光源感測裝置及其光源感測方法
【專利摘要】一種光源感測裝置及其光源感測方法。光源感測裝置包括光感測器、桿體、馬達以及控制器。其中，光感測器用以感測光源所發(fā)出的照明亮度。桿體設(shè)置于光感測器周圍的環(huán)形軌道上。當(dāng)光源照射于桿體時，形成陰影于光感測器的感測面上。馬達驅(qū)動桿體以移動速率沿著環(huán)形軌道移動?？刂破黢罱又榴R達與光感測器，控制器控制光感測器在取樣時間內(nèi)以取樣頻率進行取樣，以獲取多個亮度值。控制器對上述亮度值進行運算處理，以獲得關(guān)于光源的照射方位角。
【專利說明】光源感測裝置及其光源感測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光源感測裝置，特別是涉及一種用于檢測有關(guān)光源的位置信息的光源感測裝置及其光源感測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)今信息時代中，人類對于電子裝置的依賴性與日俱增，例如是具照相功能的便攜式電子裝置已漸成主流，且已成為現(xiàn)代人生活中不可或缺的工具。近年來，各種影像擷取裝置(例如傳統(tǒng)相機、數(shù)字相機、具有影像擷取功能的移動電話等)的使用已越來越廣泛。
[0003]一般攝影是由自動曝光(Auto Exposure, AE)功能來執(zhí)行曝光運算,讓整體影像達到理想的亮度。當(dāng)光線不足或曝光時間達安全快門以下時，使用者所拍攝的影像因為亮度太暗導(dǎo)致無法識別。因此，為提升影像擷取裝置的拍攝功能，影像擷取裝置中常常需配設(shè)一閃光燈模塊(Flashlight module),以利用閃光燈模塊的補光效果來彌補環(huán)境光線不足的情形，進而獲得較清晰的圖像。
[0004]然而，當(dāng)使用者于逆光的情形下進行拍攝時，即使環(huán)境光線充足，但由于所拍攝的物體或人物背對光線，也會導(dǎo)致于所拍攝的物體不清或所拍攝的物體或人物呈現(xiàn)較黑暗的狀況發(fā)生。此時，為了拍攝出令人滿意的影像，就需要開啟閃光燈模塊對所拍攝的物進行補光。但影像擷取裝置并無法判斷出光源所造成的高反差效應(yīng)以及光源的所在位置，因此使用者需以手動的方式開啟閃光燈模塊，且也沒辦法特別針對暗部細(xì)節(jié)進行補光。基于上述，若有一裝置可以輔助影像擷取裝置判斷出光線的來源，就可以讓使用者據(jù)以拍攝出更佳的影像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種光源感測裝置及其光源感測方法，可依據(jù)光感測器所感測的照明亮度來計算出光源的照射方位角，以取得光源的位置信息與亮度信息。
[0006]本發(fā)明提出一種光源感測裝置，其包括光感測器、桿體、馬達以及控制器。其中，光感測器用以感測光源所發(fā)出的照明亮度。桿體設(shè)置于光感測器周圍的環(huán)形軌道上。當(dāng)光源照射于桿體時，形成陰影于光感測器的感測面上。馬達電性連接桿體，并驅(qū)動桿體以移動速率沿著環(huán)形軌道移動?？刂破黢罱又榴R達與光感測器，控制器控制光感測器在取樣時間內(nèi)以取樣頻率進行取樣，以獲取多個亮度值?？刂破鲗ι鲜隽炼戎颠M行運算處理，以獲得關(guān)于光源的照射方位角。
[0007]在本發(fā)明的一實施例中，上述的光源感測裝置中，控制器量化亮度值，以獲得多個亮度感測值，并自亮度感測值中取得最小亮度感測值，且控制器判斷最小亮度感測值所對應(yīng)的取樣位置L是否位于一合理取樣區(qū)間，若是，控制器依據(jù)取樣位置L來計算光源的照射方位角。
[0008]在本發(fā)明的一實施例中，上述的光源感測裝置中，控制器還自亮度感測值中取得最小亮度感測值，控制器并計算最大亮度感測值與最小亮度感測值之差，以作為反差值。[0009]在本發(fā)明的一實施例中，上述的光源感測裝置中，控制器計算每相鄰兩個亮度感測值之間的區(qū)間差值，并且控制器自各區(qū)間差值中選取最大差值及最小差值，同時取得對應(yīng)該最大差值的取樣位置M與對應(yīng)最小差值的取樣位置N。控制器判斷最大差值的絕對值與該最小差值的絕對值是否小于反差值，若否，控制器控制光感測器以取樣頻率重新進行取樣。
[0010]在本發(fā)明的一實施例中，上述的光源感測裝置中，控制器比較該取樣位置M、該取樣位置N與該取樣位置L的大小關(guān)系，據(jù)以判斷該取樣位置L是否位于該合理取樣區(qū)間。
[0011]在本發(fā)明的一實施例中，上述的該光源感測裝置還耦接影像擷取裝置，其中控制器判斷反差值是否大于臨界值，若反差值大于臨界值，控制器啟動影像擷取裝置的補光單元，且依據(jù)光源的照射方位角對應(yīng)調(diào)整補光單元的補光方向。
[0012]在本發(fā)明的一實施例中，上述的控制器先對亮度值進行希爾伯轉(zhuǎn)換(Hilberttransform)以去除雜訊。
[0013]本發(fā)明提出一種光源感測方法，適用于具有光感測器的光源感測裝置。光感測器感測光源所發(fā)出的照明亮度，此光源感測方法包括下列步驟。首先，驅(qū)動桿體在光感測器周圍的環(huán)形軌道上移動，且當(dāng)光源照射于該桿體時，形成陰影于光感測器的感測面上。接著，由光感測器在取樣時間內(nèi)以取樣頻率對所感測的照明亮度進行取樣，以獲取多個亮度值。然后，對亮度值進行運算處理，以獲得關(guān)于光源的照射方位角。
[0014]基于上述，本發(fā)明所提供的光源感測裝置及其光源感測方法藉由馬達來驅(qū)動桿體在光感測器周圍的環(huán)形軌道上移動，同時由光感測器以取樣頻率對所感測的照明亮度進行取樣，并計算處理多個照明亮度取樣值來獲得關(guān)于光源的照射方位角。據(jù)此，僅需要利用簡易的檢測裝置，便可取得光源的相關(guān)位置信息，進而得知光線的來源。
[0015]為使本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并結(jié)合附圖詳細(xì)說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1A是依照本發(fā)明實施例所繪示的光源感測裝置的應(yīng)用情境側(cè)視示意圖。
[0017]圖1B是依照本發(fā)明實施例所繪示的光源感測裝置的應(yīng)用情境上視示意圖。
[0018]圖2A是依照本發(fā)明實施例所繪示的光源感測裝置判斷光源的照射方位角的示意圖。
[0019]圖2B是依照本發(fā)明實施例所繪示的光源感測裝置判斷光源的照射方位角的示意圖。
[0020]圖3是依照本發(fā)明一實施例所繪示的光源感測裝置的方塊圖。
[0021]圖4是依照本發(fā)明一實施例所繪示的光源感測方法的流程圖。
[0022]圖5是根據(jù)本發(fā)明范例實施例所繪示圖4中步驟S453的詳細(xì)流程圖。
[0023]圖6A?6C是依照本發(fā)明實施例所繪示的亮度感測值構(gòu)成的亮度曲線圖。
[0024]圖7為依照本發(fā)明一實施例所繪示的光源感測裝置與影像擷取裝置的方塊圖。
[0025]圖8A是依照本發(fā)明另一實施例所繪示一種光源的照射方位角的簡單示意圖。
[0026]圖SB是依照本發(fā)明另一實施例所繪示一種光源的照射方位角的簡單示意圖。
[0027]附圖符號說明[0028]10,30:光源感測裝置
[0029]110:光感測器
[0030]111:感測面
[0031]120:桿體
[0032]130:馬達
[0033]140:環(huán)形軌道
[0034]112a、112b:陰影區(qū)塊
[0035]310:控制器
[0036]320:光感測器
[0037]330:桿體
[0038]340:馬達
[0039]70:影像擷取裝置
[0040]710:補光單元
[0041]S410?S454:—實施例的光源感測方法的各步驟
[0042]S510?S563:—實施例的光源感測方法的各步驟
[0043]max:最大亮度值
[0044]min:最小亮度值
[0045]M、N、L、:取樣位置
[0046]dl、d2:亮度差值
[0047]d1:反差值
【具體實施方式】
[0048]當(dāng)太陽斜射時，會在任何的桿體旁產(chǎn)生陰影，此時可以依據(jù)陰影的位置判斷出太陽從哪個方位照射桿體。本發(fā)明即依此特性，在光感測器旁設(shè)置一桿體，并驅(qū)動桿體環(huán)繞移動于光感測器四周，藉此利用桿體于光感測器上產(chǎn)生的陰影來得知太陽光源的所在位置方位。為了使本發(fā)明的內(nèi)容更為明了，以下列舉實施例作為本發(fā)明確實能夠據(jù)以實施的范例。
[0049]圖1A是依照本發(fā)明實施例所繪示的光源感測裝置的應(yīng)用情境側(cè)視示意圖。圖1B是依照本發(fā)明實施例所繪示的光源感測裝置的應(yīng)用情境上視示意圖。請參照圖1A與圖1B，本實施例的光源檢測裝置10包括光感測器110、桿體120、馬達130以及環(huán)形軌道140。另夕卜，光源檢測裝置10還包括控制器(未繪示于圖1A與圖1B)，控制器耦接至馬達130與光感測器110，用以控制光感測器110與馬達130。當(dāng)馬達130受到控制器的控制而啟動時，馬達130會驅(qū)動桿體120，使桿體120以一移動速率沿著環(huán)形軌道140開始旋轉(zhuǎn)。假設(shè)光源照射方向不變且桿體120沿著環(huán)形軌道140移動，則光源照射桿體120所產(chǎn)生在光感測面111上的陰影位置也會隨之改變。如此一來，光感測器110所感測到的照明亮度就會因為陰影位置改變而有所不同。依據(jù)光感測器110所感測到的照明亮度進行取樣并做運算處理后，便可得知光源的照射方位角。
[0050]圖2A與圖2B是依照本發(fā)明實施例所繪示的光源感測裝置判斷光源的照射方位角的示意圖。請參照圖2A與圖2B，當(dāng)光源的照射方位角為O度，且桿體120位于方位角O度的位置時，桿體120會產(chǎn)生陰影區(qū)塊112a，此時陰影區(qū)塊112a與感測面111重迭的面積是最大的。也就是說，光源照射在感測面111上的光線已大部分被桿體120所遮蔽，所以光感測器110所感測的照明亮度會最小。當(dāng)桿體120開始移動至其他方位角時，光感測器110所感測的照明亮度就會開始改變。舉例來說，如圖2B所示，當(dāng)桿體120開始移動至方位角45度的位置時，桿體120會產(chǎn)生陰影區(qū)塊112b，而陰影區(qū)塊112b與感測面111重迭的面積會小于陰影區(qū)塊112a與感測面111重迭的面積，此時光感測器110所感測的照明亮度就會大于桿體120位于方位角O度所感測的照明亮度。
[0051]由此可知，當(dāng)桿體120所在的方位角位置與光源的照射方位角相同時，光感測器110所感測的照明亮度會最小。基此，便可藉由光感測器110所感測的照明亮度來判出光源的照射方位角。另外需要注意的是，上述實施例中的方位角設(shè)定不限于上述說明，上述實施例僅為示范性實施例，可依據(jù)實際的需求而假設(shè)方位角的數(shù)值，本發(fā)明對此不限制。
[0052]圖3是依照本發(fā)明一實施例所繪示的光源感測裝置的方塊圖。請參照圖3，本實施例的光源感測裝置30包括光感測器320、桿體330、馬達340以及控制器310。光感測器320是一種可以感測周遭環(huán)境光線變化的元件，用以感測光源所發(fā)出的照明亮度。桿體330設(shè)置于光感測器320周圍的環(huán)形軌道(未繪示于圖3)上，其中當(dāng)光源照射于桿體330時，會形成陰影于光感測器320上。
[0053]馬達340提供動力給桿體330，驅(qū)動桿體330以移動速率沿著環(huán)形軌道移動?？刂破?10耦接至馬達340與光感測器320，控制器310例如是中央處理器、芯片組、微處理器、嵌入式控制器等具有運算功能的設(shè)備，在此不限制?？刂破?10用來控制光感測器320在取樣時間內(nèi)以取樣頻率進行取樣，以獲取多個亮度值。且控制器310還對亮度值進行運算處理，以獲得關(guān)于光源的照射方位角。
[0054]然而，控制器310對于亮度值的運算處理可針對于實際的需求有多種實施方式。以下所列舉的實施例將進一步說明如何利用亮度值來判斷出光源的照射方位角。
[0055]圖4是依照本發(fā)明一實施例所繪示的光源感測方法的流程圖。本實施例的方法適用于圖3的光源感測裝置30，以下即結(jié)合光源感測裝置30中的各構(gòu)件說明本實施例光源感測方法的詳細(xì)步驟。
[0056]首先，在步驟S410中，馬達340驅(qū)動桿體330在光感測器320周圍的環(huán)形軌道上移動，其中當(dāng)光源照射于桿體330時，形成陰影于光感測器320的感測面111上。接著，在步驟S430中，由光感測器320在取樣時間內(nèi)以取樣頻率對所感測的照明亮度進行取樣，以獲取多個亮度值。然后，在步驟S450中，控制器310對亮度值進行運算處理，以獲得關(guān)于光源的照射方位角。
[0057]詳言之，當(dāng)控制器310控制馬達340提供動力給桿體330時，桿體330以一固定的移動速率沿著環(huán)形軌道移動，而桿體330沿環(huán)形軌道繞行光感測器320 —周所需要時間為t。此時，控制器310同時控制光感測器320以取樣頻率f對所感測的照明亮度進行取樣以獲取多個亮度值。所以當(dāng)桿體320繞行光感測器320 —周時，光感測器320可通過取樣獲得(f*t)個亮度值，其中各個亮度值皆分別相對應(yīng)一個取樣位置，也就是說，每當(dāng)桿體330移動(360度/取樣頻率)度時，光感測器320便執(zhí)行一次取樣動作。
[0058]舉例來說，假設(shè)桿體330需要I秒來繞行光感測器320 —周，且光感測器320以每秒36次的取樣頻率進行取樣，因此，當(dāng)桿體330繞行光感測器320 —周時，光感測器320可獲取36個亮度值。在此，還假設(shè)桿體330的移動起始位置為方位角O度的位置，可得知:取樣位置為I的亮度值對應(yīng)至桿體330移動至方位角10度的位置時，光感測器320所取樣的照明亮度。同理，取樣位置為2的亮度值對應(yīng)至桿體330移動至方位角20度的位置時，光感測器320所取樣的照明亮度。由此可知，每個亮度值的取樣位置與桿體330所在位置的方位角有其對應(yīng)關(guān)系。
[0059]再者，依照前述說明中光源的照明方位角與光感測器320所感測的照明亮度大小的關(guān)系，可得知當(dāng)桿體330所在位置的方位角與光源的照射方位角相同時，光感測器320會感測到最小的照明亮度。基此，上述步驟S450中控制器310對亮度值進行運算處理，以獲得關(guān)于光源的照射方位角的步驟還可分為4個子步驟S45f S454。
[0060]在步驟S451中，控制器310量化并分析亮度值以獲得多個亮度感測值。仔細(xì)來說，光感測器320會具有其初始設(shè)定的最小值V與最大值U。但對于一般的感測器而言，其上限到下限并非一般容易運算的范圍。舉例來說，最小值V可能是32，而與最大值U可能是25565，由此可見最小值V至最大值U之間的范圍并非是個容易運算的數(shù)值范圍。因此，量化這個步驟是將光感測器320所感測到的亮度值量化成在一個容易計算的范圍內(nèi)。舉例來說，若要將亮度值量化在O?100的范圍內(nèi)，可以通過算式[亮度值*100/(U-V)]來實現(xiàn)，如此一來，就可以將亮度值轉(zhuǎn)換到分布在O?100的數(shù)值范圍之間。
[0061]在步驟S452中，控制器310自多個亮度感測值中取得最小亮度感測值。在步驟S453中，控制器310判斷最小亮度感測值所對應(yīng)的取樣位置L是否位于合理區(qū)間。若是，在步驟S454中，控制器310依據(jù)取樣位置L來計算源的照射方位角。也就是說，將最小亮度感測值所對應(yīng)的取樣位置L來換算的方位角，設(shè)定為光源的照射方位角。若最小亮度感測值所對應(yīng)的取樣位置L并非位于合理區(qū)間，控制器310控制馬達再次驅(qū)動桿體320，并且控制光感測器320以相同的取樣頻率重新進行取樣。藉此，控制器310可通過從多個亮度感測值中尋找合理的最小的亮度感測值，再依據(jù)最小的亮度感測值所對應(yīng)的取樣位置L進而判斷出桿體330所在位置的方位角以及光源的照射方位角。
[0062]然而，本發(fā)明的實現(xiàn)方式不限于上述說明，可以對于實際的需求而酌予變更上述實施例的內(nèi)容。例如，在本發(fā)明的一實施例中，可以利用所有的感測亮度值來判斷選取的最小亮度值是否合理。圖5是根據(jù)本發(fā)明范例實施例所繪示圖4中步驟S453的詳細(xì)流程圖。此外，圖6A?6C是依照本發(fā)明實施例所繪示的亮度感測值構(gòu)成的亮度曲線圖。為了輔助說明與幫助了解，以下將搭配參照圖6A?6C來詳細(xì)描述控制器310如何判斷最小亮度感測值是否位于合理區(qū)間的技術(shù)手段。而圖6A?6C所列舉的實施例僅為輔助說明，本案的技術(shù)手段并不限于所列舉的附圖。
[0063]圖6A?6C是依照本發(fā)明實施例所繪示的光源感測裝置的亮度曲線圖，其中縱軸定義為亮度值，橫軸定義為取樣位置。在本實施例中，假設(shè)亮度值分布在數(shù)值O?100之間，且光感測器取樣36次而取得36個亮度感測值。此外，還可對亮度值進行希爾伯轉(zhuǎn)換(Hilbert transform)以去除雜訊,得到一個較平滑的亮度曲線,避免因雜訊的干擾而取得不正確的最小亮度值。
[0064]首先請參照圖5與圖6A。首先在步驟S510中，自亮度感測值中取得最大亮度感測值max，并計算最大亮度感測值max與最小亮度感測值min之差，以作為反差值di。如圖6A所示，可發(fā)現(xiàn)最大亮度感測值max的取樣位置為10，且最小亮度感測值min的取樣位置為26。[0065]接著，在步驟S520中，計算每相鄰兩個亮度感測值之間的區(qū)間差值，舉例來說，將取樣位置為22的亮度感測值減掉取樣位置為21的亮度感測值，而產(chǎn)生區(qū)間差值dl。然后自各區(qū)間差值中選取最大差值d2及最小差值dl，并取得對應(yīng)最大差值d2的取樣位置M與對應(yīng)最小差值dl的取樣位置N。在圖6A所示的例子中，對應(yīng)最大差值d2的取樣位置M為30，而對應(yīng)最小差值dl的取樣位置N為21。
[0066]然后，在步驟S530中，判斷最大差值d2的絕對值與最小差值dl的絕對值是否小于反差值di，若否，控制光感測器重新進行取樣。據(jù)此，便可以避免因雜訊在亮度曲線圖中產(chǎn)生的其他峰值而干擾到最小亮度感測值的選取。除此之外，還可進一步藉由比較取樣位置M、取樣位置N與取樣位置L的大小關(guān)系，來據(jù)以判斷取樣位置L是否位于合理取樣區(qū)間。換句話說，在本實施例中可進而為之，將亮度曲線圖的取樣位置分成多個區(qū)間，并依據(jù)各區(qū)間的判斷方式來判斷最小亮度感測值min所對應(yīng)的取樣位置是否位于一合理區(qū)間。
[0067]在步驟S540中，判斷最小亮度感測值min對應(yīng)的取樣位置L所在的取樣位置區(qū)間。在本示范性實施例中，將36個取樣位置分成三個取樣位置區(qū)間，分別是取樣位置大于O且小于等于9的第一取樣位置區(qū)間I，取樣位置大于9且小于等于27的第二取樣位置區(qū)間11，以及取樣位置大于27且小于等于36的第三取樣位置區(qū)間III。在步驟S551，如圖6C所示的例子中，判定出取樣位置L落在取樣位置大于O且小于等于9的第一取樣位置區(qū)間I，即O < L = 9，也就是說，光源的照射方位角介于O至90度之間。接著，于步驟S561中，判斷最小差值對應(yīng)的取樣位置是否介于取樣位置為27至取樣位置為36的范圍之中，即取樣位置N是否符合27 < N = 36，并且最小亮度感測值min對應(yīng)的取樣位置L是否符合L蘭M<N。若步驟S561判斷為是，代表最小亮度感測值min對應(yīng)的取樣位置L落在合理區(qū)間。之后，接續(xù)步驟S454，就可以最小亮度感測值min來取得光源的照射方位角。若最小亮度感測值min對應(yīng)的取樣位置L并非落在合理區(qū)間，則接續(xù)步驟S410重新啟動馬達并重新進行取樣。
[0068]另一方面，在步驟S552，如圖6A所示的例子中，判定出取樣位置L落在取樣位置大于9且小于等于27的第二取樣位置區(qū)間II，即9 < L = 27，也就是說，光源的照射方位角介于90至270度之間。接著，于步驟S562中，判斷最小亮度感測值min對應(yīng)的取樣位置L是否符合N < L = M。若步驟S562判斷為是，代表最小亮度感測值min對應(yīng)的取樣位置L落在合理區(qū)間。舉例來說，如圖6A所示，最小亮度感測值min對應(yīng)的取樣位置(L = 26)介于最大差值d2對應(yīng)的取樣位置(M= 30)與最小差值dl對應(yīng)的取樣位置(N = 21)之間，表示最小亮度感測值min對應(yīng)的取樣位置L落在合理區(qū)間。
[0069]換句話說，最小亮度差值dl為一個負(fù)數(shù)值，代表其位于亮度曲線的下降區(qū)間。而最大亮度差值d2為一個正數(shù)值，代表其位于亮度曲線的上升區(qū)間。據(jù)此，便可以通過最大亮度差值d2及最小亮度差值dl分別對應(yīng)取樣位置N的與取樣位置M來判斷最小亮度值min對應(yīng)的取樣位置L是否位于亮度曲線的下降曲線與上升曲線之間。之后，接續(xù)步驟S454，就可以最小亮度感測值min來取得光源的照射方位角。若小亮度感測值min對應(yīng)的取樣位置L并非落在合理區(qū)間，則接續(xù)步驟S410重新啟動馬達并重新進行取樣。
[0070]另外，在步驟S553，如圖6B所示的例子中，判定出取樣位置L落在取樣位置大于27且小于等于36的第三取樣位置區(qū)間III，即27 < L = 36，也就是說，光源的照射方位角介于270至360度之間。接著，于步驟S563中，判斷最小差值對應(yīng)的取樣位置N是否介于取樣位置為27至取樣位置為36的范圍之中，即取樣位置N是否符合27 < N = 36，并且判斷最小亮度感測值對應(yīng)的取樣位置L是否符合M < N = L。若步驟S563判斷為是，代表最小亮度感測值min對應(yīng)的取樣位置L落在合理區(qū)間。之后，接續(xù)步驟S454，就可以最小亮度感測值min來取得光源的照射方位角。若最小亮度感測值min對應(yīng)的取樣位置L并非落在合理區(qū)間，則接續(xù)步驟S410重新啟動馬達并重新進行取樣。
[0071]值得一提的是，本發(fā)明的光源感測裝置可應(yīng)用于一影像擷取裝置上。圖7為依照本發(fā)明一實施例所繪示的光源感測裝置與影像擷取裝置的方塊圖。請參照圖7，光源感測裝置30中各元件之間的耦接關(guān)系可參考圖3所示實施例的說明，在此不贅述。需注意的是，光源感測裝置30耦接影像擷取裝置70，而影像擷取裝置70包括補光單元710。影像擷取裝置70例如是相機、數(shù)字相機、攝影機、或具備相機功能的手機或智能型手機等。
[0072]在一般的拍攝情境中，光源不可能每次都以良好的照射方位角照射欲拍攝的物品，因此可通過本發(fā)明的光源感測裝置30耦接至影像擷取裝置70，且光源感測裝置30的控制器310判斷反差值di是否大于臨界值。其中臨界值是依據(jù)實際情況而適當(dāng)設(shè)定，本發(fā)明對此不限制。舉例來說，可針對影像擷取裝置所處的環(huán)境中光源的強弱來設(shè)定適當(dāng)?shù)呐R界值。若反差值di大于臨界值，光源感測器30的控制器310可直接或間接通過影像擷取裝置70的其他元件來啟動影像擷取裝置70的補光單元710，并依據(jù)光源的照射方位角對應(yīng)調(diào)整補光單元的補光方向。舉例來說，如圖7所示的實施例中，當(dāng)反差值di大于60時，光源感測裝置30的控制器310可直接或間接啟動影像擷取裝置70的補光單元710。也就是說，光源感測裝置30使影像擷取裝置70能夠得知光源的照射方位角，并據(jù)以調(diào)整其補光單元710 (例如:閃光燈)或偏光鏡等光學(xué)元件，使影像擷取裝置70能拍攝出更佳的影像。
[0073]圖8A與圖SB是依照本發(fā)明另一實施例所繪示一種光源的照射方位角的簡單示意圖。圖8A與圖8B所示的應(yīng)用情境可以參照圖1至圖7的相關(guān)說明。請參照圖8A與圖8B，在本實施例中方位角與真實方位的設(shè)定如8A與圖SB所示，且還假設(shè)影像擷取裝置的使用者位于方位角180度的位置且面向北方進行拍攝。請參照圖8A，當(dāng)光源感測裝置判斷出光源的照射方位角位于40度?90度之間時，代表光源從第I區(qū)的方向射入至光源檢測裝置，也可以說光線來自于東北東或東北的方向。簡而言之，對于影像擷取裝置的使用者而言，光線來自于較偏右邊的方向。且若光源感測裝置經(jīng)計算所得的反差值di大于臨界值時，代表被攝物體處于部份背對光源且與背景光線反差過大的情況。此時，影像擷取裝置啟動補光單元針對被攝物體缺乏光線照射的一側(cè)進行補光，也就是向影像擷取裝置使用者左邊的方向進行補光的動作。
[0074]請參照圖SB，當(dāng)光源感測裝置判斷出光源的照射方位角位于O度?40度或320度?360度之間時，代表光源從第II區(qū)的方向射入至光源檢測裝置，也可以說光線來自于北邊的方向。簡而言之，對于影像擷取裝置的使用者而言，光線來自于前方。且若光源感測裝置經(jīng)計算所得的反差值di大于臨界值時，代表被攝物體處于背對光源且與背景光線反差過大的情況。此時，影像擷取裝置啟動補光單元針對被攝物體進行補光。
[0075]同理可推，當(dāng)光源感測裝置判斷出光源的照射方位角位于270度?320度之間時，代表光源從第III區(qū)的方向射入至光源檢測裝置，也可以說光線來自于西北西或西北的方向。簡而言之，對于影像擷取裝置的使用者而言，光線來自于較偏左邊的方向。且若光源感測裝置經(jīng)計算所得的反差值di大于臨界值時，代表被攝物體處于部份背對光源且與背景光線反差過大的情況。此時，影像擷取裝置啟動補光單元針對被攝物體缺乏光線照射的一側(cè)進行補光，也就是向影像擷取裝置使用者右邊的方向進行補光的動作。然而，以上所舉的應(yīng)用實施例中的各項數(shù)值僅為示范性實施例，非以限定本發(fā)明。
[0076]綜上所述，本發(fā)明的光源感測裝置與光源感測方法中，僅需要利用簡易的檢測裝置，就可藉由光感測器所感測的照明亮度來據(jù)以判斷光源的照射方位角，進而得知光源的所在位置信息。再者，本發(fā)明從多個亮度感測值中尋找最小亮度感測值的方法中，還可進一步藉由除最小亮度感測值本身之外的亮度感測值來判斷所選取的最小亮度值是否合理。如此一來，可在確保搜尋到合理最小亮度值前提下，提升判斷光源照射方位角的準(zhǔn)確率。此夕卜，本發(fā)明的光源感測裝置可輔助影像擷取裝置，進而分析拍攝情境中的需求來提供光源，從而產(chǎn)生更佳的拍攝結(jié)果。
[0077]雖然本發(fā)明已以實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可作若干的更動與潤飾，故本發(fā)明的保護范圍是以本發(fā)明的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種光源感測裝置，包括: 一光感測器，用以感測一光源所發(fā)出的一照明亮度； 一桿體，設(shè)置于該光感測器周圍的一環(huán)形軌道上，其中當(dāng)該光源照射于該桿體時，形成一陰影于該光感測器的一感測面上； 一馬達，驅(qū)動該桿體以一移動速率沿著該環(huán)形軌道移動；以及一控制器，耦接至該馬達與該光感測器，該控制器控制該光感測器在一取樣時間內(nèi)以一取樣頻率進行取樣，以獲取多個亮度值，該控制器對這些亮度值進行運算處理，以獲得關(guān)于該光源的一照射方位角。
2.如權(quán)利要求1所述的光源感測裝置，其中: 該控制器量化這些亮度值，以獲得多個亮度感測值，并自這些亮度感測值中取得一最小亮度感測值，該控制器判斷該最小亮度感測值所對應(yīng)的一取樣位置L是否位于一合理取樣區(qū)間，若是，該控制器依據(jù)該取樣位置L來計算該光源的該照射方位角。
3.如權(quán)利要求2所述的光源感測裝置，其中: 該控制器還自這些亮度感測值中取得一最大亮度感測值，該控制器并計算該最大亮度感測值與該最小亮度感測值之差，以作為一反差值。
4.如權(quán)利要求3所述的光源感測裝置，其中: 該控制器計算每相鄰兩個亮度感測值之間的一區(qū)間差值，并且該控制器自各該區(qū)間差值中選取一最大差值及一最小差值，同時取得對應(yīng)該最大差值的一取樣位置M與對應(yīng)該最小差值的一取樣位置N, 該控制器判斷該最 大差值的絕對值與該最小差值的絕對值是否小于該反差值，若否，該控制器控制該光感測器以該取樣頻率重新進行取樣。
5.如權(quán)利要求4所述的光源感測裝置，其中: 該控制器比較該取樣位置M、該取樣位置N與該取樣位置L的大小關(guān)系，據(jù)以判斷該取樣位置L是否位于該合理取樣區(qū)間。
6.如權(quán)利要求3所述的光源感測裝置，該光源感測裝置還耦接一影像擷取裝置，其中: 該控制器判斷該反差值是否大于一臨界值，若該反差值大于該臨界值，該控制器啟動該影像擷取裝置的一補光單元，且依據(jù)該光源的該照射方位角對應(yīng)調(diào)整該補光單元的一補光方向。
7.如權(quán)利要求2所述的光源感測裝置，其中: 該控制器先對這些亮度值進行希爾伯轉(zhuǎn)換，再對去除雜訊后的這些亮度值進行量化處理。
8.如權(quán)利要求2所述的光源感測裝置，其中: 該控制器計算每相鄰兩個亮度感測值之間的一區(qū)間差值，并且該控制器自各該區(qū)間差值中選取一最大差值及一最小差值，同時取得對應(yīng)該最大差值的一取樣位置M與對應(yīng)該最小差值的一取樣位置N;以及 該控制器比較該取樣位置M、該取樣位置N與該取樣位置L的大小關(guān)系，據(jù)以判斷該取樣位置L是否位于該合理取樣區(qū)間。
9.一種光源感測方法，適用于具有一光感測器的一光源感測裝置，該光感測器感測一光源所發(fā)出的一照明亮度，該光源感測方法包括:驅(qū)動一桿體在該光感測器周圍的一環(huán)形軌道上移動，其中當(dāng)該光源照射于該桿體時，形成一陰影于該光感測器的一感測面上； 由該光感測器在一取樣時間內(nèi)以一取樣頻率對所感測的該照明亮度進行取樣，以獲取多個亮度值；以及 對這些亮度值進行運算處理，以獲得關(guān)于該光源的一照射方位角。
10.如權(quán)利要求9所述的光源感測方法，其中對這些亮度值進行運算處理，以獲得關(guān)于該光源的該照射方位角的步驟包括: 量化并分析這些亮度值以獲得多個亮度感測值； 自這些亮度感測值中取得一最小亮度感測值； 判斷該最小亮度感測值所對應(yīng)的一取樣位置L是否位于一合理取樣區(qū)間；以及 若是，依據(jù)該取樣位置L來計算該光源的該照射方位角，若否，控制該光感測器以該取樣頻率重新進行取樣。
11.如權(quán)利要求10所述的光源感測方法，其中在獲得這些亮度感測值的步驟之后，還包括: 自這些亮度感測值中取得一最大亮度感測值；以及 計算該最大亮度感測值與該最小亮度感測值之差，以作為一反差值。
12.如權(quán)利要求11所述的光源感測方法，其中在獲得該反差值之后還包括: 計算每相鄰兩個亮度感 測值之間的一區(qū)間差值，并自各該區(qū)間差值中選取一最大差值及一最小差值，并取得對應(yīng)該最大差值的一取樣位置M與對應(yīng)該最小差值的一取樣位置N ；以及 判斷該最大差值的絕對值與該最小差值的絕對值是否小于該反差值，若否，控制該光感測器以該取樣頻率重新進行取樣。
13.如權(quán)利要求12所述的光源感測方法，若該最大差值的絕對值與該最小差值小于該反差值，判斷該最小亮度值所對應(yīng)的該取樣位置L是否位于該合理取樣區(qū)間的步驟包括: 比較該取樣位置M、該取樣位置N與該取樣位置L的大小關(guān)系，據(jù)以判斷該取樣位置L是否位于該合理取樣區(qū)間。
14.如權(quán)利要求11所述的光源感測方法，還包括: 判斷該反差值是否大于一臨界值；以及 若該反差值大于該臨界值，啟動一影像擷取裝置的一補光單元，依據(jù)該光源的該照射方位角對應(yīng)調(diào)整該補光單兀的一補光方向。
15.如權(quán)利要求10所述的光源感測方法，其中在量化并分析這些亮度值的步驟之前還包括: 對這些亮度值進行希爾伯轉(zhuǎn)換以去除雜訊。
16.如權(quán)利要求10所述的光源感測方法，判斷該最小亮度值所對應(yīng)的該取樣位置L是否位于該合理取樣區(qū)間的步驟包括: 計算每相鄰兩個亮度感測值之間的一區(qū)間差值，并自各該區(qū)間差值中選取一最大差值及一最小差值，并取得對應(yīng)該最大差值的一取樣位置M與對應(yīng)該最小差值的一取樣位置N ；以及 比較該取樣位置M、該取樣位置N與該取樣位置L的大小關(guān)系，據(jù)以判斷該取樣位置L是否位于該合理取樣區(qū)間。`
【文檔編號】G01J1/00GK103868586SQ201210585962
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月17日
【發(fā)明者】張光嵐 申請人:緯創(chuàng)資通股份有限公司