高系统反应速度。此外，为简化图示，图5及6中仅显示一个参考光源图像151。可以了解的是，图中所示关于一个参考光源图像的运作方式可延伸至多个参考光源图像的运作。
[0072]参照图7所示，其是本发明第一实施例的交互系统的省电方法的流程图，包括下列步骤:获取包括至少一参考光源图像的一第一图像(步骤S61);读取该第一图像的全部图像数据(步骤S62);根据该第一图像的该全部图像数据计算该至少一参考光源图像的图像特征(步骤S63);获取包括该至少一参考光源图像的一第二图像(步骤S64);根据该图像特征仅读取该第二图像中一关注范围的图像数据(步骤S65);以及更新该第二关注范围为该第一关注范围并更新该第二图像数据为该第一图像数据(步骤S66),接着回到步骤S63。
[0073]同时参照图4A、4B、5及7所示，接着说明本发明第一实施例的交互系统的省电方法的实施方式。
[0074]步骤S61:该图像传感器41先获取包括至少一参考光源图像I51的一第一图像411。
[0075]步骤S62:该读取电路42依次读取该第一图像411的全部图像数据。
[0076]步骤S63:该处理单元43根据该第一图像411的该全部图像数据计算该至少一参考光源图像I51的图像特征；如前所述，该图像特征包括该参考光源图像的图像位置以及图像尺寸、图像亮度及动作向量至少其中之一。
[0077]步骤S64:接着，该图像传感器41获取包括该至少一参考光源图像(例如151’)的一第二图像412。
[0078]步骤S 65:该处理单元43根据该图像特征确定该感测阵列的一关注范围R0I，以控制该读取电路42仅读取该第二图像412中该关注范围ROI的一图像数据而不读取该关注范围ROI以外的图像数据。一实施例中，该处理单元43可根据该至少一参考光源图像I51的一图像位置确定该第一图像411中一第一关注范围ROI1,并相对该第一关注范围ROI1根据该参考光源图像I51的一动作向量MV估测该第二图像412中一第二关注范围ROI2 (如图5右上图)；另一实施例中，该处理单元43可根据该参考光源图像I51的一图像位置确定该第一图像411中一第一关注范围ROI1,并相对该第一关注范围ROI1根据一扩展参数pd估测该第二图像412中一第二关注范围ROI2(如图5右下图)。如前所述，该动作向量MV及该扩展参数Pd可为一预设值或该处理单元43根据该第二图像412前多张图像所计算而得。由于本实施例的目的在节省耗能，因此该第二关注范围ROI2小于该第二图像412。其他实施例中，如果使用一预设扩展参数且已知交互系统的操作参数，也可不需先于该第一图像411中确定该第一关注区ROI1，仅需知道该第一图像411中该参考光源图像I51的一图像位置，即可直接根据该预设扩展参数设定该第二关注区roi2。
[0079]步骤S66:最后，该处理单元43更新该第二关注范围ROI2为该第一关注范围ROI1并更新该第二图像数据为该第一图像数据。然后，回到步骤S63。
[0080]回到步骤S63后，该处理单元43根据更新后的该第一图像数据计算该至少一参考光源图像I51的一更新后图像特征(即步骤S63);更新该第二图像为一张新获取的图像(即步骤S64),即该图像传感器41重新获取一张图像作为更新后的该第二图像412;以及该处理单元43根据该更新后图像特征控制该读取电路42仅读取更新后的该第二图像412中一第二关注范围ROI2的一第二图像数据(即步骤S65)。
[0081]该处理单元43可根据该第一图像411及该第二关注区ROI2间的相关性追踪参考光源图像并根据追踪结果与该图像装置5进行交互，并循环执行步骤S63-S66以持续追踪参考光源图像的动作。例如可以一取样频率循环执行步骤S63-S6615
[0082]本实施例中，为了避免误控制的情形发生，该处理单元43每隔一预设时间控制该读取电路42另读取该第二图像412中该第二关注范围ROI2以外的部分列的该图像数据，以确认是否存在未被读取的参考光源图像；其中，该预设时间可根据所需的精确度及不同应用而确定。
[0083]参照图8所示，图8是本发明第二实施例的交互系统的省电方法的流程图，包括下列步骤:获取包括至少一参考光源图像的一前处理图像(步骤S71);读取该前处理图像的部分列图像数据(步骤S72);根据该前处理图像的该部分列图像数据中该至少一参考光源图像确定一第一关注范围(步骤S73);获取包括该至少一参考光源图像的一第一图像(步骤S74)；仅读取该第一图像中该第一关注范围的一第一图像数据(步骤S75);根据该第一图像数据计算该至少一参考光源图像的一图像特征(步骤S76);获取包括该至少一参考光源图像的一第二图像(步骤S77);根据该图像特征仅读取该第二图像中一第二关注范围的一第二图像数据(步骤S78);以及更新该第二关注范围为该第一关注范围并更新该第二图像数据为该第一图像数据(步骤S79)，接着，回到步骤s76。由于本实施例的目的在节省耗能，该第二关注范围系小于该第二图像。
[0084]同时参照图4A、4B、6及8所示，接着说明本发明第二实施例的交互系统的省电方法的实施方式。
[0085]步骤S71:该图像传感器41获取一前处理图像410。如前所述，该前处理图像410是用以确认参考光源图像是否已进入图像传感器41的视野内。
[0086]步骤S72:为了节省耗能，该读取电路42仅读取该前处理图像410的部分列图像数据；其中，所述部分列图像数据为该前处理图像410的奇数列或偶数列的图像数据，但并不以此为限，也可以为每次获取至少两列以上的图像数据后略过获取至少一列以上的图像数据，只要是获取该前处理图像410的部分列图像数据即可，并无特定限制。例如图6的中间上图中，该读取电路42仅读取空白像素列而不读取填入疏点的像素列。当该图像传感器41未获取到该参考光源51的参考光源图像I51时，则回到步骤S71，当已获取到该参考光源51的参考光源图像I51时，则进入步骤S73。
[0087]步骤S73:该处理单元43根据该前处理图像410的该部分列图像数据中该至少一参考光源图像I51确定该感测阵列的一第一关注范围ROI1，例如该处理单元43根据该至少一参考光源图像I51的一图像位置确定该第一关注范围ROI1的位置，而该第一关注范围ROI1的尺寸则可根据交互系统的操作参数，例如该参考光源51的尺寸和/或该遥控装置4的操作距离而确定。
[0088]步骤S74:接着，该图像传感器41获取包括该至少一参考光源图像I51的一第一图像 411。
[0089]步骤S75:当该第一关注范围ROI1已确定，该处理单元43控制该读取电路42仅读取该第一图像411中该第一关注范围ROIJ^—第一图像数据而不读取该第一关注范围ROI1以外的图像数据，藉以降低耗能。如前所述，本实施例中另可同时提高取样频率以增加系统反应速度。
[0090]步骤S76:该处理单元43则可根据该第一图像数据计算该至少一参考光源图像I51的图像特征；如前所述，该图像特征可包括该参考光源图像I51的图像位置以及图像尺寸、图像亮度及动作向量至少其中之一。
[0091]步骤S77:接着，该图像传感器41获取包括该至少一参考光源图像(例如151’)的一第二图像412。
[0092] 步骤S78:该处理单元43根据该图像特征确定该感测阵列的一第二关注范围ROI2,并控制该读取电路42仅读取该第二图像412中该第二关注范围ROI2的一第二图像数据而不读取该第二关注范围ROI2以外的图像数据；其中，其实施方式相同于第一实施例的步骤S65，故于此不再赘述。
[0093]步骤S79:最后，该处理单元43更新该第二关注范围ROI2为该第一关注范围ROI1,并更新该第二图像数据为该第一图像数据。接着，回到步骤S76。
[0094]回到步骤S76后，该处理单元43根据更新后的该第一图像数据计算该至少一参考光源图像I51的一更新后图像特征(即步骤S76);更新该第二图像为一张新获取的图像(即步骤S77),即该图像传感器41重新获取一张图像作为更新后的该第二图像412;以及该处理单元43根据该更新后图像特征控制该读取电路42仅读取更新后的该第二图像412中一第二关注范围ROI2的一第二图像数据(即步骤S78)。
[0095]该处理单元43可根据该第一关注区ROI1及该第二关注区ROI2间的相关性追踪参考光源图像并根据追踪结果与该图像装置5进行交互，并循环执行步骤S76-步骤S79以持续追踪参考光源图像的动作。例如可以一取样频率循环执行步骤S76-S7915
[0096]同理，除了循环执行步骤S76-步骤S79外，为了避免误控制，交互系统可被设定成每隔一预设时间从步骤S78回到步骤S71重新执行本发明第二实施例的省电方法，以避免关注区ROI以外存在其他参考光源图像，也就是即使该参考光源图像已被获取，该前处理图像410仍可每隔一预设时间被获取一次，以增加操作精确度。此外，所述处理单元43每隔一预设时间可控制该读取电路42另读取更新后的该第二图像412中该第二关注范围ROI2以外的部分列的该第二图像数据，其目的同样系用以增加操作精确度。本实施例中，该预设时间可根据系统精确度以及系统参数等不同应用来设定。
[0097]综上所述，已知交互系统的省电方式尚具有无法充分节省系统耗能的问题。因此，本发明另提出一种交互系统(图4A)、遥控装置(图4B)及其省电方法(图7至8)，其可通过仅读取一感测阵列的部分图像数据来进行后处理，以有效节省系统耗能。此外，在图像传感器未获取到参考光源图像时，也可通过仅读取部分列图像数据来进一步降低系统耗能。
[0098]虽然本发明已以前述实施例公开，然其并非用以限定本发明，任何本发明所属【技术领域】中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改。因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
【权利要求】
1.一种遥控装置，该遥控装置包括: 图像传感器，依次获取包括至少一参考光源图像的第一图像及第二图像； 读取电路，用以从所述图像传感器读取所述第一图像的第一图像数据及所述第二图像的第二图像数据；以及 处理单元，用以根据所述第一图像数据计算所述至少一参考光源图像的图像特征，并根据所述图像特征控制所述读取电路仅读取所述第二图像中的关注范围的所述第二图像数据，其中所述关注范围小于所述第二图像。
2.根据权利要求1所述的遥控装置，其中所述图像特征包括所述参考光源图像的图像位置以及图像尺寸、图像亮度及动作向量中的至少一者。
3.根据权利要求1所述的遥控装置，其中所述关注范围为预设形状像素区域或多个列像素区域。
4.根据权利要求1所述的遥控装置，其中所述处理单元根据所述至少一参考光源图像的图像位置确定所述第一图像中的第一关注范围，并相对所述第一关注范围根据所述参考光源图像的动作向量估测所述第二图像中的第二关注范围或根据扩展参数估测所述第二图像中的第二关注范围。
5.根据权利要求4所述的遥控装置，其中所述动作向量及所述扩展参数为一预设值或所述处理单元根据所述第二图像之前多张图像计算得到的。
6.根据权利要求1所述的遥控装置，其中所述图像传感器在获取所述第一图像之前还获取包括所述至少一参考光源图像的前处理图像，所述读取电路读取所述前处理图像的部分列图像数据。
7.根据权利要求6所述的遥控装置，其中所述处理单元根据所述前处理图像的所述部分列图像数据中的所述至少一参考光源图像确定第一关注范围，并控制所述读取电路仅读取所述第一图像中的所述第一关注范围的所述第一图像数据以计算所述图像特征。
8.根据权利要求6所述的遥控装置，其中所述部分列图像数据为所述前处理图像的奇数列或偶数列的图像数据。
9.根据权利要求1所述的遥控装置，其中所述处理单元控制所述读取电路还读取所述第二图像中的所述关注范围以外的部分列的所述第二图像数据。
10.根据权利要求1所述的遥控装置，其中所述关注范围大于等于所述参考光源图像的图像尺寸。
11.根据权利要求1所述的遥控装置，其中所述至少一参考光源固定于图像装置上。
12.—种交互系统的省电方法，该方法包括下列步骤: 利用图像传感器依次获取包括至少一参考光源图像的前处理图像及第一图像； 利用读取电路读取所述前处理图像的部分列图像数据； 利用处理单元根据所述前处理图像的所述部分列图像数据中的所述至少一参考光源图像确定第一关注范围； 利用所述读取电路仅读取所述第一图像中的所述第一关注范围的第一图像数据；以及 利用所述处理单元根据所述第一图像数据计算所述至少一参考光源图像的图像特征。
13.根据权利要求12所述的省电方法，其中所述部分列图像数据为所述前处理图像的奇数列或偶数列的图像数据。
14.根据权利要求12所述的省电方法，其中所述处理单元根据所述至少一参考光源图像的图像位置确定所述第一关注范围。
15.根据权利要求12所述的省电方法，该方法还包括下列步骤: 利用所述图像传感器还获取包括所述至少一参考光源图像的第二图像；以及 利用所述处理单元根据所述图像特征控制所述读取电路仅读取所述第二图像中的第二关注范围的第二图像数据，且所述第二关注范围小于所述第二图像。
16.根据权利要求15所述的省电方法，该方法还包括: 更新所述第二关注范围为所述第一关注范围并更新所述第二图像数据为所述第一图像数据； 利用所述处理单元根据更新后的所述第一图像数据计算所述至少一参考光源图像的更新后图像特征； 更新所述第二图像为一新获取的图像；以及 利用所述处理单元根据所述更新后图像特征控制所述读取电路仅读取更新后的所述第二图像中的第二关注范围的第二图像数据。
17.根据权利要求16所述的省电方法，其中所述前处理图像每隔一预设时间被获取。
18.根据权利要求16所述的省电方法，该方法还包括: 利用所述处理单元每隔一预设时间控制所述读取电路还读取更新后的所述第二图像中的所述第二关注范围以外的部分列的所述第二图像数据。
19.一种交互系统的省电方法，该省电方法包括下列步骤: 利用图像传感器依次获取包括至少一参考光源图像的第一图像及第二图像； 利用读取电路读取所述第一图像的全部图像数据； 利用处理单元根据所述第一图像的所述全部图像数据计算所述至少一参考光源图像的图像特征；以及 利用所述处理单元根据所述图像特征控制所述读取电路仅读取所述第二图像中的关注范围的图像数据，且所述关注范围小于所述第二图像。
20.根据权利要求19所述的省电方法，该方法还包括: 利用所述处理单元控制所述读取电路还读取所述第二图像中所述关注范围以外的部分列的所述图像数据。
21.根据权利要求19所述的省电方法，其中所述处理单元根据所述至少一参考光源图像的图像位置确定所述第一图像中的第一关注范围，并相对所述第一关注范围根据所述参考光源图像的动作向量估测所述第二图像中的第二关注范围或根据扩展参数估测所述第二图像中 的第二关注范围。
22.根据权利要求21所述的省电方法，其中所述动作向量及所述扩展参数为一预设值或所述处理单元根据所述第二图像之前多张图像计算得到的。
【文档编号】A63F13/213GK103566587SQ201210280075
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年8月8日 优先权日:2012年8月8日
【发明者】高铭璨, 梁家钧 申请人:原相科技股份有限公司