CN105653017B - 电子装置及电子装置的重力感测校正方法 - Google Patents

Abstract

一种电子装置及电子装置的重力感测校正方法。该电子装置包括：一重力感测单元、一影像撷取单元以及一处理单元；该重力感测单元藉由一预设重力基准数据以识别该电子装置的一转动方向；该影像撷取单元撷取包括一物件的一影像；该处理单元耦接该重力感测单元以及该影像撷取单元，该处理单元通过该重力感测单元来获得一当前重力感测值，依据该当前重力感测值来产生一特定重力基准数据，且该处理单元分析该影像以判断该物件相对于该电子装置的一移动方向，从而藉由该特定重力基准数据以及该物件的该移动方向来识别该电子装置的该转动方向。藉由本发明，当使用者在非正规姿势下使用电子装置时，电子装置仍可来顺利地进行重力感应类型操作。

Description

电子装置及电子装置的重力感测校正方法

技术领域

本发明涉及一种电子装置及电子装置的校正技术，且特别涉及一种电子装置及电子装置的重力感测校正方法。

背景技术

目前许多消费型电子产品皆有设置重力感应器(如，陀螺仪、加速度计)，以检测电子产品的摆置角度或方向，使电子产品(如，智能型手机、平板计算机)中的应用程序得以进行相应的体感或重力感应类型操作。重力感应类型操作可应用在例如播放音乐、拍照摄影、防抖校准、体感游戏等应用程序中。然而，目前的重力感应器仅在电子产品设计出厂时会被校准其基准数据，使用者无法在获得电子产品后另外以其他方式来重新校准重力感应器的基准数据。

因此，当使用者在正常的坐姿或站姿下来使用电子产品以进行重力感应类型操作时，电子产品将可正常运作。然而，当使用者已经躺下或者处于非站姿或非坐姿的其他姿势时(例如，倒立、侧躺等姿势)，电子产品将由于重力感应器无法适应性地被调整，而使得重力感应类型操作将不会如使用者预期般地运作。

因此，如何使电子产品适应性地在使用者的不同姿势下也能正常使用其重力感应类型操作，便是厂商可研议的技术之一。

从而，需要提供一种电子装置及电子装置的重力感测校正方法来解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种电子装置及其重力感测校正方法，可让使用者在非正规姿势(例如，侧躺、倒立、平躺)下顺利地利用电子装置来进行重力感应类型操作。

本发明提出一种电子装置，该电子装置包括：一重力感测单元、一影像撷取单元以及一处理单元；该重力感测单元藉由一预设重力基准数据以识别该电子装置的一转动方向；该影像撷取单元撷取包括一物件的一影像；该处理单元耦接该重力感测单元以及该影像撷取单元，该处理单元通过该重力感测单元来获得一当前重力感测值，依据该当前重力感测值来产生一特定重力基准数据，且该处理单元分析该影像以判断该物件相对于该电子装置的一移动方向，从而藉由该特定重力基准数据以及该物件的该移动方向来识别该电子装置的该转动方向。

在本发明的一实施例中，上述的处理单元在接收到重力感应校正请求时，通过所述重力感测单元来获得所述当前重力感测值，并依据所述当前重力感测值来产生特定重力基准数据。

在本发明的一实施例中，上述的处理单元将依据所述特定重力基准数据所识别得到的所述转动方向的数值传送至所述电子装置所执行的应用程序。

在本发明的一实施例中，上述的影像撷取单元为所述电子装置的前置镜头模块。

在本发明的一实施例中，上述的物件为使用者的脸部。

从另一角度来看，本发明提出一种电子装置的重力感测校正方法，其中该电子装置包括一重力感测单元以及一影像撷取单元，所述重力感测校正方法包括：藉由该重力感测单元来获得一当前重力感测值；依据该当前重力感测值来产生一特定重力基准数据；藉由该影像撷取单元撷取包括一物件的一影像，并分析该影像以判断该物件相对于该电子装置的一移动方向；以及藉由该特定重力基准数据以及该物件的该移动方向来识别该电子装置的该转动方向。

在本发明的一实施例中，重力感测校正方法还包括下列步骤：判断是否接收一重力感应校正请求；以及，当接收所述重力感应校正请求时，藉由所述重力感测单元来获得所述当前重力感测值，并依据所述当前重力感测值来产生所述特定重力基准数据。

在本发明的一实施例中，重力感测校正方法还包括下列步骤：将依据所述特定重力基准数据所识别得到的所述转动方向的数值传送至所述电子装置所执行的应用程序。

基于上述，本发明实施例所述的电子装置可依据重力感测单元所检测得到的当前重力感测值来校准其重力基准数据，藉以使电子装置可以适应性地配合使用者在持有电子装置时的姿势来调整重力感测单元。如此一来，电子装置便可基于此校准后的重力基准数据、当前感测的重力感测值以及前置镜头模块所感测的目标物件(例如，使用者人脸)与电子装置之间的移动方向来得知电子装置的转动方向。藉此，当使用者在非正规姿势(例如，侧躺、倒立、平躺)下使用电子装置时，电子装置仍可藉由此重力感应校准设置来顺利地进行重力感应类型操作。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明的一实施例以说明一种电子装置的方框图。

图2是依照本发明的一实施例来说明电子装置的一种重力感测校正方法的流程图。

图3是依照本发明的一实施例所述的重力感应校准设置的示意图。

图4绘示电子装置设置在水平面且为静止时的示意图。

图5绘示使用者以在平躺姿势时拿取电子装置的示意图。

图6及图7是依照本发明的一实施例以绘示电子装置以及物件的示意图。

主要组件符号说明：

100 电子装置

110 重力感测单元

120 影像撷取单元

130 处理单元

S210～S250 步骤

310、320 “特殊重力感应”设置

410、510 电子装置的显示屏幕

420、430、630、730 箭头方向

610、710 物件

620、720 虚线箭头

具体实施方式

目前的电子装置在涉及到重力感应类型操作时，通常藉由重力感应单元(如，加速度计、陀螺仪)以读取在三个预设坐标轴(X、Y、Z轴)上的相应数值，并且由这三个预设坐标轴上相应数值的变化来识别出电子装置的运动方向或转动方向。然而，当使用者在平躺或侧躺等情况下进行电子装置的重力感应类型操作时，由于此时重力感应单元所感应到的数值并非在出厂预设情况下的数值，并且重力感应类型操作的数值会因为正负数的变化而导致电子装置并不会如原先使用者预想般的产生相应动作。藉此，本发明实施例藉由重新校准电子装置中重力感应单元的重力基准数据，并通过电子装置的前置镜头模块来判断目标物件(如，使用者的脸部)相对于电子装置的移动方向，便可让使用者在非正规姿势(例如，侧躺、倒立、平躺)下也可顺利地利用电子装置来进行重力感应类型操作。以下提供符合本发明的实施例，藉以佐证本发明的精神。

图1是依照本发明的一实施例以说明一种电子装置100的方框图。电子装置100包括重力感测单元110、影像撷取单元120以及处理单元130。电子装置100可以是当前的消费型电子产品，例如是智能型手机、平板计算机、超薄笔记本型计算机等。应用本实施例者可依其需求将本发明实施例的精神应用于其他电子装置上，只要此电子装置100包括重力感测单元110、影像撷取单元120及处理单元130即可。

重力感测单元110可以是加速度计(例如，芯片名称为BMA2X2的重力感应器(Gsensor))或是陀螺仪。在电子装置100出厂前，重力感测单元110便具备一预设重力基准数据，藉以识别电子装置的转动方向。影像撷取单元120可以是电子装置100的前置镜头模块，其用以撷取电子装置100在其显示屏幕前方的影像。在部分实施例中，影像撷取单元120也可以是电子装置100的后置镜头模块，应用本实施例者可依照本发明实施例的精神来调整影像撷取单元120的影像撷取方向。

处理单元130分别耦接重力感测单元110以及影像撷取单元120。在本实施例中，处理单元130可以是电子装置100的中央处理单元、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、可编程逻辑装置(PLD)、图像处理器、复杂可编程逻辑装置(CPLD)、现场可编程门阵列(FPGA)的其中一个或是上述处理组件的组合。例如，电子装置100可以具备中央处理单元以及特别用于处理影像的图像处理器，由于影像撷取单元120所撷取的影像会先行经由图像处理器进行相关处理，因此此时的处理单元130便可以是中央处理单元与图像处理器的组合。应用本实施例者应可藉由电子装置100的需求而适度利用上述处理组件的组合来作为本发明实施例所称的处理单元130。

图2是依照本发明的一实施例来说明电子装置100的一种重力感测校正方法的流程图。在此重力感测校正方法中，电子装置100需至少包括重力感测单元110以及影像撷取单元120。请同时参照图1及图2，在步骤S210中，电子装置100会判断是否接收到一重力感应校正请求。在本实施例中，电子装置100在其操作系统中的设置字段可以增加一项重力感应校准设置，藉以让使用者来藉由操作系统中的使用者界面以提出此重力感应校正请求。图3是依照本发明的一实施例所述的重力感应校准设置的示意图。如图3所示，图3左方的使用者‘系统设置’界面中除了原有的“飞行模式”设置、“无线局域网络(WLAN)”设置以外，还可包括“特殊重力感应”设置310。使用者可藉由“特殊重力感应”设置310上的按钮来开启或关闭此功能。图3右方的使用者‘快捷设置’界面中也可增加“特殊重力感应”设置320，使用者可以点选此“特殊重力感应”设置320来开启或关闭此功能。当开始此功能时，电子装置100便接收到此重力感应校正请求。

请回到图1及图2，当电子装置100接收到此重力感应校正请求时，便从步骤S210进入步骤S220，电子装置100中的处理单元130藉由重力感测单元110来获得当前重力感测值。并且，在步骤S230中，处理单元130便依据此当前重力感测值来产生特定重力基准数据。在本实施例中，重力感测单元110便可藉由此特定重力基准数据来识别电子装置的转动方向。在其他实施例中，处理单元130也可将此特定重力基准数据作为校准依据，且将重力感测单元110中原先的预设重力基准数据以特定重力基准数据进行取代。当重力感应校正请求被结束或“特殊重力感应”设置被设定为关闭时，处理单元130才会以原先的预设重力基准数据来对重力感测单元110重新进行设定。应用本实施例者可依照其需求来选择是否将重力感测单元110中原先的预设重力基准数据进行重新校正。

在此以相关的重力感应数据来详细说明步骤S220及步骤S230。一般而言，在电子装置100出厂前，重力感测单元110便具备预设重力基准数据，藉以识别电子装置的转动方向。图4绘示电子装置100设置在水平面且为静止时的示意图。图4所示的电子装置100中的重力感测单元在此时所测得的重力感应值可表示为理想上的预设重力基准数据。此预设重力基准数据可如下表(1)所示。

表(1)

坐标方向	X	Y	Z
				预设重力基准数据	0	0	9.8

在图4中，X、Y及Z方向用以表示电子装置100的原始直角坐标系。电子装置100的显示屏幕410以及影像撷取单元120(前置镜头模块)朝向+Z方向设置。若想要重新校准电子装置100中的重力感测单元110时，通常会使电子装置100平放，使得显示屏幕410朝上或朝下设置时才能进行重力感测单元110的重新校准。使用“重新校准重力感测单元”功能仅是适用于使用者感觉电子装置100的重力感应值不准确的时候，且在进行重新校准时不能晃动电子装置100，且要静止较长的时间。如果使用者想要更换其姿势，便需要重新校准电子装置100，且会浪费较长时间重新进行上述步骤。因此，“重新校准重力感测单元”功能无法在使用者的非正规姿势情况下进行校准。

在本实施例中，以芯片名称为BMA2X2的重力感应器作为举例，X、Y、Z方向的数值最大为+9.8，最小则为-9.8。当手机朝向显示屏幕410的左方旋转时，也就是以Y方向为轴且以箭头方向420进行旋转时，Y方向的数值不变，X方向的数值将会从0逐渐增加至+9.8，然后再逐步减小至-9.8，然后再次增加至0。Z方向的数值则会逐渐从9.8逐步减小至-9.8，然后再增加至+9.8。另一方面，当手机朝向显示屏幕410的上方旋转时，也就是以X方向为轴且以箭头方向430旋转时，X方向的数值不变，Y方向的数值将会从0逐渐减小至-9.8，再逐步增加至+9.8，然后再次减小至0。Z方向的数值则会逐渐从9.8逐步减小至-9.8，然后再增加至+9.8。

图5绘示使用者以在平躺姿势时拿取电子装置100的示意图。图5中电子装置100的显示屏幕510朝向的方向(+Z1方向)是朝向使用者在平躺姿势时的脸部。藉此，步骤S230的‘依据此当前重力感测值来产生特定重力基准数据’是用以表示，电子装置100可利用当前重力感测值为基准，将以图5中显示屏幕510朝向的方向(+Z1方向)、与显示屏幕510长边所指的方向(Y1方向)以及与显示屏幕510短边所指的方向(X1方向)来形成新的校正后三维坐标系。详细来说，假设图5中电子装置100在步骤S220以X、Y、Z方向作为原始三维坐标系且通过重力感测单元110检测得到当前重力感测值如表(2)所示时，则便依据此当前重力感测值来产生此特定重力基准数据，从而产新的校正后三维坐标系。

表(2)

原始三维坐标系	X	Y	X
				当前重力感测值	2.645	7.281	-5.750
校正后三维坐标系	X1	Y1	Z1
				校正后的重力感测值	0	0	9.8

如此一来，藉由以X1、Y1及Z1方向结合成的校正后三维坐标系，电子装置100便可得知电子装置的转动方向的绝对数值，藉此便可让使用者在非正规姿势下也能正常使用电子装置100的重力感应类型操作。然而，步骤S220及步骤S230仅能得知电子装置的转动方向在两个三维坐标系之间的绝对数值，但无法得知电子装置100的转动方向的指向方向。

请重新参照图1及图2，在步骤S240中，处理单元130藉由影像撷取单元120撷取包括一物件的影像，且处理单元130分析此影像以判断所述物件相对于电子装置100的移动方向。如此一来，便可藉由物件相对于电子装置100的移动方向来得知电子装置100的转动方向的指向方向。

图6及图7是依照本发明的一实施例以绘示电子装置100以及物件610、710的示意图。在此以图1、图6及图7来详细说明图2的步骤S240。在本实施例中，图6及图7的物件610、710皆位于电子装置100的显示屏幕510的前方。电子装置100的影像撷取单元120可藉由撷取影像而得知物件610、710的位置。由于电子装置100是由使用者拿取并使用，因此此处的物件610、710常为使用者的脸部。应用本实施例者也可藉由其他物体来作为物件610、710。在本实施例中，由于使用者的脸部具有特定的结构分布特征，因此可以较为轻易地藉由人脸检测技术及图像处理运算来识别人脸的位置以及人脸相对于电子装置的移动方向。详细来说，处理单元130可以分析包含有物件610、710的影像中的人脸眼睛、鼻子、嘴巴等部位的形状以及这些部位相互之间的几何设置关系来确定人脸的大小及位置。当识别到人脸后，便可利用影像中的人脸图片样本来提取肤色像素以便于建立肤色色度高斯模型。处理单元130根据高斯肤色模型求得人脸大致轮廓。之后，处理单元130可采取形态学处理以除去非人脸的影像区域，从而得到人脸的影像区域，以便于记录人脸中心点位置的坐标。之后，处理单元130通过下一张影像来重复上述动作，便可得知人脸中心点位置是否有移动，便可得到人脸移动的方向。

在部分实施例中，当电子装置100的影像撷取单元120(前置镜头模块)的影像可能无法撷取到人脸的时候，也可通过影像中具备较为明显的几何形状/颜色的物体的位置来作为物件610、710，处理单元130可通过分析每张影像中具备较为明显的几何形状/颜色的物体来识别到此物件610、710相对于电子装置100的移动方向。

由于使用者操作电子装置100以进行重力感应操作，因此图6及图7中的物件610、710可能实际上没有移动，电子装置100上所检测到的物件610、710的移动方向(以虚线箭头620、720表示)实际上是电子装置100本身在转动或移动所形成的。例如，当电子装置100检测到图6的物件610往移动方向620移动(也就是，电子装置100检测到物件610往电子装置100的右边移动)时，表示电子装置100实际上是以Y方向为轴而朝向箭头方向630进行转动。相对地，当电子装置100检测到图7的物件710往移动方向720移动(也就是，电子装置100检测到物件710往电子装置100的上边移动)时，表示电子装置100实际上是以Y方向为轴而朝向箭头方向730进行转动。如此一来，电子装置100便可藉由物件610、710的移动方向来判断自身转动方向的朝向方向。

请重新参照图1及图2，在步骤S250中，处理单元130便可藉由上述的特定重力基准数据以及物件的移动方向来识别电子装置100的转动方向。处理单元130还将依据此特定重力基准数据所识别得到的转动方向的数值传送至电子装置100所执行的应用程序中，藉以执行相应的重力感应类型操作。

举例来说，在步骤S250中，当使用者偏转电子装置100时，重力感测单元110以原始三维坐标系所读取到的当前重力感测值如下表(3)所示。

表(3)

原始三维坐标系	X	Y	Z
				当前重力感测值	5.462	7.468	-3.654

另一方面，由于处理单元130经由影像撷取单元120得知影像中的物体向右移动，因此处理单元判定使用者是向左偏移电子装置100。由于使用者是向左偏移电子装置100导致当前重力感测值产生变化，因此以校正后三维坐标系的重力感测值便如下表(4)所示。

表(4)

如此一来，应用程序便可以得到校正后三维坐标系的重力感应值，如此产生的重力感测值传送给应用程序后，使用者便可在非正规姿势(例如，侧躺、倒立、平躺)下顺利地利用电子装置100来进行重力感应类型操作。

综上所述，本发明实施例所述的电子装置中可增加一项重力感应校准设置。当使用者将此重力感应校准设置开启(也就是，提出重力感应校正请求)时，电子装置便会依据重力感测单元所检测得到的当前重力感测值来校准其重力基准数据，藉以使电子装置可以适应性地配合使用者在持有电子装置时的姿势来调整重力感测单元。如此一来，电子装置便可基于此校准后的重力基准数据、当前感测的重力感测值以及前置镜头模块所感测的目标物件(例如，使用者人脸)与电子装置之间的移动方向来得知电子装置的转动方向。藉此，当使用者在非正规姿势(例如，侧躺、倒立、平躺)下使用电子装置时，电子装置仍可藉由此重力感应校准设置来顺利地进行重力感应类型操作。

虽然本发明已以实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，应当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应当视所附的权利要求书的范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种电子装置，该电子装置包括：

一重力感测单元，该重力感测单元藉由一预设重力基准数据以识别该电子装置的一转动方向；

一影像撷取单元，该影像撷取单元撷取包括一物件的一影像；以及

一处理单元，该处理单元耦接该重力感测单元以及该影像撷取单元，该处理单元通过该重力感测单元来获得一当前重力感测值，依据该当前重力感测值来产生一特定重力基准数据，且在依据该当前重力感测值来产生该特定重力基准数据之后，该处理单元分析该影像以判断该物件相对于该电子装置的一移动方向，从而藉由该特定重力基准数据以及该物件的该移动方向来识别该电子装置的该转动方向。

2.如权利要求1所述的电子装置，其中该处理单元在接收到一重力感应校正请求时，通过该重力感测单元来获得该当前重力感测值，并依据该当前重力感测值来产生该特定重力基准数据。

3.如权利要求1所述的电子装置，其中该处理单元将依据该特定重力基准数据所识别得到的该转动方向的数值传送至该电子装置所执行的一应用程序。

4.如权利要求1所述的电子装置，其中该影像撷取单元为该电子装置的一前置镜头模块。

5.如权利要求1所述的电子装置，其中该物件为使用者的脸部。

6.一种电子装置的重力感测校正方法，其中该电子装置包括一重力感测单元以及一影像撷取单元，所述重力感测校正方法包括：

藉由该重力感测单元来获得一当前重力感测值；

依据该当前重力感测值来产生一特定重力基准数据；

在依据该当前重力感测值来产生该特定重力基准数据的步骤之后藉由该影像撷取单元撷取包括一物件的一影像，并分析该影像以判断该物件相对于该电子装置的一移动方向；以及

藉由该特定重力基准数据以及该物件的该移动方向来识别该电子装置的转动方向。

7.如权利要求6所述的重力感测校正方法，还包括：

判断是否接收一重力感应校正请求；以及

当接收该重力感应校正请求时，藉由该重力感测单元来获得该当前重力感测值，并依据该当前重力感测值来产生该特定重力基准数据。

8.如权利要求6所述的重力感测校正方法，还包括：

将依据该特定重力基准数据所识别得到的该转动方向的数值传送至该电子装置所执行的一应用程序。

9.如权利要求6所述的重力感测校正方法，其中该影像撷取单元为该电子装置的一前置镜头模块。

10.如权利要求6所述的重力感测校正方法，其中该物件为使用者的脸部。